卞毓麟 | 不同凡响的科坛“顽童” ——乔治•伽莫夫的生平与才学
卞毓麟：1965年南京大学天文学系毕业。中国科学院国家天文台客座研究员，中国科普作家协会副理事长，上海科技教育出版社顾问、编审。著译图书30余种，《追星——关于天文、历史、艺术和宗教的传奇》一书获国家科技进步奖二等奖。曾获全国先进科普工作者、全国优秀科技工作者等多种表彰。
作者 卞毓麟（中国科学院国家天文台客座研究员)
责编 许小编 刘小编
▲伽莫夫
跳来跳去大顽童
在美国的乔治·华盛顿大学，有一块铭牌，上面写着：
乔治·伽莫夫
物理学教授
乔治·华盛顿大学
1934年至1956年
伽莫夫（1904-1968年）因如下事迹而著称：发展宇宙的“大爆炸理论”（1948年）；用量子隧道解释原子核的α衰变（1928年）；与爱德华·泰勒共同描述自旋诱发的原子核β衰变（1936年）；在原子核物理中始创液滴模型（1928年）；在恒星反应速率和元素形成方面引入“伽莫夫”因子（1938年）；建立红巨星、超新星和中子星模型（1939年）；首先提出遗传密码有可能如何转录（1954）；以及通过一系列著作——包括“汤普金斯先生”的奇遇——普及科学（1939-1967年）
乔治·华盛顿大学物理学系为纪念他们的同事乔治·伽莫夫敬立此牌
2000年4月
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▲乔治·华盛顿大学的铭牌
一个生活在20世纪的现代人，居然能天马行空似地在大不相同的学科领域中一再作出开创性的贡献，真是一种奇迹。美籍波兰裔著名数学家斯坦尼斯拉夫·M·乌拉姆曾经这样评论伽莫夫：“总而言之，人们在他的研究中除了能看到各种出类拔萃的特点之外，还能看到业余性质的研究可以在很广的科学领域中进行的最新例证”。当然，在这个五光十色的世界上，如此例证毕竟只是凤毛麟角而已。
伽莫夫作为一名“重量级”的科学家，并未获得过诺贝尔奖。但是，却有那么多的诺贝尔奖得主对他钦佩有加。例如，美国生物化学家詹姆斯·杜威·沃森与英国生物化学家弗朗西斯·克里克因合作发现DNA双螺旋结构而同获1962年诺贝尔生理学医学奖。沃森在其名著《基因、女郎、伽莫夫》中谈到伽莫夫：“一个大顽童，从原子跳到基因，又跳到空间旅行。乔（卞按：伽莫夫的昵称）同时涉足这些领域……他从不指望每次探索都有结果，因而总是在过程中寻找乐趣。如今回首自己的人生，才明白乔的睿智远远超出了我最初对他的评价。”
乔治·华盛顿大学的那块铭牌，将“发展宇宙的‘大爆炸理论’”列为伽莫夫诸多贡献之首，这是无可争议的。如今，伽莫夫等人基于大爆炸理论预言的宇宙微波背景辐射，已经两度成为诺贝尔奖的颁奖原由：美国科学家阿尔诺·艾伦·彭齐亚斯和罗伯特·伍德罗·威尔逊因发现宇宙微波背景辐射而获得1978年度的诺贝尔物理学奖；28年之后，美国科学家约翰·C·马瑟和乔治·F·斯穆特又因发现宇宙微波背景辐射的黑体谱形和各向异性而获得2006年度诺贝尔物理学奖。几乎无须证明，倘若伽莫夫依然健在，那么他终将成为这同一奖项的得主。当然，先于伽莫夫15年去世的现代观测宇宙学奠基人、美国天文学家埃德温·鲍威尔·哈勃亦当如此。
因建立基本粒子的电弱统一理论而获得1969年诺贝尔物理学奖的美国科学家斯蒂文·温伯格，在其脍炙人口的科普读物《最初三分钟：宇宙起源的现代观点》中，专门反思了宇宙微波背景辐射的发现史。
他写道：
