100 великих нобелевских лауреатов - Мусский Сергей Анатольевич - Страница 125

Еще велась полемика относительно правильности теоретических представлений о природе макромолекул, а уже началось практическое использование результатов работ Штаудингера. Вторая половина двадцатого века прошла под знаком быстрого роста производства искусственных высокомолекулярных соединений, что в просторечье зовется «пластиком». Начало этого бума застал и Штаудингер. Он умер во Фрайбурге 8 сентября 1965 года от болезни сердца.

ЛАЙНУС ПОЛИНГ

(1901—1994)

Дважды лауреат Нобелевской премии в предисловии к своему известному учебнику «Общая химия» для студентов писал: «Химики – это те, кто на самом деле понимает мир».

Как указывается книге «Великие ученые XX века»: «Выдающийся американский химик Лайнус Карл Полинг, или, как его фамилию переводили на русский в пятидесятых годах, Паулинг, родился 28 февраля 1901 года в Портленде. Его отец был фармацевтом, а мать – домохозяйкой. Когда мальчику было девять лет, отец умер и семья оказалась в затруднительном материальном положении.

Лайнус рос задумчивым и замкнутым мальчиком. Он часами мог наблюдать за жизнью насекомых, но особенно привлекали его минералы. Мир цветных камней манил и завораживал. Эта детская страсть к кристаллам иногда врывалась и во взрослую жизнь Полинга: несколько минералов ученый впоследствии изучил исходя из сформулированной им теории.

В тринадцатилетнем возрасте Лайнус впервые посетил настоящую химическую лабораторию. Увиденное там произвело на подростка такое впечатление, что он немедленно сам занялся опытами. «Химическую» посуду Лайнус позаимствовал на кухне у матери, а местом для изысканий избрал свою комнату».

Так и не окончив среднюю школу, в 1917 году Лайнус поступил в Орегонский государственный сельскохозяйственный колледж в городе Корвэллис. Чтобы добыть средства к существованию, студент мыл посуду в ресторане и сортировал бумагу в небольшой типографии.

По окончании колледжа в 1922 году он получил степень бакалавра по специальности «химическая технология». Осенью того же года в качестве аспиранта Калифорнийского технологического института в Пасадене Лайнус приступает к исследованию молекулярной структуры кристаллов с помощью дифракции рентгеновских лучей.

В 1923 году Полинг женится на Эйве Хелен Миллер. Супруги неразлучно прожили долгие и счастливые пятьдесят восемь лет. Эйва Хелен стала для Лайнуса и подругой, и помощницей, и соратницей. Она помогла мужу пройти через все тяжелые испытания.

В 1925 году молодой ученый защитил докторскую диссертацию по результатам исследования в области рентгеноструктурного анализа неорганических соединений. Одновременно он получил и степень бакалавра по математической физике. Полингу также присудили персональную Гугенхеймовскую стипендию, позволившую ему на два года отправиться на учебу в Европу. Здесь он занимался изучением атомной физики и квантовой теории под руководством таких известных ученых, как А. Зоммерфельд в Мюнхене, Э. Шрёдингер в Цюрихе, Н. Бор в Копенгагене и У.Г. Брэгг в Лондоне.

В 1927 году ученый вернулся в Калифорнийский технологический институт в качестве ассистента профессора химии. В этом институте Полинг с 1931 года занимал должность профессора химии, преподавал и вел исследовательскую работу до 1964 года.

Его первые исследования относились к кристаллографии. Полинг занимался расчетом величин ионных радиусов, составил их таблицы, сформулировал некоторые общие правила образования ионных кристаллических структур. За работы в этой области он первым получил премию И. Ленгмюра (1931).

Но главные научные работы Полинга посвящены изучению строения молекул и природы химической связи методами квантовой механики.

Наряду с американским физико-химиком Дж. Слэтером Полинг разработал квантовомеханический метод изучения и описания структуры молекул – метод валентных связей (1931—1934).

