Линус Карл Полинг FRS ( / ˈ p ɔː l ɪ ŋ / ; 28 февраля 1901 — 19 августа 1994) [4] — американский химик , биохимик , инженер-химик , борец за мир , писатель и педагог. Он опубликовал более 1200 статей и книг, из них около 850 посвящены научной тематике. [5] Журнал New Scientist назвал его одним из 20 величайших ученых всех времен. [6] За свою научную работу Полинг был удостоен Нобелевской премии по химии в 1954 году. За активную деятельность в защиту мира он был удостоен Нобелевской премии мира в 1962 году. Он один из пяти человек, получивших более одной Нобелевской премии ( другие — Мария Кюри , Джон Бардин , Фредерик Сэнгер и Карл Барри Шарплесс ). [7] Из них он единственный человек, удостоенный двух неразделенных Нобелевских премий, [8] и один из двух человек, удостоенных Нобелевских премий в различных областях, второй — Мария Кюри . [7]
Полинг был одним из основателей областей квантовой химии и молекулярной биологии . [9] Его вклад в теорию химической связи включает концепцию орбитальной гибридизации и первую точную шкалу электроотрицательности элементов. Полинг также работал над структурой 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 Розалинду Франклин , Джеймса Уотсона , Фрэнсиса Крика и Мориса Уилкинса на работу над структурой ДНК, что, в свою очередь, позволило генетикам взломать код ДНК всех организмов. [10]
В последние годы своей жизни он пропагандировал ядерное разоружение , а также ортомолекулярную медицину , мегавитаминную терапию [ 11] и пищевые добавки , особенно аскорбиновую кислоту (широко известную как витамин С). Ни одна из его идей относительно медицинской пользы больших доз витаминов не получила широкого признания в научном сообществе. [6] [12] Он был женат на американской правозащитнице Аве Хелен Полинг .
Линус Карл Полинг родился 28 февраля 1901 года в Портленде, штат Орегон , [13] [14] и был первенцем Германа Генри Уильяма Полинга (1876–1910) и Люси Изабель «Белль» Дарлинг (1881–1926). [15] : 22 Его назвали «Лайнус Карл» в честь отца Люси, Линуса, и отца Германа, Карла. [16] : 8 Его предки включали немцев и англичан. [17] [18]
В 1902 году, после рождения сестры Полины, родители Полинга решили переехать из Портленда, чтобы найти более доступное и просторное жильё, чем их однокомнатная квартира. [19] : 4 Люси оставалась с родителями своего мужа в Освего, пока Герман не привез семью в Салем , где он некоторое время работал коммивояжером в фармацевтической компании Skidmore. Через год после рождения Люсиль в 1904 году Герман Полинг перевез свою семью в Освего, где открыл собственную аптеку. [19] : 4 Он перевез свою семью в Кондон, штат Орегон , в 1905 году. [19] : 5 К 1906 году Герман Полинг страдал от периодических болей в животе . Он умер от перфоративной язвы 11 июня 1910 года, оставив Люси заботиться о Линусе, Люсиль и Полине. [16] : 9
Полинг объясняет свой интерес к карьере химика тем, что его поразили эксперименты, проведенные его другом Ллойдом А. Джеффрессом , у которого был небольшой набор для химической лаборатории. [19] : 17 Позже он писал: «Я был просто очарован химическими явлениями, реакциями, в которых появляются вещества, часто с поразительно разными свойствами; и я надеялся узнать все больше и больше об этом аспекте мира». [20]
В старшей школе Полинг проводил химические эксперименты, собирая оборудование и материалы на заброшенном сталелитейном заводе. Вместе со старшим другом Ллойдом Саймоном Полинг открыл в подвале Саймона лабораторию Palmon. Они обратились к местным молочным предприятиям с предложением провести отбор проб молочного жира по низким ценам, но молочники опасались доверять эту задачу двум мальчикам, и бизнес закончился неудачей. [19] : 21
В 15 лет старшеклассник имел достаточно баллов, чтобы поступить в Университет штата Орегон (OSU), известный тогда как Орегонский сельскохозяйственный колледж. [19] : 22 Не имея двух курсов американской истории, необходимых для получения аттестата о среднем образовании , Полинг спросил директора школы, может ли он посещать эти курсы одновременно в течение весеннего семестра. Ему было отказано, но в июне он покинул среднюю школу Вашингтона , не получив диплома. [15] : 48 Школа наградила его почетным дипломом 45 лет спустя, после того как он был удостоен двух Нобелевских премий. [7] [21] [22]
Полинг работал на нескольких работах, чтобы заработать деньги на будущие расходы на обучение в колледже, в том числе работал неполный рабочий день в продуктовом магазине за 8 долларов США в неделю (что эквивалентно 220 долларам США в 2022 году). Его мать организовала собеседование с владельцем ряда производственных предприятий в Портленде г-ном Швитцерхоффом, который нанял его учеником машиниста с зарплатой 40 долларов США в месяц (что эквивалентно 1080 долларам США в 2022 году). Вскоре эта сумма была увеличена до 50 долларов США в месяц. [19] : 23 Полинг вместе с двумя друзьями организовал фотолабораторию. [19] : 24 В сентябре 1917 года Полинг был наконец принят в Университет штата Орегон. Он немедленно уволился с работы машинистом и сообщил о своих планах матери, которая не видела смысла в университетском образовании. [19] : 25
