Linus Pauling

Linus Carl Pauling

Linus Pauling (1962)
Data i miejsce urodzenia	28 lutego 1901 Portland, Oregon
Data i miejsce śmierci	19 sierpnia 1994 Big Sur, Kalifornia
Zawód, zajęcie	fizyk, chemik
Narodowość	amerykańska
Małżeństwo	Ava Helen Pauling (1903–1981)
Odznaczenia
Szablon:Order/NN[[Plik:Szablon:Order/NN|20px|border|link=Szablon:Order/NN|Szablon:Order/NN]] Szablon:Order/NN[[Plik:Szablon:Order/NN|20px|border|link=Szablon:Order/NN|Szablon:Order/NN]] Nobel Prize for Chemistry (1954), Nobel Prize for Peace (1962), Amedeo Avogadro Medal (1956), NAS Medal in Chemical Sciences (1979), Laurent Lavoisier Medal (1986), Vannevar Bush Award (1989) i wiele innych
Strona internetowa

{{Biogram infobox}} Sugerowane pola (wstaw w kodzie): | alt grafiki = Nieznane pola: "podpis".

Linus Carl Pauling (ur. 28 lutego 1901 w Portland w stanie Oregon, zm. 19 sierpnia 1994 w Big Sur w stanie Kalifornia) – amerykański fizyk i chemik zainteresowany wieloma innymi dziedzinami nauki i polityką, dotychczas jedyny dwukrotny laureat indywidualnej Nagrody Nobla: nagrody w dziedzinie chemii (1954) i Pokojowej Nagrody Nobla (1962).

Mioglobina

Hemoglobina

Jest uznawany za największego chemika XX wieku. W zakres jego naukowych zainteresowań wchodziły np.: mechanika kwantowa, krystalografia, mineralogia, chemia strukturalna, anestezjologia, immunologia, medycyna, ewolucja, a zwłaszcza interdyscyplinarne pogranicza między nimi.

Stworzył teorię wiązań kowalencyjnych opartą na zasadach mechaniki kwantowej i skalę elektroujemności pierwiastków chemicznych (skala Paulinga). Na tej podstawie opisał możliwe struktury cząsteczek białka (co doświadczalnie potwierdzono później; zob. rentgenografia strukturalna). Wykazał m.in. że anemia sierpowata może być związana ze zmianami zachodzącymi w strukturze cząsteczek krwi chorego (zob. stereochemia, hemoglobina). Jest zaliczany do grona twórców biologii ewolucyjnej – wspólnie z E. Zuckerkandlem opracował koncepcję zegara molekularnego, która jest uznawana za „jedno z najistotniejszych odkryć w ewolucji molekularnej” i „jeden z najprostszych i najpotężniejszych pomysłów w dziedzinie ewolucji”. Zaproponował kontrowersyjną zmianę w medycynie – wprowadzenie „medycyny ortomolekularnej“ .

Życiorys

Wczesne dzieciństwo i lata szkolne (1901–1917)

Urodził się w 1901 roku w Portland (Oregon). Był pierwszym dzieckiem Hermana (syna emigranta z Niemiec), i Lucy Isabelle (Belle) Pauling z domu Darling, pochodzenia irlandzkiego. Miał dwie młodsze siostry (Pauline i Lucile, ur. 1902 i 1904). Ojciec był początkowo przewoźnym sprzedawcą (m.in. firmy farmaceutycznej Skidmore Drug Company). Przez pewien czas powiększająca się rodzina mieszkała w Salem i Lake Oswego, a następnie w nowym domu w Condon, gdzie Herman Pauling w 1905 roku otworzył własną aptekę. Linus często zmieniał szkołę podstawową (2006–2010) – zaczął uczęszczać do dwuizbowej szkoły w północnej części Condon, a w następnych latach był uczniem: innej, dużej szkoły w Condon, Clay School w zachodniej części Portland, Glencoe School w East Portland i Sunnyside Grammar School w Condon. Zachłannie czytał książki. Zanim skończył 9 lat przeczytał Biblię i pracę Darwina nt. teorii ewolucji. Polubił Encyclopædia Britannica.

Rodzina przeniosła się do Portland w 1910 roku, do nowego dużego domu. Wkrótce po tej przeprowadzce Herman Pauling zmarł nagle (dwa miesiące po śmierci Linusa Wilsona Darlinga – ojca Belli Pauling). Matka Linusa Carla Paulinga znalazła się w trudnej sytuacji materialnej. Syn uczęszczał w latach 1910–1914 do Sunnyside Grammar School. Nadal zachłannie czytał, kolekcjonował też owady i minerały. W 1914 roku jego przyjaciel, Lloyd A. Jeffress (przyszły profesor psychologii eksperymentalnej) pokazał mu chemiczne doświadczenia, wykonywane w swojej sypialni. Spowodowało to, że w wieku 13 lat Linus postanowił zostać chemikiem.

