Текст книги "100 великих нобелевских лауреатов"

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.

В 1948 году Полинг дает представление о структуре полипептидной цепи в белках, впервые высказав мысль о ее спиральном строении и дав описание альфа-спирали. В 1950—1951 годах он опубликовал совместно с американским биохимиком Р.Б. Кори статьи на эту тему.

Круг интересов Полинга был очень широк. Он исследовал дезоксирибонуклеиновую кислоту, структуру антител, природу иммунологических реакций, интересовался проблемами эволюционной биологии.

Осознав, какую угрозу человечеству несет атомная бомба, Полинг в 1946 году стал членом возглавляемого Эйнштейном «Комитета озабоченных ученых», ставящего целью информировать общественность об опасностях, связанных с ядерным оружием.

В 1952 году Государственный департамент США отказал Полингу в получении заграничного паспорта по причине «недостаточной антикоммунистичности» его заявлений. Еще через три года ученый вместе с другими 55 Нобелевскими лауреатами подписывает «декларацию Майнау», призывающую прекратить все войны.

Полинг выступил одним из инициаторов Пагуошского движения. В 1957 году он написал обращение американских ученых к президенту США о прекращении испытаний атомного оружия. В январе 1958 года Полинг передал составленное им обращение генеральному секретарю ООН и много сделал для того, чтобы Организация Объединенных Наций приняла меры к прекращению испытаний атомного оружия. Это обращение подписали свыше одиннадцати тысяч ученых из 49 стран. В том же году он опубликовал книгу «Не бывать войне!», вызвавшую широкий общественный резонанс.

21 июня 1960 года в связи со сбором подписей под воззванием о запрещении ядерных испытаний ученый был вызван в подкомитет сената США для дачи показаний. На этом заседании председатель комиссии сенатор Т. Дуд предъявил ему ультиматум: либо Полинг сообщит имена тех, кто помогал ему собирать подписи под воззванием, либо он будет подвергнут тюремному заключению. Таким образом, была сделана попытка не только воспрепятствовать дальнейшему активному участию Полинга в международном движении за мир, но одновременно дискредитировать американское движение за сохранение мира. Однако Полинг не поддался скандальным методам слежки за умами. Он подал жалобу на сенатскую подкомиссию за нарушение прав человека, записанных в конституции США, в Верховный суд страны.

Вновь и вновь выступал Полинг в разных странах, призывая людей бороться за мир. Огромный интерес во всем мире вызвала книга Полинга «No More War!», которая была опубликована на многих языках.

Холодной войне Полинг противопоставлял политику мирного сосуществования. Однажды на вопрос, не приведет ли экономическое соревнование со странами социалистического лагеря к нежелательным для США последствиям, Полинг ответил, что экономические вопросы могут быть решены намного лучше, если американский народ будет жить в нормальных условиях и вести здоровый образ жизни, чем если все люди погибнут.

В 1963 году в признание его выдающихся заслуг в борьбе за мир Полинг был удостоен звания лауреата Нобелевской премии мира.

Представитель Норвежского нобелевского комитета Гуннар Ян, в частности, сказал, что Полинг «вел непрекращающуюся кампанию не только против испытаний ядерного оружия, не только против распространения этих видов вооружений, не только против самого их использования, но против любых военных действий как средства решения международных конфликтов».

В 1963 году Полинг оставил Калифорнийский технологический институт и начал работать в Центре исследований общественных институтов в Санта-Барбаре, где занялся изучением проблем войны и мира.

Чтобы нагляднее можно было представить угрозу радиоактивного заражения, Полинг провел многочисленные научные работы. Он показал, что стронций-90 вызывает рак костей и лейкемию, йод-131 – рак щитовидной железы, углерод-14 и цезий-137 – другие опасные болезни.

В 1965 году ученый подписал Декларацию гражданского неповиновения «Совесть против войны во Вьетнаме».

Продолжалась и научная деятельность ученого. В 1961 году появилась работа Полинга о молекулярной теории общей анестезии – теория кристаллогидратов. В 1964 году совместно с Роджером Хейвордом он издает книгу «Архитектура молекул». Еще через год началась публикация серии статей о сферонной теории структуры атомного ядра.

С 1967 по 1969 год Полинг занимал должность профессора химии в Калифорнийском университете Сан-Диего, где основал две новые области биохимии: ортомолекулярную психиатрию и ортомолекулярную медицину.

