Журнал New Scientist назвал его одним из 20 величайших ученых всех времен
Из-за его динамичной и многогранной личности и многочисленных достижений в самых разных областях науки трудно адекватно оценить заслуги Лайнуса Полинга. Выдающийся человек, который настойчиво решал важнейшие проблемы человечества, преследуя при этом удивительный спектр научных интересов, доктор Полинг был почти так же хорошо известен мировой общественности, как и научному сообществу. Он единственный человек, когда-либо получивший две неразделенные Нобелевские премии — по химии (1954 г.) и мира (1962 г.).
Помимо всеобщего признания как одного из величайших ученых 20-го века, его коллеги признавали его самым влиятельным химиком со времен Лавуазье (18 в)- основателя современной химической науки. Его вводный учебник «Общая химия», трижды переработанный с момента его первого издания в 1947 году и переведенный на 13 языков, использовался поколениями студентов. После того, как в середине 1920-х годов Полинг профессионально занялся химией, используя достижения квантовой физики, он определил природу химической связи, его работы продвинули области структурной химии, рентгеновской кристаллографии, дифракции электронов, квантовой механики, биохимии, ядерной физики, анестезии, иммунологии и исследований витаминов. Автор одиннадцати книг и тысячи статей, он получил 47 почетных степеней и более 500 научных наград и медалей.
Многогранный гений, Лайнус Полинг в течение многих лет был, вероятно, самым заметным, красноречивым и доступным американским ученым. Его фирменным знаком стал черный берет, надетый поверх копны вьющихся седых волос. Он был мастером объяснять сложную научную информацию в терминах, понятных интеллигентным непрофессионалам.
На протяжении семи десятилетий научной карьеры Полинга, его исследовательские интересы были удивительно разнообразными и эклектичными. Он сделал важные открытия во многих областях химии — физической, структурной, аналитической, неорганической и органической химии, а также биохимии. Он использовал теоретическую физику, особенно квантовую теорию и квантовую механику, в своих исследованиях атомной и молекулярной структуры и химической связи. Он занялся металлургией и минералогией, изучая атомные структуры в кристаллах минералов, и вместе со своими коллегами опубликовал структуры сотен неорганических веществ, включая топаз и слюду. Как в теоретической, так и в прикладной медицине он сделал важные открытия в области генетических заболеваний, гематологии, иммунологии, функций мозга и психиатрии, молекулярной эволюции, диетотерапии, диагностических технологий, статистической эпидемиологии и биомедицины.
Вот некоторые из значимых наград Лайнуса Полинга
Премия в области химического образования Американского химического общества (1987).
Медаль Пристли, Американское химическое общество (1984).
Национальная медаль науки (1974 г.)
Нобелевская премия мира (1962 г.)
Медаль Пьера Ферма по математике (1957).
Нобелевская премия по химии (1954 г.).
Премия в области чистой химии Американского химического общества (1931).
Премия Ирвинга Ленгмюра, Американское химическое общество (1931).
Член Национальной академии наук и Американской академии искусств и наук.
Почетный доктор наук Чикаго, Принстон, Йель, Кембридж, Оксфорд, Лондон, Париж, Тулуза, Монпелье, Льеж, Мельбурн, Краков, Берлин
Вот что пишет о Полинге другой великий ученый ХХ века, лауреат Нобелевской премии Джеймс Д. Уотсон:
«…величайший в мире химик Лайнус Полинг, работавший в Калифорнийском технологическом институте, объявил о большом триумфе: он обнаружил, в какой именно последовательности располагаются цепочки аминокислот (так называемые полипептиды) в белках. Эту структуру он назвал альфа-спираль. Никого не удивляло, что такой прорыв совершил именно Полинг: ведь среди ученых он был звездой первой величины. Его книга «Природа химических связей» фактически заложила основы современной химии, а для химиков тех времен была настоящей библией. Полинг рос вундеркиндом: когда ему было 9 лет, его отец-аптекарь писал в газету «Орегонец», какие публикации были бы интересны его начитанному сыну, отмечая, что тот, уже прочел Библию и книгу «О происхождении видов» Дарвина. Однако отец Полинга рано умер, оставив семью в бедственном положении, поэтому весьма примечательно, что перспективный юноша смог вообще получить образование.»
Начало пути
Полинг родился в 1901 году в Портленде, штат Орегона и провел там большую часть своего раннего детства. Его отец, Герман Полинг, фармацевт, скончался в возрасте 33 лет, в результате болезни, когда Полингу было всего девять лет.
