鮑林是誰?

諾蘭的奧本海默上映瞭,還沒看。借著電影的熱度,介紹一下奧本海默本人曾經的摯友—萊納斯·卡爾·鮑林。這位老爺子傢世坎坷卻奮鬥不止,是多項分支科學的奠基人;忠誠傢庭,一生隻伴一人;熱愛和平,歷經政治迫害卻仍然是堅定的反戰反核人士。他是迄今為止唯一獨享兩次諾貝爾獎的得主,也是獲得諾貝爾獎不同獎項的兩人之一(另外一個是居裡夫人)。他的思想至今還是大學《有機化學》《結構化學》《物理化學》《分子生物學》的必修內容。著作等身,一生發表論文書刊無數,其中《化學鍵的本質》一書自出版後被各類書籍論文引用超一萬六千次。

坎坷傢世:

鮑林傢移民到美國較晚,他的父輩生活在偏僻的俄勒岡州波特蘭。作為美國西進運動最後地區,剛並入美國不久的俄勒岡州相當貧瘠。他是傢中的長子。他的父母迫於生計,屢次搬遷,最終在波特蘭附近的康登鎮定居。他的父親由於當過醫藥代表,在鎮上開瞭一傢小藥房謀生。在鮑林9歲的時候,父親因病去世瞭。他的母親一人拉扯鮑林兄妹三人。

鮑林有個比他大一歲的鄰居。Lloyd A. Jeffress,有一天他帶著14歲的鮑林擺弄他的簡易化學試劑盒(大概就是現在幾百塊各種試劑那種)。鮑林日後回憶時說,他對化學的興趣就來源於此:“I was simply entranced by chemical phenomena, by the reactions in which substances, often with strikingly different properties, appear; and I hoped to learn more and more about this aspect of the world.(我直接就被化學現象迷住瞭,被不同物質的不同反應不同現象;我希望對世界的這一面瞭解的越來越多)”

迫於生活壓力,他對掙錢也很有想法。他和朋友在朋友傢的地下室搞瞭一個簡易實驗室。然後跑到當地的牛奶廠,遊說他們說可以以低廉的價格從牛奶中提煉黃油。牛奶廠長看著這兩個毛頭小子,很爽快的拒絕瞭他們。創業計劃破產。

鮑林在高中成績優異,特別是化學方面額外突出。在15歲的時候就已經修滿瞭申請俄勒岡農學院的學分。但是從高中畢業還需要再學兩門美國史,鮑林向學校申請一學期同時學兩門歷史,被拒絕。於是鮑林從高中肄業,對,這位未來的諾貝爾獎得主沒有高中畢業證。當然,在第二次獲得諾獎的45年後,學校還是給瞭他畢業證。這學校也是相當頭鐵,第一次獲得諾獎竟然都沒給!

為瞭攢上大學的學費,鮑林同時打瞭好幾份工,甚至還當過雜貨店的收銀員。他媽托關系給他送到瞭波特蘭城裡,進廠當瞭見習機修員,很快由於機靈能幹,老板給他轉瞭正,也獲得瞭相當豐厚的薪水。鮑林也沒忘瞭創業,同時還和兩個朋友搞瞭一傢照相館。在他媽媽看來,日子過的紅紅活活,再去上大學顯得沒什麼必要瞭。出乎意料的是,鮑林在拿到俄勒岡農學院錄取通知書的時候立刻就辭職瞭。

毫無意外的,鮑林主修化學,選學工程機械采礦等等專業,同時大學生活也相當豐富多彩,甚至組建瞭一個學生社團。學習成績優異的鮑林深得導師賞識,但是傢庭貧困,大二結束後輟學瞭一年。不得已學院給他安排瞭一些助教工作讓他補貼傢用。其實這個事情是很有人情世故在裡面的,比如讓他擔任數理分析這門課的講師,而他不久前都還是這門課的學生。在大四的時候,鮑林擔任傢政專業的化學老師,課上遇到瞭他未來的妻子,Ava Helen Miller。1922年在鮑林21歲的時候畢業,獲得化學工程學士學位。

學術新星:

同年,鮑林去瞭加州理工就讀研究生。加州理工就是正經名校瞭。在這裡他遇到瞭“擅長鼓勵學生熱愛化學”的名師Arthur Amos Noyes。諾伊斯是鮑林走向成功的關鍵人物。他向鮑林介紹瞭一個剛剛流行的新的研究方法:x射線晶體衍射。正如同現在冷凍電鏡在生物化學中的地位一樣,x射線晶體衍射技術在20年代初也是個學術大殺器。在加州理工期間,鮑林利用x射線晶體衍射技術發佈瞭七篇晶體結構論文。在1926年,25歲的鮑林畢業,同時獲得物理化學,數學化學學位。

