Півтора року тому відзначалася кругла дата — 70 років від того 10 жовтня 1932-го, коли в Українському фізико-технічному інституті (УФТІ) було розщеплено ядро атома літію. Харківські фізики О.Лейпунський, К.Синельников, О.Вальтер і Г.Латишев прийшли до цього видатного досягнення, на жаль, другими. Лише на п’ять місяців вони відставали від Дж.Кокрофта та Е.Уолтона, співробітників найстаршої у світі кембріджської фізичної лабораторії знаменитого Е.Резерфорда, котрі згодом були визнані гідними Нобелівської премії. Двічі одне відкриття не робиться, але успішне та швидке повторення результату промовляло про вихід радянських дослідників на найпередовіші наукові рубежі.
Історія тієї захоплюючої гонки піонерів ядерної фізики добре відома: ніякої таємності на початку 30-х років минулого століття ще не було. Англійські й радянські дослідники були бажаними гістьми одне в одного та щедро ділилися досвідом. Менше відомо, а точніше, свідомо забуто, що біля витоків обох дослідів стояла одна людина — Георгій Гамов, чиє 100-річчя від дня народження відзначалося у березні нинішнього року. Зіставлення двох ювілеїв дивує: виходить, ініціаторові одного з епохальних експериментів ХХ століття було на той момент лише 27 років! А саму теорію, яка лягла в його основу, розроблено Гамовим у 24-річному віці. Забігаючи наперед, відзначу: крім цієї роботи, Гамов мав ще два досягнення нобелівського рівня.
Так ким же був він і чому його ім’я таке маловідоме на Батьківщині?
Георгій Гамов народився в Одесі
4 березня 1904 року в родині викладачів Одеської гімназії. Батько в чині статського радника (серед учнів його батька був Лев Троцький) викладав російську мову та літературу, а мати — історію і географію. Вона була з роду запорізьких козаків Лебединців. Гамов жартував, що його батько й мати могли б і не зустрітися одне з одним, оскільки два його прапрадіди — царський офіцер Гамов і запорізький осавул Лебединець — могли так зустрітися в шабельній битві, що для одного з них вона могла стати останньою. Дід по батьківській лінії був командуючим Кишинівським гарнізоном, а по материнській — митрополитом.
Дитинство, яке припало на роки Першої світової війни, революції, громадянської війни й інтервенції Георгій провів у рідний Одесі, там же він вступив і до університету. Але незадоволений тамтешньою освітою, Гамов перевівся до Ленінградського університету, який закінчив 1926 року. Там йому пощастило недовго навчатися у професора Олександра Фрідмана (помер 1925 року, коли йому виповнилося лише 37). Аналізуючи рівняння, Фрідман дійшов висновку про нестаціонарність Всесвіту, із чим довго не міг примиритися сам творець загальної теорії відносності Ейнштейн. Пізніше великий фізик визнав правоту Фрідмана. Зустріч 20-річного студента з Фрідманом дала Георгію перший імпульс до його праць рубежу 40—50-х років, у яких він обгрунтував свою концепцію Великого Вибуху й так званого «гарячого Всесвіту».
Але тоді, наприкінці 20-х, уяву Гамова полонили обрії квантової механіки, яка щойно зародилася. У 1928—1931 рр. перспективний випускник ЛДУ на стипендію Наркомосвіти проходить стажування в Геттінгені, Копенгагені й Кембриджі. Уже 1928 року вчорашній студент блискавично здобуває всесвітнє визнання серед найвизначніших фізиків своєю теорією радіоактивного a-розпаду. У ній Гамов запровадив поняття квантового тунелювання частинки крізь потенційний бар’єр атомного ядра, що мало низку вельми важливих теоретичних і практичних наслідків. Один із них пояснював природу термоядерного плавного горіння зірок (а не вибухового, як давали перші теорії), інший дозволив Гамову вивести формулу, яка допомагала пояснити експериментально встановлену залежність періоду піврозпаду ядер від енергії a-частинок, котрі вилітали з них. Ця сама ідея, але звернена ніби в протилежний бік, підказала Гамову спосіб зруйнування атомного ядра штучно прискореними протонами.