Po uzyskaniu dyplomu Sunnyside Grammar School rozpoczął naukę w Washington High School (Portland). W roku 1916 za wyniki uzyskane w czasie kursów stereometrii (którą bardzo polubił) i chemii otrzymał oceny A. W 1917 roku zapisał się na specjalny kurs chemii do Williama V. Greene’a (był jedynym chętnym). Przed końcem tegoż roku złożył podanie o przyjęcie na studia

Student Oregon Agricultural College (1917–1922)

Linus Pauling w wieku 21 lat

Wybrał inżynierię chemiczną w Oregon Agricultural College (obecnie Oregon State University, Corvallis) – kierunek, na którym od dwóch lat studiował kuzyn, Mervyn Stephenson. W pierwszym roku uczestniczył w kursach: chemia ogólna, rysunek techniczny, górnictwo i materiały wybuchowe, rachunek różniczkowy i całkowy, geometria analityczna, współczesna proza angielska (zob. modernizm), nauki wojskowe i musztra, wychowanie fizyczne. Zajęcia nie dały mu satysfakcji, a poza tym jego fundusze wyczerpały się – początkowo zawarł umowę ze Student Employment Bureau na wykonywanie dorywczych prac w akademikach (miesięcznie otrzymywał $25 za 100 godzin pracy). W lecie pracował w stoczni w Tillamook i innych miejscach. W tym okresie, dzięki przyjaźni z Lloydem Jeffressem, poznał Paula Emmetta – przyszłego znanego fizykochemika (zob. np. izoterma BET, metoda BET, kataliza), z którym się zaprzyjaźnił.

W 1919 roku studia musiał przerwać, aby finansowo wesprzeć rodzinę – podjął zarobkową pracę inspektora dróg stanowych. Przerwa w nauce była krótka, ponieważ w tymże roku otrzymał pełny etat instruktora analizy jakościowej na wydziale chemii (było to dowodem uznania dla umiejętności 18-letniego studenta). Poza nauką i pracą czytał aktualne publikacje naukowe, m.in. artykuły fizykochemików, Gilberta Lewisa i Irvinga Langmuira. Pod ich wrażeniem zorganizował seminarium na temat elektronowej teorii budowy cząsteczek (zob. powłoka elektronowa, powłoka walencyjna) – wiązań chemicznych w świetle mechaniki kwantowej, które bardzo zainteresowało słuchaczy (wielu starszych od niego). Osiemnastoletni entuzjastyczny wykładowca zrobił duże wrażenie. W ostatnim okresie studiów w OSU prowadził kurs chemii ogólnej dla studentek ekonomii domowej. Jedną z nich była Ava Helen Miller, przyszła żona Paulinga.

Licencjat uzyskał w Oregon State College w 1922 roku.

Doktorant w California Institute of Technology (1922–1925)

Promotor L. Paulinga, R.G. Dickinson, należał do pionierów w dziedzinie rentgenografii strukturalnej, która w przyszości pozwoliła określać struktury najbardziej złożonych biomolekuł (symbole A-DNA i B-DNA – zob. rodzaje DNA)

Doktorat postanowił robić w CIT (później CALTECH) w Pasadenie, ponieważ w tej uczelni można było to osiągnąć w czasie trzech lat (w Harvard – sześć lat). Po wielu latach (w 1994) stwierdził, że ten wybór był bardzo dobry. George Ellery Hale (astronom), Robert Millikan (fizyk, Nobel 1923) i Arthur Amos Noyes (chemik, doskonały wykładowca) dopiero tworzyli wówczas swój instytut („składał się głównie z ich nadziei”). Gdy stał się wiodącą jednostką naukową, był wiązany z nazwiskiem Paulinga.

W 1922 roku Noyes zaproponował Paulingowi skromne doktoranckie stypendium. Pracę – badania struktury kryształów – wykonywał pod kierunkiem Roscoe G. Dickinsona, ucznia R.W.G. Wyckoff’a, pioniera w dziedzinie dyfraktometrii rentgenowskiej. Już w 1923 roku Dickinson i Pauling opublikowali wyniki badań struktury molibdenitu MoS₂ i związku międzymetalicznego MgSn, powstającego w stopach magnezu z cyną. W tymże roku CIT odwiedził Arnold Sommerfeld, m.in. z wykładem o wynikach swojej pracy dotyczącej teorii kwantowej. Prezentował m.in. przywiezione z Niemiec modele kryształów. Pauling przedstawił wówczas słynnemu wykładowcy własne modele, które zostały uznane za lepsze.

„Golden Years of Physics” – uczestnicy V. Kongresu Solvaya nt. Elektrony i fotony (1927), m.in.: Erwin Schrödinger, Niels Bohr, Peter Debye, Max Planck, Irving Langmuir, Paul Dirac, Louis de Broglie, Max Born

Pierwsze rozwiązania równania Schrödingera dotyczyły orbitali elektronu w polu jądra atomowego wodoru (8 stanów)

Doktorat Linus Pauling uzyskał 12 czerwca 1925 roku na podstawie pracy pt. "The Determination with X-rays of the Structure of Crystals". W grudniu 1925 roku w CIT przebywał Max Born (Nobel 1954 m.in. „ za jego statystyczną interpretację funkcji falowej”) – Pauling pilnie słuchał wszystkich wykładów na temat prac Heisenberga, Borna i Jordana. Za swój cel uznał opracowanie nowej fizyki kwantowej, dostosowanej do problemów chemicznych (zob. chemia kwantowa) i rozpoczął starania o stypendium Guggenheima na wyjazd do Europy w 1926 roku (stypendium nie można otrzymać przed ukończeniem 25 lat). W marcu 1926 roku ukazała się w J. Am. Chem. Soc. pierwsza z publikacji Paulinga (współautor: S.B. Hendricks), poświęconych problemowi wiązań chemicznych: The Prediction of the Relative Stabilities of Isosteric Isomeric Ions and Molecules.