В первом семестре Полинг записался на два курса по химии, два по математике, механическое черчение, введение в горное дело и использование взрывчатых веществ, современную английскую прозу, гимнастику и военную строевую подготовку. [19] : 26 Он принимал активное участие в студенческой жизни и основал школьное отделение братства Дельта Ипсилон . [23] После второго года обучения он планировал устроиться на работу в Портленде, чтобы помогать своей 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 1500 долларам США в 2022 году), что позволило ему продолжить учебу. [19] : 29
В последние два года обучения в школе Полинг познакомился с работами Гилберта Н. Льюиса и Ирвинга Ленгмюра по электронной структуре атомов и их связи с образованием молекул . [19] : 29 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. [ нужна цитата ]
Профессор инженерного дела Сэмюэл Граф выбрал Полинга своим ассистентом на курсе механики и материалов. [19] : 29 [24] [25] Зимой последнего года обучения Полинг преподавал курс химии для студентов, специализирующихся на домоводстве . Именно на одном из таких занятий Полинг познакомился со своей будущей женой Авой Хелен Миллер . [19] : 31 [25] : 41 [26] [27]
В 1922 году Полинг получил степень бакалавра химического машиностроения . Он поступил в аспирантуру Калифорнийского технологического института (Калтех) в Пасадене, Калифорния , под руководством Роско Дикинсона и Ричарда Толмана . [1] Его аспирантские исследования включали использование дифракции рентгеновских лучей для определения структуры кристаллов . Во время учебы в Калифорнийском технологическом институте он опубликовал семь статей по кристаллической структуре минералов. В 1925 году он получил степень доктора философии по физической химии и математической физике [3] с отличием . [28]
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. [2] Полинг заинтересовался тем, как квантовая механика может быть применена в выбранной им области интересов — электронной структуре атомов и молекул. В Цюрихе Полинг также познакомился с одним из первых квантовомеханических анализов связей в молекуле водорода , проведенным Уолтером Хайтлером и Фрицем Лондоном . [29] Полинг посвятил этой работе два года своего европейского путешествия 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. [30]
В 1927 году Полинг занял новую должность доцента кафедры теоретической химии в Калифорнийском технологическом институте . [31] Он начал свою преподавательскую карьеру с очень продуктивных пяти лет, продолжая 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, ныне известных как правила Полинга . [32] [33] К 1929 году он получил звание доцента, а к 1930 году — профессора. [31] 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 моложе. [34] 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 . [35]
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. [15] [36] Полинг также был связан с Беркли, работая приглашенным лектором по физике и химии с 1929 по 1934 год. [37] Оппенгеймер даже подарил Полингу потрясающую личную коллекцию минералов. [38] Двое мужчин 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 выпалил приглашение Аве Хелен присоединиться к нему на свидании в Мексике. Она наотрез отказалась и сообщила о происшествии Полингу. Он немедленно разорвал отношения с Оппенгеймером. [15] : 152 [36]
Летом 1930 года Полинг совершил еще одно путешествие по Европе, во время которого узнал о газовой дифракции электронов от Германа Фрэнсиса Марка . После возвращения он вместе со своим студентом Лоуренсом Олином Броквеем построил в Калифорнийском технологическом институте прибор для дифракции электронов и использовал его для изучения молекулярной структуры большого количества химических веществ. [39]
Полинг ввел понятие электроотрицательности в 1932 году. [40] 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 — Шкала электроотрицательности Полинга — полезна для предсказания природы связей между атомами в молекулах. [41]
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. [31] Полинг также провел год в 1948 году в Оксфордском университете в качестве приглашенного профессора Джорджа Истмана и научного сотрудника Баллиола. [42]
В конце 1920-х годов Полинг начал публиковать статьи о природе химической связи . Между 1937 и 1938 годами он занимал должность внештатного лектора химии в Корнельском университете имени Джорджа Фишера Бейкера . Во время учебы в Корнелле он прочитал серию из девятнадцати лекций [43] и завершил большую часть своего знаменитого учебника «Природа химической связи» . [44] [33] : Предисловие Именно благодаря его работам в этой области он получил Нобелевскую премию по химии в 1954 году «за исследования природы химической связи и ее применения для выяснения структуры сложных соединений». вещества». [7] Книга Полинга считается «самой влиятельной книгой по химии этого столетия и ее эффективной библией». [45] За 30 лет после публикации 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, спустя более чем семьдесят лет после первой публикации. [46]
