Лайнус Полинг -Linus Pauling

Лайнус Полинг

Лайнус Полинг 1962.jpg
Лайнус Полинг в 1962 году.
Родился
Лайнус Карл Полинг

( 1901-02-28 )28 февраля 1901 г.
Умер 19 августа 1994 г. (1994-08-19)(93 года)
Биг-Сур , Калифорния
Национальность американский
Образование
Известен
 
Супруг(а)
( м.  1923 ; ум.  1981 )
Дети 4
Награды
Научная карьера
Поля
Учреждения Как преподаватель
Калифорнийский технологический институт (1927–1963)
Калифорнийский университет в Сан-Диего (1967–1969)
Стэнфорд (1969–1975)

Как парень

Корнельский университет (1937–1938)
Оксфордский университет (1948 г.)
Центр изучения демократических институтов (1963–1967)
Тезис [ thesis.library.caltech.edu/1791 Определение структуры кристаллов с помощью рентгеновских лучей(1925)
Докторантура
Другие академические консультанты
Докторанты
Подпись
Подпись Линуса Полинга.svg
Заметки
Единственный человек, получивший две неразделенные Нобелевские премии.

Лайнус Карл Полинг ( / ˈ p ɔː l ɪ ŋ / ; 28 февраля 1901  -  19 августа 1994) был американским химиком , биохимиком , инженером -химиком , борцом за мир , писателем и педагогом. Он опубликовал более 1200 статей и книг, из которых около 850 посвящены научной тематике. New Scientist назвал его одним из 20 величайших ученых всех времен, а по состоянию на 2000 год он занимал 16-е место среди самых важных ученых в истории.За свою научную работу Полинг был удостоен Нобелевской премии по химии в 1954 году. За свою деятельность в защиту мира он был удостоен Нобелевской премии мира в 1962 году. Кюри , Джон Бардин и Фредерик Сенгер ). Из них он единственный человек, удостоенный двух неразделенных Нобелевских премий, и один из двух человек, удостоенных Нобелевских премий в разных областях, второй - Мария Кюри .

Полинг был одним из основателей областей квантовой химии и молекулярной биологии . Его вклад в теорию химической связи включает концепцию орбитальной гибридизации и первую точную шкалу электроотрицательности элементов. Полинг также работал над структурами биологических молекул и показал важность альфа-спирали и бета-листа во вторичной структуре белка . Подход Полинга объединил методы и результаты рентгеновской кристаллографии , построения молекулярных моделей и квантовой химии . Его открытия вдохновили Джеймса Уотсона , Фрэнсиса Крика , Мориса Уилкинса и Розалинд Франклин на работу над структурой ДНК, что, в свою очередь, дало возможность генетикам взломать код ДНК всех организмов.

В более поздние годы он продвигал ядерное разоружение , а также ортомолекулярную медицину , мегавитаминную терапию и пищевые добавки . Ни одна из его идей относительно медицинской пользы больших доз витаминов не получила широкого признания в основном научном сообществе. Был женат на американской правозащитнице Аве Хелен Полинг .

ранняя жизнь и образование

Герман Генри Уильям Полинг, отец Линуса Полинга, ок.  1900 г.

Лайнус Карл Полинг родился 28 февраля 1901 года в Портленде, штат Орегон , и был первенцем Германа Генри Уильяма Полинга (1876–1910) и Люси Изабель «Белль» Дарлинг (1881–1926). Его назвали «Лайнус Карл» в честь отца Люси, Линуса, и отца Германа, Карла. Его предки включали немцев и англичан.

В 1902 году, после рождения его сестры Полины, родители Полинга решили переехать из Портленда, чтобы найти более доступное и просторное жилое помещение, чем их однокомнатная квартира. Люси жила с родителями своего мужа на озере Освего , пока Герман не привез семью в Салем , где некоторое время работал коммивояжером в компании Skidmore Drug Company. Через год после рождения Люсиль в 1904 году Герман Полинг перевез свою семью на озеро Освего, где открыл собственную аптеку. Он перевез свою семью в Кондон, штат Орегон , в 1905 году. К 1906 году Герман Полинг страдал от периодических болей в животе . Он умер от прободной язвы 11 июня 1910 года, оставив Люси заботиться о Линусе, Люсиль и Полине.

Полинг объясняет свой интерес стать химиком тем, что был поражен экспериментами, проведенными его другом, Ллойдом А. Джеффрессом , у которого был небольшой набор для химической лаборатории. Позже он писал: «Я был просто очарован химическими явлениями, реакциями, в которых появляются вещества, часто с поразительно разными свойствами, и я надеялся узнавать все больше и больше об этой стороне мира».

В старшей школе Полинг проводил химические эксперименты, собирая оборудование и материалы с заброшенного сталелитейного завода. Вместе со своим старшим другом, Ллойдом Саймоном, Полинг основал Palmon Laboratories в подвале Саймона. Они обратились к местным молокозаводам с предложением взять пробы молочного жира по низкой цене, но молочники опасались доверять эту задачу двум мальчикам, и бизнес закончился провалом.

В 15 лет у старшеклассника было достаточно кредитов, чтобы поступить в Орегонский государственный университет (OSU), известный тогда как Орегонский сельскохозяйственный колледж. Не имея двух курсов американской истории, необходимых для получения аттестата об окончании средней школы , Полинг спросил директора школы, может ли он одновременно посещать эти курсы в течение весеннего семестра. Получив отказ, он покинул среднюю школу Вашингтона в июне без диплома. Школа наградила его почетным дипломом 45 лет спустя, после того как он был удостоен двух Нобелевских премий.

Полинг работал на нескольких работах, чтобы заработать деньги на свои будущие расходы на обучение в колледже, в том числе работал неполный рабочий день в продуктовом магазине за 8 долларов США в неделю (что эквивалентно 200 долларам США в 2021 году). Его мать договорилась об интервью с владельцем ряда производственных предприятий в Портленде г-ном Швитцерхоффом, который нанял его в качестве ученика машиниста с зарплатой 40 долларов США в месяц (что эквивалентно 1000 долларов США в 2021 году). Вскоре эта сумма была увеличена до 50 долларов США в месяц. Полинг также создал фотолабораторию с двумя друзьями. В сентябре 1917 года Полинга наконец приняли в Университет штата Орегон. Он сразу же уволился с работы машиниста и сообщил о своих планах матери, которая не видела смысла в университетском образовании.

