Георгій Гамов народився вОдесі 4 березня 1904 року в родині вчителів. Як по батьківській, так і по материнській лінії Гамов походив із відомих сімей. Його батько, Антон Михайлович Гамов, був спадковим дворянином, викладав російську мову та літературу у приватній гімназії та реальному училищі[6]. З боку батька більшість предків Гамова були військовими, а його дід, полковник Михайло Андрійович Гамов, обіймав посаду комендантаКишинева[7][8][9]. Мати Георгія, Олександра Арсеніївна Лебединцева, рано померла. Її предки належали до православного духовенства і займали високі пости в церковній ієрархії, наприклад, дід Георгія Гамова,Арсен Лебединцев[ru], був протоієреєм, настоятелем одеськогоСпасо-Преображенського кафедрального собору[8].
У 1922 році Гамов покинув Одесу і вступив нафізико-математичний факультет[ru]Петроградського університету, який саме в той час перетворювався на центр радянської фізичної науки. Щоб мати додаткові засоби для існування, після прибуття вПетроград у липні 1922 року Гамов влаштувався спостерігачем на Метеорологічну станціюЛісового інституту і тричі на день знімав показання приладів. За протекцією старого знайомого його батька професора В. Оболенського, Гамов залишався на цій роботі до вересня 1923 року, поєднуючи її з навчанням в університеті[11].
За часів студентства Гамова сформувався тісний гурток молодих фізиків-однодумців, названий його учасниками «Джаз-бандою». Його ядро спочатку склали Гамов,Дмитро Іваненко,Андрій Ансельм[ru] та В. Кравцов. Незабаром до них приєдналисяЛев Ландау,Матвій Бронштейн таВіктор Амбарцумян[16]. Троє друзів із цього гуртка — Гамов, Іваненко та Ландау — опублікували на початку 1928 року в«Журналі Російського фізико-хімічного товариства»[ru] статтю «Світові сталі та граничний перехід»[17], в якій дали ієрархію фізичних теорій на основі системи фундаментальних констант —швидкості світла,гравітаційної сталої тасталої Планка (так звана cGh-система). Незважаючи на те, що самі автори вважали цю роботу лише жартом і ніколи на неї не посилалися, згодом вона привернула увагу дослідників своєю класифікацією основ фізики та принципів її розвитку[18].
Співробітники лабораторіїВільяма Брегга в 1931 році. Брегг сидить у центрі, Гамов стоїть крайнім праворуч.
Гамов закінчив університет у 1926 році та вступив до аспірантури. У тому ж році він був рекомендований як кандидат на поїздку до Німеччини на стажування. Однак дозвіл та всі необхідні документи були отримані лише навесні 1928 року. У червні він прибув уГеттінген, де був представлений керівнику тамтешньої групи теоретиківМаксу Борну. Вирішивши зайнятися невирішеною теоретичною проблемою, Гамов обрав за основний напрям теоріюатомного ядра, особливо проблемуальфа-розпаду — одного з видіврадіоактивності[19]. Застосувавши ідею про квантово-механічне проникненняхвильової функції альфа-частинки черезкулонівський бар'єр (тунельний ефект), йому вдалося показати, що частинки навіть з невеликою енергією можуть з певною ймовірністю вилітати з ядра[20]. Це було перше успішне пояснення поведінки радіоактивних елементів з урахуванням квантової теорії. Ідею про підбар'єрне тунелювання на той час вже використовували при поясненні явищтермоелектронної (Лотар Нордгейм[en]) таавтоелектронної емісії (Нордгейм іРальф Фаулер), а також при розгляді поведінкидвоатомних молекул (Фрідріх Гунд). Практично одночасно з Гамовим якісну ідею про роль тунельного ефекту в альфа-розпаді висловилиРональд Герні[en] таЕдвард Кондон[en], однак саме Гамову вдалося першому отримати важливі кількісні результати[21]. На основі своєї теорії Гамов зміг оцінити розмір ядер (порядку 10−13 см) і, що ще важливіше, дати теоретичне пояснення емпіричногозакону Гейгера — Неттола, який пов'язує енергію вилітаючоїальфа-частинки з характерним часом альфа-розпаду (періодом напіврозпаду ядер)[22]. Уже в липні Гамов закінчив свою статтю і надіслав її в журнал«Zeitschrift für Physik». Його теорія швидко здобула визнання, а успіх Гамова зробив його широко відомим у науковому світі. У СРСР про нього навіть писала центральна комуністичнагазета «Правда», а радянський поетДем'ян Бєдний склав про нього вірш[23].