Гамов спробував донести свої ідеї до патріарха атомної фізики Резерфорда, але спочатку не був визнаний гідним його уваги. Авторитет і лист іншого великого фізика Нільса Бора, котрий відразу зрозумів ідею Гамова, змусили 1929 року Резерфорда дати «добро» на спорудження прискорювача протонів. Це і проклало Кокрофту й Уолтону дорогу до Нобелівської премії. Гамов у Кембриджі особисто узяв найактивнішу участь у постановці завдання для англійських експериментаторів. Пізніше цей час назвуть «епохою бурі й натиску» в фізиці. Вільний обмін ідеями та майже вільне переміщення вчених через кордони сприяли стрімкому прогресу науки. 1931 року Гамов повертається до Ленінграда в Фізико-технічний інститут, де директором був Абрам Йоффе. Йоффе не лише створив ленінградський фізтех, але він також стояв і біля витоків УФТІ — його дочірнього інституту. Новостворений у тодішній столиці України інститут був покликаний забезпечити зв’язок науки з індустрією, яка швидко розвивалася. Одним із напрямів роботи колишніх ленінградських, а тепер уже харківських фізиків стало створення промислової високовольтної апаратури. Це було найвужчим місцем при реалізації ідеї Гамова побудувати протонний електростатичний прискорювач. Хоча ленінградсько-харьківський заділ в галузі створення високовольтної техніки переважав початковий потенціал кембріджської групи, у англійців був набагато більший досвід ядерних досліджень. Та й приступили вони до роботи з легкої руки Гамова ще 1929 року. Лише влітку 1931-го (після тижневого візиту до УФТІ Кокфорта, котрий приїхав із Кембриджа,) у тематичному плані інституту з’явився пункт про створення установки для розщеплення атомного ядра.
Довгий час вважалося, що Гамов у Харкові бував тільки наїздами в відрядженнях, оскільки сам Георгій Антонович в автобіографії «Моя світова лінія» про постійне життя в Харкові не згадав. Але історик УФТІ доктор фізико-математичних наук Юрій Ранюк відшукав в архівах документи про прийом Гамова на роботу в інститут на посаду наукового консультанта. Йому навіть надали службову квартиру, отож певною мірою харків’яни можуть вважати його своїм земляком. У Харкові Гамов займався тим же, чим і в Кембриджі, — консультував наукових працівників, котрі готували експеримент із розщеплення ядра. На жаль, це був отой самий випадок, коли пророка в своїй батьківщині оцінили занадто пізно: наздогнати англійців уфтінці не встигли…
Проте значний успіх був наявний. Керівництво УФТІ відрапортувало про наукове досягнення «бригади ударних напруг» — так офіційно називалася група, зайнята експериментом із розщеплення ядра літію, у дуже незвичний для науковців спосіб. Зате в дусі часу: телеграмою на ім’я товаришів Сталіна, Молотова й Орджонікідзе та в редакцію газети «Правда», підписаною директором інституту академіком Іваном Обреїмовим і, звісно ж, парторгом і головою місцевкому. Трудову перемогу приурочили до 15-ї річниці Жовтневої революції. 22 жовтня 1932 року головна газета країни вийшла з передовою статтею «Зруйноване ядро атома літію». Слідом за «Правдою» усі центральні й республіканські видання підключилися до пропаганди успіху радянських фізиків.
Так, український поет Павло Тичина, котрий пізніше став наркомом освіти УРСР (ім’я поета-міністра згадується в цілком секретних директивах, пов’язаних із підготовкою кадрів ядерників для УФТІ), писав під свіжим враженням від польотів стратостата «ОСОАВИХИМ» і ядерного експерименту в Харкові:
Ми тривожим стратосферу, атомне ядро та сферу
о прекрасний час,
неповторний час!
Неповторний, невмирущий,
Хто од нас у світі дужчий?
Та з яких країн?!
Ми плануєм творчі гони,
За колонами — колони,
Та всі ж як один!
Та всі ж як один!