“阿尔弗、伽莫夫和赫尔曼是非常值得推崇的，因为他们认真地去解决早期宇宙的问题，弄清了应该怎样用已知的物理定律去推断最初三分钟的情形。但即使他们，也没有做完最后的一步，说服射电天文学家去探索某种微波辐射背景。”“这是科学史中最发人深省的部分。科学史的编纂中连篇累牍地写着它的成功、深谋远虑的发现、辉煌的推导、或者有如牛顿和爱因斯坦的奇迹般的跃进，这是可以理解的。但是我认为，如果不了解科学中的险阻，即多么容易走上歧途，多么难以知道走完一步之后应该迈向什么地方，那就不可能真正理解科学的成就。”
关于《我的世界线》
伽莫夫的主要功绩已如乔治·华盛顿大学的铭牌所记，其生平大要则有如其本人所列：
1904年 3月4日生于俄国敖德萨市
1922-1923年 敖德萨市诺沃罗西亚大学学生
1923-1929年 列宁格勒大学学生
1928-1929年 哥本哈根大学理论物理研究所研究人员
1929-1930年 剑桥大学，洛克菲勒基金资助的研究人员
1930-1931年 哥本哈根大学理论物理研究所研究人员
1931年 与柳波芙·伏克明采娃（即“罗”）结婚；1956年离婚
1931-1933年 列宁格勒大学教授
1933-1934年（冬季和春季） 巴黎皮埃尔·居里研究所研究人员；伦敦大学访问教授1934年（夏季） 密执安大学讲师
1934年（秋季）-1956年 华盛顿市乔治·华盛顿大学教授
1935年 儿子卢斯特姆·伊戈尔出生
1954年 伯克利加利福尼亚大学访问教授
1956年 获联合国教科文组织的卡林格科学普及奖
1956-1958年 科罗拉多大学教授
1958年 与巴巴拉·帕金斯（即“帕基”）结婚
1965年（秋季） 剑桥大学丘吉尔学院国外研究员
这份简历，见诸伽莫夫那部趣味盎然、但实际上并未写完的自传。起初，他将此书称为“往事片段”，后来又取了一个别致的书名：《我的世界线——一部非正式的自传》。伽莫夫在“前言”中对书名的解释言简意赅：“至于说到书的题目，它指的是相对论性的四维时空连续统，在这个连续统中，任一时间、任一地点发生的任一事件都由一点来代表，这样的点（或事件）的序列就形成一条世界线。”可见，所谓“我的世界线”，其实就是“我的人生轨迹”。此书于1970年由美国的维京出版社出版，其时作者本人已去世多时。许多人都有过这样的疑问：伽莫夫本是俄国人，他的名字用拉丁文拼写为何是Gamow，而不像同为著名俄裔美国人的艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）那样用字母v结尾？
《我的世界线》用一个脚注对此作了清晰的解释：“这个名字的正确发音是Gamov，其中字母a的发音同‘妈妈’或‘爸爸’中的韵母。如果我当初直接从俄国去英国或美国，那么我用英文拼写自己的姓名就会以字母v结尾。其所以会写成这个读音容易混淆的w，原因在于我最初是为一家德国刊物用拉丁字母拼写自己的姓名；德语中的v发音类似英语中的f，而w则类似于英语中的v。
其实，伽莫夫的俄文原名是Георг Гамов，入美国籍后成为George Gamow；后来，人们又把George翻译成俄文的 Джордж。所以，俄文文献中经常提到的ДжорджГамов，其实还是那个乔治·伽莫夫。
《我的世界线》写得简练、诙谐、率真、洒脱，很能体现伽莫夫的风格。例如，他父亲是一所私立男子中学的俄语和俄罗斯文学教员。书中说他父亲很喜欢一个天资出众的学生列夫·布朗斯坦，可后者却不喜欢他父亲，还发起向校方请愿要求解雇这位老师。布朗斯坦很有心计，他起草的请愿书的字数和班里学生的人数一样多，并让每个同学用自己的笔迹写一个字。布朗斯坦参加共产党之后，将名字改成了托洛茨基。