Часть работ Полинга о природе химической связи привела к введению им концепции орбитальной гибридизации . [47] Хотя нормально думать, что электроны в атоме описываются орбиталями таких типов, как s и p , оказывается, что при описании связей в молекулах лучше строить функции, которые принимают участие в некоторых из свойства каждого. Таким образом, одна 2s- и три 2p-орбитали в атоме углерода могут быть (математически) «смешаны» или объединены, чтобы образовать четыре эквивалентные орбитали (называемые sp3- гибридными орбиталями), которые будут подходящими орбиталями для описания углеродных соединений, таких как метан или орбиталь 2s может быть объединена с двумя орбиталями 2p, чтобы образовать три эквивалентные орбитали (называемые гибридными орбиталями sp 2 ), при этом оставшаяся орбиталь 2p негибридизирована, что будет подходящими орбиталями для описания некоторых ненасыщенных углеродных соединений, таких как этилен . [33] : 111–120 Другие схемы гибридизации встречаются и в других типах молекул. Другой областью, которую он исследовал, была связь между ионной связью , когда электроны передаются между атомами, и ковалентной связью , когда электроны распределяются между атомами на равной основе. Полинг показал, что это всего лишь крайности и что для большинства реальных случаев связи квантовомеханическая волновая функция полярной молекулы AB представляет собой комбинацию волновых функций ковалентных и ионных молекул. [33] : 66 Здесь особенно полезна концепция электроотрицательности Полинга ; разница электроотрицательности между парой атомов будет самым надежным предсказателем степени ионности связи. [48]
Третьей темой, которую Полинг атаковал под общим заголовком «природа химической связи», было объяснение структуры ароматических углеводородов , в частности прототипа бензола . [49] Лучшее описание бензола было сделано немецким химиком Фридрихом Кекуле . Он рассматривал это как быстрое взаимное превращение двух структур, каждая из которых имеет чередующиеся одинарные и двойные связи , но с двойными связями одной структуры в тех 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 представляла собой суперпозицию структур, а не быстрое взаимное преобразование между ними. Позднее к этому явлению было применено название « резонанс ». [50] В некотором смысле это явление напоминает явления гибридизации, а также полярной связи, описанные выше, поскольку все три явления включают объединение более чем одной электронной структуры для достижения промежуточного результата. [ нужна цитата ]
В 1929 году Полинг опубликовал пять правил , которые помогают предсказывать и объяснять кристаллические структуры ионных соединений . [51] [33] 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) правило бережливости. [ нужна цитата ]
В середине 1930-х годов Полинг, находясь под сильным влиянием биологически ориентированных финансовых приоритетов Уоррена Уивера из Фонда Рокфеллера , решил освоить новые области интересов. [52] Хотя ранний интерес Полинга был сосредоточен почти исключительно на неорганических молекулярных структурах, он время от времени задумывался о молекулах биологического значения, отчасти из-за растущей силы Калифорнийского технологического института в биологии. Полинг взаимодействовал с такими великими биологами, как Томас Хант Морган , Теодосий Добжански , Кэлвин Бриджес и Альфред Стертевант . [53] Его ранние работы в этой области включали исследования структуры гемоглобина вместе со своим учеником Чарльзом Д. Кориеллом . Он продемонстрировал, что молекула гемоглобина меняет структуру, когда она приобретает или теряет молекулу кислорода . [53] В результате этого наблюдения он решил провести более тщательное исследование структуры белка в целом. Он вернулся к своему прежнему использованию рентгеновского дифракционного анализа. Но белковые структуры гораздо хуже поддавались этому методу, чем кристаллические минералы из его прежних работ. Лучшие рентгеновские снимки белков в 1930-х годах были сделаны британским кристаллографом Уильямом Эстбери , но когда в 1937 году Полинг попытался объяснить наблюдения Эстбери квантово-механически, он не смог. [54]
Полингу потребовалось одиннадцать лет, чтобы объяснить проблему: его математический анализ был верен, но фотографии Эстбери были сделаны таким образом, что молекулы белка были отклонены от ожидаемого положения. Полинг сформулировал модель структуры гемоглобина, в которой атомы расположены по спирали , и применил эту идею к белкам в целом. [ нужна цитата ]
В 1951 году, основываясь на структурах 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 . [55] [56] Эта работа проиллюстрировала способность Полинга мыслить нестандартно; Центральным элементом структуры было неортодоксальное предположение о том, что один виток спирали вполне может содержать нецелое число аминокислотных остатков; для альфа-спирали это 3,7 аминокислотных остатка на виток. [ нужна цитата ]
Затем Полинг предположил, что дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой тройную спираль ; [57] [58] его модель содержала несколько основных ошибок, в том числе предположение о нейтральных фосфатных группах, идею, которая противоречила кислотности ДНК. Сэр Лоуренс Брэгг был разочарован тем, что Полинг выиграл гонку по открытию структуры альфа-спирали белков. Команда Брэгга допустила фундаментальную ошибку при создании своих моделей белка, не распознав планарную природу пептидной связи. Когда в Кавендишской лаборатории стало известно , 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 показали доказательства укладки спирали и плоских оснований 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. Полинг назвал эту ситуацию «самым большим разочарованием в своей жизни». [59]
