Linus Carl Pauling | |
---|---|
Angličtina Linus C. Pauling [1] | |
| |
Datum narození | 28. února 1901 [2] [1] [3] […] |
Místo narození | Portland (OR) , USA |
Datum úmrtí | 18. srpna 1994 [2] [1] [4] […] (ve věku 93 let) |
Místo smrti | |
Země | |
Vědecká sféra | kvantová chemie [1] , biochemie [1] a fyzikální chemie [1] |
Místo výkonu práce |
Caltech Linus Pauling Medical Institute |
Alma mater |
|
Akademický titul | Bakalář věd v chemickém inženýrství [d] [9](červen1922) |
vědecký poradce |
Roscoe Gilkey Dickinson Richard Chase Tolman |
Studenti | Martin Karplus a Jerry Donohue [d] |
Ocenění a ceny |
Nobelova cena za chemii ( 1954 ) Nobelova cena za mír ( 1962 ) Národní vědecká medaile USA (1974) Velká zlatá medaile M. V. Lomonosova ( 1977 ) Mezinárodní Leninova cena „Za posílení míru mezi národy“ |
Autogram | |
webová stránka | scarc.library.oregonstate.edu/… |
Citace na Wikicitátu | |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Linus Carl Pauling ( eng. Linus Carl Pauling ; 28. února 1901 , Portland , Oregon , USA - 19. srpna 1994 , Big Sur , Kalifornie , USA ) - americký chemik , krystalograf , nositel dvou Nobelových cen : za chemii ( 1954 ) a mír ( 1962 ), stejně jako Mezinárodní Leninovu cenu „Za posílení míru mezi národy“ ( 1970 ).
Člen Národní akademie věd USA (1933) [10] , zahraniční člen Královské společnosti v Londýně (1948) [11] , Akademie věd SSSR (1958) [12] , Francouzská akademie věd (1966; dopisovatel od roku 1948) [13] .
Linus Carl Pauling se narodil v Portlandu v Oregonu 28. února 1901.
Linus Pauling byl prvním dítětem Hermana Paulinga, syna německých přistěhovalců, a Lucy Isabelle (Darling) Paulingové, kteří pocházeli z předrevoluční irské rodiny. Rodina měla dvě mladší dcery: Pauline Darling (nar. 1902) a Lucille (nar. 1904). Herman Pauling poté pracoval jako obchodní cestující pro společnost poskytující lékařské potřeby a v roce 1905 se přestěhoval do Condonu v Oregonu, kde si otevřel vlastní lékárnu [14] . Právě v tomto městě, na suchém místě, východně od pobřeží, šel Pauling poprvé do školy. Brzy se naučil číst a začal „vstřebávat“ knihy. V roce 1910 se rodina přestěhovala do Portlandu, kde jeho otec napsal dopis do místních novin The Oregonian, ve kterém požádal o radu ohledně vhodného čtení pro svého devítiletého syna, který již četl Bibli a Darwinovu evoluční teorii.
Linus si ve škole vedl dobře. Sbíral hmyz a minerály a hltavě četl knihy. Rozhodl se stát chemikem v roce 1914, když mu jeho spolužák Lloyd A. Jeffress ukázal některé chemické pokusy, které dělal doma. S matčiným neochotným souhlasem opustil školu v roce 1917 bez titulu a odešel na Oregon Agricultural College v Corvallis jako chemický inženýr, ale po dvou letech jeho matka chtěla, aby opustil vysokou školu, aby si vydělal peníze na živobytí rodiny. Zapůsobil na své učitele a v roce 1919, po letní práci jako inspektor chodníků v Oregonu, mu bylo nabídnuto místo na plný úvazek jako učitel kvalitativní analýzy na katedře chemie [15] .
V roce 1922 se oženil s Avou Helen Miller (zemřel 1981), která mu porodila čtyři děti: Linus Carl, Peter Jeffress, Linda Elena (Cumb) a Edward Crellin [16] .
