宇宙的往事④遂古之初--伽莫夫

寫在文章之前：提起喬治·伽莫夫，天文圈以外的人首先想到的應該是他的《湯姆金斯先生歷險記》、《物理世界奇遇記》和《從一到無窮大》這幾本充滿趣味的科普書。喬治·伽莫夫作為一個偉大的科普作家生活在大眾的腦海里。但對於天文學界的學生、學者們來說，伽莫夫首先是一個偉大的天文學家。

1904年3月4日，在一位有名望的莫斯科外科醫生（伽莫夫的教母）的幫助下，喬治·伽莫夫通過剖腹產出生在敖德薩，前蘇聯的一個小城（現在是烏克蘭第二大城市）。

七歲那年，伽莫夫開始看凡爾納的作品（或者說他母親讀給他聽），像那個年代的大多數小孩子一樣，小伽莫夫夢想有朝一日能去月球旅行。

九歲那年，母親的去世讓伽莫夫開始和父親相依為命。他的父親是個歌劇迷，常常用口哨吹出《弄臣》、《浮士德》和《黑桃皇后》等歌劇中的詠嘆調，或者用男中音哼哼。父親總是要伽莫夫陪他去歌劇院，卻始終沒能激起伽莫夫對歌劇的興趣。

1914年，伽莫夫十歲，那一年，一戰爆發。三年之後，俄國革命和國內戰爭爆發。那時的伽莫夫作為一個中學生，卻難以接受正常的學校教育，因為當時敖德薩的學校常常停課，不是敵方軍艦炮轟敖德薩，就是各國國遠征軍在城裡的主要街道對壕溝中俄方的白軍、紅軍、甚至綠軍發動白刃進攻，再不就是各種顏色的俄軍之間相互戰鬥。

也正是在這一時期，伽莫夫在藝術和科學方面日漸長進。後來伽莫夫回憶，有一天，他正坐在家裡的一扇窗前閱讀一本歐幾里得幾何學的書，驀地一顆炸彈在附近街上爆炸，衝擊波把窗玻璃震得粉碎。儘管如此，學校生活還是在動蕩中繼續下去，慢慢地，伽莫夫對天文學和物理學的興趣越來越濃厚。在他中學畢業的時候，戰爭結束了。

1920年，伽莫夫來到了諾瓦羅西亞大學，學習數理。遺憾的是，當時的諾瓦羅西亞大學由於物理系主任卡斯特林拒絕開課的關係，沒有開設物理課。在聽說列寧格勒的物理學在煥發勃勃生機之後，為了追逐自己內心的夢想，伽莫夫離開了諾瓦羅西亞大學，在父親變賣了家裡大部分銀器來支持自己的情況下，前往了列寧格勒（彼得格勒）。

初到列寧格勒的伽莫夫人生地不熟，好在父親的同時奧波林斯基（俄國人的名字真難記）教授給他在列寧格勒林業學院氣象站找了一個觀察員的職位（不過幾年後由於奧波林斯基想讓他做一個實驗氣象學家而他執意要做理論物理學家，於是兩人恩斷義絕）。由於這個工作比較清閑，伽莫夫得意花費大量的時間去大學聽感興趣的講座，讀感興趣的書。

1924年，伽莫夫由於在紅十月炮兵學校擔任物理學講師而被授予上校軍銜（後來在他參與「曼哈頓」計劃的時候還為此產生了一番糾葛，因為有資料顯示他曾作為上校在紅軍中服役）。不到20歲的年紀便肩扛三顆星，年輕的伽莫夫不會想到多年之後他會在敵對國家參與研發原子彈。在炮兵學校期間，伽莫夫一邊任教，一邊上課，並順利考取了許多證書（我也不知道是啥證書）。

說到這裡需要提一下，在伽莫夫學生時代得早起，狹義相對論和廣義相對論是他最感興趣的東西。巧合的是，在列寧格勒大學數學系有一個叫亞歷山大·弗羅德曼的人正在講授題為「相對論的數學基礎」的課程。說到這裡需要提一下，他可能是這篇文章中第四偉大的人了。亞歷山大·弗里德曼是個純數學家，他對把數學應用於物理科學的各個分支學科有著廣泛的興趣。也許不為人知的是，他也是一個相對論宇宙學問題的愛好者，更不為人知的是，他也許是宇宙膨脹理論的創立者。在這裡我們不做詳細表述，只是稍微介紹一下一個方程--弗雷德曼方程： ，廣義相對論的嚴格證明給出，方程中的 就是宇宙曲率（ 的時候為平直宇宙， 的時候為開放宇宙， 的時候為閉合宇宙）。物理學上通常把基於宇宙學原理和愛因斯坦場方程的宇宙學模型稱為標準宇宙學模型，因此弗里德曼方程就是標準宇宙學模型（方程中的 被認為是愛因斯坦大大犯的最大的錯誤，沒錯這就是那個宇宙學常數）。