Пока Полинг исследовал эту проблему, Розалинда Франклин в Англии создавала лучшие в мире изображения. Они были ключом к успеху Уотсона и Крика. Полинг не видел их до того, как разработал свою ошибочную структуру ДНК, хотя его помощник Роберт Кори видел по крайней мере некоторые из них, когда занимал место Полинга на конференции по белкам летом 1952 года в Англии. Полингу не разрешили присутствовать, поскольку Государственный департамент задержал его паспорт по подозрению в симпатиях к коммунистам. Это привело к появлению легенды о том, что Полинг упустил 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 увидел изображения в то время, но и сам Полинг через несколько недель восстановил свой паспорт и совершил поездку по английским лабораториям задолго до того, как написать свою статью о ДНК. У него была возможность посетить лабораторию Франклин и увидеть ее работу, но он решил этого не делать. [15] : 414–415 Несмотря на эти времена, Полинг решил уйти от них и быть благодарным за открытия, которые он уже сделал. [59]
Полинг также изучал ферментативные реакции и был одним из первых, кто указал, что ферменты вызывают реакции, стабилизируя переходное состояние реакции - точка зрения, которая имеет центральное значение для понимания механизма их действия. [60] Он также был одним из первых ученых, постулировавших, что связывание антител с антигенами будет происходить за счет комплементарности между их структурами. [61] В том же духе вместе с физиком, ставшим биологом Максом Дельбрюком , он написал раннюю статью, в которой утверждал, что репликация ДНК , скорее всего, происходит благодаря комплементарности , а не сходству, как предполагают некоторые исследователи. Это стало ясно в модели структуры ДНК, которую открыли Уотсон и Крик. [62]
В ноябре 1949 года Полинг, Харви Итано , С. Дж. Сингер и Иберт Уэллс опубликовали в журнале Science статью « Серповидноклеточная анемия, молекулярное заболевание » [63] . Это было первое доказательство того, что заболевание человека вызвано аномальным белком, а серповидноклеточная анемия стала первым заболеванием, понятным на молекулярном уровне. (Однако это была не первая демонстрация того, что различные формы гемоглобина можно различить с помощью электрофореза, что было показано несколькими годами ранее Мод Ментен и его сотрудниками). [64] С помощью электрофореза они продемонстрировали, что люди с серповидноклеточной анемией имеют модифицированную форму гемоглобина в красных кровяных тельцах , и что люди с серповидноклеточной анемией имеют как нормальную, так и аномальную формы гемоглобина. Это была первая демонстрация причинно-следственной связи аномального белка с заболеванием, а также первая демонстрация того, что менделевская наследственность определяет конкретные физические свойства белков, а не просто их присутствие или отсутствие – зарождение молекулярной генетики . [65]
Его успех в лечении серповидноклеточной анемии привел Полинга к предположению, что ряд других заболеваний, включая психические заболевания, такие как шизофрения , могут быть результатом дефектов генетики. Будучи председателем отдела химии и химической инженерии и директором химических лабораторий Гейтса и Креллина, он поощрял наем исследователей, применяющих химико-биомедицинский подход к психическим заболеваниям - направление, которое не всегда популярно среди авторитетных химиков Калифорнийского технологического института. [66] : 2
В 1951 году Полинг прочитал лекцию «Молекулярная медицина». [67] В конце 1950-х годов он изучал роль ферментов в функционировании мозга, полагая, что психические заболевания могут быть частично вызваны дисфункцией ферментов. В 1960-х годах, в рамках своего интереса к последствиям ядерного оружия, он исследовал роль мутаций в эволюции, предложив вместе со своим учеником Эмилем Цукеркандлом (молекулярные эволюционные часы) идею о том, что мутации в белках и ДНК накапливаются с постоянной скоростью. через некоторое время . [68]
16 сентября 1952 года Полинг открыл новую исследовательскую тетрадь со словами «Я решил заняться проблемой структуры ядер». 15 октября 1965 года Полинг опубликовал свою плотноупакованную сферонную модель атомного ядра в двух уважаемых журналах: Science и Proceedings of the National Academy of Sciences . [69] [70] В течение почти трёх десятилетий, вплоть до своей смерти в 1994 году, Полинг опубликовал множество статей по своей кластерной модели сферонов. [69] [71] [72] [73] [74] [75]
Основная идея модели сферонов Полинга заключается в том, что ядро можно рассматривать как набор «кластеров нуклонов». К основным нуклонным кластерам относятся дейтрон [np], гелий [pnp] и тритон [npn]. Четно-четные ядра описываются как состоящие из скоплений альфа-частиц , как это часто бывает с легкими ядрами. [76] Полинг пытался вывести оболочечную структуру ядер из чисто геометрических соображений, связанных с платоновыми телами, а не исходя из модели независимых частиц, как в обычной оболочечной модели . В интервью, данном в 1990 году, Полинг так прокомментировал свою модель: [77]
Недавно я пытался определить детальную структуру атомных ядер, анализируя изгибы колебаний основного и возбужденного состояний, наблюдаемые экспериментально. Читая физическую литературу, Physical Review Letters и другие журналы, я знаю, что многие физики интересуются атомными ядрами, но ни один из них, насколько мне удалось обнаружить, не подходил к этой проблеме так же, как я. атаковать его. Так что я просто двигаюсь со своей скоростью, производя расчеты...