第一次世界大战、十月革命和国内战争，使战略要地敖德萨动荡不安。伽莫夫虽然在上学，但获取知识主要是靠自学。他一直是班上最优秀的学生，并且对诗歌和几何学有着浓厚的兴趣。童年时代有两件事，对于他日后投身科学大有影响。一次是父亲给他一架小显微镜，他就用它做了一个实验，检验从圣餐上领取的红酒和面包是否与血和肉的组成相同。另一次是他13岁生日时得到了一件礼物——一架小望远镜，仰望星空激发了他探索宇宙奥秘的热情。
1922年，伽莫夫进入敖德萨的新罗西亚大学数理系学习。一年之后，又转往列宁格勒大学物理系。他在列宁格勒曾做过林业研究所的气象站观测员，后来又到一所红军野战炮校兼做教官，讲授物理学，为自己提供学习费用。
在列宁格勒大学，伽莫夫看到了20世纪初以来量子论与相对论的重大进展。他选了数学系教授亚历山大·亚历山德罗维奇·弗里德曼开设的课程“相对论的数学基础”。弗里德曼对于相对论宇宙学很有贡献，他是最早对爱因斯坦的静态宇宙模型提出否定意见的人物之一。
▲弗里德曼
在弗里德曼影响下，伽莫夫成了膨胀宇宙观念的积极拥护者。1925年春，伽莫夫以优异的成绩通过学位课程考试。他对刚刚问世的矩阵力学和波动力学深感兴趣，并和伊万年科合作把薛定谔的波函数引入相对论的四维时空中。1926年，伽莫夫得到了攻读博士学位的奖学金，可惜弗里德曼已去世，他只得放弃了研究宇宙学的打算。1928年，伽莫夫有幸被推荐到德国的格丁根大学理论物理研究所去学习与工作，那里汇集着大批物理学精英，形成了著名的格丁根学派。
就在1928年，伽莫夫用量子理论中的隧道效应成功地解释了α衰变过程。后来，人们赞誉这一成就“标志着核物理学的起点”。此后多年中，伽莫夫在原子核的量子理论方面继续开拓，他最早提出了原子核的液滴模型思想，解释了受激核的γ发射，还提出了β衰变的伽莫夫—特勒选择定则。他于1949年出版的《原子核理论与核能源》一书，是概括这一时期核物理学理论的经典文献。
1928年暑假，伽莫夫去哥本哈根拜访物理学大师尼尔斯·玻尔。后者很赞赏他的才干，为他提供了丹麦皇家科学院的卡尔斯伯奖学金，让他留在哥本哈根工作一年。伽莫夫干得很出色。1929年夏天他回到苏联，受到了热情洋溢的欢迎。报纸上称赞他：“一个工人阶级的儿子解释了世界最微小的结构：原子的核”，“一个苏联学生向西方表明，俄国的土壤能够孕育出她自己的柏拉图们和才智机敏的牛顿们。”
1929年秋天，伽莫夫前往英国剑桥的卡文迪什实验室，在另一位物理学大师卢瑟福手下工作。伽莫夫把量子论关于原子核的最新思想和处理方法带到了剑桥。他还指出使用质子来轰击原子核，其能量只需α粒子能量的1/16。这使卢瑟福很受鼓舞，并由此催生了第一台质子加速器。
《我的世界线》的英文原版书在中国各大图书馆似付阙如，但它却有一个中译本。事情的梗概如下。20世纪80年代前期，我在努力搜集阿西莫夫、卡尔·萨根、伽莫夫等科普大家的有关资料。1984年2月11日，我收到20年前自己在南京大学天文系求学时的老师汪珍如教授从美国史密松天体物理台寄来的英文版《My World Line》全书复印件。当时，汪老师正在那里做访问学者。后来，《物理世界奇遇记》的中译者吴伯泽先生借阅了这份复印件，归还时告诉我已将此书推荐给上海翻译出版公司，纳入《科学家传记丛书》，由王晓华执译。王晓华那时30来岁，是伯泽先生的同事、科学出版社一位优秀的年轻编辑。她工作认真，译笔也好，但后来离开出版界了。1988年3月，中译本面世，易名为《伽莫夫自传》。