У вересні 1928 року час відрядження Гамова минув, і йому необхідно було повертатися доЛенінграда. Дорогою він заїхав доКопенгагена, де зустрівся зНільсом Бором, і той запропонував йому залишитися на рік уйого інституті і виклопотав йому стипендію фонду Карлсберга. Цьому посприяв і рекомендаційний лист на ім'я Бора, написанийАбрамом Йоффе. За час свого продовженого відрядження Гамов відвідав інші найважливіші наукові центри того часу: уЛейдені він обговорював зПаулем Еренфестом перші крокикраплинної моделі ядра і пов'язані з нею уявлення проенергетичні рівні ядер, а вКембриджі він включився в обговорення перспектив розщеплення ядер прискоренимиПротонами, що виявилося досить ефективним методом завдяки тунельному ефекту (відповідні експерименти були здійсненіДжоном Кокрофтом таЕрнестом Волтоном у 1932)[24].
Навесні 1929 року Гамов повернувся до Ленінграда, а вже восени він знову був у Копенгагені. Цьому сприяло здобуття ним річної стипендіїРокфеллерівського фонду (120доларів на місяць), на яку він був висунутий його колишнім науковим керівникомКрутковим[ru] та академікомОлексієм Криловим. Його кандидатуру підтримали кембриджські фізикиЕрнест Резерфорд таРальф Фаулер[25]. За кордоном Гамов, як і раніше, брав активну участь у роботах з ядерної тематики, які проводилися в Данії та Англії, багато подорожував. Він планував вирушити в подорож Європою на мотоциклі влітку 1931 року, проте після закінчення терміну відрядження був змушений повернутися до СРСР, оскільки в нього закінчився термін дії візи.
У період роботи Гамова у фізичному відділіРадієвого інституту[ru] (1931—1934) під керівництвом і Курчатова, Мисовського та Гамова було створено перший в Європіциклотрон. Проєкт був представлений 1932 року Гамовим і Мисовським та затверджений Вченою радою. 1937 року установка запрацювала[28][29].
Учасники Сьомого Сольвіївського конгресу. Гамов стоїть у центрі, в кутку зали.
1931 року Гамов познайомився з випускницеюфізико-математичного факультету МДУ[ru] Любов'ю Вохмінцевою, і незабаром вони одружилися. Тоді ж Гамов почав відчувати зміни в становищі науковців уСРСР. У жовтні 1931 року вРимі відбувся Міжнародний конгрес з ядерної фізики, куди запросили й Гамова, але йому так і не вдалося отримати дозвіл на виїзд із СРСР, так що його доповідь мусив прочитатиМакс Дельбрюк[30]. Після цього Гамов почав шукати нагоди залишити країну, в тому числі нелегально. Влітку 1932 року, під час відпустки вКриму, Гамов із дружиною спробували доплисти набайдарці до турецького узбережжя, але їм завадив шторм[31].