Полинг был практически аполитичен до Второй мировой войны . В начале Манхэттенского проекта Роберт Оппенгеймер предложил ему возглавить химическое подразделение проекта. Однако он отказался, не желая разрушать свою семью. [78]
Однако Полинг работал над исследованиями для военных. Был главным следователем по 14 контрактам ОСРД . [79] Национальный исследовательский комитет обороны созвал заседание 3 октября 1940 года, желая создать прибор, который мог бы надежно измерять содержание кислорода в смеси газов, чтобы можно было измерять кислородный режим на подводных лодках и самолетах. В ответ Полинг разработал кислородный измеритель Pauling, который был разработан и изготовлен компанией Arnold O. Beckman, Inc. После войны Бекман адаптировал анализаторы кислорода для использования в инкубаторах для недоношенных детей. [80] : 180–186 [81]
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 Джозеф Б. Кепфли и Дэн Х. Кэмпбелл, разработала возможную замену плазме человеческой крови при переливаниях : полиоксижелатин (оксиполижелатин). [82] [83]
Другие проекты военного времени, имевшие более прямое военное применение, включали работу над взрывчатыми веществами, ракетным топливом и патент 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 «творческий ум», «блестящий успех» и «исключительно достойное поведение при оказании выдающихся услуг». [84] [85] [86] В 1949 году он был президентом Американского химического общества. [87 ]
Последствия Манхэттенского проекта и пацифизм его жены Авы глубоко изменили жизнь Полинга, и он стал борцом за мир. [ нужна цитата ]
В июне 1945 года вступил в силу «Законопроект Мэй-Джонсона» [88] [89] [90] , который впоследствии стал Законом об атомной энергии 1946 года (подписан 1 августа 1946 года). В ноябре 1945 года Полинг говорил с Независимым гражданским комитетом искусств, наук и профессий (ICCASP) об атомном оружии ; вскоре после этого он и жена Ава приняли членство. [91] 21 января 1946 года группа встретилась, чтобы обсудить академическую свободу , во время которой Полинг сказал: «Конечно, всегда существует угроза академической свободе – как и другим аспектам свободы и прав человека, в продолжающихся нападках на эту свободу и эти права со стороны эгоистичных, чрезмерно амбициозных, заблуждающихся, беспринципных, которые стремятся угнетать большую часть человечества, чтобы они сами могли получить выгоду – и мы должны всегда будьте начеку против этой угрозы и должны энергично бороться с ней, когда она становится опасной». [91]
В 1946 году он вступил в Чрезвычайный комитет учёных-атомщиков , возглавляемый Альбертом Эйнштейном . [92] Его миссией было предупредить общественность об опасностях, связанных с разработкой ядерного оружия.
_to_Linus_Pauling_on_February_14,_1952.jpg/1280px-Letter_from_Ruth_B._Shipley,_Chief_Passport_Division,_Department_of_State_(United_States)_to_Linus_Pauling_on_February_14,_1952.jpg)
Его политическая активность побудила Госдепартамент США отказать ему в паспорте в 1952 году, когда его пригласили выступить на научной конференции в Лондоне. [93] [94] В своем выступлении 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. [95] [96] Его полный паспорт был восстановлен в 1954 году, незадолго до церемонии в Стокгольме , где он получил свою первую Нобелевскую премию. [ нужна цитата ]
Вместе с Эйнштейном, Бертраном Расселом и восемью другими ведущими учёными и интеллектуалами он подписал Манифест Рассела-Эйнштейна , изданный 9 июля 1955 года. [97] Он также поддержал Декларацию Майнау от 15 июля 1955 года, подписанную 52 лауреатами Нобелевской премии. [98]
В мае 1957 года, работая с профессором Вашингтонского университета в Сент-Луисе Барри Коммонером , Полинг начал распространять среди учёных петицию с требованием прекратить ядерные испытания. [99] 15 января 1958 года Полинг и его жена подали петицию Генеральному секретарю ООН Дагу Хаммаршельду с призывом прекратить испытания ядерного оружия . Его подписал 11 021 учёный, представляющий пятьдесят стран. [100] [101]
В феврале 1958 года Полинг участвовал в публично транслируемых по телевидению дебатах с физиком-атомщиком Эдвардом Теллером о фактической вероятности того, что радиоактивные осадки вызовут мутации. [102] Позже в 1958 году Полинг опубликовал « Войне больше нет!» , в котором он призвал не только прекратить испытания ядерного оружия, но и положить конец самой войне. Он предложил создать Всемирную организацию по исследованию мира в рамках Организации Объединенных Наций для «решения проблемы сохранения мира». [7]
Полинг также поддержал работу Гражданского комитета Сент-Луиса по ядерной информации (CNI). [99] Эта группа, возглавляемая Барри Коммонером , Эриком Рейссом, М.В. Фридлендером и Джоном Фаулером, организовала продольное исследование по измерению радиоактивного стронция -90 в молочных зубах детей по всей Северной Америке. « Обзор детских зубов », опубликованный Луизой Рейсс , убедительно продемонстрировал в 1961 году, что наземные ядерные испытания представляют собой значительные риски для здоровья населения в виде радиоактивных осадков , распространяющихся в основном через молоко коров, которые проглотили зараженную траву. [103] [104] [105] Комитету ядерной информации часто приписывают значительный вклад в поддержку запрета испытаний, [106] равно как и новаторские исследования, проведенные Рейссом и «Обзором детских зубов». [107]