问题在于：英文原版书配备的将近40幅很有意思的照片或插图，在中译本里却踪影全无了。原因看来是译者和出版社手中都没有原版书，仅据我提供的复印件是无法制作插图的。这个中译本印了3000册，如今已不多见。
转向天体物理学
1931年春天，伽莫夫回到苏联，发现科学和科学家受到的待遇已与两年前大不相同。这使他大失所望。1933年，在玻尔和法国著名物理学家朗之万的促请下，伽莫夫通过布哈林和莫洛托夫的关系，终于获准带着新婚妻子出席在比利时举行的一次国际会议。会后，他在巴黎的居里研究所、剑桥的卡文迪什实验室和哥本哈根的玻尔研究所逗留了两个月，接着又到美国的密歇根大学讲学。同年秋天，伽莫夫被美国的乔治·华盛顿大学聘为教授。他在该校主办每年一度的华盛顿理论物理会议，吸引了美国和欧洲很多优秀的物理学家，并导致许多重大成果，例如恒星能源的碳氮循环和质子-质子循环、原子核裂变的机制等。
在美国，伽莫夫的兴趣开始转向天体物理学领域。1933年他与早先在列宁格勒求学时的同学列夫·达维多维奇·朗道合作，提出可以根据恒星表面存在的锂元素推知其内部温度；他与匈牙利裔美国物理学家爱德华·特勒合作，研究了红巨星内部的核反应和能源问题。
伽莫夫还与巴西裔的理论物理学家马里奥·申贝格合作，提出某些恒星内部的核反应会产生大量的中微子和反中微子，它们的突然逸出将导致巨额光能的释放，这种所谓的“尤卡过程”，可以解释超新星爆发现象。非常有趣的是，“尤卡”原本是巴西里约热内卢市一个赌场的名字。据说，在途径那里时，申贝格向伽莫夫幽默地比喻：“在超新星核心能量的消失就像金钱在那个轮盘赌桌上的消失那样快。”“尤卡过程”即由此而得名。此外，在伽莫夫的南俄方言中，“尤卡”还可以有“强盗”的意思。到20世纪40 年代中期，伽莫夫还研究了白矮星的机制、造父变星的机制、恒星内部元素的产生等各种课题。
第二次世界大战期间，伽莫夫在美国海军部军械局的高爆研究室中担任顾问。他多次以官方代表的身份向爱因斯坦报告有关研究方案，并讨论了许多物理学问题。战后，他曾有一段时间与特勒等人在洛斯阿拉莫斯科学实验室从事氢弹研制工作。
伽莫夫从20世纪40年代中期起，把研究的目标转向了宇宙学。宇宙学是将宇宙作为一个整体来研究其结构、运动、起源和演化的学科。1917年，爱因斯坦发表“根据广义相对论对宇宙学所作的考查”一文，建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型，为现代宇宙学奠定了理论基础。1922年，俄国物理学家亚历山大·弗里德曼通过求解爱因斯坦的引力场方程，论证了宇宙随时间而膨胀之可能性。1927年，比利时天文学家乔治·勒梅特也通过求解爱因斯坦的引力场方程，得出我们的宇宙正在随时间而膨胀的结论。
另一方面是天文观测的进展。美国天文学家埃德温·鲍威尔·哈勃于1929年发现了著名的“哈勃定律”，即河外星系的视向速度与其距离存在着正比关系。1930年，英国天文学家阿瑟·斯坦利·爱丁顿将这种现象看成是非静态宇宙的膨胀效应。1932年勒梅特据此推测，宇宙早期处于极端稠密的状态，有如一个超级的原子核，并把它称为“原始原子”。1948年，伽莫夫进一步发展勒梅特的思想，正式提出后来被称为“大爆炸”的宇宙起源和演化理论，为现代宇宙学竖起了一座里程碑。他先前在核物理、特别是天体物理学方面的工作，则是他在宇宙学研究中获得丰硕成果的前奏。
大爆炸宇宙学
1946年4月，伽莫夫发表了题为“膨胀宇宙和元素的起源”的论文，分析了化学元素起源与宇宙早期膨胀过程的联系。他设想，在宇宙早期的迅速膨胀过程中，高密度的自由中子迅速地复合出各种核素，而在以后较冷的状态下又通过β衰变转变成各种不同的原子核。这篇论文是热大爆炸宇宙学思想的奠基石。