Stypendysta Fundacji Guggenheima (1926–1927)

Gdy stypendium zostało przyznane, Linus Pauling z żoną odbyli w okresie 9–23 marca 1926 roku przyjemną podróż przez Atlantyk na włoskim statku Duilio (odwiedzili Maderę, Gibraltar, Algier i Neapol). Przez kolejne cztery tygodnie małżonkowie zwiedzali Włochy (Wezuwiusz, Pompeje, Rzym, Florencja, Piza, Fiesole, Wenecja). Do Instytutu Fizyki Teoretycznej Arnolda Sommerfelda w Monachium dotarli 20 kwietnia. Pauling zorientował się, że nowe teorie, zastępujące model Bohra-Sommerfelda, są wprowadzane przez ludzi należących do jego pokolenia; byli wśród nich Wolfgang Pauli (ur. 1900), Werner Heisenberg (ur. 1901), Paul Dirac (ur. 1902). Pauling był od nich gorzej przygotowany do dyskusji na temat głębokiej interpretacji mechaniki kwantowej lub filozoficznych implikacji zasady nieoznaczoności (zob. np. dualizm korpuskularno-falowy, kot Schrödingera, rezonans chemiczny), jednak – jako jedyny chemik w Instytucie Sommerfelda – najlepiej dostrzegał możliwości wykorzystania nowej, kwantowej fizyki do tworzenia teoretycznych podstaw wiedzy o budowie cząsteczek i ich zachowaniu.

Poznani w Europie rówieśnicy Paulinga stosowali mechanikę kwantową opisując Wiązanie kowalencyjne w cząsteczce wodoru. Pasją Paulinga stało się opisywanie wieloelektronowych atomów i jonów, a później – wieloatomowych cząsteczek

Również pobyt w instytutach Nielsa Bohra w Kopenhadze (wiosna 1927) i Erwina Schrödingera w Zurychu (lato 1927) przekonał go, że mniejsze korzyści daje mu kontakt z Bohrem, Debye’em i Schrödingerem niż z ich asystentami. Walter Heitler (ur. 1904) i Fritz London (ur. 1900), opracowujący wówczas model wiązania chemicznego w dwuatomowej cząsteczce wodoru (zob. też: siły Londona), oraz Samuel Goudsmit (ur. 1902) zostali współpracownikami Paulinga – współtworzyli model VB (Valence-Bond), nazywany też HLSP (Heitler–London–Slater–Pauling). Pauling znalazł możliwości zastosowania nowej mechaniki falowej do opisywania własności atomów wieloelektronowych (dla elektronów zewnętrznych zastosował funkcję podobną do znalezionej dla wodoru; uwzględnił oddziaływanie elektronów wewnętrznych, określając efektywne ładunki jąder).

W październiku 1926 roku przekazał redakcji Zeitschrift für Physik artykuł The Wave Mechanics Treatment of 'Penetrating Orbits. W marcu 1927 roku w Proceedings of the Royal Society opublikowano jego artykuł pt. The Theoretical Prediction of the Physical Properties of Many-Electron Atoms and Ions. Mole Refraction, Diamagnetic Susceptibility, and Extension in Space, złożony w redakcji przez Arnolda Sommerfelda 1 stycznia.

Profesor na Wydziale Chemii i Inżynierii Chemicznej CIT

W 1927 roku, który stał się słynny jako rok V. Kongresu Solvaya nt. Elektrony i fotony, Linus Pauling wrócił do California Institute of Technology, gdzie początkowo zajął stanowisko „assistant professor” (zbliżone do adiunkt) chemii teoretycznej. W pierwszych latach pracy ukazały się m.in. publikacje:

• The Application of the Quantum Mechanics to the Structure of the Hydrogen Molecule and Hydrogen Molecule-Ion and to Related Problems (1928).
• The nature of the chemical bond. Application of results obtained from the quantum mechanics and from a theory of paramagnetic susceptibility to the structure of molecules (1931)

Dzięki wielu opublikowanym pracom zyskał wkrótce światową reputację, zmieniła się również jego pozycja w uczelni. W 1929 roku powierzono mu stanowisko „associate professor” (zbliżone do prof. nadzw. lub doc.), a w 1931 – „full professor” (odpowiednik prof. zwycz.); w tymże roku otrzymał Irving Langmuir Prize in Chemical Physics – nagrodę przyznawaną przez American Chemical Society i (lata parzyste) i American Physical Society (lata nieparzyste); był pierwszym nagrodzonym. Dwa lata później został członkiem National Academy of Sciences.

