物质微观结构在理论上的新突破引出了数百篇论文，而在列宁格勒大学 的理论小组里，伽莫夫等人把所有时间都花在阅读这些新出版物上，力求理 解它们。
在当研究生的头两年里，伽莫夫努力钻研学校指定的课题——单摆的绝 热不变性，但由于波动力学的出现取代了玻尔最初的量子理论，并为理论物 理学开辟了令人心弛神往的新前景，他很难把指定的课题研究下去，因为那 已是一项过时的课题。接连两年没有什么进展。
就在这时出现了一个转折。一位已退休的老教授克沃尔森建议他去外国 大学学习几个月，这样才可能对他有所提高。老教授向列宁格勒大学推荐， 建议送他参加德国著名的格廷根大学1928年举办的暑期学习班。格廷根是发 展量子物理学的几个主要中心之一。在那时，去国外的主要困难是能得到一 份把世界上不通用的俄国卢布兑换成能在俄国境外使用的等量外币的许可。 克沃尔森教授的推荐信又得到了其他几位教授的联名签署，这样，伽莫夫便 在6月初踏上了出国的旅途，先从列宁格勒乘船到德国斯温涅门德港，然后 换乘去格廷根的火车。
三、留学
格廷根是一座拥有一所古老而著名的大学的迷人小城。在当时的理论物 理学界，它可以和哥本哈根相提并论。城里到处都可以听到人们在兴奋地谈 论波动力学和矩阵力学，这两项理论都是在伽莫夫到达这里前两年才问世 的。不管是讨论室还是咖啡馆，总是挤满了物理学家，有老有少，他们对量 子理论的这些新发展会在人们认识原子和分子结构方面产生什么后果争论不 休。不过，伽莫夫并没有被这一狂热的漩涡所吞没。一个原因是从事这一研 究的人实在太多，而他却总喜欢独辟蹊径；另一个原因是但凡新理论在出现 之初，其形成几乎总是非常简单，但仅在几年之内，它便往往会成为极其复 杂的数学结构。
因此，当全世界的量子物理学家们在向原子和分子进攻时，伽莫夫则决 定，弄清新的量子理论在原子核方面能起什么作用。
他去大学图书馆仔细翻阅有关实验原子核物理学的最新文献，以此开始 他的研究。去图书馆的第一天，他就被卢瑟福的一篇文章迷住了。卢瑟福在 这篇文章中描述了α粒子在铀中的散射现象实验，他使用钋的同位素Rac′ 所发射的极快的α粒子，发现与他著名的散射公式没有偏差。这就表明，阻
-12 止α粒子穿入原子核的库仑斥力至少在距原子核中心3×10厘米处还在起 作用。这个发现与铀本身是个放射性元素，并且它发出的α粒子的能量约为 Rac′的α粒子的能量的一半这一事实直接发生矛盾，这是什么原因呢？α粒 子长时间停留在铀原子核里的事实表明，在铀的情况下，库仑斥力在短于3.2
-12 ×10厘米的距离内变成了吸引力，由此形成一个既阻止入射粒子进入原子 核，又抑制核内α粒子向外射出的势垒。入射的高能粒子不能从外面越过势 垒，而与此同时，能量只有入射粒子的一半的内部α粒子却能发射出去（尽 管有时要经过很长时间），这又是为什么呢？
为了解释这个似是而非的状况，卢瑟福在文章中提出一种假设，即每个
α粒子在离开原子核时携带两个电子以中和它的正电荷，并使库仑斥力不起 作用。当这个被中和了的α粒子越过边沿时，那两个电子立即与它分离而返 回原子核。就像两只拖船把远洋轮从码头拖到大海后就离开它那样。这个解 释对伽莫夫没有丝毫吸引力，他合上杂志，顿时悟出这究竟是怎么一回事。 这是一种不可能用经典的牛顿力学加以解释的典型现象，但它可以指望用新 问世的波动力学来解释。在波动力学理论里，不存在不能穿透的势垒，正像 英国物理学家R·H·否勒在听了伽莫夫就这一问题的演讲后指出的那样：“这 间房间的任何人都有一定的机会不用开门便离开房间，当然这不是指把他从 窗户扔出去。”
物质粒子的运动由所谓领波所支配。在物质粒子能够毫无困难地运动的 空间内，这些波也能自由传播，并且缓慢地“渗漏”进根据牛顿力学物质粒 子完全不能进入的区域。而只要领波得以穿过这个区域 （哪怕是要克服某些 困难），就总是带着一个粒子和它一起通过。
从图书馆回到房间，伽莫夫拿出铅笔和纸，写下一个这类波动力学穿透 几率的简单公式。从而为这类问题取得一个简单而圆满的解答。
势垒理论不仅撇开了卢瑟福有关α粒子轰击铀的自相矛盾的结果，同时 也解释了不同的放射性物质所发射的α粒子能量与它们的平均半衰期之间的 神秘关系。这一众所周知的关系式称作盖革—努塔耳定律，是由盖革和努塔 耳在1911年提出的。他们注意到，发射出的α粒子的能量越高，发射它们的 放射性物质的寿命越短。他们用对数坐标绘出不同放射性元素平均半衰期与 它们的α粒子能量间的反比关系，得到的几乎是一条直线，从铀元素的α粒 子能量仅为4.1兆电子伏，平均半衰期为45亿年，直到Rac′的α粒子能量 为7.7兆电子伏，平均半衰期只有0.0002秒。而伽莫夫根据波动力学理论计 算得到的曲线，与他们曲线上的实验点恰恰相吻合。
随着科学研究速度的不断加快以及进行科研探索的人数的迅速增加，几 个人或几个科研小组同时独立作出同一重要发现的情况越来越常见。伽莫夫 所得到的上述放射性元素衰变的著名理论也同样遇到了这种情况。就在几乎 同时，罗纳德·格尼和爱德华·康登这两位物理学家也同时构想出了相同的 理论。但是，他们三人谁也没有因此获得诺贝尔奖。
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