此后，伽莫夫与其研究生拉尔夫·阿舍·阿尔弗合作，继续深入研究，并在1948年4月1日出版的《物理学评论》上发表了署名为阿尔弗、贝特和伽莫夫的论文。其实，理论物理学家汉斯·阿尔布雷克特·贝特原与这篇题为“化学元素的起源”的文章并没有任何关系。伽莫夫添上他的名字，只是为了使作者署名取得α-β-γ的谐音效果。后来，此文关于宇宙中的核子如何逐步综合成较复杂的原子核的这套理论，就被世人称为“α-β-γ理论”了。贝特本人因在原子核物理理论方面的成就早已闻名于世。他于1938年提出，恒星的能量来自其内部氢聚变为氦的热核反应，这正是他获得1967年度诺贝尔物理学奖的重要原因。
1948年，伽莫夫还发表了“元素起源和星系分离”，并同阿尔弗和罗伯特·赫尔曼合作发表了“膨胀宇宙中的热核反应”。同年，伽莫夫又向英国的《自然》杂志寄去“宇宙的演化”一文，并将此文手稿寄了一份给阿尔弗和赫尔曼。阿尔弗和赫尔曼复核后发现文中有误，遂致电伽莫夫指出瑕疵之所在。伽莫夫感到由他本人纠正文稿为时已晚，就鼓励阿尔弗和赫尔曼给《自然》另投一篇评论文章。他通知《自然》说，阿尔弗和赫尔曼的文章就要寄到，希望《自然》在他的论文之后尽快发表。阿尔弗和赫尔曼正是在这篇文章中，第一次预言了宇宙黑体辐射的存在，并以相当简洁的方法推算出现今的宇宙背景辐射温度为5K。遗憾的是，这个极重要的结论，却被世人忽视了长达15年之久，1964年，彭齐亚斯和威尔逊意外地发现了温度为3K的宇宙微波噪声。这既使热大爆炸宇宙理论获得了直接的定量支持，也使彭齐亚斯和威尔逊获得了1974年的诺贝尔物理学奖。
伽莫夫打算继续推进“α-β-γ”式的把戏，甚至怂恿赫尔曼把姓氏改成德尔特（Delter），以便同第四个希腊字母δ谐音。尽管赫尔曼拒绝了，伽莫夫还是在一篇文章中提到了“由阿尔弗、贝特、伽莫夫和德尔特发展的中子俘获理论”。
1956年，伽莫夫发表“膨胀宇宙的物理学”一文，更清晰地描述了宇宙从原始高密状态膨胀、演化的概况。此后，他基本上退出了宇宙学领域的前沿研究。但是，从现代宇宙学发展史的角度看，伽莫夫及其主要合作者已经基本建成了大爆炸宇宙学的主要框架。
“大爆炸”的英文名Big Bang，最初是其反对者、英国天文学家弗雷德·霍伊尔以嘲弄的口吻对它的调侃，后来却被正式沿用下来。在这一理论艰难曲折的成长过程中，曾经有过许多误解和讹传。为此，阿尔弗和赫尔曼在1988年8月号的《今日物理》上发表长文“大爆炸宇宙学早年工作的反省”，披露了他们开创性研究的前前后后。经作者允许以及美国物理学会授权，此文由王树军译成中文，1990年初分两次在中国的《科学》杂志上发表，而今重读，兴味依旧。
遗传密码
本文无意逐一铺陈伽莫夫的成就和趣闻，但乔治·华盛顿大学那块铭牌所列的最后两项却不能不提。从1954年开始，伽莫夫的兴趣转向了分子生物学。当时该领域中一系列的突破性进展，对他的诱惑力似乎胜过了宇宙的演化。
早在19世纪后期，科学家业已查明，细胞核主要由性质与蛋白质大不相同的核酸组成。核酸有两大类：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。“脱氧”这一称呼的由来是这种核酸所含的五碳糖分子要比核糖核酸所含的五碳糖少一个氧原子。科学家们还查明，DNA分子中含有4种含氮化合物：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）；RNA分子中也含有A、G和C，但不含T，而是含尿嘧啶（U）。