Проте Тичина не був першим на ниві поетичного оспівування успіхів у ядерній фізиці. Ще 1928 року, коли ім’я Гамова лише з’явилося на світовому науковому небокраї, пролетарський поет Дем’ян Бєдний, можна сказати, пророчо опублікував у тій же «Правде» вірш «До атомов добрались»:
«СССР зовут страной убийц и хамов.
Недаром. Вот пример:
советский парень Гамов.
Чего хотите вы от этаких людей?! —
Уже до атомов добрался, лиходей!
Миллионы атомов на острие иголки!
А он — ведь до чего механика хитра!
В отдельном атоме добрался до ядра!
Раз! Раз!
И от ядра осталися осколки!
Советский тип —
(Сигнал для всех Европ!)
Кощунственно решил загадку из загадок!
Ведь это что ж? Прямой подкоп
Под установленный порядок
…
Подкоп иль не подкоп,
а, правду говоря,
В науке пахнет тож
кануном Октября.»
Бєдний двічі виявився пророком: на момент написання вірша про штучне зруйнування ядра ще не йшлося (теорія 1928 року відносилася до природної радіоактивності), а вжите поетом слово «осколки» також ще не ввійшло в науковий лексикон ядерників, це сталося значно пізніше. Таким чином, вельми незграбні вірші проте передбачили прийдешні події. Цікаво, що словосполучення «атомная бомба» також уперше з’явилося в поезії, а не в спеціальній літературі. У червні 1921 року поет-символіст Андрій Бєлий пророчо писав:
«Мир рвался в опытах Кюри
Атомной, лопнувшею бомбой
На электронные струи
Невоплощенной гекатомбой.»
Гекатомба — жертовне вбивство ста биків у Древній Греції, котре стало символом масового офірування. До втілення гекатомби в Хіросімі й Нагасакі з їхнім жертвопринесенням у 145 тисяч людських душ залишалося трохи більш як 24 роки. Згодом Гамов незмінно підкреслював, що своїми роботами до трагедії Хіросіми він не причетний.
1931-го директор Радієвого інституту академік Володимир Вернадський висунув 27-річного Гамова в Академію наук, і в 1932-му він стає наймолодшим у її історії членом-кореспондентом. Але академіком АН СРСР йому не судилося стати...
Гамов мав не лише видатну фізичну, а ще й політичну інтуїцію. Задовго до «великого терору» він відчув, що ситуація в країні змінюється. Йому відмовили у виїзді в Рим на Перший міжнародний конгрес з ядерної фізики. За нього доповідь прочитав його приятель, майбутній нобелівський лауреат Макс Дельбрюк. Крім того, фундаментальний квантово-механічний принцип невизначеності Гайзенберга, який лежить в основі всіх гамовських теорій, раптом оголосили таким, що суперечить діалектичному матеріалізму. Гамову заборонили публічно згадувати його в своїх доповідях (заради справедливості слід зазначити: Ейнштейн до кінця життя також вважав принцип невизначеності не більш як тактичною поступкою, оскільки гадав, що «Господь Бог не грає в кості»).
Така особиста і творча несвобода Гамова категорично не влаштовувала. Він із красунею-жінкою Любов’ю Вохмінцевою здійснив божевільну спробу втекти до Туреччини на байдарці, вийшовши в море ввечері нібито покататися з академічної бази відпочинку в Кацивелі на Південному березі Криму. Через добу зустрічний вітер виніс знесилених веслярів на місце їхнього старту. Втеча залишилася непоміченою, а тому — безкарною. Була й безуспішна спроба «тунелювання» крізь радянсько-норвезький кордон під час «лижної прогулянки» на Кольському півострові. Дякувати Богові, не потонули й не замерзли.
Слушний випадок з’явився 1933 року, коли Гамова включили в офіційний склад радянської делегації на найпрестижніший серед фізиків Сольвеєвський конгрес у Брюсселі. Дружині дозвіл на виїзд не дали. Гамов поставив ультиматум: без дружини не поїду. За його благонадійність поручилися особисто академік Йоффе та, що особливо важливо, організатор конгресу почесний член АН СРСР і член ЦК компартії Франції Поль Ланжевен. За посередництва Миколи Бухаріна Гамова прийняв у Кремлі сам В’ячеслав Молотов і особисто дозволив виїзд подружжю. Як згадував учений, вийшовши з Кремля, він відразу зайшов у ГУМ і на радостях купив великий портрет Молотова, який поставив у себе на робочому столі.