Зручний випадок представився восени 1933 року, коли Гамов за рекомендацією Йоффе був призначений радянським представником наСьомому Сольвеєвському конгресі в Брюсселі. Крім того, за нього поручився організатор конгресу, почесний член АН СРСР та член ЦККомпартії ФранціїПоль Ланжевен. Завдяки знайомству зМиколою Бухаріним Гамов зміг потрапити на прийом доМолотова та отримати візу й для своєї дружини[32]. Після закінчення терміну відрядження він вирішив не повертатися до СРСР і розпочав переговори про отримання постійної роботи за кордоном. Водночас він не хотів остаточного розриву з батьківщиною і просив продовжити відрядження. У листі доПетра Капиці від 15 листопада 1933 року Гамов писав:
Зараз я хочу йти Вашими стопами і, якщо можливо, перейти в так званий «стан Капиці», тобто жити за кордоном з радянським паспортом. Написав до Москви, просячи у міцних виразах продовження відрядження на рік[33].
У жовтні 1934 року вийшов термін відрядження, Гамов у СРСР не повернувся, його звільнили з Радієвого інституту і Фізико-математичного інституту, а в 1938 році виключили і з числа членів-кореспондентівАН СРСР[34].
Після від'їзду з СРСР Гамов працював то вРадієвому інституті в Парижі, то вКембриджському університеті, то вІнституті Нільса Бора в Копенгагені, але ніхто не хотів запропонувати йому постійне місце. 1934 року почали приходити пропозиції з Америки. СпочаткуЕрнест Лоуренс спробував влаштувати Гамова доКаліфорнійського університету в Берклі, проте ця спроба зірвалася через фінансові проблеми[35]. Незабаром за протекцією Мерла Тьюва він був запрошений на посаду професора до столичногоУніверситету Джорджа Вашингтона, де почав працювати з осені 1934 року. Відразу Гамов ініціював проведення уВашингтоні щорічних конференцій, на які збиралися найвідоміші фізики світу. Іншим його важливим рішенням було запрошення до університету його старого знайомого за копенгагенськими часамиЕдварда Теллера (як пояснював сам Гамов, «щоб було з ким поговорити про теоретичну фізику»)[36].
Співпраця Гамова з Теллером виявилася дуже плідною. У 1936 році їм вдалося узагальнити теоріюбета-розпадуФермі, сформулювавшиправила відбору і ввівши уявлення про «переходи Гамова — Теллера» (переходи зі зміноюспіна ядра)[37]. У цей час Гамов почав активно цікавитися зв'язком між ядерними процесами та джерелом енергії зір: перші підходи (Гаутерманс таАткінсон) до вирішення цієї проблеми з'явилися в 1930 році під впливом саме гамівської роботи про тунельний ефект при альфа-розпаді. Наприкінці 1930-х років вже самому Гамову (спільно з Теллером) вдалося покращити розуміння питання про енергію зір, врахувавши останні досягнення ядерної фізики. Ці дослідження вплинули на відкриттяГансом Бетевуглецево-азотного циклу в 1938 року[38]. У 1937—1940 роках Гамов побудував першу послідовну теоріюеволюції зір з термоядерним джерелом енергії. У 1940—1941 роках разом зі своїм учнемМаріо Шенбергом він дослідив рольнейтрино в катастрофічних процесах, які відбуваються при спалахахнових інаднових зір (так званенейтринне охолодження). У 1942 році спільно з Теллером він запропонував теорію будовичервоних гігантів, припустивши наявність у них стійкого ядра та оболонки, в якій відбуваються термоядерні реакції[39].
У 1941 році Теллер залишив університет і став учасникомпроєкту зі створення атомної бомби, однак Гамова до цих робіт не залучили з міркувань безпеки. Він брав участь у вирішенні другорядних задач, ставши консультантомВійськово-морського відомства. У ході цієї діяльності він зблизився зАльбертом Ейнштейном (так само не залученим до ядерної програми), спілкування з яким змусило його згадати свого вчителяФрідмана і звернуло його увагу до питань космології. Лише влітку 1948 року Гамов отримав допуск від військових і зміг взяти участь у створенніводневої бомби під керівництвом Теллера[40].