核酸可以分解成各种含有一个嘌呤（或一个嘧啶）、一个核糖（或一个脱氧核糖）和一个磷酸基的组合。这类组合叫做核苷酸。核酸分子仅由4种核苷酸单元组成：一种含A，一种含G，一种含C，一种含T（在DNA中）或U（在RNA中）。
20世纪前期，生物化学家们逐渐弄清楚，对于生命的遗传性状而言，关键性的物质是DNA。1953年，英国生物化学家克里克和美国生物化学家沃森证明，DNA分子的结构呈双螺旋状，并且精密地确定了此类双螺旋结构的各种相关参数。后来，他们因此而荣获了1962年的诺贝尔生理学医学奖。在查明DNA结构的基础上，人们又进而阐明了在细胞分裂过程中DNA是如何自我复制的。
然而，复制只是使DNA能够继续存在下去。进一步的问题是：DNA又怎样执行合成某种特定的蛋白质分子这项任务呢？蛋白质分子是由20来种氨基酸构成的。要合成一种蛋白质，DNA分子必须指导这20来种氨基酸在由成百上千个单元组成的分子里按照某种特定的次序排列。对于每一个位置，它都必须从20种不同的氨基酸中选出一个正确的。
倘若DNA分子上拥有20种与氨基酸一一对应的单元，那么事情就好办了。然而，DNA仅仅由4种不同的构件——4种核苷酸构成。这4种核苷酸同20种氨基酸是怎样对应的呢？
1954年，伽莫夫提出，4种核苷酸的不同组合可以充当“遗传密码”的角色，就像莫尔斯电码用各种方式将点和划组合起来代表字母和数字一般。假如从4种不同的核苷酸中每次任取两个，那只能有4×4=16种不同的组合，还是不够用。因此，伽莫夫在《我的世界线》中回忆道：“我脑子里冒出一个简单的想法：数出这4 种不同的基质形成的所有可能的三联体的数目，就能从4得出20。比方说，有一副扑克牌，如果我们只要求三联体的花色相同，那么我们能得到多少种不同的同花三联体呢？当然是4个，它们各由3张红桃、3张方块、3张黑桃和3张梅花组成。那么，能得到多少种由2张同花牌加1张不同花牌组成的三联体呢？当然，对于同花对有4种选择，而一旦选好了同花对，那么不同花的第三张牌就只有3种选择。因此，可能的三联体就有4×3=12种。此外，我们还能得到3张牌都不同的4种三联体。这样4+12+4=20，这个数目恰好是我们想得到的氨基酸数目。”
有关伽莫夫这些工作的报道，最初见于1954年英国《自然》杂志的一篇短讯，随后在《丹麦皇家科学院纪录汇编》中又有一篇较长的介绍。1966年，克里克在“遗传密码——昨天、今天和明天”一文中谈到：“我是有幸见到这篇论文初稿的读者之一，当时它的题目为‘DNA分子进行的蛋白质合成’，作者是乔治·伽莫夫和C·G·H·汤普金斯！（伽莫夫有一次告诉我，他曾把这篇论文投给《美国科学院纪录汇编》，可是编辑反对把汤普金斯先生这位虚构的人物作为作者署名。由于这个原因，论文最终由丹麦皇家科学院发表，尽管署名作者也只是伽莫夫一人）。”
克里克还说：“这篇文章的基础是这样一个想法：蛋白质是在双螺旋DNA的表面上合成的，这种结构内部的基质序列形成一系列孔穴，每一小孔专门和一种氨基酸匹配。文章虽未详细说明氨基酸如何识别这些小孔，但是相当清楚地暗示了氨基酸是靠以立体化学方式排列的侧链来识别它们的，没有专门的酶参与这个过程。”“伽莫夫的工作的重要性在于，这是一种真正抽象的密码理论，没有那些冗赘而不必要的化学细节，尽管他的基本观念——认为双链DNA是蛋白质合成的模板——显然是完全错误的。”