Высшее образование

Выпускное фото Полинга из Университета штата Орегон , 1922 год .

В первом семестре Полинг записался на два курса по химии, два по математике, механическое черчение, введение в добычу полезных ископаемых и использование взрывчатых веществ, современную английскую прозу, гимнастику и военную муштру. Он принимал активное участие в жизни кампуса и основал школьное отделение братства Delta Upsilon . После второго года обучения он планировал устроиться на работу в Портленде, чтобы помогать матери. Колледж предложил ему должность преподавателя количественного анализа , курс, который он только что закончил. Он работал сорок часов в неделю в лаборатории и классе и зарабатывал 100 долларов США в месяц (что эквивалентно 1400 долларам США в 2021 году), что позволило ему продолжить учебу.

В последние два года учебы в школе Полингу стало известно о работах Гилберта Н. Льюиса и Ирвинга Ленгмюра по электронной структуре атомов и их связи в молекулы . Он решил сосредоточить свои исследования на том, как физические и химические свойства веществ связаны со строением атомов, из которых они состоят, став одним из основателей новой науки квантовой химии.

Профессор инженерии Сэмюэл Граф выбрал Полинга своим ассистентом на курсе механики и материалов. Зимой на последнем курсе Полинг вел курс химии для специалистов по домоводству . Именно на одном из таких занятий Полинг познакомился со своей будущей женой Авой Хелен Миллер .

В 1922 году Полинг получил диплом инженера- химика . Затем он поступил в аспирантуру Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) в Пасадене, штат Калифорния , под руководством Роско Дикинсона и Ричарда Толмана . Его аспирантура включала использование дифракции рентгеновских лучей для определения структуры кристаллов . Он опубликовал семь статей о кристаллической структуре минералов, когда работал в Калифорнийском технологическом институте. Он получил докторскую степень по физической химии и математической физике с отличием в 1925 году.

Карьера

Внешнее видео
Мазок серповидноклеточной крови.JPG
значок видео Лайнус Полинг , Oregon Experience, Историческое общество штата Орегон

В 1926 году Полинг получил стипендию Гуггенхайма для поездки в Европу, чтобы учиться у немецкого физика Арнольда Зоммерфельда в Мюнхене, датского физика Нильса Бора в Копенгагене и австрийского физика Эрвина Шредингера в Цюрихе . Все трое были экспертами в новой области квантовой механики и других областях физики. Полинг заинтересовался тем, как можно применить квантовую механику в выбранной им области интересов, электронной структуре атомов и молекул. В Цюрихе Полинг также познакомился с одним из первых квантово-механических анализов связи в молекуле водорода , проведенным Вальтером Хайтлером и Фрицем Лондоном . Полинг посвятил этой работе два года своей поездки по Европе и решил сделать ее центром своих будущих исследований. Он стал одним из первых ученых в области квантовой химии и пионером в применении квантовой теории к строению молекул.

В 1927 году Полинг занял новую должность доцента Калифорнийского технологического института по теоретической химии . Он начал свою преподавательскую карьеру с очень продуктивных пяти лет, продолжая свои исследования рентгеновских кристаллов, а также выполняя квантово-механические расчеты атомов и молекул. За эти пять лет он опубликовал около пятидесяти статей и создал пять правил, теперь известных как правила Полинга . К 1929 г. он получил звание доцента, а к 1930 г. - профессора. В 1931 году Американское химическое общество наградило Полинга премией Ленгмюра за наиболее значительную работу в области чистой науки, выполненную человеком в возрасте 30 лет и младше. В следующем году Полинг опубликовал то, что он считал своей самой важной статьей, в которой он впервые изложил концепцию гибридизации атомных орбиталей и проанализировал четырехвалентность атома углерода .

В Калифорнийском технологическом институте Полинг подружился 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 даже подарил Полингу потрясающую личную коллекцию минералов. Двое мужчин планировали провести 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 выпалил приглашение Аве Хелен присоединиться к нему на свидании в Мексике. Она наотрез отказалась и сообщила об инциденте Полингу. Он немедленно разорвал отношения с Оппенгеймером.

Летом 1930 года Полинг совершил ещё одно европейское путешествие, во время которого узнал о газофазной электронографии от Германа Фрэнсиса Марка . Вернувшись, он вместе со своим учеником Лоуренсом Олином Броквеем построил в Калифорнийском технологическом институте прибор для дифракции электронов и использовал его для изучения молекулярной структуры большого количества химических веществ.

Полинг ввел понятие электроотрицательности в 1932 году. Используя различные свойства молекул, такие как энергия, необходимая для разрыва связей, и дипольные моменты молекул, он установил шкалу и связанное с ней числовое значение для большинства элементов —  шкалу  электроотрицательности Полинга .  —  что полезно для предсказания природы связей между атомами в молекулах.

В 1936 году Полинг был назначен председателем отдела химии и химического машиностроения Калифорнийского технологического института и директором химических лабораторий Гейтса и Креллина. Он занимал обе должности до 1958 года. Полинг также провел год в 1948 году в Оксфордском университете в качестве приглашенного профессора Джорджа Истмана и научного сотрудника Баллиола.

Природа химической связи

Лайнус Полинг с вкладышем к его Нобелевской премии 1955 года.

В конце 1920-х годов Полинг начал публиковать статьи о природе химической связи . Между 1937 и 1938 годами он занимал должность внештатного преподавателя химии Джорджа Фишера Бейкера в Корнельском университете . Находясь в Корнелле, он прочитал серию из девятнадцати лекций и завершил основную часть своего знаменитого учебника «Природа химической связи» . Именно благодаря его работам в этой области он получил Нобелевскую премию по химии в 1954 г. «за исследования природы химической связи и ее применение для выяснения структуры сложных веществ». Книга Полинга считается «самой влиятельной книгой по химии этого века и ее эффективной библией». За 30 лет после выхода первого издания в 1939 году книгу процитировали более 16 000 раз. Даже сегодня многие современные научные статьи и статьи в важных журналах цитируют эту работу, более чем через семьдесят лет после первой публикации.