Калифорнийский университет ученый покинул в знак протеста против образовательной политики губернатора Калифорнии Р. Рейгана. Полинг перешел на должность профессора химии в Стэнфордском университете.

«Полинг был приверженцем и пропагандистом ортомолекулярной медицины – врачевания с помощью веществ, присутствующих в самом человеческом организме, – пишет Е.А. Хайбуллина. – Он считал, что для победы над болезнью необходимо лишь нужным образом изменить их концентрацию. В 1973 году он основал Научно-медицинский институт Полинга для изучения предотвращения и лечения болезни методом потребления оптимальных доз витаминов и полезных минералов, особенно ежедневного потребления больших доз витамина C. Его книги «Витамин C и насморк», «Рак и витамин C» (1979), «Как жить дольше и чувствовать себя лучше» (1986) вызвали споры среди медиков».

Сам Полинг говорил: «Я убежден, что вы сможете продлить благополучную часть вашей жизни на 25 и даже на 35 лет, если в молодости или в среднем возрасте начнете принимать нужное количество витаминов… Удлинится именно та часть жизни, когда человек счастлив…»

Умер Полинг 19 августа 1994 года на своем приморском ранчо в Биг-Суре, штат Калифорния.

НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ СЕМЕНОВ
(1896—1986)

Академик А.Ф. Иоффе писал о Семенове в апреле 1960 года:

«Неспокойный нрав Семенова бросал его то в физику, то в химию, то в Ленинград, то в Москву, пока он не застрял на водоразделе химической физики. И стал расти водораздел и вширь, и ввысь, обрастать дворцами и церквами, и загорелись в них огни и взрывы, зарезвились на просторе радикалы.

40 лет назад Николай Николаевич кипел идеями и планами и, не остывая, продолжает кипеть и придумывать. Если за это время сократилась копна волос на голове, а лицо не так уж гладко, как было, то неукротимый нрав ни на микрон не сократился».

Николай Николаевич Семенов родился 15 апреля 1896 года в Саратове, в семье Николая Александровича и Елены Дмитриевны Семеновых.

В своей автобиографии Семенов пишет:

«Я окончил в 1913 году Самарское реальное училище и, проявляя еще реалистом большую склонность к научным занятиям в области физики и химии, поступил в том же 1913 году на физико-математический факультет Петербургского университета. С 1914 года я начал заниматься под руководством академика Иоффе (тогда приват-доцента) экспериментальной научной работой и написал за время пребывания в университете несколько научных работ и статей.

В 1917 году я окончил университет и был оставлен при нем стипендиатом для подготовки к профессорскому званию. До весны 1918 года я продолжал научно работать в Петрограде».

В середине июля того же года, будучи на каникулах у родителей в Самаре, Николай добровольно вступил в так называемую народную армию самарской «учредилки». Прослужив солдатом в артиллерийской батареи около месяца, Семенов дезертировал из белой армии и уехал в Томск, в то время единственный университетский город в Сибири. Некоторое время, благодаря профессору Вейнбергу, Николай работал в лабораториях Технологического института, а с декабря даже стал вести преподавание на кафедре физики.

Однако в сентябре 1919 года молодого ученого призвал в свою армию Колчак. Он попал в Томский артиллерийский дивизион, но благодаря хлопотам профессора Вейнберга был переведен в октябре 1919 года в радиобаталисты. Оттуда его откомандировали в Технологический институт, где Семенов продолжил научную работу.

После прихода в Томск Красной армии Николай продолжил научную и преподавательскую работу в университете до мая 1920 года, когда по приглашению Государственного физико-технического и рентгенологического института он переехал на работу в Петроград. Молодого ученого назначили заместителем директора Петроградского физико-технического института и руководителем лаборатории электронных явлений.

В 1921 году Семенов женился на Марии Исидоровне Борейше-Ливеровской – яркой, талантливой женщине. Она была известным специалистом в области романской филологии, работала в Петроградском университете на кафедре В.М. Жирмунского, переводила Данте. Мария Исидоровна была намного старше Николая Николаевича и имела четверых детей. С самого начала этот непростой брак оказался омраченным тяжелой болезнью, обрушившейся на жену. Она скончалась в августе 1923 года, прожив с Николаем Николаевичем менее двух лет.