У 1946 році Гамов активно включився в роботу в галузі космології, запропонувавши модель «гарячого Всесвіту» (уточнення теоріїВеликого Вибуху). В її основу легли уявлення пророзширення Всесвіту, дані про сучаснупоширеність елементів (особливо про співвідношення водню та гелію) та оцінкивіку Всесвіту, який у ті роки вважався приблизно рівнимвіку Землі. Виходячи з великого значення ентропії раннього Всесвіту, в 1948 році Гамов спільно зі своїми учнямиРальфом Алфером іРобертом Германом розробив теорію утворення хімічних елементів шляхом послідовного нейтронного захоплення (нуклеосинтез)[41]. У рамках цієї теорії було передбачено існуванняреліктового випромінювання і дано оцінку його сучасної температури (в діапазоні 1-10 К)[42].
Теорія Гамова та його співробітників не привернула великої уваги фізиків (особливо експериментаторів) та фактично залишалася довгий час непоміченою. Однією з причин цього було те, що міркування про ранній Всесвіт у той час вважалися чисто умоглядними[43]. Більше того, концепція «гарячого Всесвіту» представлялася не найвірогіднішою: серйозну конкуренцію їй складали модель «холодного Всесвіту» (Яків Зельдович та співробітники)[44] татеорія стаціонарного ВсесвітуФреда Гойла та співавторів[45]. Тому відкриття 1965 рокуАрно Пензіасом іРобертом Вільсоном реліктового випромінювання (Нобелівська премія 1978 року) відбулося значною мірою випадково. Проте заслуги Гамова та його учнів здобули широке визнання колег. За словами Стівена Вайнберга,
Гамов, Альфер і Герман заслуговують на колосальну повагу також за те, що вони серйозно захотіли сприйняти ранній Всесвіт і досліджували те, що мають сказати відомі фізичні закони про перші три хвилини[46].
У 1954 році, через рік після відкриття структури молекулиДНК, Гамов несподівано зробив істотний внесок у становлення нової дисципліни —молекулярної біології, вперше поставивши проблемугенетичного коду. Він зрозумів, що структура основних будівельних блоків клітини —білків, що складаються з 20 основних (природних)амінокислот, — повинна бути зашифрована в послідовності з чотирьох можливихнуклеотидів, що входять до складу молекули ДНК[47]. Виходячи з простих арифметичних міркувань, Гамов показав, що при поєднанні 4 нуклеотидів трійками виходять 64 (43) різні комбінації, чого цілком достатньо для запису спадкової інформації, і висловив сподівання, що «хтось із молодших науковців доживе до його [генетичного коду] розшифрування». Таким чином, він був першим, хто припустив кодування амінокислот в білках триплетами нуклеотидів.
Згодом Гамов запропонував конкретну схему реалізації генетичного коду: збирання білка відбувається безпосередньо на молекуліДНК, причому кожна амінокислота міститься в ромбічній виїмці між чотирма нуклеотидами, по два від кожного зкомплементарних ланцюгів. Хоча такий ромб складається з чотирьох нуклеотидів і, отже, кількість поєднань дорівнює 256, через обмеження, пов'язані зводневими зв'язками нуклеотидних залишків, можливими виявляються якраз 20 варіантів таких ромбів. Ця схема, яка отримала назву «бубнового коду», передбачаєкореляцію між послідовними амінокислотними залишками, так як два нуклеотиди завжди входять у два сусідні ромби. Подальші дослідження показали, що ця модель Гамова не узгоджується з експериментальними даними[48].