В результате, Полинг, его мать Люси Дарлинг Полинг и его сестры Полин и Люсиль оказались на грани нищеты. В то время как его мать содержала пансион, чтобы прокормить семью, Полинг утешался книгами и хобби, будучи подростком, он организовал химическую лабораторию в подвале своего дома.
Лайнус, обладая непростым характером, бросил среднюю школу в 16 лет в знак протеста против занятий, которые он считал бессмысленными (хотя позже школа вручила ему почетный диплом в знак признания его достижений).
В итоге, он стал работать, чтобы заработать деньги на обучение в колледже. Лайнус работал неполный рабочий день в продуктовом магазине за $8 долларов в неделю (эквивалентно $220 в 2023 году). Мать помогла ему устроиться на работу учеником машиниста с хорошей зарплатой в $40 США в месяц (эквивалентно $1080 в 2023 году). Тем самым, она надеялась, что хорошая зарплата побудит сына отказаться от планов поступить в колледж. Люси Дарлинг Полинг была против дальнейшего образования сына.
Орегонский сельскохозяйственный колледж
В сентябре 1917 г. Полинг, наконец, был принят в Орегонский сельскохозяйственный колледж в Корваллисе — ныне Университет штата Орегон. Он немедленно уволился с работы машинистом и сообщил о своем поступлении матери, которая не видела смысла в университетском образовании. В итоге, Лайнус с отличием закончил колледж в 1922 году, получив степень бакалавра химического машиностроения.
Во время учебы Лайнус бесконечно беспокоился о деньгах. Пока он учился, ему приходилось работать чернорабочим, чтобы прокормить себя. Колледж, помог одаренному студенту, назначив Полинга помощником преподавателя химии. 18-летний студент теперь мог поддержать свою мать финансово и продолжить обучение. Но, эта работа отнимала у Лайнуса много времени, она требовала 40 часов общения со студентами в неделю, тем самым отвлекая его от учебы и исследовательской деятельности.
В последние два года обучения в колледже Полинг посвятил себя физической химии, особенно области химической связи. Он хотел понять, как электроны располагаются вокруг ядер атома так, образуются стабильные молекулы.
«Когда я был мальчиком, 18 лет, я заинтересовался вопросом, почему атомы расположены на определенном расстоянии друг от друга. Насколько далеко они находятся друг от друга, когда связаны друг с другом, и что удерживает их на таком расстоянии? Какова химическая связь между атомами? Каково строение молекул? Они только начинали определяться». Лайнус Полинг
"Мистер. Полинг обладает одним из лучших умов, которые я когда-либо наблюдал у человека его возраста, и во многих отношениях он превосходит своих наставников». Профессор Флойд Роуленд, Зав. кафедрой химического машиностроения, С/Х колледж, 1921 год
В 1922 году, получив степень инженера-химика, Полинг переехал на юг, чтобы поступить в аспирантуру Калифорнийского технологического института. Он окончил университет в 1925 году с отличием со степенью доктора философии по физической химии.
Европейский тур - Встреча с ведущими учеными в области квантовой механики
В 1926 году Полинг получил стипендию Гуггенхайма для поездки в Европу, чтобы учиться у немецкого физика Арнольда Зоммерфельда в Мюнхене, у датского физика Нильса Бора в Копенгагене и у австрийского физика Эрвина Шредингера в Цюрихе. Все трое были экспертами в новой области квантовой механики и других разделах физики. Полинг заинтересовался тем, как квантовая механика может быть применена в выбранной им области интересов — электронной структуре атомов и молекул. В итоге, Полинг стал одним из первых ученых в области квантовой химии и пионером в применении квантовой теории к строению молекул.
Революция в химии
В 1927 году, в возрасте 26 лет , Лайнус вернулся в Калифорнийский технологический институт, чтобы начать там работу доцентом кафедры химии. В итоге, Полинг разработал теорию валентных связей и дал химии ныне основополагающие понятия – «электроотрицательности», «орбитальной гибридизации» и «резонанса». Полинг произвел революцию в химии в 1920-х годах, применив квантовую физику к изучению химии. Он использовал новую теорию волновой механики для объяснения молекулярных структур, которые годами сбивали с толку химиков.
Теория резонанса Полинга предположила, что некоторые молекулы «резонируют» между различными структурами, а не удерживают одну фиксированную структуру. Это понимание сделало возможным создание многих лекарств, красителей, пластмасс и синтетических волокон, которые мы сегодня считаем само собой разумеющимися.