Часть работы Полинга о природе химической связи привела к введению им концепции орбитальной гибридизации . Хотя принято думать, что электроны в атоме описываются орбиталями таких типов, как s и p , оказывается, что при описании связи в молекулах лучше строить функции, которые обладают некоторыми свойствами орбиталей. каждый. Таким образом, одна 2s- и три 2p-орбитали в атоме углерода могут быть (математически) «смешаны» или объединены для получения четырех эквивалентных орбиталей (называемых sp 3 -гибридными орбиталями), которые будут подходящими орбиталями для описания углеродных соединений, таких как метан или 2s-орбиталь может быть объединена с двумя 2p-орбиталями для получения трех эквивалентных орбиталей (называемых sp 2 -гибридными орбиталями), а оставшаяся 2p-орбиталь негибридизирована, что может быть подходящими орбиталями для описания некоторых ненасыщенных соединений углерода, таких как этилен . Другие схемы гибридизации встречаются и в других типах молекул. Другой областью, которую он исследовал, была взаимосвязь между ионной связью , при которой электроны передаются между атомами, и ковалентной связью , при которой электроны распределяются между атомами на равной основе. Полинг показал, что это всего лишь крайности и что для большинства реальных случаев связи квантово-механическая волновая функция для полярной молекулы AB представляет собой комбинацию волновых функций для ковалентных и ионных молекул. Здесь особенно полезна концепция электроотрицательности Полинга ; разница электроотрицательностей между парой атомов будет самым надежным показателем степени ионности связи.

Третьей темой, которую Полинг атаковал под общим заголовком «природа химической связи», был учет структуры ароматических углеводородов , в частности прототипа, бензола . Лучшее описание бензола дал немецкий химик Фридрих Кекуле . Он рассматривал это как быстрое взаимопревращение между двумя структурами, каждая из которых имеет чередующиеся одинарные и двойные связи , но с двойными связями одной структуры в местах, где одинарные связи находились в другой. Полинг показал, что правильное описание, основанное на квантовой механике, представляет собой промежуточную структуру, представляющую собой смесь каждого из них. Структура была суперпозицией структур, а не быстрым взаимопревращением между ними. Позднее к этому явлению было применено название « резонанс ». В некотором смысле это явление напоминает описанные выше гибридизацию, а также полярное связывание, потому что все три явления включают объединение более чем одной электронной структуры для достижения промежуточного результата.

Ионные кристаллические структуры

В 1929 году Полинг опубликовал пять правил , помогающих предсказать и объяснить кристаллическую структуру ионных соединений . Эти правила касаются (1) отношения радиуса катиона к радиусу аниона, (2) прочности электростатической связи, (3) совместного использования углов, ребер и граней многогранника, (4) кристаллов, содержащих разные катионы, и (5) правила экономии.

Биологические молекулы

Полинг в 1941 году
Альфа-спираль в контурах электронной плотности со сверхвысоким разрешением, с атомами O в красном цвете, атомами N в синем цвете и водородными связями в виде зеленых пунктирных линий (файл PDB 2NRL, 17–32).

В середине 1930-х годов Полинг, находясь под сильным влиянием биологически ориентированных финансовых приоритетов Уоррена Уивера из Фонда Рокфеллера , решил охватить новые области интересов. Хотя ранний интерес Полинга был сосредоточен почти исключительно на неорганических молекулярных структурах, он иногда думал о молекулах, имеющих биологическое значение, отчасти из-за растущей силы Калифорнийского технологического института в области биологии. Полинг общался с такими великими биологами, как Томас Хант Морган , Феодосий Добжански , Кэлвин Бриджес и Альфред Стертевант . Его ранняя работа в этой области включала исследования структуры гемоглобина вместе со своим учеником Чарльзом Д. Кориеллом . Он продемонстрировал, что молекула гемоглобина меняет структуру, когда она приобретает или теряет молекулу кислорода . В результате этого наблюдения он решил провести более тщательное изучение структуры белка в целом. Он вернулся к своему более раннему использованию рентгеноструктурного анализа. Но белковые структуры гораздо меньше поддавались этой технике, чем кристаллические минералы из его прежней работы. Лучшие рентгеновские снимки белков в 1930-х годах были сделаны британским кристаллографом Уильямом Астбери , но когда в 1937 году Полинг попытался объяснить наблюдения Эстбери с помощью квантовой механики, он не смог.

Полингу потребовалось одиннадцать лет, чтобы объяснить проблему: его математический анализ был верен, но снимки Эстбери были сделаны таким образом, что белковые молекулы были наклонены относительно их ожидаемых положений. Полинг сформулировал модель структуры гемоглобина, в которой атомы расположены по спирали , и применил эту идею к белкам в целом.

В 1951 году, основываясь на структуре аминокислот и пептидов и плоской природе пептидной связи, Полинг, Роберт Кори и Герман Брэнсон правильно предложили альфа-спираль и бета-лист в качестве основных структурных мотивов вторичной структуры белка . Эта работа продемонстрировала способность Полинга мыслить нестандартно; центральным в структуре было неортодоксальное предположение, что один виток спирали вполне может содержать нецелое число аминокислотных остатков; для альфа-спирали это 3,7 аминокислотных остатка на виток.

Затем Полинг предположил, что дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой тройную спираль ; его модель содержала несколько основных ошибок, в том числе предложение о нейтральных фосфатных группах, идея, которая противоречила кислотности ДНК. Сэр Лоуренс Брэгг был разочарован тем, что Полинг выиграл гонку по открытию альфа-спиральной структуры белков. Команда Брэгга допустила фундаментальную ошибку при создании своих моделей белка, не распознав плоскую природу пептидной связи. Когда в Кавендишской лаборатории узнали , что Полинг работает над молекулярными моделями структуры ДНК, Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику разрешили создать молекулярную модель ДНК. Позже они воспользовались неопубликованными данными Мориса Уилкинса и Розалинды Франклин из Королевского колледжа, которые продемонстрировали доказательства наложения спирали и плоского основания вдоль оси спирали. В начале 1953 года Уотсон и Крик предложили правильную структуру двойной спирали ДНК. Позже Полинг привел несколько причин, объясняющих, как он был введен в заблуждение относительно структуры ДНК, в том числе вводящие в заблуждение данные о плотности и отсутствие высококачественных рентгеновских дифракционных фотографий. Пока Полинг исследовал проблему, Розалинд Франклин в Англии создавала лучшие в мире изображения. Они были ключом к успеху Уотсона и Крика. Полинг не видел их до того, как изобрел свою ошибочную структуру ДНК, хотя его помощник Роберт Кори действительно видел по крайней мере некоторые из них, заняв место Полинга на белковой конференции летом 1952 года в Англии. Полингу не разрешили присутствовать, потому что его паспорт был задержан Государственным департаментом по подозрению в том, что он симпатизирует коммунистам. Это привело к легенде о том, что Полинг упустил из виду структуру ДНК из-за политики того времени (это было в начале периода Маккарти в Соединенных Штатах). Политика не играла решающей роли. Мало того, что Кори видел изображения в то время, но и сам Полинг восстановил свой паспорт в течение нескольких недель и совершил поездку по английским лабораториям задолго до написания своей работы по ДНК. У него было достаточно возможностей посетить лабораторию Франклин и увидеть ее работу, но он решил этого не делать.