У середині 1950-х років Гамов розлучився з Любов'ю Вохмінцевою і одружився з Барбарою Перкінс[51]. У 1956 році він переїхав доБоулдера, де обійняв посаду професораКолорадського університету. Того ж року Гамов отримав відЮНЕСКОпремію Калинга запопуляризацію науки[47]. Перші кроки в цій галузі Гамов зробив узимку 1938 року, коли написав коротке фантастичне оповідання про пригоди банківського клерка містера Томпкінса у світітеорії відносності. Оскільки жоден журнал не зацікавився й не схотів опублікувати його, Гамов вирішив більше не повертатись до цього свого твору. Влітку того ж року на конференції уВаршаві він згадав про цю невдачу в розмові з кембриджським фізикомЧарльзом Дарвіном, онукомзнаменитого біолога, і той порадив йому надіслати оповідання в журнал «Discovery», який видавався вКембриджському університеті під редакцієюЧарльза Сноу. Той погодився надрукувати оповідання та запропонував написати ще кілька. Цикл оповідань, об'єднаний заголовком «Містер Томпкінс у Дивокраї», був виданий окремою книгою в 1940 році і витримав багато видань майже всіма європейськими мовами[52]. Успіх цієї книги спонукав Гамова написати кілька продовжень пригод містера Томпкінса (у тому числі у світі квантової механіки та молекулярної біології), а також низку інших науково-популярних книг з фізики та астрофізики. Він також був автором близько десятка статей у відомому журналі«Scientific American».
В останні роки життя Гамов тяжко страждав від порушеньсерцево-судинної системи, переніс кілька операцій. Перебуваючи в лікарні, він заразився і перехворівгепатитом[47]. Гамов помер уБоулдері19 серпня1968 року, там же знаходиться його могила, на цвинтаріангл.Green Mountain Cemetery. Одна з високих будівель, побудованих на території Колорадського університету, має назву «Вежа Гамова». У 1990 році він був посмертно відновлений у званні члена-кореспондентаАН СРСР.
Значних успіхів досяг вастрофізиці такосмології. Широко використовував для інтерпретації зоряної еволюціїядерну фізику. Першим почав розраховувати моделі зір з термоядерними джерелами енергії, досліджував еволюційні треки зірок, запропонував у1942 році модель оболонки червоного гіганта, досліджував рольнейтрино при спалахахнових танаднових зір. У1946–1948 роках розробив теорію утворення хімічних елементів шляхом послідовного нейтронного захоплення та модельгарячого Всесвіту, в межах якої передбачивреліктове випромінювання і1956 року оцінив його температуру в 6 К. Ця модель була підтверджена1965 року експериментальним відкриттям реліктового випромінювання. Запропонував механізмзоряного колапсу.
Г. Гамову належить перша чітка постановка проблемигенетичного коду.
Він є автором багатьох науково-популярних книг («Створення Всесвіту», «Зірка, названа Сонцем», «Квантова механіка», «Тяжіння», «Біографія фізики», та ін.).
Г. Гамов — автор багатьох визнаних світовою читацькою аудиторією науково-популярних книг, зокрема «Містер Томпкінс у Країні Чудес» (1939), трилогії «Народження й смерть Сонця» (1949), «Біографія Землі» (1941), «Народження Всесвіту» (1952), «Раз, два, три… нескінченність» (1947), «Тридцять років, що сколихнули фізику» (1966), «Моясвітова лінія: неофіційна біографія» (1970).
Часом виникало відчуття, що насправді він використовував весь свій час і енергію на вигадування жартів і грубуватих дотепів, і що він саме це вважав, так би мовити, своїм головним завданням, а що важливі статті, які він писав тоді про альфа-розпад та властивості атомних ядер, були лише побічним продуктом його діяльності[53].
Радянський фізик-теоретикЛев Ландау, який був протягом навчання в університеті близьким другом Гамова, у листіПетру Капіці так охарактеризував його (1932):
Необхідно обрати Джоні Гамова академіком. Адже він безперечно найкращий теоретик СРСР[54].
Багато колег Гамова відзначали його скромні знання в математиці й схильність до напівякісних досліджень. Так, астрономкаВера Рубін, яка у 1950-ті роки працювала під керівництвом Гамова, писала:
Він не вмів ані писати, ані рахувати. Він не відразу сказав би вам, скільки буде 7×8. Але його розум був здатний осягнути Всесвіт[55].
Едвард Теллер, керівник американського проєкту зі створенняводневої бомби, так охарактеризував участь Гамова в цьому проєкті:
Дев'яносто відсотків гамівських ідей були помилковими, і не коштувало великих зусиль в цьому переконатися. Але він не мав нічого проти. Він був із тих, хто не схильний молитися на свої винаходи. Він міг запропонувати цікаву ідею, і якщо вона не проходила, відразу обертав це на жарт. З ним було дуже приємно працювати разом[56].
