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的这种思想毫无理论依据，而在当时，伽莫夫勇敢地维护了爱因斯坦的学说，
写信嘲弄了官方理论家。而他也因此而受到压制。
在这种情形下，他的出国愿望自然是不能实现了。他申请了10月份去罗
马的护照后，回老家敖德萨看望父亲。9月份返回莫斯科，正如他所预料的，
护照没有办下来。他一趟一趟地去护照办公室，得到的答复总是一样的——
“明天再来”。一直到罗马的会议已经结束，办公室的官员才让他在一份声
明取消护照申请的文件上签字。
尽管罗马没有去成，伽莫夫的个人生活却因此而产生了一个重要成果。
他在一次次去护照办公室的期间，结识了一位年轻姑娘，她是莫斯科大学的
物理研究生，名叫柳波芙·沃克敏采娃，后来有了个外号“罗”（希腊文第
17个字母ρ的读音）。不久他们结婚了。
不过他们两人都开始明白，他们已被钉死在苏联。玻尔因为伽莫夫没有
出席罗马的会议而有些担心，邀请他去哥本哈根讨论一些重要问题，而这次，
护照办公室以打乱大学的授课为借口，驳回了伽莫夫的申请。这以后美国密
执安大学的邀请也被拒绝了。
于是他们下定决心，打算不惜以任何方式离开苏联。他们试图划船从黑
海到达土耳其，由于风浪太大而没有成功。他们也曾利用科学考查的机会到
北冰洋附近的极地村，打算从那里坐船越境到达挪威，但也没有成功。
就在几乎已经没有什么希望的时候，忽然伽莫夫接到教育人民委员会的
一封信，通知他作为苏联政府的代表去参加国际索尔维原子核物理会议，会
期在当年（1933年）10月，地点是布鲁塞尔。伽莫夫简直不能相信眼前的事
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实，这意味着他可以轻而易举地离开苏联而一去不返。
但这又使他产生了一种十分矛盾的心理，他感到自己并不愿意抛弃祖国
背井离乡，只要允许他出国旅行，与全世界科学家保持联系，他是愿意回来
的。可是另一方面，他不能接受那种声称“无产阶级科学”与“资本主义科
学”敌对的理论，他更不愿意因为自己在以太、量子力学测不准原理和染色
体遗传方面与官方权威所持的不同观点而被送进西伯利亚集中营。在科学与
祖国之间，他最终选择了科学，因为在任何其他地方，他都可以从事对人类
有益的事业，而留在祖国则意味着他无法再做出任何贡献，科学界也会失去
一位天才的理论家。
经过这样的权衡之后，他决定出国。但这次邀请的只是他一个人，而他
不能把妻子罗一个人留下。在经过一番反复的申请和要求之下，罗终于如愿
以偿地得以与他同行。
伽莫夫参加了第八届索尔维会议后，给美国密执安大学去信，询问1932
年他没能应邀前去的暑期学校邀请，能否改在1934年夏天。不久，他得到肯
定的答复。
接下来去美国之前的这个冬天，他在居里夫妇的实验室待了两个月，然
后的两个月在剑桥卡文迪许实验室，最后又去哥本哈根与玻尔渡过了两个月
的时光。1934年初夏，他们夫妇俩人乘坐一艘丹麦小客船“美国号”飘洋过
海，抵达纽约。
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五、旅美
在漫长的美国生活当中，伽莫夫所做的工作可以分为彼此独立的三部分
来叙述：一、科学研究，二、军事顾问工作，三、科普读物写作。
科学研究
在接受了乔治·华盛顿大学的教授职务之后，他选择了一位理论物理学
家与他共同工作，这个人是匈牙利血统的爱德华·泰勒，当时他在英国有一
个暂时性职位。泰勒来美后，在日后对美国的氢弹研究中做出了突出贡献。
在他们合作的时期对核物理学的最重要贡献，是提出了被称作伽莫夫—
泰勒定律的β衰变公式。它可以归纳为在β嬗变过程中电子如何离开原子核
的问题：它究竟是沿着矢径径直射出呢，还是沿着双曲线轨道运动。创立β
嬗变理论的恩里科·费米采纳了前一种可能性，而伽莫夫和泰勒发现费米的
假设是错误的。事实上已经证明，在许多情况下，β粒子能够轻而易举地沿
着双曲线轨道从原子核中逃脱出来。然而要做这些，电子必定会突然改变自
旋的方向，这一事实提供了一些有关电子和原子核之间磁相互作用的重要暗
示。
伽莫夫—泰勒选择定律的研究工作是他对纯核物理学领域所做的最后一
个较大的贡献，因为他当时越来越醉心于把核物理学应用到天体物理现象上
去。在那些年里，有关质子轰击引起人工核嬗变的实验知识已经积累到一个
很高的水平，于是他和泰勒决定在1938年春天由华盛顿大学和华盛顿卡内基
研究所主办的理论物理年会上，专门讨论恒星内部的热核源问题。在这次会
议上，汉斯·贝脱提出一项由氢和碳进行热核反应的可能方案，这种反应的
能量不多不少，正好可以解释所观察到的太阳辐射。他后来将反应过程的细
节加以完善，形成了我们现在称为碳循环的著名理论。
在这次会议前不久，伽莫夫的一个研究生查尔斯·克里奇菲尔德曾提出