Полинг также изучал ферментативные реакции и был одним из первых, кто указал, что ферменты вызывают реакции, стабилизируя переходное состояние реакции, и эта точка зрения является центральной для понимания механизма их действия. Он также был одним из первых ученых, постулировавших, что связывание антител с антигенами происходит из-за комплементарности их структур. В том же духе, вместе с физиком, ставшим биологом Максом Дельбрюком , он написал раннюю статью, в которой утверждал, что репликация ДНК , вероятно, происходит из-за комплементарности , а не сходства, как предполагали несколько исследователей. Это стало ясно в модели структуры ДНК, которую открыли Уотсон и Крик.

Молекулярная генетика

Полинг в 1948 году

В ноябре 1949 года Полинг, Харви Итано , С. Дж. Сингер и Иберт Уэллс опубликовали статью « Серповидноклеточная анемия, молекулярное заболевание » в журнале Science . Это было первое доказательство того, что заболевание человека вызывается аномальным белком, а серповидноклеточная анемия стала первым заболеванием, понятным на молекулярном уровне. (Однако это была не первая демонстрация того, что вариантные формы гемоглобина можно различить с помощью электрофореза, что было показано несколькими годами ранее Мод Ментен и ее сотрудниками). С помощью электрофореза они продемонстрировали, что у людей с серповидно-клеточной анемией в эритроцитах присутствует модифицированная форма гемоглобина , а у людей с серповидно-клеточной анемией есть как нормальная, так и аномальная форма гемоглобина. Это была первая демонстрация причинно-следственной связи аномального белка с заболеванием, а также первая демонстрация того, что менделевское наследование определяет конкретные физические свойства белков, а не просто их присутствие или отсутствие — заря молекулярной генетики .

Его успех в лечении серповидноклеточной анемии привел Полинга к предположению, что ряд других заболеваний, включая психические заболевания, такие как шизофрения , могут быть результатом дефектной генетики. Как председатель Отделения химии и химического машиностроения и директор химических лабораторий Гейтса и Креллина, он поощрял наем исследователей с химико-биомедицинским подходом к психическим заболеваниям, направление, не всегда популярное среди авторитетных химиков Калифорнийского технологического института.

В 1951 году Полинг прочитал лекцию под названием «Молекулярная медицина». В конце 1950-х годов Полинг изучал роль ферментов в функционировании мозга, полагая, что психические заболевания могут быть частично вызваны дисфункцией ферментов.

Структура атомного ядра

16 сентября 1952 г. Полинг открыл новую исследовательскую тетрадь со словами: «Я решил заняться проблемой строения ядер». 15 октября 1965 года Полинг опубликовал свою Модель плотно упакованного сферона атомного ядра в двух уважаемых журналах, Science и Proceedings of the National Academy of Sciences . В течение почти трех десятилетий, вплоть до своей смерти в 1994 году, Полинг опубликовал множество статей о своей модели кластера сферонов.

Основная идея модели сферона Полинга состоит в том, что ядро ​​можно рассматривать как набор «кластеров нуклонов». Основные кластеры нуклонов включают дейтрон [np], гелион [pnp] и тритон [npn]. Четные-четные ядра описываются как состоящие из кластеров альфа-частиц , как это часто делается для легких ядер. Полинг попытался вывести оболочечную структуру ядер из чисто геометрических соображений, связанных с платоновыми твердыми телами , а не исходя из модели независимых частиц, как в обычной модели оболочки . В интервью, данном в 1990 году, Полинг так прокомментировал свою модель:

Недавно я пытался определить подробные структуры атомных ядер, анализируя колебательные изгибы основного состояния и возбужденного состояния, наблюдаемые экспериментально. Из литературы по физике, Physical Review Letters и других журналов я знаю, что многие физики интересуются атомными ядрами, но ни один из них, насколько мне удалось обнаружить, не занимался этой проблемой так, как я. атаковать его. Так что я просто двигаюсь со своей скоростью, производя расчеты...

Активизм

Работа военного времени

Анализатор кислорода Beckman D2, около 1950 г.

Полинг был практически аполитичен до Второй мировой войны . В начале Манхэттенского проекта Роберт Оппенгеймер пригласил его возглавить химическое подразделение проекта. Однако он отказался, не желая искоренять свою семью.

Анализатор растворенного кислорода Beckman Model 735, более поздняя модель, основанная на конструкции Полинга, 1968 г.
Кислородомер Beckman Model D, основанный на конструкции Полинга, с инкубатором для младенцев, 1959 г.

Однако Полинг работал над исследованиями для вооруженных сил. Был главным следователем по 14 контрактам OSRD . 3 октября 1940 года Национальный комитет по исследованиям в области обороны созвал собрание, желая получить прибор, который мог бы надежно измерять содержание кислорода в смеси газов, чтобы они могли измерять содержание кислорода в подводных лодках и самолетах . В ответ Полинг разработал датчик кислорода Полинга, который был разработан и изготовлен компанией Arnold O. Beckman, Inc. После войны Бекман адаптировал анализаторы кислорода для использования в инкубаторах для недоношенных детей.

В 1942 году Полинг успешно представил предложение «Химическая обработка белковых растворов в попытке найти заменитель человеческой сыворотки для переливания». Его проектная группа, в которую входили Дж. Б. Копфли и Дэн Кэмпбелл, разработала возможную замену плазме крови человека при переливаниях : полиоксижелатин ( оксиполигелатин ).

