萊納斯·鮑林：諾貝爾化學(xué)獎、和平獎雙料得主

　　鮑林是著名的量子化學(xué)家，他在化學(xué)的多個領(lǐng)域都有過重大貢獻。曾兩次榮獲諾貝爾獎金（1954年化學(xué)獎， 1962年和平獎），有很高的國際聲譽。 1901年2月18日，鮑林出生在美國俄勒岡州波特蘭市。幼年聰明好學(xué)，11歲認識了心理學(xué)教授捷夫列斯，捷夫列斯有一所私人實驗室，他曾給幼小的鮑林做過許多有意思的化學(xué)演示實驗，這使鮑林從小萌生了對化學(xué)的熱愛，這種熱愛使他走上了研究化學(xué)的道路。鮑林在讀中學(xué)時、各科成績都很好，尤其是化學(xué)成績一直名列全班第一名。他經(jīng)常埋頭在實驗室里做化學(xué)實驗，立志當(dāng)一名化學(xué)家。1917年，鮑林以優(yōu)異的成績考入俄勒岡州農(nóng)學(xué)院化學(xué)工程系，他希望通過學(xué)習(xí)大學(xué)化學(xué)最終實現(xiàn)自己的理想。鮑林的家境很不好，父親只是一位一般的藥劑師，母親多病。家中經(jīng)濟收入微薄，居住條件也很差。于經(jīng)濟困難，鮑林在大學(xué)曾停學(xué)一年，自己去掙學(xué)費，復(fù)學(xué)以后，他靠勤工儉學(xué)來維持學(xué)習(xí)和生活，曾兼任分析化學(xué)教師的實驗員，在四年級時還兼任過一年級的實驗課。鮑林在艱難的條件下，刻苦攻讀。他對化學(xué)鍵的理論很感興趣，同時，認真學(xué)習(xí)了原子物理、數(shù)學(xué)、生物學(xué)等多門學(xué)科。這些知識，為鮑林以后的研究工作打下了堅實的基礎(chǔ)。1922年，鮑林以優(yōu)異的成績大學(xué)畢業(yè)，同時，考取了加州理工學(xué)院的研究生，導(dǎo)師是著名化學(xué)家諾伊斯。諾伊斯擅長物理化學(xué)和分析化學(xué)，知識非常淵博。對學(xué)生循循善誘，為人和藹可親，學(xué)生們評價他“極善于鼓動學(xué)生熱愛化學(xué)”。諾伊斯告訴鮑林，不要只停留在書本知識上，應(yīng)當(dāng)注重獨立思考，同時要研究與化學(xué)有關(guān)的物理知識1923年，諾伊斯寫了一部新書，名為《化學(xué)原理》，此書在正式出版之前，他要求鮑林在一個假期中，把書上的習(xí)題全部做一遍。鮑林用了一個假期的時間，把所有的習(xí)題都準確地做完了，諾伊斯看了鮑林的作業(yè)，十分滿意。諾伊斯十分賞識鮑林，并把鮑林介紹給許多知名化學(xué)家，使他很快地進入了學(xué)術(shù)界的社會環(huán)境中。這對鮑林以后的發(fā)展十分有用。鮑林在諾伊斯的指導(dǎo)下，完成的第一個科研課題是測定輝鋁礦（mosz）的晶體結(jié)構(gòu)，鮑林用調(diào)射線衍射法，測定了大量的數(shù)據(jù)，最后確定了mosz的結(jié)構(gòu)，這一工作完成得很出色，不僅使他在化學(xué)界初露鋒芒，同時也增強了他進行科學(xué)研究的信心。鮑林在加州理工學(xué)院，經(jīng)導(dǎo)師介紹，還得到了迪肯森、托爾曼的精心指導(dǎo)，迪肯森精通放射化學(xué)和結(jié)晶化學(xué)，托爾曼精通物理化學(xué)，這些導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，使鮑林進一步拓寬了知識面，建立了合理的知識結(jié)構(gòu)。1925年，鮑林以出色的成績獲得化學(xué)哲學(xué)博士。他系統(tǒng)地研究了化學(xué)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)三者的聯(lián)系，同時還從方法論上探討了決定論和隨機性的關(guān)系。他最感興趣的問題是物質(zhì)結(jié)構(gòu)，他認為，人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的深入了解，將有助于人們對化學(xué)運動、的全面認識。