Pauling vstoupil do postgraduální školy na California Institute of Technology v roce 1922 a zůstal tam více než 40 let. Vybral si Caltech , protože tam mohl za 3 roky udělat doktorát (na Harvardu, 6 let), a Amos Noyes mu nabídl skromné učitelské stipendium na částečný úvazek. Byla to dobrá volba pro Paulinga i Caltecha. Na konci svého života Pauling napsal: „O několik let později... jsem si v roce 1922 uvědomil, že na světě nebylo lepší místo, kde bych byl lépe připraven na svou vědeckou kariéru“ (1994) [16 ] . Paulingova doktorská práce se zabývala určováním krystalové struktury molekul pomocí rentgenové difrakce pod vedením Roscoe Gilkeyho Dickinsona (1894-1945), který o dva roky dříve získal titul Ph.D. (byl prvním získat titul Ph.D. od Caltechu). Noyes obdržel jedno z nově vytvořených Guggenheim Rising Star Fellowships a poslal jej a jeho mladou ženu do Institutu pro teoretickou fyziku pod vedením Arnolda Sommerfelda (1868–1951) v Mnichově . Dorazili v dubnu 1926, v té době byl Bohr-Sommerfeldův model nahrazen „novou“ kvantovou mechanikou . Byla to vzrušující doba a Pauling věděl, že měl štěstí, že byl v jednom z center. Byl jediným chemikem v Sommerfeldově institutu a okamžitě viděl, že nová fyzika je předurčena poskytnout teoretický základ pro pochopení struktury a chování molekul. Rok v Evropě měl rozhodující vliv na Paulingův vědecký vývoj. Kromě pobytu v Mnichově navštívil na jaře 1927 Kodaň a poté strávil léto v Curychu [15] .
Jedním z bezprostředních výsledků mnichovského pobytu byl první Paulingův příspěvek (1927) v Proceedings of the Royal Society v Londýně, který přednesl sám Sommerfeld. Pauling byl netrpělivý, aby použil novou vlnovou mechaniku k výpočtu vlastností mnohaelektronových atomů, a našel způsob, jak toho dosáhnout pomocí vodíkových jednoelektronových vlnových funkcí vnějších elektronů s efektivním jaderným nábojem založeným na empirických konstantách. vnitřních elektronů.
Po svém návratu na Stanford v roce 1973 Pauling spoluzaložil neziskovou organizaci pojmenovanou po něm ( „ The Linus Pauling Institute of Science and Medicine“ ), nyní fungující jako součást University of Oregon (USA) [17] [18 ] .
Linus Pauling zemřel na svém ranči v Big Sur (Kalifornie) 19. srpna 1994 na rakovinu prostaty [19] .
Paulingovy vědecké zájmy byly velmi široké: kvantová mechanika , krystalografie , mineralogie , strukturní chemie , anestezie , imunologie , medicína , evoluce . Vlastnit fenomenální paměť, on dělal zvláštní a rozhodující příspěvek k těmto a příbuzné oblasti vědy [20] . Pauling je nejlépe známý pro jeho identifikaci chemické vazby , jeho objev základních prvků bílkovinné sekundární struktury : alfa helix a list beta a první identifikaci molekulární choroby ( srpkovitá anémie ); kromě toho má na kontě spoustu dalších důležitých úspěchů. Pauling byl jedním ze zakladatelů molekulární biologie v pravém slova smyslu. Za tyto úspěchy mu byla v roce 1954 udělena Nobelova cena za chemii .
Pauling byl však znám nejen jako vědec. V druhé polovině svého života věnoval svůj čas a energii zdravotním problémům a potřebě eliminovat možnost války v jaderném věku. Jeho aktivní odpor k jaderným zkouškám vedl v jeho zemi k politické perzekuci. Pauling byl vlivný v zajišťování 1963 mezinárodní smlouvy o zákazu atmosférických testů . S Nobelovou cenou v roce 1962 se Pauling stal prvním člověkem, který obdržel dvě osobní Nobelovy ceny (Marie Curie dostala jednu a druhou sdílela se svým manželem). Paulingovo jméno je také známé široké veřejnosti pro jeho osobní zastání vysokých dávek kyseliny askorbové (vitaminu C) jako doplňku stravy ke zlepšení celkového zdraví a prevenci (nebo alespoň snížení závažnosti) nemocí, jako je nachlazení a rakovina. ( ortomolekulární medicína ) . Pro léčbu rakoviny injikoval pacientům intravenózně obrovské dávky vitaminu C: 10 000 miligramů denně, a to navzdory skutečnosti, že denní dávka nepřesahuje 100 mg [21]. .