Другие проекты военного времени с более прямым военным применением включали работу над взрывчатыми веществами, ракетным топливом и патентом на бронебойный снаряд. В октябре 1948 года Полинг вместе с Ли А. Дюбриджем , Уильямом А. Фаулером , Максом Мэйсоном и Брюсом Х. Сейджем был награжден Президентской медалью за заслуги перед президентом Гарри С. Трумэном . Цитата приписывает ему его «образный ум», «блестящий успех» и «исключительно достойное поведение при выполнении выдающихся заслуг. В 1949 году он занимал пост президента Американского химического общества .

Ядерная активность

Последствия Манхэттенского проекта и пацифизма его жены Авы коренным образом изменили жизнь Полинга, и он стал борцом за мир.

В июне 1945 г. начал действовать «Билль Мэя-Джонсона», который впоследствии стал Законом об атомной энергии 1946 г. (подписан 1 августа 1946 г.). В ноябре 1945 года Полинг выступил перед Комитетом независимых граждан искусств, наук и профессий (ICCASP) по поводу атомного оружия ; вскоре после этого жена Ава и он приняли членство. 21 января 1946 года группа собралась для обсуждения академической свободы , во время которой Полинг сказал: «Конечно, всегда существует угроза академической свободе — как и другим аспектам свободы и прав личности, в постоянные нападки на эту свободу, на эти права со стороны эгоистов, чрезмерно честолюбивых, заблудших, беспринципных, стремящихся угнетать большую часть человечества, чтобы получить выгоду для себя, - и мы всегда должны быть на бдительность в отношении этой угрозы и яростно бороться с ней, когда она становится опасной».

В 1946 году он присоединился к Чрезвычайному комитету ученых-атомщиков под председательством Альберта Эйнштейна . Его задачей было предупредить общественность об опасностях, связанных с разработкой ядерного оружия.

Письмо с отказом от Рут Б. Шипли, начальника паспортного отдела Государственного департамента, Линусу Полингу от 14 февраля 1952 г.

Его политическая активность побудила Государственный департамент США отказать ему в выдаче паспорта в 1952 году, когда его пригласили выступить на научной конференции в Лондоне. В речи перед Сенатом США 6 июня того же года сенатор Уэйн Морс публично осудил действия Государственного департамента и призвал Паспортный отдел отменить свое решение. Затем Полингу и его жене Аве был выдан «ограниченный паспорт» для участия в вышеупомянутой конференции в Англии. Его полный паспорт был восстановлен в 1954 году, незадолго до церемонии в Стокгольме , где он получил свою первую Нобелевскую премию.

Вместе с Эйнштейном, Бертраном Расселом и восемью другими ведущими учеными и интеллектуалами он подписал Манифест Рассела-Эйнштейна от 9 июля 1955 года. Он также поддержал Декларацию Майнау от 15 июля 1955 года, подписанную 52 лауреатами Нобелевской премии.

В мае 1957 года, работая с профессором Вашингтонского университета в Сент-Луисе Барри Коммонером , Полинг начал распространять среди ученых петицию о прекращении ядерных испытаний. 15 января 1958 года Полинг и его жена представили петицию генеральному секретарю ООН Дагу Хаммаршельду с призывом прекратить испытания ядерного оружия . Его подписал 11 021 ученый из пятидесяти стран.

В феврале 1958 года Полинг участвовал в публичных теледебатах с физиком-атомщиком Эдвардом Теллером о реальной вероятности радиоактивных осадков, вызывающих мутации. Позже, в 1958 году, Полинг опубликовал « Нет больше войны! ». , в котором он призвал не только к прекращению испытаний ядерного оружия, но и к прекращению самой войны. Он предложил создать Всемирную организацию по исследованию мира как часть Организации Объединенных Наций, чтобы «решить проблему сохранения мира».

Полинг также поддержал работу Гражданского комитета Сент-Луиса по ядерной информации (CNI). Эта группа, возглавляемая Барри Коммонером , Эриком Рейссом, М. В. Фридлендером и Джоном Фаулером, организовала лонгитюдное исследование по измерению радиоактивного стронция -90 в молочных зубах детей по всей Северной Америке. « Обзор детского зуба », опубликованный Луизой Рейсс , убедительно продемонстрировал в 1961 году, что наземные ядерные испытания представляют значительный риск для здоровья населения в виде радиоактивных осадков , распространяющихся в основном через молоко коров, которые проглотили зараженную траву. Комитету по ядерной информации часто приписывают его значительный вклад в поддержку запрета испытаний, равно как и новаторское исследование, проведенное Рейссом, и «Обзор молочных зубов».

Общественное давление и пугающие результаты исследований CNI впоследствии привели к мораторию на наземные испытания ядерного оружия, за которым последовал Договор о частичном запрещении ядерных испытаний , подписанный в 1963 году Джоном Ф. Кеннеди и Никитой Хрущевым . В день, когда договор вступил в силу, 10 октября 1963 г., Нобелевский комитет присудил Полингу Нобелевскую премию мира за 1962 г. (Ранее за этот год премии не присуждались). с 1946 года ведет непрерывную кампанию не только против испытаний ядерного оружия, не только против распространения этого оружия, не только против самого его применения, но и против всех военных действий как средства разрешения международных конфликтов». Сам Полинг признал активное участие своей жены Авы в миротворческой деятельности и сожалел о том, что она не была удостоена вместе с ним Нобелевской премии мира.

Политическая критика

Берет Полинга на выставке в Музее Нобелевской премии

Многие критики Полинга, в том числе ученые, ценившие его вклад в химию, не соглашались с его политической позицией и видели в нем наивного представителя советского коммунизма . В 1960 году ему было приказано предстать перед подкомитетом Сената по внутренней безопасности , который назвал его «научным именем номер один практически во всех крупных мероприятиях коммунистического мирного наступления в этой стране». Заголовок в журнале Life охарактеризовал его Нобелевскую премию 1962 года как «Странное оскорбление из Норвегии».