Orbitale elektronów Kształty cząsteczek jako efekt hybrydyzacji w czasie tworzenia wiązań (przykłady)

Propyn, HC≡C−CH
3

Propyn, HC≡C−CH
3

Kwas 1,3-bisfosfoglicerynowy

Bestrofina (zob. choroba Besta)

Wirus Zika

Przez 22 lata kierował Wydziałem Chemii i Inżynierii Chemicznej. Był też dyrektorem Gates and Crellin Laboratories of Chemistry. Jego współpracownikami i uczniami byli m.in.: S.H. Bauer, Lawrence O. Brockway, Charles D. Coryell, J.L. Hoard, M.L. Huggins, V. Schomaker, J. Sherman, J.H. Sturdivant, L.E. Sutton, G.W. Wheland, E.B. Wilson, D.M. Yost. Thomas Hunt Morgan (Nobel 1933) i Albert Tyler, zajmujący się chromosomową teorią dziedziczności, zainteresowali Paulinga problemem specyficzności złożonych związków organicznych, biorących udział w procesach metabolicznych, zachodzących w komórkach.

Hierarchiczna struktura białka – pierwszorzędowa, drugorzędowa (helisa alfa), trzeciorzędowa i czwartorzędowa

W zimie 1928–1929 profesorem wizytującym w CIT był Arnold Sommerfeld, a w maju 1930 roku Pauling ponownie odwiedził laboratorium Sommerfelda. W tymże roku wydał, wspólnie z S. Goudsmitem, pierwszą swoją książkę: The Structure of Line Spectra, a w latach 1931–1932 m.in.

• artykuł na temat hybrydyzacji orbitali The Nature of the Chemical Bond. Application of Results Obtained from the Quantum Mechanics and from a Theory of Paramagnetic Susceptibility to the Structure of Molecules (J.Am.Chem.Soc. 1931) – pierwszą z serii prac o doniosłym znaczeniu dla chemii fizycznej (sam autor powiedział o niej: „bardzo ważna – najlepsza praca jaką kiedykolwiek zrobiłem”)
• ważny, wpływowy artykuł nt. skali elektroujemności (J.Am.Chem.Soc. 1932)

W maju 1933 roku został wybrany na członka National Academy of Sciences (wybór tak młodego kandydata był wydarzeniem bez precedensu).

W latach 1937–1938 wygłosił w Cornell serię wykładów (Baker Lecture Series) dotyczących pogranicza między chemią i fizyką, których treść została opublikowana w formie przełomowej książki pt. Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: An Introduction to Modern Structural Chemistry

Harmonijka beta – typ drugorzędowej struktury białka (β-arkusz), odpowiedzialnej za powstawanie agregatów i włókienek białkowych; zob. białka fibrylarne, amyloidoza (betafibryloza), płytki amyloidowe w chorobie Alzheimera)

W okresie 1935–1939 koncentrował się też na problemach z kolejnego obszaru interdyscyplinarnego – między fizykochemią i biologią, czyli nauką o życiu (biologia molekularna, ściśle powiązana z genetyką, biochemią, biofizyką, cytologią i innymi obszarami nauki, na których istotne jest pojęcie aktywność biologiczna). Nawiązał współpracę z Alfredem Mirskym – profesorem biologii komórki w Rockefeller Institute for Medical Research (New York). Od 1935 roku wspólnie analizowali strukturę i funkcje hemoglobiny i innych białek (Mirsky spędził 15 miesięcy w Pasadenie). Wspólnie opracowali artykuł na temat zmian struktury białek (denaturacja, koagulacja) i opisali rolę wiązań wodorowych w cząsteczkach biologicznie aktywnych (On the structure of native, denatured, and coagulated proteins, PNAS 1936). W roku 1936 rozmowa i korespondencja z Karlem Landsteinerem (Nobel 1930 za odkrycie ludzkich grup krwi) skłaniają go do analizowania specyficzności przeciwciał w ich interakcji z antygenami. W tymże roku z S.H. Bauerem opracował problem struktury pentaboranu B₅H₉ oraz rozpoczął z Robertem Coreyem (jako jego opiekun naukowy na studiach podoktoranckich) badania struktur aminokwasów i prostych polipeptydów, zmierzając do opracowania ogólnego modelu trzeciorzędowej struktury białek. Badania kontynuował w następnym roku (R.B. Corey przeniósł się z Instytutu Rockefellera do CIT jako stypendysta z zamiarem habilitacji).

Lata II wojny światowej (1939–1945)

W latach 1939–1940 Pauling zajmował się intensywnie (w kontakcie z K. Landsteinerem, [Maxem Delbrückiem i in.) problemami serologii – komplementarnością budowy przeciwciał i antygenów; pierwsze rezultaty opisał w pracy pt. A Theory of the Structure and Process of Formation of Antibodies. Wkrótce włączył się do tych badań Dan H. Campbell z University of Chicago (stypendysta Fundacji Rockefellera początkowo zainteresowany strukturą hemoglobiny), który został w Caltech do śmierci (1974), rozwijając instytut immunochemii.