V roce 1927 se Pauling vrátil do Caltechu jako odborný asistent teoretické chemie. Během následujících 12 let vyšla pozoruhodná série článků, které mu zajistily mezinárodní renomé. Jeho schopnosti byly rychle rozpoznány povýšením (docent - 1929; profesor - 1931), oceněním (Langmuirova cena, 1931), volbami do Národní akademie věd (1933). Pauling se díky svým pracím a přednáškám etabloval jako zakladatel tzv. strukturní chemie, která umožnila nový pohled na molekuly a krystaly [20] . Paulingovo pravidlo: Vzhledem k tomu, že binární elektrolyty, jako jsou halogenidy alkalických kovů, jsou ve svých typech krystalové struktury omezené, rozmanitost struktur otevřených složitějším látkám, jako je slída , KAl3Si3010 ( OH ) 2 , může být neomezená . Pauling v roce 1929 formuloval soubor pravidel o stabilitě takových struktur, která se ukázala jako mimořádně vhodná jak při testování správnosti navržených struktur, tak při předpovídání neznámých [22] .
V roce 1927 Burro vyřešil Schrödingerovu rovnici pro vodíkový iont H2 + v eliptických souřadnicích a získané hodnoty pro meziatomovou vzdálenost a vazebnou energii dobře souhlasily s experimentem. Burrova vlnová funkce nevede k fyzickému pochopení stability systému. Následně Pauling (1928) zdůraznil, že i když přibližné zpracování poruchy neposkytne nové informace, bylo by užitečné vědět, jak k tomu dochází: „Protože poruchové metody lze aplikovat na mnoho systémů, pro které nelze vlnovou rovnici přesně vyřešit. ......". Pauling nejprve ukázal, že klasickou interakcí mezi atomem vodíku v základním stavu a protonem je odpuzování na všechny vzdálenosti. Pokud však elektron není lokalizován na jednom z atomů a vlnová funkce je brána jako lineární kombinace dvou základních stavů atomové vlnové funkce, pak má interakční energie jasné minimum v rozsahu přibližně 2 AU . . e. [23] Toto byl první příklad toho, co vešlo ve známost jako metoda lineární kombinace atomových orbitalů ( LCAO ). Pauling udělal mnoho pro valenční vazbu (VB), teorii molekulárních orbitalů (MO). Ten druhý, který vyvinuli Friedrich Hund (narozen 1896), Erich Hückel (1896-1980) a Robert S. Mulliken (1896-1986), funguje z hlediska orbitalů rozmístěných po celé molekule, těmto orbitalům jsou přiřazeny dva elektrony podle jejich odhadu energie s opačnými spiny ke každému z vázaných orbitalů. Elektronicky excitované stavy odpovídají přenosu jednoho nebo více elektronů z vazby na antivazebný orbital [24] . Později se teorie molekulárních orbitalů ukázala jako vhodná pro počítačové výpočty multicentrických molekul.
V roce 1954 Nobelova komise udělila Paulingovi cenu za chemii „za jeho studii o povaze chemické vazby a její aplikaci k vysvětlení struktury komplexních molekul“. Ve své Nobelově přednášce hovořil o tom, jak se budoucí chemici budou „spoléhat na novou strukturní chemii, včetně přesně definovaných geometrických vztahů mezi atomy v molekulách, a důsledné aplikace nových strukturních principů“ a že „díky této metodologii dojde k významnému pokroku byla provedena při řešení problémů biologie a medicíny pomocí chemických metod.
V září 1958 na sympoziu věnovaném památce Kekule Linus Pauling zavedl a zdůvodnil teorii ohýbané chemické vazby namísto σ, π - popisy pro dvojné a trojné vazby a konjugované systémy [25] .