Полинг был частой целью журнала National Review . В статье под названием «Соратники» в номере журнала от 17 июля 1962 года Полинг упоминается не только как сотрудник, но и как «попутчик» сторонников коммунизма советского образца. В 1965 году Полинг подал в суд на журнал, его издателя Уильяма Рашера и его редактора Уильяма Ф. Бакли-младшего на 1 миллион долларов. Он проиграл оба иска о клевете и апелляцию 1968 года.

Его миротворческая активность, его частые путешествия и его энтузиазм в химико-биомедицинских исследованиях вызвали сопротивление в Калифорнийском технологическом институте. В 1958 году попечительский совет Калифорнийского технологического института потребовал, чтобы Полинг ушел с поста председателя отдела химии и химического машиностроения. Хотя он сохранил за собой должность профессора, Полинг решил уйти из Калифорнийского технологического института после того, как получил Нобелевскую премию мира. Следующие три года он провел в Центре изучения демократических институтов (1963–1967). В 1967 году он перешел в Калифорнийский университет в Сан-Диего, но пробыл там недолго, уехав в 1969 году отчасти из-за политической напряженности с советом регентов эпохи Рейгана. С 1969 по 1974 год он занимал должность профессора химии в Стэнфордском университете.

Военная активность во Вьетнаме

В 1960-е годы политика президента Линдона Джонсона по расширению участия Америки во Вьетнамской войне вызвала антивоенное движение , к которому с энтузиазмом присоединились Полинги. Полинг осудил войну как ненужную и неконституционную. Он выступал с речами, подписывал письма протеста и лично общался с лидером Северного Вьетнама Хо Ши Мином и дал пространный письменный ответ президенту Джонсону. Его усилия были проигнорированы американским правительством.

В 1970 году СССР присудил Полингу Международную Ленинскую премию мира. В последующие годы он продолжал свою миротворческую деятельность. Он и его жена Ава помогли основать Международную лигу гуманистов в 1974 году. Он был президентом научно-консультативного совета Всемирного союза защиты жизни, а также одним из подписантов Дубровникско-Филадельфийского заявления 1974/1976 годов . Лайнус Карл Полинг был почетным президентом и членом Международной академии наук в Мюнхене до конца своей жизни.

Евгеника

Полинг поддержал ограниченную форму евгеники , предложив, чтобы люди-носители дефектных генов получали обязательную видимую метку, например, татуировку на лбу, чтобы отпугнуть потенциальных партнеров с таким же дефектом, чтобы уменьшить количество детей с такими заболеваниями, как серп . клеточная анемия .

Медицинские исследования и пропаганда витамина С

Книга Полинга « Как жить дольше и чувствовать себя лучше » пропагандирует очень высокое потребление витамина С.

В 1941 году, в возрасте 40 лет, у Полинга диагностировали болезнь Брайта , почечную болезнь. Следуя рекомендациям Томаса Аддиса , который активно нанимал Аву Хелен Полинг в качестве «диетолога, повара и, в конечном итоге, заместителя« врача »», Полинг полагал, что сможет контролировать болезнь с помощью необычной тогда диеты Аддис с низким содержанием белка и без соли. витаминные добавки. Таким образом, первоначальное и очень личное знакомство Полинга с идеей лечения болезней с помощью витаминных добавок было положительным.

В 1965 году Полинг прочитал « Ниациновую терапию в психиатрии » Абрама Хоффера и предположил, что витамины могут иметь важные биохимические эффекты, не связанные с их профилактикой связанных с дефицитом заболеваний. В 1968 году Полинг опубликовал в журнале Science краткую статью под названием «Ортомолекулярная психиатрия», дав название популярному, но противоречивому движению мегавитаминной терапии 1970-х годов и выступая за то, чтобы «ортомолекулярная терапия, предоставление каждому человеку оптимальных концентраций важных нормальные составляющие мозга, может быть предпочтительным методом лечения многих психически больных пациентов». Полинг ввел термин «ортомолекулярный» для обозначения практики изменения концентрации веществ, обычно присутствующих в организме, для предотвращения и лечения болезней. Его идеи легли в основу ортомолекулярной медицины , которая обычно не практикуется обычными медицинскими работниками и подвергается резкой критике.

В 1973 году вместе с Артуром Б. Робинсоном и другим коллегой Полинг основал Институт ортомолекулярной медицины в Менло-Парке, Калифорния, который вскоре был переименован в Институт науки и медицины Линуса Полинга . Полинг руководил исследованиями витамина С, но также продолжал свою теоретическую работу в области химии и физики до самой смерти. В последние годы своей жизни он особенно заинтересовался возможной ролью витамина С в предотвращении атеросклероза и опубликовал три сообщения о случаях применения лизина и витамина С для облегчения стенокардии . В 1990-х годах Полинг предложил комплексный план лечения сердечных заболеваний с использованием лизина и витамина С. В 1996 году был создан веб-сайт, на котором излагалось лечение Полинга, которое он назвал терапией Полинга. Сторонники терапии Полинга считают, что сердечные заболевания можно лечить и даже вылечить, используя только лизин и витамин С, без лекарств и операций на сердце.

Работа Полинга над витамином С в последние годы его жизни вызвала много споров. Впервые он познакомился с концепцией высоких доз витамина С биохимиком Ирвином Стоуном в 1966 году. Убедившись в его ценности, Полинг принимал 3 грамма витамина С каждый день для предотвращения простуды . Вдохновленный полученными им результатами, он исследовал клиническую литературу и в 1970 году опубликовал книгу «Витамин С и простуда » . В 1971 году он начал долгое клиническое сотрудничество с британским хирургом- онкологом Юэном Кэмероном по использованию витамина С внутривенно и перорально в качестве терапии рака. для терминальных больных. Кэмерон и Полинг написали множество технических статей и популярную книгу « Рак и витамин С », в которой обсуждались их наблюдения. Полинг сделал витамин С популярным среди общественности и в конечном итоге опубликовал два исследования группы из 100 предположительно неизлечимых пациентов, в которых утверждалось, что витамин С увеличивает выживаемость в четыре раза по сравнению с пациентами, не получавшими лечения.