Общественное давление и пугающие результаты исследований CNI впоследствии привели к мораторию на наземные испытания ядерного оружия, за которым последовал Договор о частичном запрещении испытаний , подписанный в 1963 году Джоном Кеннеди и Никитой Хрущевым . В день вступления договора в силу, 10 октября 1963 года, Нобелевский комитет присудил Полингу Нобелевскую премию мира за 1962 год (ранее за этот год премия не присуждалась ) . Полинг, который с 1946 года непрерывно выступал не только против испытаний ядерного оружия, не только против распространения этого оружия, не только против самого его использования, но и против всех войн как средства решения международных конфликтов». [109] Сам Полинг признал глубокую вовлеченность своей жены Авы в миротворческую работу и выразил сожаление, что она не была удостоена вместе с ним Нобелевской премии мира. [110]
.jpg/1280px-Linus_Pauling's_beret_at_the_Nobel_Museum_(51969).jpg)
Многие критики Полинга, в том числе учёные, ценившие его вклад в химию, не соглашались с его политическими позициями и считали его наивным выразителем советского коммунизма . В 1960 году ему было приказано предстать перед Подкомитетом внутренней безопасности Сената , [111] который назвал его «научным именем номер один практически во всех основных видах деятельности коммунистического мирного наступления в этой стране». [112] Заголовок журнала Life охарактеризовал его Нобелевскую премию 1962 года как «Странное оскорбление из Норвегии». [113] [114]
Полинг часто становился объектом внимания журнала National Review . В статье под названием «Коллаборационисты» в номере журнала от 17 июля 1962 года Полинг упоминался не только как соавтор, но и как «попутчик» сторонников коммунизма советского типа. В 1965 году Полинг подал в суд на журнал, его издателя Уильяма Рашера и редактора Уильяма Ф. Бакли-младшего на 1 миллион долларов. Он проиграл оба иска о клевете и апелляцию 1968 года. [115] [116] [117] [118]
Его активизм в защиту мира, его частые путешествия и его энтузиазм в области химико-биомедицинских исследований вызвали оппозицию в Калифорнийском технологическом институте. В 1958 году Попечительский совет Калифорнийского технологического института потребовал, чтобы Полинг ушел с поста председателя отдела химии и химического машиностроения. [66] : 2 Несмотря на то, что Полинг сохранил должность профессора, он 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). [20] В 1967 году он переехал в Калифорнийский университет в Сан-Диего, но оставался там лишь ненадолго, уехав в 1969 году отчасти из-за политической напряженности в отношениях с попечительским советом эпохи Рейгана. [66] : 3 С 1969 по 1974 год он занял должность профессора химии в Стэнфордском университете. [31]
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, лично общался с лидером Северного Вьетнама Хо Ши Мином и дал пространный письменный ответ президенту Джонсону. Его усилия были проигнорированы американским правительством. [119]
Полинг был награжден Международной Ленинской премией мира от СССР в 1970 году. [112] [120] В последующие годы он продолжил свою мирную деятельность. Он и его жена Ава помогли основать Международную лигу гуманистов в 1974 году. [121] Он был президентом научно-консультативного совета Всемирного союза защиты жизни , а также одним из тех, кто подписал Дубровницко-Филадельфийское заявление 1974 года. 1976. [122] Линус Карл Полинг был почетным президентом и членом Международной академии наук в Мюнхене до конца своей жизни. [123]
Он был одним из тех, кто подписал соглашение о созыве съезда по разработке всемирной конституции . [124] [125] В результате, впервые в истории человечества, Всемирная Учредительная Ассамблея собралась для разработки и принятия Конституции Федерации Земли . [126]
Полинг поддержал ограниченную форму евгеники , предложив, чтобы людям-носителям дефектных генов обязательно давали видимую отметку – например, татуировку на лбу – чтобы отпугнуть потенциальных партнеров с таким же дефектом, чтобы уменьшить количество младенцев с такими заболеваниями, как серп . клеточная анемия . [127] [128]
В 1941 году, в возрасте 40 лет, Полингу поставили диагноз болезнь Брайта — заболевание почек. Следуя рекомендациям Томаса Аддиса , который активно нанимал Аву Хелен Полинг в качестве «диетолога, повара и, в конечном итоге, заместителя «врача», Полинг считал, что он способен контролировать болезнь с помощью необычной для того времени низкобелковой бессолевой диеты Аддиса и витаминные добавки. [130] Таким образом, первое – и очень личное – знакомство Полинга с идеей лечения болезней витаминными добавками было положительным. [ нужна цитата ]
В 1965 году Полинг прочитал книгу Абрама Хоффера «Ниациновая терапия в психиатрии» и предположил, что витамины могут иметь важные биохимические эффекты, не связанные с профилактикой заболеваний, связанных с дефицитом витамина. [131] В 1968 году Полинг опубликовал в журнале Science краткую статью под названием «Ортомолекулярная психиатрия», [132] дав название популярному, но противоречивому движению мегавитаминной терапии 1970-х годов, и защищая, что «ортомолекулярная терапия, лечение отдельного человека оптимальных концентраций важных нормальных компонентов мозга, может быть предпочтительным лечением для многих психически больных пациентов». Полинг ввел термин «ортомолекулярный» для обозначения практики изменения концентрации веществ, обычно присутствующих в организме, для предотвращения и лечения заболеваний. Его идеи легли в основу ортомолекулярной медицины , которая обычно не практикуется обычными медицинскими работниками и подвергалась резкой критике. [133] [134]