Od czasu bitwy o Anglię coraz więcej czasu poświęcał – wraz z żoną – działalności w organizacji Union Now, zajmującej się m.in. sprowadzaniem do Ameryki brytyjskich dzieci. Wygłaszał wykłady, apelując m.in. o jak najszybsze powstrzymanie Hitlera (trwającą wojnę nazywał wojną między demokracją a autokracją). Jesienią 1940 roku podpisał list otwarty do Kongresu, stwierdzający, że Państwa Osi nie dążą jedynie do pokonania obecnych wrogów, ale do dominacji nad światem. Nawołując Amerykanów do zaangażowania w sprawy wojny sam włączył się m.in. do prac dot. paliwa rakietowego i nitrocelulozowych materiałów pędnych. Na prośbę Roberta Oppenheimera włączył się również do realizacji projektu Manhattan w Los Alamos (program chemiczny). Opatentował powłokę przeciwpancerną oraz zaprojektował miernik stężenia tlenu dla okrętów podwodnych.

W marcu 1942 roku wspólnie z Danem Campbellem i Davidem Pressmanem doniósł o otrzymaniu przeciwciał wytworzonych in vitro. Artykuł The Manufacture of Antibodies in vitro wzbudził sceptycyzm – wyniku nie udało się powtórzyć w innych ośrodkach. W latach 1943–1945 autorzy, wspierani przez CIT i Fundację Rockefellera, nadal prowadzili badania serologicznych właściwości prostych substancji oraz badania immunologiczne na zwierzętach doświadczalnych (króliki, świnki morskie i myszy). Gdy Oswald T. Avery, Colin M. MacLeod i Maclyn McCarty odkryli, że DNA przekształca jeden szczep bakterii w inny (wyjaśnienie eksperymentu Griffitha), Pauling, Mirsky i inni (wśród nich genetyk Alfred Sturtevant, podejmujący badania nt. „genetyki serologicznej”) byli początkowo sceptyczni – nadal twierdzili, że najbardziej prawdopodobnymi nosicielami informacji genetycznej są białka. Badania ich struktur Pauling i Corey prowadzili wówczas wraz z ponad pięćdziesięcioosobowym zespołem młodych współpracowników.

Lata powojenne

Okres 1945–1964

Po ataku atomowym na Hiroszimę i Nagasaki i zakończeniu II wojny światowej (Kapitulacja Japonii) opinia Paulinga nt. prac nad bronią zmieniła się (istotna była też opinia żony). W początkowym okresie zimnej wojny dołączył do grupy naukowców, wzywających do ograniczenia testów atomowych i wprowadzenia cywilnego nadzoru nad armią, co spotkało się z ostrą krytyką. Zdecydowanie sprzeciwiał się działaniom Un-American Activities Committee. Rozpoczął serię setek wykładów dla różnych grup słuchaczy, początkowo dotyczących głównie naukowych i technologicznych problemów broni nuklearnej, a następnie również polityki i możliwości utrzymania pokoju światowego. W roku 1946 na prośbę Alberta Einsteina zorganizował nadzwyczajny Komitet – Emergency Committee of Atomic Scientists – który podjął, pod kierownictwem Einsteina, globalny wysiłek upowszechnienia informacji o sytuacji na świecie po odkryciu broni jądrowej.

W CIT opracował, wraz z nowym dziekanem Wydziału Biologii (George W. Beadle), piętnastoletni wspólny program badawczy dot. chemii w biologii i medycynie (Fundacja Rockefellera przyznała $300 000 na pięcioletnie badania struktur białek). Jesienią rozpoczął współpracę z nowym stypendystą (stypendium American Chemical Society – dr. Harvey’em Itano, zainteresowanym rolą hemoglobiny w erytrocytach pacjentów z anemią sierpowatą (wyniki znanych badań zostały opublikowane w 1949 roku).

Świadectwem rosnącej popularności Paulinga były coraz liczniejsze przyznawane odznaczenia i tytuły honorowe, zaproszenia na wykłady, konferencje międzynarodowe itp. W czasie jednej z podróży morskich (w grudniu 1947) złożył przysięgę, że w czasie każdego ze swoich wykładów będzie wspominał o potrzebie światowego pokoju. Gdy spotkany wówczas Erwin Chargaff opowiadał z przejęciem o wynikach swoich analiz stosunku adeniny do tyminy i guaniny do cytozyny (zawsze bliskich jedności, zob. skład i budowa DNA), Pauling był nimi mało zainteresowany (nie łączył tej informacji ze strukturą DNA).

Rzeźba przed domem w Portland, w którym Pauling spędził dzieciństwo

Wiosną 1948 roku, próbując nadal rozszyfrować strukturę białek, trafił na właściwy trop, jednak nie opublikował wyniku, mając wrażenie, że nie jest zgodny w wynikami krystalografii rentgenowskiej. 28 maja tegoż roku, wygłaszając wykład na Uniwersytecie w Nottingham nt. „Architektura molekularna i procesy życia”, wspominał o „cząsteczkach nukleoprotein”, które determinują „charaktery” poszczególnych organizmów i uczestniczą w przekazywaniu informacji (cech) potomstwu. Krótką notatkę „Podwójne wiązania wodorowe w łańcuchach polipeptydowych” (w tym helisa alfa i helisa gamma) opublikował, wraz z Corey’em po dwóch latach (J.Am.Chem.Soc. 1950), a przełomowy artykuł pt. The Structure of Proteins: Two Hydrogen-Bonded Helical Configurations of the Polypeptide Chain (autorzy: Linus Pauling, Robert B. Corey, H.R. Branson) złożył w redakcji PNAS w dniu swoich 50. urodzin (28 lutego 1951).