«Правила Полинга»
После того как Лайнус Полинг осенью 1927 года вернулся на факультет Калифорнийского технологического института, он продолжил интенсивные исследования в области образования химических связей между атомами в кристаллах. Квантовая механика позволила Полингу теоретически объяснить природу химической связи между атомами гораздо более удовлетворительным образом, чем это было сделано раньше. Он начал формулировать обобщения относительно расположения атомов в кристаллах с ионной связью, сформулировав пять «Правил Полинга», которые способствовали расшифровке и интерпретации ионных структур кристаллов.
В 1931 году Калифорнийский технологический институт повысил его до профессора химии.
Электроотрицательность
В 1932 году Полинг ввел понятие фундаментальное понятие химии «электроотрицательность» -количественной характеристики способности атома в молекуле смещать к себе общие электронные пары. Используя различные свойства молекул, такие как энергия, необходимая для разрыва связей и дипольные моменты молекул, он установил шкалу электроотрицательности и связанное с ней числовое значение для большинства химических элементов.
К началу 1930-х годов Полинг смог показать, что квантовая химия может сделать больше, чем просто получить результаты, согласующиеся с экспериментами. Он использовал его для правильного предсказания свойств молекул и их структур.
Основываясь на своей шкале электроотрицательности, Полинг сделал неожиданное предсказание, что благородный газ ксенон может образовывать соединения. Прошло три десятилетия, прежде чем экспериментаторы смогли доказать правильность предсказания Полинга.
Полинг и Оппенгеймер
В Калифорнийском технологическом институте Полинг завязал близкую дружбу с физиком-теоретиком Робертом Оппенгеймером из Калифорнийского университета в Беркли, который каждый год проводил часть своего исследовательского и преподавательского графика в качестве гостя в Калифорнийском технологическом институте.
Полинг также был связан с Беркли, работая приглашенным лектором по физике и химии с 1929 по 1934 год. Оппенгеймер подарил Полингу потрясающую личную коллекцию минералов. Двое ученых планировали организовать совместную атаку на природу химической связи: очевидно, Оппенгеймер предоставит математические расчеты, а Полинг интерпретирует результаты. Их отношения испортились, когда Оппенгеймер попытался преследовать жену Полинга, Аву Хелен.
Когда Полинг был на работе, Оппенгеймер пришел к ним домой и пригласил Аву Хелен присоединиться к нему в Мексике. Она отказалась и сообщила о приглашении Полингу. Он немедленно разорвал отношения с Оппенгеймером.
« Природа химической связи»
В 1939 году Полинг выпустил самую важную книгу двадцатого века по химии « Природа химической связи». Благодаря этой публикации он стал величайшим химиком ХХ века.
В 1954 году Полинг стал единственным лауреатом Нобелевской премии по химии «за исследование природы химической связи и ее применение для выяснения структуры сложных веществ».
«Большинство научных открытий, сделанных, скажем, каким-то человеком, очень скоро были бы сделаны кем-то другим, если бы этого человека не существовало. И все же мне кажется, что я привнес в свою работу по химической связи способ мышления, который, возможно, не был бы введен никем другим, по крайней мере, в течение довольно долгого времени. Я предполагаю, что комплекс идей, которые я зародил в период с 1928 по 1933 год (1931 год был, вероятно, моей самой важной работой), оказал наибольшее влияние на химию». Лайнус Полинг
Манхэттенский проект? Нет
Многие из величайших ученых Америки принимали участие в Манхэттенском проекте — попытке союзников во время Второй мировой войны создать первое в мире ядерное оружие. В этой перекличке гениев не было Лайнуса Полинга.
Научный руководитель проекта Роберт Оппенгеймер хотел, чтобы Полинг, человек, которого он считал величайшим химиком Америки, возглавил химическую секцию проекта. Полинг отказался, заявив, что не желает разрушать свою семейную жизнь, уезжая из Калифорнийского технологического института. Тот факт, что Оппенгеймер когда-то пытался завязать роман с женой Полинга, также может иметь отношение к отказу!
Несмотря на свой отказ работать рядом с Оппенгеймером, Полинг трудился над рядом важных проектов, в том числе изобретением кислородомера для контроля качества воздуха в самолетах и подводных лодках, разработкой бронебойных артиллерийских снарядов, рецептурой ракетного топлива и разработкой искусственной плазмы крови.