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 Лайнуса Полинга . Полинг руководил исследованиями витамина С, но также продолжал свои теоретические работы 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 отчета о случаях применения лизина и витамина С для облегчения стенокардии . В 1990-х годах Полинг предложил комплексный план лечения сердечно-сосудистых заболеваний с использованием лизина и витамина С. В 1996 году был создан веб-сайт, на котором разъяснялось лечение Полинга, которое он назвал терапией Полинга. Сторонники терапии Полинга считают, что болезни сердца можно лечить и даже вылечить, используя только лизин и витамин С, без лекарств и операций на сердце. [135]
Работа Полинга над витамином С в последние годы его жизни вызвала много споров. Впервые с концепцией высоких доз витамина С его познакомил биохимик Ирвин Стоун в 1966 году. Убедившись в его ценности, Полинг принимал 3 грамма витамина С каждый день, чтобы предотвратить простуду . [13] Воодушевленный своими собственными результатами, он изучил клиническую литературу и в 1970 году опубликовал книгу « Витамин С и простуда». В 1971 году он начал длительное клиническое сотрудничество с британским хирургом-онкологов Юэном Кэмероном по использованию витамина С внутривенно и перорально. в качестве терапии рака для неизлечимых пациентов. [136] 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 [137] и в конечном итоге опубликовал два исследования группы из 100 предположительно неизлечимых пациентов, в которых утверждалось, что витамин С увеличивает выживаемость почти в четыре раза по сравнению с пациентами, не получавшими лечения. [138] [139]
Переоценка заявлений в 1982 году показала, что группы пациентов на самом деле не были сопоставимы: группа, принимавшая витамин С, болела меньше на момент включения в исследование и была признана «терминальной» гораздо раньше, чем группа сравнения. [140] Более поздние клинические испытания, проведенные клиникой Майо под руководством онколога доктора Эдварда Т. Кригана, также пришли к выводу, что высокие дозы (10 000 мг) витамина С не лучше плацебо при лечении рака и что высокие дозы не приносят никакой пользы. витамин С. [141] [142] [143] Неспособность клинических испытаний продемонстрировать какую-либо пользу привела к выводу, что витамин С не эффективен при лечении рака; Медицинский истеблишмент пришел к выводу, что его утверждения о том, что витамин С может предотвратить простуду или лечить рак, являются шарлатанством . [13] [144] Полинг осудил выводы этих исследований и обращение с окончательным исследованием как «мошенничество и преднамеренное искажение фактов», [145] [146] и раскритиковал исследования за использование перорального, а не внутривенного витамина С [147] ( именно такой метод дозирования использовался в течение первых десяти дней первоначального исследования Полинга [144] ). Полинг также раскритиковал исследования клиники Мэйо, потому что участники контрольной группы принимали витамин С во время исследования, и потому что продолжительность лечения витамином С была короткой; Полинг выступал за продолжение приема высоких доз витамина С на всю оставшуюся жизнь больного раком, тогда как пациенты клиники Мэйо во втором исследовании получали витамин С в среднем в течение 2,5 месяцев. [148]
В конечном итоге отрицательные результаты исследований клиники Мэйо положили конец всеобщему интересу к витамину С как средству лечения рака. [146] Несмотря на это, Полинг продолжал пропагандировать витамин С для лечения рака и простуды, сотрудничая с Институтами достижения человеческого потенциала с целью использования витамина С в лечении детей с травмами головного мозга. [149] Позже он сотрудничал с канадским врачом Абрамом Хоффером по режиму микронутриентов, включая высокие дозы витамина С, в качестве дополнительной терапии рака. [150] Обзор 2009 года также отметил различия между исследованиями, например, клиника Мэйо не использовала витамин С для внутривенного введения, и предложил провести дальнейшие исследования роли витамина С при внутривенном введении. [151] Результаты большинства клинических исследований показывают, что умеренное добавление витамина С отдельно или в сочетании с другими питательными веществами не дает никакой пользы в профилактике рака. [152] [153]
Полинг женился на Аве Хелен Миллер 17 июня 1923 года. Брак продлился до смерти Авы Полинг в 1981 году. У них было четверо детей. [154] Линус Карл младший (1925–2023) 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 из Калифорнийского технологического института Барклая Камба . [155]
Полинг был воспитан как член лютеранской церкви , [156] но позже присоединился к унитарной универсалистской церкви. [157] За два года до своей смерти, в опубликованном диалоге с буддийским философом Дайсаку Икеда , Полинг публично заявил о своем атеизме . [158]
30 января 1960 года Полинг и его жена жили в хижине примерно в 80 милях (130 км) к югу от Монтерея , штат Калифорния, и он решил прогуляться по прибрежной тропе. Он заблудился и попытался подняться на скалистый утес, но достиг большой нависающей скалы на высоте около 300 футов (90 м) над океаном. Он решил, что безопаснее всего оставаться там, а тем временем его объявили пропавшим без вести. Он провел бессонную ночь на скале, прежде чем его нашли спустя почти 24 часа. [159]