В тридцатые годы Полингу удалось объяснить молекулярное строение веществ на основании квантовохимических представлений, опираясь на работу Гейзенберга по расчету атома гелия, где немецкий физик ввел понятие «квантовомеханического резонанса». Вместо классической структурной теории Полинг предложил разработанную им «теорию резонанса».

Термин «резонанс» Полинг использовал как метафору. Теория резонанса исходит из того, что не каждую молекулу можно описать при помощи лишь одной электронной структуры и что в таких случаях «различные возможные электронные структуры находятся друг с другом в состоянии резонанса».

Поэтому химическая связь в подобных соединениях гибридна. Очень важное значение в созданной Полингом теории имеет разработанная им шкала электроотрицательности химических элементов, по которой можно оценивать энергию связи двух элементов и, таким образом, сделать вывод об ее устойчивости и характере. На этом основании ученый смог теоретически объяснить переходы от ионной связи к атомной. Полинг при помощи своей теории истолковал строение многих веществ. Квантовомеханическая теория химической связи – теория резонанса – позволила Полингу объяснить новые экспериментальные данные значительно лучше, чем с помощью классической теории химической связи, недостаточность которой он ощущал.

Ученый высоко оценивал влияние, которое оказала разработка учения о химической связи на развитие химии. Он писал: «Если темпы нынешнего научного прогресса сохранятся, уже у следующего поколения ученых будет такая теория валентности, которая превратит химию в столь же точную и действенную науку, как и теоретическая физика».

Книга Полинга «Природа химической связи», опубликованная в 1939 году, явилась одной из самых известных монографий, посвященных современной структурной химии.

Именно за проведение этих исследований, которые наметили основные пути применения новейших достижений физики и химии в биологии и медицине, Полинг был удостоен звания лауреата Нобелевской премии по химии в 1954 году.

В 1934 году появилась первая работа ученого по биохимии, посвященная магнитным свойствам и кислородному обмену гемоглобина. Далее на основании представлений теории резонанса Полинг исследовал строение молекул белков и изучал способность антител обеспечивать иммунитет.

«С раннего возраста Полинг прекрасно знал, что генетически вовсе не предрасположен к долголетию, – пишет А. Смирнов. – Его отец умер в возрасте 34 лет, мать прожила всего 45 лет. По сути, ученый Лайнус Полинг начал борьбу с самой Природой. Еще в 1940 году ему был поставлен диагноз серьезного почечного заболевания – болезни Брайтона. Тогда это было равносильно смертному приговору, с которым Полинг не желал согласиться. Двенадцать лет после этого он следовал строгой диете, исключившей соль и мясные белки, и победил болезнь. Фактически он пережил собственную смерть более чем на полвека! Видимо, именно в этот период у него окрепла убежденность в возможности найти способ справиться с болезнями и немощной старостью без помощи лекарств.

И здесь он вновь одержал блестящую победу. Его биохимический подход к здоровью, созданная им ортомолекулярная медицина (медицина «правильных» молекул) заняли подобающее место в системе человеческих знаний.

«Необходимым условием хорошего здоровья является наличие нужных молекул в нужном количестве, в нужном месте человеческого тела, в нужное время» – эти слова Лайнуса Полинга стали своего рода девизом новой науки».

Вторая мировая война заставила ученого на время отказаться от исследования белка. За время войны он создает несколько видов мощной взрывчатки и ракетного топлива, измеритель содержания кислорода для подводных лодок и самолетов. Также Полинг со своими помощниками создал синтетическую кровяную плазму для срочных переливаний в условиях полевых госпиталей. За эти работы в 1948 году ученый получил Президентскую медаль за заслуги.

После победы над фашизмом Полинг возобновил свои исследования. В результате работ, выполненных в 1945—1949 годах, ученый доказал, что серповидно-клеточная анемия обусловлена дефектом молекул гемоглобина.