W 1950 roku Pauling opublikował College Chemistry: An Introductory Textbook of General Chemistry (spopularyzowana wersja General Chemistry, również wielokrotnie wznawiana).

W następnych latach aktywnie protestował przeciw planom produkcji bomby wodorowej (przedstawiał zagrożenia związane ze skażeniem promieniotwórczym m.in. apelując, do prezydenta Trumana o kontrolę zbrojeń i utrzymywanie przyjaznych stosunków ze Związkiem Radzieckim), występował w obronie osób dotkniętych represjami, współtworzył Narodową Fundację Nauki. W lipcu 1954 roku, gdy Jawaharlal Nehru przysłał zaproszenie na otwarcie instytutu naukowego w Indiach, Paulingowi nie zezwolono na opuszczenie kraju.

Paszport otrzymał dopiero jesienią, po ogłoszeniu informacji, że Norweski Komitet Noblowski przyznał mu nagrodę w dziedzinie chemii „za prace nad wiązaniami chemicznymi i ich zastosowanie w wyjaśnieniu budowy związków kompleksowych” (w tymże roku nagrodę w dziedzinie fizyki otrzymał Max Born „za fundamentalne badania w dziedzinie mechaniki kwantowej, a w szczególności za jego statystyczną interpretację funkcji falowej”).

W 1958 roku opublikował broszurę No More War!, którą przekazał każdemu z członków Senatu USA. Sekretarzowi Generalnemu ONZ (Dag Hammarskjöld) Linusa Pauling i Ava Helen Pauling wręczyli petycję dotyczącą przerwania testów broni jądrowej, podpisaną przez 11 tys. naukowców z całego świata. W następnych latach małżonkowie nadal gromadzili podpisy, pod kolejnym apelem.

W 1962 roku Linus Pauling otrzymał Pokojową Nagrodę Nobla.

rok 1954
siedzą (od lewej):
Linus Pauling, Jr (ur. 1925),
Peter Pauling (ur. 1931),
Linda Pauling (ur. 1931),
stoi: Crellin Pauling (ur. 1937)

rok 1963
Ava Helen Miller Pauling
oraz (od lewej):
Frederick Seitz,
Detlev Bronk,
Paul Alfred Weiss

Zdjęcia z uroczystości wręczenia Nagród Nobla, Sztokholm

Po powrocie do USA Linus i Ava Pauling zostali zaproszeni na przyjęcie w Białym Domu. Dzień poprzedzający to spotkanie spędzili z manifestantami, zgromadzonymi przez wejściem do rezydencji Johna F. Kennedy’ego, protestującymi przeciw testom broni jądrowej.

Radykalny charakter politycznej działalności (senator Joseph R. McCarthy nazwał go komunistą) stał się przyczyną odsunięcia od pracy w Caltech w 1964 roku.

Okres 1964–1994

Po odejściu z CIT początkowo mieszkał w Pasadenie, gdzie utrzymywał kontakty z Center for the Study of Democratic Institutions i analizował naturę wiązania żelazo-tlen w oksyhemoglobinie oraz zagadnienia krystalochemii („reguły Paulinga”).

W sierpniu 1964 przeprowadził się do Santa Barbara i rozpoczął pracę w Center for the Study of Democratic Institutions. Krótko pracował w Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego (1968–1969) i w Uniwersytecie Stanforda (1969–1972). W 1973 roku był dyrektorem Laboratory of Orthomolecular Medicine (dyrektorem ds badań był biochemik i polityk, Arthur B. Robinson). W tymże roku opublikował trzy rozdziały w książce Orthomolecular Psychiatry: Treatment of Schizophrenia, której głównym autorem był filozof David Hawkins (autor m.in. The informed vision: essays on learning and human nature, 1974). Pauling, Robinson i biochemik Keene Dimick założyli wkrótce Instytut Medycyny Ortomolekularnej, który powstał jako organizacja non-profit; w lipcu 1974 rada powiernicza zmieniła nazwę na Linus Pauling Institute of Science and Medicine (w następnym roku Pauling przeznaczał na jego działalność początkowo połowę, a następnie 100% swoich wynagrodzeń). W sierpniu, gdy Podkomitet ds. Zdrowia w Komisji Pracy i Spraw Publicznych Senatu USA analizował prawodawstwo dotyczące suplementów żywności, Pauling opowiadał się za kontrolą sprzedaży i reklamy witamin, jednak sprzeciwiał się traktowaniu ich jak narkotyki. W tymże miesiącu odszedł z Uniwersytetu Stanforda na emeryturę.