鮑林獲博士學(xué)位以后，于1926年2月去歐洲，在索未菲實驗室里工作一年。然后又到玻爾實驗室工作了半年，還到過薛定愕機和德拜實驗室。這些學(xué)術(shù)研究，使鮑林對量子力學(xué)有了極為深刻的了解，堅定了他用量子力學(xué)方法解決化學(xué)鍵問題的信心。鮑林從讀研究生到去歐洲游學(xué)，所接觸的都是世界第一流的專家，直接面臨科學(xué)前沿問題，這對他后來取得學(xué)術(shù)成就是十分重要的。1927年，鮑林結(jié)束了兩年的歐洲游學(xué)回到了美國，在帕莎迪那擔(dān)任了理論化學(xué)、的助理教授，除講授量子力學(xué)及其在化學(xué)中的應(yīng)用外，還講授晶體化學(xué)鄉(xiāng)開設(shè)有關(guān)化學(xué)鍵本質(zhì)的學(xué)術(shù)講座。1930年，鮑林再一次去歐洲，到布拉格實驗室學(xué)習(xí)有關(guān)射線的技術(shù)，后來又到慕尼黑學(xué)習(xí)電子衍射方面的技術(shù)，回國后，被加州理工學(xué)院聘為教授。鮑林在探索化學(xué)鍵理論時，遇到了甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)的解釋問題。傳統(tǒng)理論認為，原子在未化合前外層有未成對的電子，這些未成對電子如果自旋反平行，則可兩兩結(jié)成電子對，在原子間形成共價鍵。一個電子與另一電子配對以后，就不能再與第三個電子配對。在原子相互結(jié)合成分子時，靠的是原子外層軌道重疊，重疊越多，形成的共價鍵就越穩(wěn)定一這種理論，無法解釋甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)。為了解釋甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)。說明碳原子四個鍵的等價性，鮑休在1928一1931年，提出了雜化軌道的理論。該理論的根據(jù)是電子運動不僅具有粒子性，同時還有波動性。而波又是可以疊加的。所以鮑林認為，碳原子和周圍口個氫原子成鍵時，所使用的軌道不是原來的s軌道或p軌道，而是二者經(jīng)混雜、疊加而成的“雜化軌道”，這種雜化軌道在能量和方向上的分配是對稱均衡的。雜化軌道理論，很好地解釋了甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)。在有機化學(xué)結(jié)構(gòu)理論中，鮑林還提出過有名的“共振論” 共振論直觀易懂，在化學(xué)教學(xué)中易被接受，所以受到歡迎，在本世紀40年代以前，這種理論產(chǎn)生了重要影響，但到60年代，在以蘇聯(lián)為代表的集權(quán)國家，化學(xué)家的心理也發(fā)生了扭曲和畸變，他們不知道科學(xué)自由為何物，對共振論采取了急風(fēng)暴雨般的大批判，給鮑林扣上了“唯心主義”的帽子。鮑林在研究量子化學(xué)和其他化學(xué)理論時，創(chuàng)造性地提出了許多新的概念。例如，共價半徑、金屬半徑、電負性標度等，這些概念的應(yīng)用，對現(xiàn)代化學(xué)、凝聚態(tài)物理的發(fā)展都有巨大意義。1932年，鮑林預(yù)言，惰性氣體可以與其他元素化合生成化合物。惰性氣體原子最外層都被8個電子所填滿，形成穩(wěn)定的電子層按傳統(tǒng)理論不能再與其他原子化合。但鮑林的量子化學(xué)觀點認為，較重的惰性氣體原子，可能會與那些特別易接受電子的元素形成化合物，這一預(yù)言，在1962年被證實。鮑林還把化學(xué)研究推向生物學(xué)，他實際上是分子生物學(xué)的奠基人之一，他花了很多時間研究生物大分子，特別是蛋自質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，本世紀40年代初，他開始研究氨基酸和多肽鏈，發(fā)現(xiàn)多肽鏈分子內(nèi)可能形成兩種螺旋體，一種是a -螺旋體，一種是g -螺旋體。