На конгресі Гамов сказав Ланжевену, що не має наміру повертатися до СРСР. Ланжевен був прикро вражений і три дні не міг визначитися з відповіддю. Без морального дозволу свого поручителя Гамов не міг наважитися на вчинок. Нарешті Ланжевен із величезним внутрішнім опором, але благословив його розпочати нове життя на Заході. Так Гамов став першим радянським ученим-неповерненцем.
Через рік, 1934-го, Петра Капіцу під час чергового відвідання СРСР на Захід більше не випустили. Гамов категорично заперечував, що він спричинив це. Раніше Капіца вважав, що батьківщиною для людини є те місце, де йому добре працюється. А тепер він висловлювався про Гамова дуже різко: «Джонні (прізвисько Георгія серед радянських колег. — А.С.) — тип безпринципного шкурника, обдарованого винятковим розумом для наукової праці, але взагалі людина нерозумна». Капіца писав своїй дружині Анні Олексіївні: «Джонні пишалися, як першим молодим знаменитим ученим. Глава уряду благословляє його на подорож, а він, мерзотник, не повертається. Що приваблює його на Заході, у капіталістичних країнах? Джонні ніколи не гратиме першу скрипку, і крім як в Америці йому ніде не влаштуватися». Але Анна Олексіївна (її батька, видатного кораблебудівника академіка Крилова також заманили до СРСР і на Захід більше не випускали) ставилася до Джонні з симпатією.
Гамов справді невдовзі з Європи переїхав до Америки. І хоча він продовжував працювати винятково продуктивно, формально «першу скрипку», як напророкував Капіца, він не грав. Найвищою нагородою для нього стала премія ЮНЕСКО за популяризацію науки. У літературі Гамов не знав рівних ще з часів студентських «Покидьків науки», від яких беруть початок знамениті збірники «Фізики жартують».
Уроджене почуття гумору одесит Гамов проніс через усе життя. Ось деякі з його жартів. Так, опинившись в еміграції, Гамов відразу ж видав книгу «Квантова теорія ядра». У ній він послався на неіснуючу роботу свого друга зі студентських років майбутнього нобелівського лауреата Льва Ландау, котрий очолював теоретичний відділ УФТІ. Роботу Ландау нібито було опубліковано в українському науковому журналі «Червоний гудок». Закордонні фізики-теоретики з ніг збилися, розшукуючи по бібліотеках загадковий журнал... Тим часом, здавалося б, абсурдна назва журналу надзвичайно ємна й інформативна. У два слова Гамов іронічно втиснув і революційний пафос, і пафос форсованої індустріалізації, а також насильницьку українізацію науки того часу.
1950 року Гамов пожартував з іншим майбутнім нобелівським лауреатом — Бете. Гамов написав спільну роботу зі своїм аспірантом Ральфом Альфером і вирішив, що для цілковитої гармонії колективу співавторів не вистачає Бете, котрого він без його відома включив у співавтори. По-грецьки колектив зазвучав просто чудово: Альфер, Бете, Гамов! Саме в роботі під жартівливою назвою a-b-g-теорії містилося передбачення реліктового випромінювання, яке виникло в момент Великого Вибуху в гамовській моделі «гарячого Всесвіту». Це був подальший розвиток ідей його вчителя Фрідмана. Гамов зміг навіть розрахувати сучасну температуру цього випромінювання — приблизно п’ять градусів за абсолютною шкалою Кельвіна. Американський фізик Р.Дікке спробував перевірити гіпотезу Гамова, але його радіоапаратура виявилася занадто «шумливою» для цієї мети. Успіх прийшов цілком несподівано до молодих радіоінженерів компанії Bell А.Пензіаса та Р.Вілсона. 1965 року вони створили малошумливі приймачі для супутникового зв’язку, але ніяк не могли позбутися від залишкового радіошуму з температурою близько 3 К. У групі Дікке відразу зрозуміли: виявлено реліктове випромінювання і пояснили чудовий результат Пензіаса й Вілсона. 1978 року інженери Пензіас і Вілсон за це випадкове відкриття стали лауреатами Нобелівської премії з фізики, яку поділили з Капіцею (їх об’єднали за вельми натягнутою ознакою низьких температур). А Гамова і Дікке не відзначили ніяк.