剛才我們說到弗羅德曼是文章中第四偉大的人（不算愛因斯坦這種露個臉的），那麼前三是誰呢？不好意思伽莫夫是第三。1924年，第二偉大的人來到了列寧格勒大學，成為了伽莫夫的同學，他叫列夫·郎道。因為有著共同的興趣--對理論物理的熱愛，郎道和伽莫夫成立了一個學習小組，開始就當是那個年代物理學界的幾件大事（例如1925年和1926年偉大的尼爾斯·玻爾得原子軌道模型陷入窘境和偉大的海森堡的矩陣力學）進行討論，同郎道的討論極大地提高了伽莫夫的物理思維。

隨後的1928年-1932年間，伽莫夫先後在哥本哈根大學和劍橋大學跟隨尼爾斯·玻爾和偉大的盧瑟福（因為篇幅問題他同樣不被算入排行討論）學藝。在本文中第一偉大的玻爾身邊工作是很自由的，伽莫夫把他的大部分精力都入到對勢壘理論的研究上。在這期間，他提出用質子代替 粒子轟擊原子核，極大地促進了核物理學發展，並把核物理與恆星演化問題結合在了一起。

1931年，伽莫夫回到列寧格勒大學任教授，並在1934年移居美國，從那以後開始了自己科普之路（《湯姆金斯先生歷險記》就是誕生於移居美國之後）。

抱歉我好想忘寫了幾件事，準確的說，他在科普之路的同時還走著自己的遂古之路。

1946年，根據宇宙膨脹的觀測結果並結合弗羅德曼最初的設想，伽莫夫提出了一個猜想，他認為宇宙在開始時處於一種「奇態」中，物質的密度和溫度實際上都能達到無窮大，在那時任何原子、甚至原子核都不可能存在。一切物質都被分解成質子、電子和中子，它們匯合成一個高能輻射的海洋。即如果把時間倒退回去，在宇宙年齡不到200s的時候，宇宙一定經歷過一個溫度高達10億度、密度也非常高的演化階段，這樣的高溫足以導致核反應在極短的時間內發生。隨後的1948年，他同自己的學生阿爾弗和核物理學家貝特一起把這個結論整理為論文發表（有趣的是，由於他們三人名字的諧音，論文被稱作 論文），隨後阿爾弗和普林斯頓大學的研究生赫爾曼又對這個問題進行了更嚴格分析，敏銳地指出宇宙早期是充滿輻射的，這一輻射遺迹至今仍可以作為宇宙微波背景而被探測到，相應的溫度大概為絕對溫度 。

遺憾的是，由於傳統觀念，伽莫夫的工作沒有引起人們的重視，穩恆態宇宙學創始人霍伊爾輕蔑的將他的學說成為「大爆炸」（當然我們現在都知道，這個理論已經取得了成功，「大爆炸」變成了一個尊稱）。

就像當年的錢德拉塞卡一樣，伽莫夫不再關心這個理論，開始忙著寫科普。在往後的日子裡，他寫出了本文開頭提到的那些著作，甚至在生物學領域提出了蛋白質遺傳密碼的設想。

1964年，彭齊亞斯和威爾遜探測到了真正的宇宙微波背景輻射。1978年，他們獲得了諾貝爾物理學獎。

在這10年前的1968年，喬治·伽莫夫作為一個偉大的天文學家、物理學家、科普作家甚至是遺傳學家，以遂古之初的傳道者的身份安然離世。

「喬治·伽莫夫先生，整個宇宙都為您閃爍。」

參考文獻：

[1]. 伽莫夫.G. 伽莫夫自傳--物理學家.天體物理學家伽莫夫[M]. 上海翻譯出版公司, 1988.

[2]. 向守平. 天體物理概論[M]. 中國科學技術大學出版社, 2008.

P.S.不知道接下來該寫誰了，有什麼好的建議沒。