W 1975 roku opublikował m.in. uzupełnioną wersję książki Vitamin C, the Common Cold and the Flu (wznawianą w następnych latach). Współpracował z Ewanem Cameronem z Uniwersytetu w Glasgow, współautorem książki Cancer and Vitamin C: A Discussion of the Nature, Causes, Prevention, and Treatment of Cancer with Special Reference to the Value of Vitamin C (wspólne artykuły opublikowano m.in. Supplemental Ascorbate in the Supportive Treatment of Cancer: Prolongation of Survival Times in Terminal Human Cancer (PNAS 1978)).

27 września 1979 roku The New York Times opublikował opinię Kliniki Mayo, w której stwierdzono, że duże dawki witaminy C nie przynoszą korzyści pacjentom chorym na raka. Wskazywano błędy w metodyki badań (dobór grupy pacjentów). Stwierdzono, a wyniki Paulinga i Camerona. Pauling podjął polemikę. Zwracał uwagę na cel wykonanych badań – pacjenci biorący w nich udział byli poddawani chemioterapii – działaniu leków cytotoksycznych, które są poważnie uszkadzają układ odpornościowy – witamina C jest skuteczna, ponieważ wzmacnia naturalne systemy ochronne. Przypuszczał, że błąd popełnili biostatystycy, formułujący negatywną opinię o pracy nt. skuteczności witaminy C, a nie lekarze

Po śmierci żony (8 grudnia 1981) Pauling, mimo ukończenia 80 lat, nadal aktywnie uczestniczył w konferencjach dotyczących zagadnień naukowych, obrony pokoju i innych. W październiku 1982 roku był głównym prelegentem na konferencji Fate of the Earth w Nowym Jorku, a w następnym roku opublikował jubileuszowe wydanie No More War! (25th Anniversary Edition). Opublikował artykuł Resonance of an unshared electron pair between two atoms connected by a single bond (odkrycie nowego typu wiązania chemicznego, wiążącego dwa atomy cyny) i przygotowywał inne publikacje, np. nt. nadprzewodnictwa i Kwazikryształów]]. Podjął próby produkcji włókien zachowujących zdolność do nadprzewodnictwa w temperaturze pokojowej, zachęcił do współpracy Matthiasa Ratha (młodego niemieckiego lekarza i pacyfistę) do współpracy w Linus Pauling Institute, dotyczącej roli witaminy C w leczeniu chorób układu krążenia.. Był członkiem międzynarodowej grupy działaczy antywojennych (m.in. Adolfo Pérez Esquivel , George Wald i Elisabeth Williams), która dostarczała pomoc dla Nikaragui na „El Barco de La Paz”, kontynuował polemikę z Kliniką Mayo.

Na początku 1991 roku opublikował w The New York Times i innych mediach tekst „Stop The Rush To War!” – apel o pokojowe zakończenie konfliktu w Zatoce Perskiej (w połowie stycznia 1991 rozpoczęła się „Pustynna Burza”). 11 października podpisał „Apel o pokój w Chorwacji” (inni sygnatariusze: Joseph Brodsky i Czesław Miłosz).

W końcu tegoż roku zdiagnozowano u niego raka prostaty z przerzutami. W styczniu 1994 roku poddał się operacji i chemioterapii (przyjmował też duże dawki witaminy C), wkrótce jednak pojawił się kolejny przerzut (nowotwór wątroby). 22 czerwca uczestniczył – na wózku inwalidzkim – w posiedzeniu American Association for the Advancement of Science, zorganizowanym w Uniwersytecie Stanowym w San Francisco „A Tribute for Linus Pauling”. Zmarł 19 sierpnia w swoim ranczo w Big Sur.

Główne kierunki badań

Bardzo szeroki zakres zainteresowań Linusa Paulinga znajduje wyraz m.in. w publikacji pt. From Chemical Bond to Civilization oraz w tematyce publikacji, zgromadzonych w bazie PMC NCBI oraz zarchiwizowanych w bibliotece OSU (OSU Collection). W kolekcji znajdują się liczne publikacje i inne materiały, np. ręczne notatki, korespondencja i zdjęcia z okresu 1920–1998. Przedmiotem większości publikacji są różne aspekty związku chemii strukturalnej z biologią i medycyną. Archiwiści przypisali prace naukowe Paulinga do 15. tematycznych podgrup, m.in.:

• Struktura kryształów, chemia strukturalna
• Mechanika kwantowa
• Natura wiązania chemicznego
• Struktura kwazikryształów, nadprzewodnictwo
• Teoria elektronowa, struktura metali (zob. też metal, wiązanie metaliczne, fizyka ciała stałego) i związków międzymetalicznych
• Struktura i właściwości białek, w tym hemoglobiny, natura niedokrwistości sierpowatokomórkowej
• Struktura przeciwciał i antygenów, natura reakcji serologicznych
• Specyficzność biologiczna
• Kwasy nukleinowe, struktura jąder atomowych (np. The Close-packed-spheron Model of Atomic Nuclei and Its Relation to the Shell Model, 1965)
• Medycyna ortomolekularna[1]

