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  安德烈·德米特里耶維奇·薩哈羅夫1921年出生於莫斯科,父親德米特里·伊萬諾維奇·薩哈羅夫()在私立學校教授物理學,也是業餘鋼琴家;德米特里的祖父伊萬()是沙俄時期著名的律師,重視社會認知和人道主義原則,包括提倡廢除死刑,德米特里其後也受到這些思想的影響。薩哈羅夫的母親是葉卡捷琳娜·阿列克謝夫娜·薩哈羅夫(,原名索菲亞諾,有希臘血統)。薩哈羅夫的父母和祖母瑪麗亞·彼得羅夫娜()很大程度地塑造了他的性格,雖然他的祖父是俄羅斯正教會的教士,他的母親也曾給他洗禮,但他的父親是無神論者,宗教對薩哈羅夫的生活影響不大,儘管他認為一個非科學的“指導原則”在管理著宇宙和人類。

  1938年,薩哈羅夫入讀莫斯科大學,1941年因蘇德戰爭撤離後,他在阿什哈巴德畢業。之後他被派往烏里揚諾夫斯克的實驗室工作,在這段時期,他在1943年與第一任妻子克拉夫季婭結婚,並育有一子二女,克拉夫季婭在1969年逝世。薩哈羅夫在1945年返回莫斯科,在列別傑夫物理學院理論部繼續學業,1947年取得哲學博士學位。

  第二次世界大戰結束後,薩哈羅夫開始對宇宙射線的研究。1948年,他參與了伊戈爾·庫爾恰托夫領導的蘇聯原子彈計劃,蘇聯在1949年8月29日對研製的第一種原子裝置進行了測試。1950年移居保密行政區薩羅夫後,薩哈羅夫在研製氫彈的過程中扮演了重要的角色,蘇聯在1953年8月12日對研製的第一種核聚變裝置進行了測試。同年,薩哈羅夫得到了科學博士學位,被選為蘇聯科學學會的會員,並獲得了他的第一個社會主義勞動英雄榮譽。隨後薩哈羅夫繼續留在薩羅夫主導研發蘇聯首枚百萬噸級氫彈,並在1955年進行了測試。有史以來破壞力最大的曾引爆的核武器——沙皇炸彈也是基於薩哈羅夫的設計製造的。  薩哈羅夫曾提出興建一個受控核聚變反應堆——託卡馬克,直至現在仍是大部分同類研究的基礎,他和伊戈爾·塔姆曾共同提出以環面狀的磁場限制高熱的離子化等離子體,以控制託卡馬克的核聚變。

  1965年後,薩哈羅夫返回到基礎科學,開始從事粒子物理學和宇宙學。  他特別試圖解釋宇宙的重子不對稱性,作為科學家首次推出兩個宇宙所謂的“片”聯絡到宇宙大爆炸。  薩哈羅夫亦曾提出感應重力,作為量子重力的替代理論。

  從1950年代後期起,薩哈羅夫開始關注他工作所牽涉的道德和政治問題。他在1960年代開始活躍於政壇,反對核武器擴散。他亦推動各國停止在地面進行核試驗,也參與促成了部分禁止核試驗條約在1963年的簽署。1965年,他重返科學界,開始研究物理宇宙學,但仍繼續反對政治歧視。  1967年當反彈道導彈成為美蘇關係的重要議題時,薩哈羅夫的政治生涯出現了轉折點,1967年7月21日薩哈羅夫在寫給蘇聯領導人的一封信中,他認為蘇聯應該接受美國的建議,雙方共同放棄對反彈道導彈的研發,否則針對這項新技術的軍備競賽將增加核戰的可能性。他也請求領導人批准他在蘇聯一份報章上發表文章,解釋反彈道導彈的危險性。當局沒有理會這封信,並禁止他在蘇聯出版書籍展開對這個議題的討論。1968年5月,薩哈羅夫寫了一篇文章,指出反彈道導彈是核戰威脅的一個主要因素,這篇文章作為地下出版物被傳播並在蘇聯境外出版後,薩哈羅夫被禁止參與與軍事有關的研究。之後他返回列別傑夫物理學院修讀普通理論物理學。在1970年代,他與瓦列裡·查里茲(喬治亞語:)和安德烈·特韋爾多赫列博夫共同創立莫斯科人權委員會,並因而面對當局更大的壓力。  1972年,薩哈羅夫與同為人權行動主義者的葉連娜·邦納結婚。1973年,薩哈羅夫獲得了諾貝爾和平獎的提名;翌年他獲得了奇諾·德爾杜卡世界獎()。1975年,他獲得了諾貝爾和平獎,但他被蘇聯禁止離境領獎,他的妻子葉連娜在頒獎典禮上代他宣讀演講辭。  薩哈羅夫的社會發展理念,使他致力於將推動人權作為政治的基礎。在他的著作中,他認為“沒有被禁止的事情即被容許”,否認法律以外的任何道德或文化規範的重要性和正確性。

  1980年1月22日,他因為示威抗議蘇聯入侵阿富汗而被捕,隨後他被流放到一個保密行政區高爾基,即現在的下諾夫哥羅德。他的社會主義勞動英雄頭銜也被蘇聯最高蘇維埃主席團決議所褫奪。在1980年至1986年間,薩哈羅夫受到蘇聯祕密警察的嚴密監視,在他的回憶錄中他聲稱他在高爾基的寓所經常被搜查和搶掠。薩哈羅夫被美國人道主義協會評為1980年的年度人道主義者。  1986年12月19日,米哈伊爾·戈爾巴喬夫展開重建和開放的政策,打電話給薩哈羅夫告訴他被釋放,他和他妻子可以返回莫斯科。

  1988年,薩哈羅夫獲得國際人道和倫理聯合會(英語:International Humanist and Ethical Union)頒發的國際人道主義獎。之後,薩哈羅夫協助了蘇聯最早的一批獨立政治組織的成立,併成為蘇聯反對勢力中主要一員。1989年3月,薩哈羅夫當選為蘇聯人民代表大會的成員,成為民主改革勢力的領導者之一。

  1989年12月14日,薩哈羅夫死於心臟病發,終年68歲。他的遺體埋葬在莫斯科沃斯特里亞科沃公墓。
安德烈·德米特里耶維奇·薩哈羅夫(,姓氏也譯作沙卡洛夫,1921年-5月21日-1989年-12月14日),蘇聯原子物理學家,聞名於核聚變、宇宙射線、基本粒子和重子產生(Baryogenesis)等領域的研究,並曾主導蘇聯第一枚氫彈的研發,被稱為“蘇聯氫彈之父”。薩哈羅夫也是人權運動家,反對獨裁專政,是公民自由的擁護者,支援蘇聯進行民主改革。他在1975年獲得諾貝爾和平獎。為了紀念他,歐洲議會把設立的歐洲最高人權獎命名為薩哈羅夫獎。