Крім передбачення реліктового випромінювання, гамовська модель гарячого Всесвіту пояснила походження й еволюцію легких хімічних елементів. 2003 року було отримано нові виняткової важливості дані про Всесвіт шляхом аналізу тонкої просторової структури реліктового випромінювання, зафіксованої орбітальним телескопом WMAP. Якщо ці висновки підтвердяться, стане очевидно: наш Всесвіт має кінцеві розміри й масу. Кожному зрозумілі колосальні світоглядні наслідки цього відкриття.
Нарешті третє найбільше досягнення Гамова. Воно не належить до чистої фізики, а знаходиться на стику фізики, біології і теорії інформації. Коли Дж.Уотсон і Ф.Крік відкрили 1953 року «подвійну спіраль» — структуру молекули ДНК, відкрився і новий світ — світ молекулярної генетики. Абстрактні гени, запроваджені в науковий оборот ще ченцем Менделем, набули конкретного молекулярного втілення. Гамов не став чекати, поки побудують електронні мікроскопи високого розділення і навчаться препарувати нуклеїнові спіралі. Він звернув увагу, що генетичний код 20 нуклеїнових кислот, із яких створене все живе, написаний алфавітом, у якому лише чотири букви. Як це можна зробити? Перебравши варіанти, Гамов математично довів: слова цієї мови можуть бути лише трьохлітерними. А це либонь навіть не біофізика, а теорія кодування! Так Гамов зробив найважливіший крок до осмислення отриманих Уотсоном і Кріком результатів. Як відомо, Уотсон і Крік стали нобелівськими лауреатами з біології.
Американські секретні служби Гамову не довіряли з анкетно-бюрократичних причин: 1924 року Георгій Антонович викладав у Ленінградській артилерійській школі й формально значився командиром запасу Червоної Армії (кілька років він по бідності доношував військовий мундир). Тому до створення ядерної бомби його не залучили, а роботу над термоядерною бомбою очолив його протеже й учень — емігрант із Угорщини Едвард Теллер. Якби не честолюбство й величезні організаторські зусилля Теллера, то США й увесь світ про термоядерну зброю не знали б ще десятки років. Гамов жартував, що без нього справа однаково не обійшлася: якби він не запросив Теллера 1935 року до США, то супербомби напевно не було б. Пізніше, проте, Гамова допустили до термоядерного проекту.
Після опублікування в середині
90-х років мемуарів керівника радянської зовнішньої розвідки генерала НКВС Павла Судоплатова стало зрозуміло: недовіра ФБР до Гамова не була зайвою перестраховкою. Радянська агентура змогла знайти «вербувальні підходи» до неповерненця. Це був стандартний метод поєднання батога та пряника. У Гамова в СРСР залишилася рідня. Гамову прямо сказали: коли він піде на співпрацю в справі атомного шпигунства, його родичі почнуть отримувати в голодній країні додаткові продуктові пайки, а якщо ні... Взагалі, нехай він подумає... Гамов подумав і погодився, але, оскільки до секретних робіт він тоді допуску не мав, передана ним інформація особливої цінності не мала.
Особисте життя Гамова в Америці не вдалося. Красуня-дружина залишила його. Він переїхав із столичного Вашингтона до провінційного університету (проте зовсім не закуткового!) у містечку Боулдер у штаті Колорадо. За чутками, останніми роками багато пив. Помер 1968-го, майже водночас із другом молодості Ландау. 1990-го Георгію Гамову посмертно повернули звання члена-кореспондента Академії наук СРСР. У Одесі останніми роками регулярно проводяться астрономічні школи й фізичні конференції, присвячені пам’яті видатного уродженця цього міста.