Его тяжелейшую душевную драму смягчила и излечила племянница Марии Исидоровны, Наталия Николаевна Бурцева. Она стала женой Семенова и матерью двух их замечательных детей – Юрия и Людмилы.

В 1928 году Семенова назначили профессором Ленинградского физико-технического института. По его настоянию и с помощью его коллег, заинтересованных в развитии физической химии, лаборатория физики электрона превратилась в 1931 году в Институт химической физики Академии наук СССР, и Семенов стал его первым директором:

«В 1931 году был создан под моим руководством новый институт, и я смог его целиком укомплектовать своими учениками. Странно подумать, что в 1920 году, получив приказ организовать лабораторию в Физико-техническом институте, я был один, а всего через десять лет, в 1931 году, у меня уже был коллектив из 50 подготовленных мною хороших, активных ученых!

Так быстро росли кадры во всех лабораториях Физико-технического института, да и во многих других институтах, организованных в стране на рубеже двадцатых годов.

Не надо думать, что наши 25-летние научные руководители тех лет были какими-то неполноценными людьми в науке. Нет, в те годы рост знаний и опыта у представителей талантливой молодежи был поразителен. Все они к этому возрасту имели уже по несколько печатных работ, порою обладавших существенно пионерским значением в масштабе всей мировой науки. На эти работы широко ссылались в своих трудах иностранные ученые».

В 1929 году Семенов был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1932 году стал академиком.

Если не считать нескольких особняком стоящих работ, в научной деятельности Семенова в двадцатые – начало тридцатых годов можно выделить четыре главных направления. Первое из них – работы по экспериментальному определению электростатических полей (1920—1924). В результате этих работ были получены надежные и удобные методы экспериментального изучения электростатических задач, гораздо более быстрые и удобные, чем методы расчетного характера.

Второе направление относится к явлениям конденсации и адсорбции. Оно охватывает ряд работ, которые появлялись спорадически с 1924 по 1931 год. Эти работы также имеют весьма крупный теоретический и технический интерес.

Третье направление – это вопросы пробоя твердых диэлектриков. Это направление начинается работой Семенова в сотрудничестве с Вальтером и Инге в 1925 году. Эти работы Семенова и Вальтера впервые совершенно четко определили роль теплового пробоя в явлениях электрической прочности и могут быть отнесены к классическим работам по пробою.

Исследования по пробою, в свою очередь, подтолкнули ученого к проведению работы, которая привела к его первому важному вкладу в науку о горении – созданию теории теплового взрыва и горения газовых смесей. Согласно этой теории, тепло, выделяющееся в процессе химической реакции, при определенных условиях не успевает отводиться из зоны реакции и вызывает повышение температуры реагирующих веществ, ускоряя реакцию и приводя к выделению еще большего количества тепла. Если нарастание количества тепла идет достаточно быстро, то реакция может завершиться взрывом.

Именно эта область научной деятельности Семенова и стала главной, несмотря на важность и широкую известность работ в других трех направлениях.

Как пишет А.Ф. Иоффе: «Та область, которая была создана Семеновым и которая доставила ему широкую известность у нас и за границей, – это область цепных реакций и применение их к взрывам.

Работы, относящиеся сюда, охватывают более двух десятков исследований, сделанных Семеновым и его учениками за период с конца 1927 по 1931 год. Эти работы ревизовали все классическое учение о скоростях химических реакций, создали основы новой кинетики, где получил блестящее объяснение целый ряд таинственных явлений, которые были частично известны со времени Бертолле, Вант-Гоффа и других и оставались совершенно непонятными. Целый ряд новых удивительных явлений был открыт Семеновым и его учениками. В результате этих работ были отброшены старые представления о взрывах и создана новая теория взрывов и горения. Эти работы вызвали целый поток работ у нас и особенно за границей и создали большую область, насчитывающую многие сотни исследований.

И здесь, как и во всех предыдущих областях, Семенов не ограничивался теоретическими работами, но шел и в сторону техники. В настоящее время поставлен ряд работ совместно с Моторным институтом и другими учреждениями, которые освещают практически важные вопросы [работы] двигателей внутреннего сгорания».