20世纪60年代前期至中期，美国科学家M·W·尼伦伯格等人最终攻克了这一难题。对此，伽莫夫写道：“从形式上看，他们的答案远远不如我当初想象的那种理论上的简单关联那么优美，但是不管优美与否，它毕竟是正确的，因而具有无可争辩的优势。”尼伦伯格等由于成功“解释遗传信息及其在蛋白质合成中的作用”，获得了1968年度的诺贝尔生理学医学奖。不过，伽莫夫没能听到这一消息，他在此前几个月刚刚去世。
汤普金斯先生之回归
现在，该来谈谈上文提及的那位虚构的人物C·G·H·汤普金斯了。这个名字包含着3个基本物理常量：c是光速，g是引力常量，h是普朗克常量。 1938年冬天，34岁的乔治·伽莫夫写了一则短篇科学故事，意在向物理学的门外汉解释空间曲率和膨胀宇宙的基本概念。他尽量夸张地描述相对论性现象，以便故事的主人公——银行小职员汤普金斯先生能观察到它们。
伽莫夫把这篇文章投给一家杂志，结果是退稿。接着，他又试投了另外五六家刊物，遭遇也是一样。1939年夏季，在一次理论物理学的国际会议上，伽莫夫同一位老朋友达尔文——他是写《物种起源》的那个查尔斯·达尔文的孙子——谈到了科学普及工作。伽莫夫提及那篇倒霉的文章，达尔文随即嘱咐他，把稿子“寄给C·P·斯诺博士，他是剑桥大学出版社出版的科普杂志《发现》的编辑”。
稿件寄出一星期后，伽莫夫收到斯诺的电报：“大作将在下一期发表，望多赐稿。”于是，以汤普金斯先生为主人公的普及相对论和量子论的故事，便在《发现》上接连出现了。后来，剑桥大学出版社建议伽莫夫将这些故事集中起来，再增添几篇新的文章出版成书。于是就有了《汤普金斯先生身历奇境》（Mr Tompkins in Wonderland）这本书，1940年由剑桥大学出版社出版。
1944年，这本书的续集《汤普金斯先生探索原子世界》（Mr Tompkins Explores the Atom）问世。1965年，剑桥大学出版社决定把上述两本书合并，出一个平装本。为此，伽莫夫又增添了反映宇宙学和物理学新进展的若干新故事，书名干脆就叫《平装本中的汤普金斯先生》（Mr Tompkins in Paperback）。后来，该书不仅出了平装本，而且还出了精装本，但书名保留如初。
1977年初，吴伯泽遵当时主持科学出版社编辑部工作的林自新先生之嘱，将《平装本中的汤普金斯先生》译成中文。鉴于原先中国读者并不熟悉“汤普金斯先生”其人，所以吴伯泽将书名意译成了《物理世界奇遇记》。1978年4月中译本面世，首印480 500册。后来又重印一次，累计印数达60万册之巨！
20世纪90年代，剑桥大学出版社意识到，为了保持“汤普金斯先生”的生命力，有必要对原书修订更新。这项任务由英国著名科普作家拉塞尔·斯坦纳德承担。“作者伽莫夫对现代物理学的精辟介绍具有持久不衰的普遍魅力。我自己就总是以最好的心情去迎接汤普金斯先生。因此，我十分乐意对本书进行增订”，斯坦纳德如是说。
1999年，新版本的《The New World of Mr Tompkins》在英国面世，书名直译当为《汤普金斯先生的新大陆》或《汤普金斯先生的新世界》，作者署名是伽莫夫和斯坦纳德。新的中译本仍由吴伯泽执译。出于前述的同一理由，他把书名译为《物理世界奇遇记（最新版）》，2000年8月纳入“世界科普名著精选”，由湖南教育出版社出版。吴译口碑甚佳，可惜译者因病不治，已于2005年4月西归，去见他所钦佩的伽莫夫了。
2007年初夏，年逾八旬的科普活动家李元老先生兴致勃勃地送我一本书。我一看，可乐坏了，那是英文原版的《The New World of Mr. Tompkins》，而为书中的“宇宙大爆炸抒情曲”等歌曲配上中文歌词的，正是李元先生本人。