Prace najbardziej cenione

Możliwość wiązania hemu) w strukturze ludzkiej hemoglobiny jest zróżnicowana, co może być skutkiem punktowych mutacji jej genu w DNA. Ich gromadzenie się pozwala śledzić upływ czasu ewolucji biologicznej. Może też być przyczyną różnych chorób człowieka, np. anemii sierpowatej

Linus Pauling jest współtwórcą chemii kwantowej. Za najbardziej rewolucyjne odkrycie w dziedzinie biochemii uważa się ustalenie dwóch możliwych stabilnych drugorzędowych struktur cząsteczek białka – helisy alfa (Pauling–Corey–Branson α-helix; zob. też helisowość) i harmonijki beta (β-Sheet Model, β-arkusze, tworzące agregaty białkowe i włókienka obserwowane np. w amyloidozach (m.in. choroba Alzheimera). Poza strukturami α i β autorzy pracy przedstawiali również możliwość tworzenia struktury γ.

Jest uznawany za współtwórcę nauki o chorobach genetycznych, która powstała w czasie badań struktur hemoglobiny, pozwalających m.in. rozwiązać problem anemii sierpowatej oraz opracować koncepcję zegara molekularnego, umożliwiającego śledzenie ewolucji biologicznej (powstanie biologii ewolucyjnej. W historii immunologii ważne miejsce zajmują wyniki badań interakcji antygen-przeciwciało, wykonanych z Davidem Pressmanem i in. (poszukiwania mechanizmów tworzenia trzeciorzędowej struktury przeciwciała, która decyduje o jego swoistości).

Synteza kwasu askorbinowego (witamina C)
Istnienie w cząsteczce kwasu askorbinowego dwóch sąsiadujących grup, hydroksylowej i karbonylowej, czyni ją doskonałym donorem wodoru lub elektronów (jest kofaktorem wielu reakcji enzymatycznych, zachodzących w organizmie.

Prace najbardziej kontrowersyjne

Naukowcy głównego nurtu medycyny nie zaakceptowali koncepcji Paulinga, dotyczących medycyny ortomolekularnej, a zwłaszcza ortomolekularnej psychiatrii. Są przeciwni stosowaniu megadawek witaminy C i B3 (niacyna, nikotynamid, witamina PP. Podkreślają, że ich skuteczność w leczeniu zaburzeń psychicznych i choroby nowotworowej nie została potwierdzona (niski poziom ufności; zob. czułość i swoistość testów diagnostycznych, np. psychometrycznych).

Idee Paulinga aprobowali m.in. Max Gerson, Albert Szent-Györgyi, Emanuel Cheraskin, David Horrobin, Josef Issels, Frederick Klenner, Cornelius Moerman, Hugh Desaix Riordan) i inni. Upowszechnianie tych idei kontynuuje The International Society for Orthomolecular Medicine, które wydaje Journal of Orthomolecular Medicine. Osiągnięcia i plany różnych ośrodków, zainteresowanych tymi problemami, są upowszechniane m.in. na stronie internetowej Orthomolecular.org – Therapeutic Nutrition Based Upon Biochemical Individuality (zob. medycyna personalizowana, genomika i proteomika).

Nagrody i wyróżnienia

Nagroda Nobla w dziedzinie chemii (1954)

za prace nad wiązaniami chemicznymi i ich zastosowanie w wyjaśnieniu budowy związków kompleksowych

Pokojowa Nagroda Nobla (1962)

za wysiłki na rzecz rozbrojenia i kampanię przeciwko próbom jądrowym

Inne odznaczenia, wyróżnienia i nagrody

Obszerną listę nagród i wyróżnień zamieszczono na stronie internetowej Oregon State University (OSU Libraries; Special Collections & Archives Research Center). Do najważniejszych z nich bywają zaliczane (wybór według American Chemical Society; biogram − Linus Pauling, 1901–1994):

• ACS Award in Pure Chemistry, 1931, first recipient
• William H. Nichols Medal Award, New York Section, ACS, 1941
• Willard Gibbs Medal, ACS Chicago Section, 1946
• Davy Medal, Royal Society of London, 1947
• Presidential Medal for Merit, United States, 1948
• National Medal of Science, United States, 1974
• Priestley Medal, ACS, 1984
• US Postal Service released a 41 cent stamp honoring Pauling for his sickle cell disease work, 2008

{{Uwagi}} Nieprawidłowe pola: 2.

{{Przypisy}} Nieprawidłowe pola: przypisy.

Bibliografia

• Jack D. Dunitz: Linus Carl Pauling, February 28, 1901 – August 19, 1994. W: BIOGRAPHICAL MEMOIRS. Washington D.C.: National Academies Press, 1997, s. 219–261.

Linki zewnętrzne

• Friedensnobelpreisträger, Band 10; 1962 – Linus Pauling, s. 96–99
• Force of Nature: The Life of Linus Pauling Kindle Edition by Thomas Hager
• Conversations with History: Linus Pauling; In this 1983 interview, Nobel Laureate Linus Pauling joins U.C. Berkeley's Harry Kreisler for a discussion of the role of scientists in the peace movement (University of California Television, UCTV)