Pauling byl prezidentem Americké chemické společnosti (1948) a tichomořské pobočky Americké asociace pro rozvoj vědy (1942–1945) a viceprezidentem Americké filozofické společnosti (1951–1954). Pauling svůj koncept částečně odvodil z iontové vazby. Vazebnou energii lze považovat za součet dvou příspěvků, kovalentní části a iontové části. Termochemické vazebné energie D (A–B) mezi atomy A a B jsou obecně větší než aritmetický průměr energií D (A–A) a D (B–B) homonukleárních molekul. Pauling přisoudil extra energii Δ(A−B) iontové rezonanci a zjistil, že může přiřadit hodnoty pro XA atd., takže takové prvky s Δ(A−B) byly přibližně úměrné (XA − XB)² . Hodnoty X tvoří stupnici (škála elektronegativity), ve které má fluor x = 4, je to nejvíce elektronegativní prvek a cesium má x = 0,7. Kromě poskytnutí základu pro odhad vazebných energií heteropolárních vazeb lze tyto hodnoty x použít také k odhadu dipólového momentu a iontového charakteru vazeb [26] .
Studium povahy chemické vazby možná představuje vyvrcholení Paulingových příspěvků k teorii chemických vazeb. Pokroky vyplývají zejména z důležité práce (1947) o struktuře kovů, ale zájem o chemické vazby se nyní přesunul k zájmu o strukturu a funkci biologických molekul. Náznaky toho jsou v kapitole o vodíkových můstcích . Pauling byl jedním z prvních, kdo nastínil jeho význam pro biomolekuly: kvůli jeho nízké vazebné energii a nízké aktivační energii charakterizující jeho tvorbu a destrukci hraje vodíková vazba roli v reakcích probíhajících za normální teploty. Bylo zjištěno, že vodíkové vazby stabilizují prostorovou strukturu molekul proteinů [27] .
Význam vodíkových vazeb ve struktuře proteinů lze jen stěží přeceňovat. „Ztráta přirozené konformace ničí charakteristické vlastnosti proteinu. V důsledku rozdílu v entropii mezi nativním a denaturovaným trypsinem bylo zjištěno, že pro molekulu denaturovaného proteinu je k dispozici asi 1020 konformací. Zahřátím nebo změnou pH roztoku v blízkosti izoelektrického bodu proteinu se rozvinuté segmenty kyselých nebo zásaditých postranních řetězců vzájemně propletou, spojí molekuly dohromady a nakonec to vede ke vzniku sraženiny“ [ 28] . Toto byla první moderní teorie nativních a denaturovaných proteinů.
Pauling byl známý nejen jako vědec; byl také známou veřejnou osobností ve Spojených státech. Obdržel prezidentskou medaili za zásluhy, nejvyšší civilní vyznamenání ve Spojených státech, a v roce 1948 jej udělil prezident Truman. Ihned po srpnu 1945 se Pauling začal zajímat o zapojení atomových pokroků do mezinárodních vztahů a nutnost kontroly jaderných zbraní. Jeho přednášky a dopisy na toto téma brzy upoutaly pozornost FBI a dalších vládních agentur. Nebojíc se toho, s podporou své manželky Avy Helen začal zaujímat aktivnější pozici. Podepisoval petice, připojil se k organizacím (jako je Emergency Committee of Atomic Scientists vedený Albertem Einsteinem a American Civil Liberties Union) a důrazně argumentoval proti vývoji jaderných zbraní. Během McCarthyho období a zejména během korejské války to stačilo k podezření z bezpečnostní hrozby [14] .
V březnu 1954, po výbuchu „špinavé“ termonukleární bomby Castle Bravo na atolu Bikini, byl Pauling znovu předmětem zpráv, když začal upozorňovat veřejnost na mezinárodní nebezpečí radioaktivního spadu v atmosféře. Pauling uvedl, že nárůst obsahu radioaktivních izotopů v atmosféře není nebezpečný pouze pro život nyní, ale i pro budoucí generace.
V červnu 1961 Pauling a jeho manželka svolali v norském Oslu konferenci proti šíření jaderných zbraní. V září téhož roku, navzdory výzvám Nikitu Chruščova, SSSR obnovil atmosférické testování jaderných zbraní a příští rok v březnu to provedly Spojené státy. Pauling také navrhl navrhovanou smlouvu o zákazu takových testů. V červenci 1963 podepsaly Spojené státy, SSSR a Velká Británie na základě tohoto projektu smlouvu o zákazu jaderných zkoušek.