Полинг умерла от рака простаты 19 августа 1994 года в 19:20 дома в Биг-Суре , Калифорния. [12] Ему было 93 года. [160] Могила Полинга была установлена 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. [161]
Открытия Полинга привели к решающему вкладу в самых разных областях, включая около 350 публикаций в области квантовой механики, неорганической химии, органической химии, структуры белков, молекулярной биологии и медицины. [162] [163]
Его работа по химической связи делает его одним из основателей современной квантовой химии . [9] «Природа химической связи» была стандартной работой на протяжении многих лет, [164] а такие понятия, как гибридизация и электроотрицательность , остаются частью стандартных учебников по химии. Хотя его подход к валентным связям не позволяет количественно объяснить некоторые характеристики молекул, такие как цвет металлоорганических комплексов, и позже будет затмён теорией молекулярных орбиталей Роберта Малликена , теория валентных связей всё ещё конкурирует в своей современной форме. , с теорией молекулярных орбиталей и теорией функционала плотности (ТПФ) как способом описания химических явлений. [165] Работа Полинга по кристаллической структуре внесла значительный вклад в предсказание и выяснение структуры сложных минералов и соединений. [25] : 80–81 Его открытие альфа-спирали и бета-листа является фундаментальной основой для изучения структуры белка. [56]
Фрэнсис Крик признал Полинга «отцом молекулярной биологии ». [9] [166] Его открытие серповидноклеточной анемии как «молекулярного заболевания» открыло путь к изучению генетически приобретенных мутаций на молекулярном уровне. [65]
Публикация Полинга в 1951 году совместно с Робертом Б. Кори и Х.Р. Брэнсоном «Структура белков: две спиральные конфигурации полипептидной цепи с водородными связями» стала ключевым ранним открытием в тогда еще недавно возникшей области молекулярной биологии. Эта публикация была удостоена награды «Citation for Chemical Breakthrough» от Отдела истории химии Американского химического общества, врученной химическому факультету Калифорнийского технологического института в 2017 году. [167] [168]
Университет штата Орегон завершил строительство научного центра Лайнуса Полинга площадью 100 000 квадратных футов (9 300 м 2 ) стоимостью 77 миллионов долларов в конце 2000-х годов, в котором сейчас размещается большая часть химических классов, лабораторий и инструментов штата Орегон. [169]
6 марта 2008 года Почтовая служба США выпустила марку номиналом 41 цент в честь Полинга, созданную художником Виктором Стабиным . [170] [171] Его описание гласит: «Удивительно разносторонний ученый, химик-структурист Лайнус Полинг (1901–1994) получил Нобелевскую премию по химии 1954 года за определение природы химической связи, соединяющей атомы в молекулы. Его работа по установлению область молекулярной биологии; его исследования гемоглобина привели к классификации серповидноклеточной анемии как молекулярного заболевания». [65] Среди других ученых на этом листе марок были Герти Кори , биохимик, Эдвин Хаббл , астроном, и Джон Бардин , физик. [171]
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 искусств . Церемония вступления в должность состоялась 15 декабря 2008 года. Сыну Полинга было предложено принять эту честь вместо него. [172]
По заявлению губернатора штата Орегон Джона Китцхабера 28 февраля было названо «Днем Лайнуса Полинга». [173] Институт Лайнуса Полинга существует до сих пор, но в 1996 году переехал из Пало-Альто, штат Калифорния, в Корваллис, штат Орегон, где он является частью Научного центра Лайнуса Полинга при Университете штата Орегон . [174] [175] [176] Специальные коллекции библиотеки Вэлли в Университете штата Орегон содержат документы Авы Хелен и Лайнуса Полинга, включая оцифрованные версии сорока шести исследовательских тетрадей Полинга. [173]
В 1986 году Калифорнийский технологический институт почтил память Лайнуса Полинга симпозиумом и лекциями. [177] 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 Лайнуса Полинга, поскольку Полинг проводил там очень много времени. [178]
Другие места, названные в честь Полинга, включают Полинг-стрит на ранчо Футхилл, Калифорния; [179] Лайнус Полинг Драйв в Геркулесе, Калифорния; Линус и Ава Хелен Полинг Холл из Американского университета Сока в Алисо-Вьехо, Калифорния; [180] Средняя школа Лайнуса Полинга в Корваллисе, Орегон; [181] и Полинг Филд , небольшой аэродром, расположенный в Кондоне, штат Орегон, где Полинг провел свою юность. [182] В Хьюстоне, штат Техас, есть психоделическая рок-группа под названием The Linus Pauling Quartet . [183]
Астероид 4674 Полинг во внутреннем поясе астероидов, открытый Элеонорой Ф. Хелин , был назван в честь Лайнуса Полинга в 1991 году, в день его 90-летия. [184]
Линус Торвальдс , разработчик ядра Linux , назван в честь Полинга. [185]
Нобелевский лауреат Питер Агре сказал, что его вдохновил Лайнус Полинг. [186]
В 2010 году Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория назвала свою выдающуюся постдокторскую программу в его честь Программой выдающихся постдокторских стипендий Лайнуса Полинга. [187]
За свою карьеру Полинг получил множество наград и наград, в том числе следующие: [188] [31] [189]
... Однако я [Полинг] не воинствую в своем атеизме. Великий английский физик-теоретик Поль Дирак — воинствующий атеист. Полагаю, ему интересно спорить о существовании Бога. Не я. Когда-то пошутили, что Бога нет и Дирак — его пророк.