另一种能量产生过程，叫做质子—质子反应，它由两个质子之间的碰撞开始，
继而通过射出一个正电子和一个中微子而成为一个氘核 （重氢原子核）。这
一理论成为碳循环理论的竞争对手。事实上，现在已经证明在太阳中起主要
作用的是质子—质子反应而不是碳循环。这种情况同样适用于亮度比太阳弱
的恒星，而在亮度强于太阳的恒星中，比如在天狼星中，则是碳循环起着决
定性的作用。
1939年夏天，伽莫夫在巴西里约热内卢度假时，遇到一位名叫马里奥·舍
恩伯格的年轻物理学家。他为马里奥安排了可以去华盛顿工作的研究基金。
他们两人的合作取得了圆满成功，他们设想出一个超新星 （巨大恒星爆炸）
的过程。即在极高温（几十亿度！）的恒星内部的各种原子核交替地吸收和
释放一个热电子，在吸收和释放的两种过程中中微子和反中微子的发射，这
些中微子具有巨大穿透力，可以非常容易地穿透星体，并且携带有巨大能量。
这样一来，恒星内部就迅速地冷却，压力下降，恒星体像大爆炸似地发出光
和热，同时发生坍缩。
他们在天文学领域的下一个探索项目是所谓“白矮星”问题。白矮星是
一种高度坍缩了的星体，它的密度大约是水的密度的100万倍。白矮星标志
着恒星演化的终结，这时它已完全丧失了使普通恒星 （例如太阳）保持燃烧
和发光的内部能源，实际上是恒星的尸体。它们虽然余温尚存，但那不过是
冷却时间不足所致。只要经过足够长的时间，它们就会散发尽全部热量，变
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成“黑洞”——一种在宇宙太空中无目的地运行的质量巨大的黑暗天体。人
们发现的第一颗白矮星是天狼星的伴星，也叫做“天狼B”。天狼星的主星
（即天狼A）的质量是太阳的3。5倍，亮度是太阳的26倍，而天狼B的质量
虽与太阳不相上下，亮度却只有太阳的1/300。关键在于，尽管天狼B的质
量与太阳相当，可是由于它密度极大，体积只比地球稍大一些。其内部所有
的原子都被彻底压碎了，形成自由电子和裸原子核所组成的混合物。
把开普勒定理运用于天狼A和B的系统，能马上估算出天狼B的质量是
太阳的95％，可是一个如此遥远的恒星，即便用最大倍数的望远镜观察，也
只是一个小点，人们怎么能测出它的半径呢？根据爱因斯坦的广义相对论，
人们就能做到这一点。广义相对论认为，一切物理过程都会在强引力场的作
用下减缓，在致密的天狼B星体的表面，引力场确实很大，因此可以料到，
那里所有原子的振动都会相当显著地减慢，于是所有的谱线都明显地向光谱
的红端位移。如果天狼B是个单星，那么这种红移会很容易观察到。而实际
上它却总是与亮度很高的天狼A在一起，这样就必须在观察中遮住天狼A的
亮光。经过极大努力之后，天文观测者们的观察结果终于证实了伽莫夫等理
论物理学家的计算结果。
另一项天体物理学的重要问题是宇宙间所有化学元素的丰度问题。这直
接关系到伽莫夫等人的宇宙膨胀 （即大爆炸）学说。
按照宇宙膨胀理论，宇宙开始时处于一种浑沌状态，物质的密度和温度
都达到无穷大。那时，任何原子、甚至原子核都不可能存在，一切物质必定
都分解成质子、中子和电子，它们汇合成一个高能辐射的海洋。随着宇宙的
膨胀和冷却，质子和中子必定会开始粘附在一起，形成氘核，也就是重氢核。
这些粒子进一步聚集，便产生越来越重的原子核，最终就导致了我们目前所
观察到的各种元素在宇宙间的分散程度 （丰度）。这样，只要知道不同原子
核俘获中子的几率，就应该能计算出各种原子的预期丰度。
伽莫夫通过仔细考虑膨胀宇宙在其存在的最早阶段的情形，得出了以下
结论：在那个时候，热辐射所起的作用要比物质粒子的作用重要得多。事实
上，当时辐射的质量密度 （根据爱因斯坦的能量守恒定律）肯定会比所有物
质粒子结合在一起的总质量大得多。在这些条件下可得出一条有关宇宙温度
变化的简单规律，当宇宙的年龄为1秒时，它的温度必定会有250亿度，随
着年龄的增长，它的温度反比于年龄的平方根而降低。
根据计算，从宇宙的早期到今天，宇宙的温度已冷却到绝对温度5度左
右。然而，令人惊喜的是，1965年两位贝尔实验室的科学家观测到了一种波
长为7。2厘米的辐射波，这可能正好与绝对温度3度时的热辐射相对应。这
种热辐射被解释为宇宙早期存在的几百亿度原始高温的残迹，而它一定是宇
宙诞生期间就已存在的而现在已冷却下来的原始辐射。这个发现进一步证实
了伽莫夫的宇宙膨胀理论，而且使人们对形成星系和恒星的重要过程有了更
透彻的了解。
几年以后，在1954年，伽莫夫的研究方向发生了大幅度的改变，他转入
了生物科学领域。这一年，正是美国生物学家詹姆斯·沃森和英国晶体学家
弗朗西斯·克里克成功地建立起脱氧核糖核酸分子（DNA）的正确模型的年份。
DNA是一切活机体的基本遗传物质。这一发现使他们获得了诺贝尔奖。
伽莫夫对于DNA结构的知识十分感兴趣，他对于DNA分子所进行的蛋白
质合成方式有如下解释：蛋白质是在双螺旋DNA的表面上形