Paulingovi byla v roce 1962 udělena Nobelova cena míru . Ve své Nobelově přednášce vyjádřil naději, že smlouva o zákazu jaderných zkoušek „zahájí řadu smluv, které povedou k vytvoření nového světa, kde bude možnost války navždy vyloučena“.
Téhož roku odešel z Caltechu do důchodu, aby se stal profesorem výzkumu v Centru pro studium demokratických institucí v Santa Barbaře v Kalifornii. Zde se mohl více věnovat problémům mezinárodního odzbrojení. V roce 1967 také nastoupil do pozice profesora chemie na Kalifornské univerzitě v San Diegu v naději, že stráví více času výzkumem v molekulární medicíně. O dva roky později odešel a stal se profesorem chemie na Stanfordské univerzitě v Palo Alto v Kalifornii.
V roce 1992 Pauling podepsal „ Varování lidstvu “ [29] .
Na konci 40. let byla v SSSR zahájena kampaň ideologických intervencí do chemie, která byla spolu s podobnými propagandistickými aktivitami v jiných oblastech vědy vyzvána k „očištění sovětské vědy od buržoazních, idealistických teorií“ a „otrocké obdiv k buržoazním vědeckým autoritám“ [30] .
Hlavním předmětem kritiky byla rezonanční teorie navržená L. Paulingem jako součást konceptu elektronové struktury molekul s delokalizovanou elektronovou hustotou. V SSSR byla teorie prohlášena za „idealistickou“, a proto nepřijatelná pro použití ve vědě a vzdělávání.
V kritických publikacích (zejména B. M. Kedrov ) bylo Paulingově teorii skutečně zakázáno používat fyzikální metody v chemii, fyzikální a chemické metody v biologii atd. Byl učiněn pokus propojit teorii rezonance s weismannismem-morganismem , tj. položit základy jednotné fronty v boji proti vyspělým vědeckým trendům [31] :
„Teorie rezonance“, která je idealistická a agnostická, se staví proti Butlerovově materialistické teorii jako neslučitelné a neslučitelné s ní; ... zastánci "teorie rezonance" ji ignorovali a překrucovali její podstatu. „Teorie rezonance“, která je veskrze mechanistická, popírá kvalitativní, specifické rysy organické hmoty a zcela falešně se snaží redukovat zákony organické chemie na zákony kvantové mechaniky... Stejným projevem je i mezomerní rezonanční teorie v organické chemii obecné reakční ideologie, jako je weismannismus-morganismus v biologii, stejně jako moderní „fyzický“ idealismus, s nímž je úzce spjat.
— Kedrov B. M. Proti „fyzickému“ idealismu v chemické vědě. Cit. po Lisichkin a Shelepin, 2003V červnu 1951 se konala Všesvazová konference o stavu teorie chemického složení organické chemie, na níž byly Paulingova teorie rezonance a Ingoldova teorie mesomerismu prohlášeny za buržoazní a pseudovědecké [32] .
Pronásledování teorie rezonance v organické chemii dostalo negativní hodnocení ve světové vědecké komunitě. V jednom z časopisů Americké chemické společnosti v přehledu věnovaném situaci v sovětské chemické vědě zejména bylo uvedeno: [33]
Zdá se, že většině ruských článků na tato témata (...) dominuje šovinistická myšlenka, že teorie rezonance Linuse Paulinga je v rozporu s principy dialektického materialismu, a proto musí být odmítnuta. Rozsah a tvrdost tohoto odsouzení nemá v dějinách chemie obdoby.
Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] Velká většina ruských prací na tato témata (...) zjevně vychází ze šovinistické myšlenky, že teorie rezonance Linuse Paulinga je proti zásadám dialektického materialismu, a proto musí být odmítnuta. Zdá se, že intenzita a hrubost této invektivy nemá v kronikách chemie obdoby.Od roku 1940 je u Paulinga diagnostikován zánět ledvin ( Ing. Brightova choroba - název je zastaralý, v moderní medicíně odpovídá skupině diagnóz " chronická nefritida "). Pauling při své léčbě dodržoval přísnou dietu doporučenou Thomasem Addisem [34] .