К тому времени Семенов вел глубокие исследования цепных реакций. В 1934 году ученый опубликовал монографию «Химическая кинетика и цепные реакции», в которой доказал, что многие химические реакции, включая реакцию полимеризации, осуществляются с помощью механизма цепной или разветвленной цепной реакции. В последующие десятилетия Семенов и другие ученые, признавшие его теорию, продолжали работать над прояснением деталей теории цепной реакции, анализируя относительные опытные данные, многие из которых были собраны его студентами и сотрудниками. Позднее, в 1954 году, была опубликована его книга «О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности», в которой ученый обобщил результаты открытий, сделанных им за годы работы над своей теорией.

В 1956 году Семенову совместно с Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследования в области механизма химических реакций». В нобелевской лекции Семенов сделал обзор своих работ над цепными реакциями: «Теория цепной реакции открывает возможность ближе подойти к решению главной проблемы теоретической химии – связи между реакционной способностью и структурой частиц, вступающих в реакцию… Вряд ли можно в какой бы то ни было степени обогатить химическую технологию или даже добиться решающего успеха в биологии без этих знаний… Необходимо соединить усилия образованных людей всех стран и решить эту наиболее важную проблему для того, чтобы раскрыть тайны химических и биологических процессов на благо мирного развития и благоденствия человечества».

Служба у Колчака в свете последующих сталинских репрессий, видимо, часто держала Николая Николаевича в напряжении. Он не знал, что в 1937 году в Ленинграде было сфабриковано «университетское» дело о якобы существовавшей «фашистско-террористической организации». В эту организацию вместе с известными физиками (В.А. Фок, Л.Д. Ландау и др.) должен был войти и «заговорщик» Н.Н. Семенов, но, к счастью, ареста не последовало.

В годы войны Семенов, как и многие советские известные ученые, эвакуировался в Казань. Здесь он работал над задачами, связанными с вопросами горения и взрыва. В 1943 году ученый переехал в Москву, куда, согласно постановлению правительства, был переведен Институт химической физики. Институт Семенова принял активное участие в зарождающемся советском атомном проекте.

Многие направления проводимых там исследований непосредственно связаны с первоначальными научными интересами ученого, хотя теперь они осуществлялись с помощью масс-спектрометрии и квантовой механики.

В конце сороковых годов Николай Николаевич подвергся отвратительной травле, когда группа негодяев от науки обвинила его в отсутствии патриотизма, «низкопоклонстве перед иностранщиной», даже в плагиате! Семенова «спасла» от участи Капицы причастность к работам по урану – воистину сработал «урановый щит».

После того как в 1944 году Семенов был назначен профессором МГУ, он продолжал публиковать свои работы по различным проблемам вплоть до восьмидесятых годов. Его объемная работа по окислению паров фосфора не потеряла своей актуальности и сегодня.

В ходатайстве Института химической физики АН СССР от 27 января 1976 года о награждении ученого орденом Ленина и второй золотой медалью «Серп и молот» отмечалось:

«Особо важные исследования выполнены Н.Н. Семеновым в последние годы. Это прежде всего открытие нового класса разветвленных цепных реакций с энергетическим разветвлением, происходящим за счет реакций колебательно-возбужденных частиц, образующихся в экзотермических элементарных реакциях в ходе цепного процесса в сверхравновесных концентрациях. Развитие этих работ Н.Н. Семеновым и ею сотрудниками, а затем и другими исследователями привело к возникновению нового направления, так называемой неравновесной химической кинетики, которое сейчас активно развивается во всем мире. Эти работы послужили одной из основ создания химических лазеров, и первый химический лазер на разветвленной цепной реакции был создан в Институте химической физики.

В 1972 году Н.Н. Семеновым было предсказано и затем под его руководством открыто явление аномально больших скоростей и глубин превращения в цепных реакциях, сформулированы общие условия ингибированного самовоспламенения газовых смесей.

В последние годы по инициативе Н.Н. Семенова в институте начаты и успешно развиваются новые работы по катализу и химической бионике, которые привели к открытию новых каталитических процессов (неферментативная фиксация азота, активация насыщенных углеводородов и др.).

Н.Н. Семеновым и его учениками развиты новые представления о многоэлектронных процессах с участием комплексов переходных металлов, о практическом использовании в химии будущего принципов энергетики живых организмов».

Даже в последние годы жизни Николай Николаевич, по словам его коллег, оставался энтузиастом науки, творческой личностью, которую отличала бьющая через край энергия. Он был высок и худощав, любил охотиться и работать в саду, увлекался архитектурой.

Умер Семенов 25 сентября 1986 года.