В 1948 году президент Гарри Трумэн наградил его Президентской медалью «За заслуги» за военную деятельность.
Открытие белковой спирали. Полинг - основатель молекулярной биологии
Однажды в 1948 году, лежа в постели, скучая и выздоравливая от болезни, Полинг задумался о белках. Чтобы скоротать время, он начал рисовать на бумаге атомы и химические связи. Затем он начал складывать бумагу, чтобы сопоставить водородные связи с атомами. При этом возникла форма спирали. Полинг открыл истину в одной из величайших загадок жизни. Позже он использовал дифракцию рентгеновских лучей, чтобы подтвердить свое озарение: белки, основные молекулы жизни, существуют в виде спиралей: открытая им альфа-спираль представляет собой основную разновидность белковой спирали.
Открытие Полинга проложило путь к открытию в 1953 году структуры двойной спирали ДНК совместными усилиями Фрэнсиса Крика, Розалинды Франклин, Джеймса Уотсона и Мориса Уилкинса. Полинг был их единственным серьезным конкурентом в гонке, но он ошибочно полагал, что ДНК представляет собой тройную спираль.
По словам Фрэнсиса Крика, Лайнуса Полинга:
«следует считать отцом молекулярной биологии» Фрэнсис Крик, 1986
Серповидноклеточная анемия. Полинг - основатель молекулярной генетики
Серповидноклеточная анемия — это генетическое заболевание, поражающее некоторых выходцев из Африки и Индии. Чтобы улучшить устойчивость к малярии, эритроциты у заболевших людей претерпели генетические изменения, в результате чего появилась другая форма – серповидные клетки – как показано на изображении ниже.
Недостаток этого изменения заключается в том, что серповидные клетки переносят меньше кислорода, что приводит к серповидноклеточной анемии.
В ноябре 1949 года Полинг и его коллеги-аспиранты обнаружили, что серповидно-клеточная анемия вызвана аномальным белком. Электрический заряд гемоглобина больных отличается от такового у здоровых людей. У больных имеется смесь нормальных эритроцитов и серповидных клеток.
Более того, Полинг и его ученики доказали, что менделевское наследование на самом деле работает на уровне свойств белковой молекулы, а не только на уровне наличия белка или его отсутствия. Тем самым они основали чрезвычайно важную новую научную дисциплину – молекулярную генетику.
Нобелевская премия мира
В 1950-е годы, во время «холодной войны», Полинг все чаще публично поддерживал антиправительственные движения. В результате ему пришлось столкнуться с ограничениями на поездки.
В 1957 году он сыграл важную роль в сборе петиции о запрете испытаний ядерного оружия: ее подписали более 11 000 ученых из 50 стран. Позже Соединенные Штаты, Великобритания и Советский Союз согласились на частичный запрет ядерных испытаний, главным образом в результате петиции.
Полинг получил Нобелевскую премию мира 1962 года. Нобелевский комитет отметил, что он:
«…вел непрерывную кампанию не только против испытаний ядерного оружия, не только против распространения этих вооружений, не только против самого их применения, но и против всех войн как средства решения международных конфликтов».
За свои взгляды Полинг подвергся беспощадной критике в ряде публикаций. The New York Times :
«Профессор Полинг был настойчивым и эффективным агитатором в своей борьбе за международный мир и против атмосферных испытаний ядерного оружия. Он не всегда был мудрым в выборе тактики, а иногда вел себя безрассудно».
Полинга часто обвиняли в том, что он сочувствует коммунистам или Советскому Союзу. Однако, вероятно, будет справедливо сказать, что он предпочёл бы пожертвовать свободами Запада, если бы ценой их защиты была ядерная война.
Хотя Полинг никогда не смешивал политику со своими занятиями в Калифорнийском технологическом институте, его политические заявления по таким вопросам, как «запрет бомбы», в конечном итоге вызвали такое сильное напряжение среди администраторов Калифорнийского технологического института, что в 1964 году, в возрасте 63 лет, Полинг покинул Калифорнийский технологический институт, чтобы работать в Центре изучения демократических сил в Санта-Барбаре.
Лайнус Полинг умер 19 августа 1994 года в возрасте 93 лет.
Продолжение в следующей статье.
Благодарю за внимание!
Дорогие читатели, поскольку Дзен по каким-то причинам отключил канал от монетизации, я буду Вам благодарна за посильную поддержку моего труда. Спасибо за поддержку!