Американський математик польського походженняСтаніслав Улам у передмові до незакінченої автобіографії Гамова, яка вийшла1970 року, писав:
Мій покійний друг, математикС. Банах сказав мені якось: хороші математики бачать аналогії між теоремами чи теоріями, а найкращі бачать аналогії між аналогіями. Цією здатністю бачити аналогії між моделями для фізичних теорій Гамов володів у майже неймовірній мірі. [...] Було дивно бачити, як далеко він міг просунутися за допомогою інтуїтивних картинок і аналогій, почерпнутих шляхом порівнянь з галузі історії або навіть мистецтва[57].
2015 року Російсько-американською науковою асоціацією заснована Премія імені Георгія Гамова, яка вручається російськомовним науковцям, які працюють у США[62].
З 2021 року вручається Премія імені Г. А. Гамова НАН України за видатні наукові роботи в галузі астрофізики і космології поВідділенню фізики і астрономії НАН України. Планується присудження премії один раз на чотири роки[63].
Mr Tompkins in Wonderland = Містер Томпкінс в Країні Чудес (1940), вперше опубліковано в 1938 році в кількох номерах журналу «Discovery» (Великобританія)
Mr Tompkins Explores the Atom = Містер Томпкінс досліджує атом (1945)
Mr Tompkins in Paperback = Містер Томпкінс в паперовій обкладинці (1965), об'єднує книжки «Містер Томпкінс в Країні Чудес» і «Містер Томпкінс досліджує атом»
The New World of Mr Tompkins = Новий світ містера Томпкінса (1999), у співавторстві зРаселом Стенардом[en] оновлена версія «Містера Томпкінса в паперовій обкладинці»
Mr Tompkins Learns the Facts of Life = Містер Томпкінс вивчає факти життя (1953), про біологію
Mr. Tompkins Inside Himself = Містер Томпкінс всередині самого себе (1967), в співавторстві зМартінасом Ічасом[en], виправлена версія книги «Містер Томпкінс вивчає факти життя», яка дає ширший погляд на біологію, включаючи останні досягнення молекулярної біології
Титульна сторінка примірника «Теорії атомного ядра та ядерних джерел енергії» 1949 року
The Creation of the Universe = Створення Всесвіту (1952)
Matter, Earth and Sky = Матерія, земля і небо (1958)
Physics: Foundations & Frontiers = Фізика: Основи та межі (1960), у співавторстві з Джоном Клівлендом
The Atom and its Nucleus = Атом і його ядро (1961)
Mr. Tompkins Gets Serious: The Essential George Gamow = Містер Томпкінс стає серйозним: головне від Джорджа Гамова (2005), за редакцією Роберта Ертера. Включає матеріал з «Матерії, Землі та неба» та «Атома і його ядра». Незважаючи на назву, ця книга не є частиною cерії про містера Томпкінса
↑Дж. ГамовАрхівна копія на сайтіWayback Machine. //И. Г. Колчинский, А. А. Корсунь, М. Г. Родригес. Астрономы: Биографический справочник. — Киев: Наукова думка, 1977. — С. 63.
↑Crick F.H., Barnett L., Brenner S. and Watts-Tobin R.J. General nature of the genetic code for proteins // Nature. — 1961. —Vol. 192 (14 July). —P. 1227—1232.
↑М. Д. Франк-Каменецкий. Самая главная молекула. — М.: Наука, 1988. — С. 23—27.
Колчинский И.Г., Корсунь А.А., Родригес М.Г. Астрономы: Биографический справочник. — 2-е изд., перераб. и доп. — Киев : Наукова думка, 1986. — 512 с.
Храмов Ю. А. Гамов Джордж (Георгий Антонович) // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 74. — 400 с. — 200 000 экз.