經(jīng)過研究他進而指出：一個螺旋是依靠氫鍵連接而保持其形狀的，也就是長的肽鍵螺旋纏繞，是因為在氨基酸長鏈中，某些氫原子形成氫鍵的結(jié)果。作為蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的一種重要形式，a -螺旋體，已在晶體衍射圖上得到證實，這一發(fā)現(xiàn)為蛋白質(zhì)空間構(gòu)像打下了理論基礎(chǔ)。這些研究成果，是鮑林1954年榮獲諾貝爾化學(xué)獎的項目。1954年以后，鮑林開始轉(zhuǎn)向大腦的結(jié)構(gòu)與功能的研究，提出了有關(guān)麻醉和精神病的分子學(xué)基礎(chǔ)。他認為，對精神病分子基礎(chǔ)的了解，有助于對精神病的治療，從而為精神病患者帶來福音。鮑林是第一個提出“分子病”概念的人，他通過研究發(fā)現(xiàn)，鐮刀形細胞貧血癥，就是一種分子病，包括了由突變基因決定的血紅蛋白分子的變態(tài)。即在血紅蛋白的眾多氨基酸分子中，如果將其中的一個谷氨酸分子用纈氨酸替換，就會導(dǎo)致血紅蛋白分子變形，造成鐮刀形貧血病。鮑林通過研究，得出了鐮刀形紅細胞貧血癥是分子病的結(jié)論。他還研究了分子醫(yī)學(xué)，寫了《矯形分子的精神病學(xué)》的論文，指出：分子醫(yī)學(xué)的研究，對解開記憶和意識之謎有著決定性的意義。鮑林學(xué)識淵博，興趣廣泛，他曾廣泛研究自然科學(xué)的前沿課題。他從事古生物和遺傳學(xué)的研究，希望這種研究能揭開生命起源的奧秘。他述于1965年提出原子核模型的設(shè)想，他提出的模型有許多獨到之處。鮑林堅決反對把科技成果用于戰(zhàn)爭，特別反對核戰(zhàn)爭。他指出：“科學(xué)與和平是有聯(lián)系的，世界已被科學(xué)的發(fā)明大大改變了，特別是在最近一個世紀?，F(xiàn)在，我們增進了知識，提供了消除貧困和饑餓的可能性，提供了顯著減少疾病造成的痛苦的可能性，提供了為人類利益有效地使用資源的可能性?！彼J為，核戰(zhàn)爭可能毀滅地球和人類，他號召科學(xué)家們致力于和平運動，鮑林傾注 了很多時間和精力研究防止戰(zhàn)爭、保衛(wèi)和平的問題。他為和平事業(yè)所作的努力，遭到美國保守勢力的打擊，50年代初，美國奉行麥卡錫主義，曾對他進行過嚴格的審查，懷疑他是美共分子，限制他出國講學(xué)，干涉他的人身自由。1954年，鮑林榮獲諾貝爾化學(xué)獎以后，美國政府才被迫取消了對他的出國禁令。1955，鮑林和世界知名的大科學(xué)家愛因斯坦、羅素、約里奧·居里、玻恩等，簽署了一個宣言：呼吁科學(xué)家應(yīng)共同反對發(fā)展毀滅性武器，反對戰(zhàn)爭，保衛(wèi)和平。1957年5月，鮑林起草了《科學(xué)家反對核實驗宣言》，該宣言在兩周內(nèi)就有2000多名美國科學(xué)家簽名，在短短幾個月內(nèi)，就有49個國家的11000余名科學(xué)家簽名。1958年，鮑林把反核實驗宣言交給了聯(lián)合國秘書長哈馬舍爾德，向聯(lián)合國請愿。同年，他寫了《不要再有戰(zhàn)爭》一書，書中以豐富的資料，說明了核武器對人類的重大威脅。1959年，鮑林和羅素等人在美國創(chuàng)辦了《一人少數(shù)》月刊，反對戰(zhàn)爭，宣傳和平。同年8月，他參加了在日本廣島舉行的禁止原子彈氫彈大會。由于鮑林對和平事業(yè)的貢獻，他在1962年榮獲了諾貝爾和平獎。他以《科學(xué)與和平》為題，發(fā)表了領(lǐng)獎演說，在演說中指出：“在我們這個世界歷史的新時代，世界問題不能用故爭和暴力來解決，而是按著對所有人都公平，對一切國家都平等的方式，根據(jù)世界法律來解決。”最后他號召：“我們要逐步建立起一個對全人類在經(jīng)濟、政治和社會方面都公正合理的世界，建立起一種和人類智慧相稱的世界文化?！滨U林是一位偉大的科學(xué)家與和平戰(zhàn)士，他的影響遍及全世界。

暫缺《萊納斯·鮑林：諾貝爾化學(xué)獎、和平獎雙料得主》作者簡介