V roce 1966, poté, co dostal od Irvinga Stonea doporučení léčit nachlazení vitamínem C, začal Pauling užívat 3 gramy kyseliny askorbové každý den. Téměř okamžitě se cítil živější a zdravější. Během několika dalších let byly studené epizody, které ho sužovaly po dlouhou dobu, méně závažné a méně časté. Díky této zkušenosti Pauling věřil, že užívání velkých dávek vitamínu C denně je zdraví prospěšné. Začal propagovat příjem vitaminu C, přednášel o této problematice a psal populární knihy, což vyvolalo nespokojenost americké lékařské komunity [35] [36] .
V knize Vitamin C and the Common Cold , publikované v roce 1970 ( přeloženo do ruštiny v roce 1974 Naukou), Pauling nastínil své argumenty na podporu terapeutických vlastností vitaminu C. Na počátku 70. let formuloval teorii ortomolekulární medicíny , která zdůrazňovala význam vitamínů a aminokyselin. V roce 1973 byl založen Linus Pauling Medical Institute of Science v Palo Alto. První dva roky byl jejím prezidentem a poté se zde stal profesorem. Jeho kniha o vitaminu C se rychle stala bestsellerem. Výsledkem bylo, že v Americe a později v dalších zemích byly miliony lidí přesvědčeny, že denní příjem 1-2 gramů kyseliny askorbové má příznivý vliv na zdraví a pohodu [37] .
Pauling věřil, že užívání vysokých dávek vitamínu C a dalších antioxidantů může vyléčit mnoho různých nemocí, včetně rakoviny. Několik experimentů na modelových zvířecích buněčných kulturách ukázalo, že vitamín C může zničit některé nádorové buňky (degenerované buňky modelových buněčných kultur) [38] [39] . Takový účinek však nebyl nalezen v živých lidských organismech: systematické meta-recenze klinických studií se stovkami tisíc pacientů prokazují, že příjem vitaminu C a dalších antioxidačních doplňků buď neovlivňuje úmrtnost na rakovinu, nebo snižuje očekávanou délku života pacienti: u všech typů nádorů trávicího systému kyselina askorbová neovlivňuje vývoj nádoru a nezlepšuje přežívání pacientů (a mnoho dalších antioxidantů naopak zvyšuje riziko úmrtí) [ 40] [41] [42] .
Pauling žil dlouhý a produktivní život. Jako vědec svými spisy a osobním vlivem ovlivnil několik generací chemiků a biologů. Jako politický aktivista vyzval politickou a vojenskou komunitu Spojených států a pomohl jim změnit se. Jako obhájce zdraví zaujal lékařskou komunitu a přesvědčil miliony lidí, aby jedli vitamíny navíc. Britský krystal chemik Jack Dyunitz [43] o tom hovořil ve svých pamětech :
Uměl být opravdu, opravdu přesvědčivý. Jeho přednášky byly okouzlující a měl charakteristický jednoduchý literární styl. … Ambiciózní? Sobecký? Nepochybně. Bez těchto vlastností by nebyl schopen dosáhnout toho, co dokázal. Ale on, s veselou jiskrou v očích, byl velmi okouzlující jak ve společnosti, tak na soukromých setkáních.
Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] Uměl být opravdu velmi přesvědčivý. Jeho přednášky byly kouzelné a měl charakteristický jednoduchý a přímý literární styl. … Ambiciózní? Sebestředný? Nepochybně. Bez těchto vlastností by nebyl schopen dosáhnout tolik, co dokázal. Ale často měl veselé jiskřičky v očích a dokázal být velmi okouzlující, jak jako veřejná osobnost, tak v soukromí.Pauling získal následující ocenění:
Pro Paulingův politický aktivismus byl po něm pojmenován Linus Torvalds [46] .
Foto, video a zvuk | ||||
---|---|---|---|---|
Tematické stránky | ||||
Slovníky a encyklopedie | ||||
Genealogie a nekropole | ||||
|
za chemii 1951-1975 | Laureáti Nobelovy ceny|
---|---|
| |
|
ceny míru 1951-1975 | Nositelé Nobelovy|
---|---|
| |
|
Osobnost roku časopisu Time | |
---|---|
| |
|