1978年11月，科学出版社还出版了伽莫夫另一佳作《One Two Three … Infinity》（1947年）的中译本，书名定为《从一到无穷大》，首印60万册，大受读者欢迎。译者暴永宁在“译后记”中说：“一般科普读物，往往怕数学太‘枯燥’和‘艰深’而不敢使用它，只局限于作定性的概念描述。这本书则恰恰相反，全书都用数学贯穿起来，并讲述了许多新兴的数学分支的内容。也因为使用了数学工具，本书才达到了相当的深度。”斯言不谬，伽莫夫勇于和善于这样做，真是印证了一句老话：艺高人胆大！
科学家和科学普及
1968年夏季，伽莫夫在英国剑桥开设关于宇宙理论的讲座。这时，困扰了他数年之久的循环系统疾病突然恶化，返回科罗拉多州之后不久，便于当年8月20日去世了。美国许多重要的报刊相继发出讣告和悼文。他给人类带来了种种新思想，而他留给人们的印象是：个子很高，碧眼红发，浑身充满了幽默感。
伽莫夫在核物理学、天体物理学、宇宙学以至分子生物学等领域都有开创性的工作，这在现代科学家中是很罕见的。伽莫夫认为，科学工作者的最重要的素质乃是极普通的好奇心。他写道：“有人说，‘好奇心能够害死一只猫’，我却要说：‘好奇心造就一个科学家’。” 他不断变换研究方向，就可以归因于这种气质。他创作大量的通俗科学读物，也与保持和培养对自然界的持久好奇心密切相关。伽莫夫极为推崇卢瑟福的名言：“我们应该发现它（卞按：指世界，或大自然）比我们猜测的更为简单。我总是简单性的信徒，自己也做个简单的人”，这种思想贯穿着其研究工作的始终。
伽莫夫非常强调科学对于人类发展的重要作用，他不赞成科学的作用仅仅在于“达到改善人类生产条件的实际目的”。他认为，科学的这个目的是次要的：“难道你认为搞音乐的主要目的就是为了吹号叫士兵早上起床，按时吃饭，或者催促他们去冲锋？”他认为科学的来源就是人类追求对于自然和自身的理解。他不介入政治，但在科学受到干扰时还是出来为之辩护，例如他在20世纪30年代曾与朗道等联名写信挖苦那些围攻爱因斯坦相对论的“权威”们，因而险遭迫害。他还竭力揭露像李森科那种所谓的“遗传学”乃是意识形态的产物，因而没有什么科学价值。
伽莫夫在公众中获得巨大的声望，原因在于他的一系列科普佳作。为此，联合国教科文组织向他颁发了1956年度的卡林加科普奖。除《物理世界奇遇记》和《从一到无穷大》。除《从一到无穷大》外，《物理学发展史》和《原子能与人类生活》等也都有了中译本。
关于伽莫夫，可圈可点的事情实在太多了。现在，还是让我们用伽莫夫自己的话来结束本文吧：
“我真的那么喜欢写科普作品吗？是的。我是不是把它当作自己的主要职业呢？不是。我的最大兴趣是攻克自然界的难题，不管它是物理学的、天文学的还是生物学的。然而在科学研究的领域里取得进展需要一种灵感，一种思想，而新颖、激动人心的思想并不是每天都出现的。每当我苦于缺乏新鲜想法来推进自己的研究时，我就写一本书；而每当一种对科学研究有效的新思想涌现时，写作就放在一边了。……如果把3本有关核物理的书也算在内，那么我就写了25本书，对于人的一生来说，这也足够了。我已不打算写更多的书，原因之一是我实际上已把自己所知道的倾囊而出了。
“人们常常问我是怎样写出这些大获成功的书的，这可是一个很深奥的问题，深奥得连我自己都不知道该如何回答。”
这就是伽莫夫的风格，也是《我的世界线》的结尾。伽莫夫认为，科学的来源就是人类追求对于自然和自身的理解。确实，他在这种追求中丰富了人类的智慧宝库，也为自己画了一条不同凡响的世界线。
（本文原载于《巨匠利器》，科学普及出版社，2015年11月，转载请联系作者获取授权，并注明出处。）