Переоценка заявлений в 1982 году показала, что группы пациентов на самом деле несопоставимы, при этом группа витамина С была менее больна при включении в исследование и была признана «терминальной» намного раньше, чем группа сравнения. Более поздние клинические испытания, проведенные клиникой Майо, также пришли к выводу, что высокие дозы (10 000 мг) витамина С не лучше плацебо при лечении рака и что высокие дозы витамина С не приносят никакой пользы. польза привела к выводу, что витамин С не эффективен при лечении рака; медицинский истеблишмент пришел к выводу, что его заявления о том, что витамин С может предотвратить простуду или лечить рак, были шарлатанством . Полинг осудил выводы этих исследований и обращение с окончательным исследованием как «мошенничество и преднамеренное искажение фактов» и раскритиковал исследования за пероральное, а не внутривенное введение витамина С (который был методом дозирования, использовавшимся в течение первых десяти дней оригинального исследования Полинга). ). Полинг также раскритиковал исследования клиники Мэйо за то, что контрольная группа принимала витамин С во время испытания, а продолжительность лечения витамином С была короткой; Полинг выступал за продолжение высоких доз витамина С до конца жизни больного раком, тогда как пациенты клиники Мейо во втором испытании получали витамин С в среднем 2,5 месяца.

В конечном итоге отрицательные результаты исследований клиники Майо положили конец общему интересу к витамину С как средству лечения рака. Несмотря на это, Полинг продолжал продвигать витамин С для лечения рака и простуды, работая с Институтом достижения человеческого потенциала над использованием витамина С для лечения детей с травмами головного мозга. Позже он сотрудничал с канадским врачом Абрамом Хоффером по режиму приема микроэлементов, включая высокие дозы витамина С, в качестве дополнительной терапии рака. Обзор 2009 года также отметил различия между исследованиями, такими как клиника Майо, не использующая витамин С внутривенно, и предложил дальнейшие исследования роли витамина С при внутривенном введении. Результаты большинства клинических испытаний показывают, что умеренное потребление витамина С отдельно или в сочетании с другими питательными веществами не приносит никакой пользы в профилактике рака.

Личная жизнь

Дети Полинга на собрании в честь вручения Нобелевской премии 1954 года в Стокгольме, Швеция. Сидят слева: Линус Полинг-младший, Питер Полинг и Линда Полинг. Стоят слева: неизвестный и Креллин Полинг.

Полинг женился на Аве Хелен Миллер 17 июня 1923 года. Брак продлился до смерти Авы Полинг в 1981 году. У них было четверо детей. Линус Карл-младший (род. 1925) стал психиатром ; Питер (1931–2003), кристаллограф из Университетского колледжа Лондона ; Эдвард Креллин (1937–1997), биолог ; и Линда Хелен (род. 1932) вышла замуж за известного геолога и гляциолога Калифорнийского технологического института Барклая Камба .

Полинг был воспитан как член лютеранской церкви, но позже присоединился к унитарной универсалистской церкви. За два года до смерти, в опубликованном диалоге с буддийским философом Дайсаку Икеда , Полинг публично заявил о своём атеизме .

30 января 1960 года Полинг и его жена использовали хижину примерно в 80 милях (130 км) к югу от Монтерея , штат Калифорния, и он решил прогуляться по прибрежной тропе. Он заблудился и попытался взобраться на скалистый утес, но достиг большой нависающей скалы на высоте около 300 футов (90 м) над океаном. Он решил, что безопаснее оставаться там, а между тем его объявили пропавшим без вести. Он провел бессонную ночь на скале, прежде чем его нашли спустя почти 24 часа.

Смерть и наследие

Полинг умер от рака простаты 19 августа 1994 года в 19:20 дома в Биг-Суре , Калифорния. Ему было 93 года. Надгробие Полинга было помещено на кладбище пионеров Освего в Лейк-Освего , штат Орегон, его сестрой Полиной, но прах Полинга вместе с прахом его жены не был захоронен там до 2005 года.

Открытия Полинга привели к решающему вкладу в различные области, включая около 350 публикаций в области квантовой механики, неорганической химии, органической химии, структуры белков, молекулярной биологии и медицины.

Его работа по химической связи отмечает его как одного из основателей современной квантовой химии . «Природа химической связи » была стандартной работой в течение многих лет, а такие понятия, как гибридизация и электроотрицательность , остаются частью стандартных учебников по химии. В то время как его подход к валентным связям не дал количественного учета некоторых характеристик молекул, таких как цвет металлоорганических комплексов, и позже будет затмлен теорией молекулярных орбиталей Роберта Малликена , теория валентных связей все еще конкурирует в своей современной форме . , с молекулярно-орбитальной теорией и теорией функционала плотности (DFT) как способ описания химических явлений. Работа Полинга по кристаллической структуре внесла значительный вклад в предсказание и выяснение структуры сложных минералов и соединений. Его открытие альфа-спирали и бета-листа является фундаментальной основой для изучения структуры белка.

Фрэнсис Крик признал Полинга «отцом молекулярной биологии ». Его открытие серповидноклеточной анемии как «молекулярного заболевания» открыло путь к изучению генетически приобретенных мутаций на молекулярном уровне.

Публикация Полинга 1951 года с Робертом Б. Кори и Х. Р. Брэнсоном «Структура белков: две спиральные конфигурации полипептидной цепи, связанные водородными связями» была ключевым ранним открытием в тогда еще только зарождавшейся области молекулярной биологии. Эта публикация была отмечена премией Citation for Chemical Breakthrough от Отдела истории химии Американского химического общества, врученной химическому факультету Калифорнийского технологического института в 2017 году.

Памяти

Университет штата Орегон завершил строительство Научного центра Линуса Полинга площадью 100 000 квадратных футов (9 300 м 2 ) стоимостью 77 миллионов долларов в конце 2000-х годов, в котором сейчас находится большая часть химических классов, лабораторий и инструментов штата Орегон.

6 марта 2008 года Почтовая служба США выпустила марку номиналом 41 цент в честь Полинга, созданную художником Виктором Стабином . Его описание гласит: «Удивительно разносторонний ученый, структурный химик Лайнус Полинг (1901–1994) получил Нобелевскую премию по химии 1954 года за определение природы химической связи, связывающей атомы в молекулы. Его работа по созданию области молекулярной биологии; исследования гемоглобина привели к классификации серповидноклеточной анемии как молекулярного заболевания». Среди других ученых на этом листе марок были Герти Кори , биохимик, Эдвин Хаббл , астроном, и Джон Бардин , физик.

Губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер и первая леди Мария Шрайвер объявили 28 мая 2008 года, что Полинг будет введена в Зал славы Калифорнии , расположенный в Калифорнийском музее истории, женщин и искусства . Церемония введения в должность состоялась 15 декабря 2008 г. Сына Полинга попросили принять эту честь вместо него.

По провозглашению губернатора штата Орегон Джона Китцхабера 28 февраля было названо «Днем Линуса Полинга». Институт Линуса Полинга все еще существует, но в 1996 году он переехал из Пало-Альто, штат Калифорния, в Корваллис, штат Орегон, где он является частью Научного центра Линуса Полинга в Университете штата Орегон . Специальные коллекции библиотеки долины в Университете штата Орегон содержат документы Авы Хелен и Линуса Полинга, в том числе оцифрованные версии сорока шести исследовательских тетрадей Полинга.

В 1986 году Калифорнийский технологический институт почтил память Линуса Полинга симпозиумом и лекцией. Серия лекций Полинга в Калифорнийском технологическом институте началась в 1989 году с лекции самого Полинга. Химический факультет Калифорнийского технологического института переименовал комнату 22 Гейтс-холла в лекционный зал Линуса Полинга, поскольку Полинг проводил там так много времени.

Другие места, названные в честь Полинга, включают Полинг-стрит на ранчо Футхилл, Калифорния; Линус Полинг Драйв в Геркулесе, Калифорния; Линус и Ава Хелен Полинг Холл в Американском университете Сока в Алисо-Вьехо, Калифорния; Средняя школа Линуса Полинга в Корваллисе, штат Орегон; и Полинг-Филд , небольшой аэродром, расположенный в Кондоне, штат Орегон, где Полинг провел свою юность. В Хьюстоне, штат Техас, есть психоделическая рок-группа под названием The Linus Pauling Quartet .

Астероид 4674 Полинг во внутреннем поясе астероидов, открытый Элеонор Ф. Хелин , был назван в честь Лайнуса Полинга в 1991 году, в день его 90-летия.

Линус Торвальдс , разработчик ядра Linux , назван в честь Полинга.

Лауреат Нобелевской премии Питер Агре сказал, что его вдохновил Лайнус Полинг.

В 2010 году Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория назвала свою выдающуюся постдокторскую программу в его честь Программой выдающихся постдокторских стипендий Линуса Полинга.

Почести и награды

За свою карьеру Полинг получил множество наград и наград, в том числе следующие:

Публикации

Книги

  • ——; Уилсон, Э.Б. (1985) [Первоначально опубликовано в 1935 году]. Введение в квантовую механику с приложениями к химии . Перепечатано Dover Publications . ISBN 978-0-486-64871-2.
  • —— (1939). Природа химической связи и строение молекул и кристаллов . Издательство Корнельского университета .
  • —— (1947). Общая химия: введение в описательную химию и современную химическую теорию . У.Х. Фримен.
    • Сильно переработано и дополнено в 1947, 1953 и 1970 годах. Переиздано Dover Publications в 1988 году.
  • ——; Хейворд, Роджер (1964). Архитектура молекул . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . Том. 51. Сан-Франциско: Фриман. стр. 977–84. doi : 10.1073/pnas.51.5.977 . ISBN 978-0-7167-0158-3. ПМК  300194 . PMID  16591181 .
  • —— (1958). Нет больше войны! . ISBN Додда, Мида и Ко. 978-1-124-11966-3.
  • —— (1977). Витамин С, простуда и грипп . У.Х. Фримен. ISBN 978-0-7167-0360-0.
  • —— (1987). Как жить дольше и чувствовать себя лучше . Эйвон. ISBN 978-0-380-70289-3.
  • Кэмерон, Э.; —— (1993). Рак и витамин С: обсуждение природы, причин, профилактики и лечения рака с особым упором на ценность витамина С. Камино. ISBN 978-0-940159-21-1.
  • —— (1998). Лайнус Полинг о мире: ученый говорит о гуманизме и выживании в мире . Восходящая звезда Пресс. ISBN 978-0-933670-03-7.
  • Хоффер, Абрам; —— (2004). Исцеление рака: дополнительные методы лечения витаминами и лекарствами . Торонто: CCNM Press. ISBN 978-1-897025-11-6.
  • Икеда, Дайсаку; —— (2008). Поиски мира на протяжении всей жизни: диалог . Ричард Л. Гейдж (ред., пер.). Лондон: IB Tauris. ISBN 978-1-84511-889-1.

Журнальная статья

Смотрите также

использованная литература

Источники

дальнейшее чтение

  • Коффи, Патрик (2008). Соборы науки: личности и соперничество, создавшие современную химию . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-532134-0.
  • Давенпорт, Дерек А. (1996). «Многие жизни Лайнуса Полинга: обзор обзоров» . Журнал химического образования . 73 (9): А210. Бибкод : 1996JChEd..73A.210D . doi : 10.1021/ed073pA210 .
  • Гормли, Мелинда. «Первая« молекулярная болезнь »: история Лайнуса Полинга, интеллектуального покровителя». Endeavour 31.2 (2007): 71-77 онлайн .
  • Мид, Клиффорд. Лайнус Полинг: ученый и миротворец (2008)
  • Накамура, Жанна и Михай Чиксентмихайи. «Каталитическое творчество: случай Лайнуса Полинга». Американский психолог 56.4 (2001): 337+.
  • Штрассер, Бруно Дж. «Мир в одном измерении: Лайнус Полинг, Фрэнсис Крик и центральная догма молекулярной биологии». История и философия наук о жизни (2006): 491–512 онлайн .
  • Штрассер, Бруно Дж. «Молекулярные болезни» Линуса Полинга: между историей и памятью. Американский журнал медицинской генетики 115.2 (2002): 83–93 онлайн .
  • Уайт, Флоренс Мейман. Линус Полинг Ученый и крестоносец (1980) онлайн
  • Заннос, Сьюзен. Линус Полинг и химическая связь (2004), 48 стр. Онлайн , для средних школ .

Основные источники

внешние ссылки

Награды и достижения
Предшествует Лауреат Нобелевской премии по химии
1954
Преемник
Предшествует Лауреат Нобелевской премии мира
1962
Преемник