同年,因為獲得瞭古根海姆學者獎,鮑林得以去歐洲遊學。和現在那種名為遊學實則旅遊團專騙傢長的玩意不一樣,鮑林的遊學相當有含金量,看他的三位導師就知道瞭。慕尼黑的阿諾德·索末菲,哥本哈根的波爾,蘇黎世的薛定諤。這三位都是原子理論與量子物理開山鼻祖級人物。鮑林的遊學頗有張三豐教張無忌的感覺。學習到量子力學精髓的鮑林決定將化學與量子物理結合起來。

遊學結束,鮑林接到瞭母校助理教授的offer。鮑林進入瞭學術大爆發時期,短短五年間發表瞭約50篇論文,內容除瞭擅長的x射線晶體衍射研究之外,還包括瞭分子結構和化學鍵。由於學術成績過於突出,很快就從助理教授變成副教授再成為教授,而此時的鮑林還不到30歲。當然,30歲這個重要的時間節點也足以讓所有化學人記得,鮑林發表瞭他的分子軌道雜化理論,成功解釋瞭碳的四價原則。今天講到雜化軌道理論用的還是甲烷模型。

當然,這些豐厚的學術成果並沒有影響鮑林的正常社交。加州伯克利有個理論物理學傢,會定期來加州理工研究和上課。這個人就是後來的原子彈之父,奧本海默。鮑林和奧本海默交情匪淺,經常一起討論化學鍵的問題。奧本海默提供數學模型,鮑林進行驗證。奧本海默還給瞭鮑林一些珍貴的礦物晶體。他們的親密關系在一天戛然而止瞭。奧本海默趁著鮑林不在傢,邀請Ava Helen Miller(當時已經是鮑林老婆瞭),去墨西哥約會。Ava斷然拒絕,然後告訴瞭鮑林,友誼就此中斷。

有機化學巨擘:

到瞭20世紀三十年代,加州理工有機化學的教師團隊不斷壯大,並且洛克菲勒基金會更傾向於向生物相關的課題提供支持經費,鮑林決定轉攻有機化學。在1930年還專門去瞭歐洲,向Herman Francis Mark學習氣相衍射技術。Mark後來也來到瞭美國,因為有機高分子方面的建樹被稱作“有機高分子特使”。鮑林回到加州理工,與自己的學生一起搭建瞭電子衍射設備。新的設備在後續高分子研究中發揮瞭重要作用。

在1932年,鮑林提出瞭電負性概念,用來預測化學鍵的斷裂與形成。當然,這個理論目前仍然是《基礎有機化學》的必修課,相當好用。

僅僅一年後的1933年,鮑林又提出瞭共振論。用來描繪苯、醛酮、烯烴等含有不飽和雙鍵分子。雖然這個理論在一段時期內被批判成“唯心主義化學”,但是確實很好用。直到今天仍然是有機化學中非常實用的技巧:推電子會嗎?鮑林發明的。

1936年,錢學森來到加州理工。而35歲的鮑林出任瞭加州理工化學院院長,一直到1958年辭職。中年危機?不存在的。

戰時發明傢:

二戰爆發瞭。奧本海默來找鮑林,希望他能負責曼哈頓工程的化學組部分。因為不願意離開傢,鮑林拒絕瞭。但是,他仍然中斷瞭自己的學術研究,發明瞭一些小玩意。美國在二戰時期成立瞭旨在動員科學傢參與武器研發的科學研究與發展局,受美國國防部領導。鮑林承認的成果有一項用在潛水艇和飛機機艙裡增氧裝置,戰爭結束後用在瞭育嬰箱中,另外一項是人工血漿,在戰場上可以代替血液挽救傷員生命。殺傷性的發明也有,可以查到相關專利。但是科學傢們通常更容易受到良心譴責,並不願意主動提起這些。比如奧本海默就很後悔,以至於反對氫彈被迫害。另外一位發明凝固汽油彈的傑出化學傢-費舍爾,雖然嘴硬稱不後悔,但是偷偷在自傳中把凝固汽油彈的內容去掉瞭。1948年美國總統杜魯門給鮑林頒發總統榮譽獎章,評論說“富有想象力”,“巨大成功”“傑出服務做出重大貢獻”。1949年,鮑林任美國化學協會主席。

分子生物學奠基人:

隨著鮑林對有機化學的研究深入,逐步步入瞭生物的領域。生物學有兩個至關重要的發現。蛋白質結構與遺傳物質結構。1951年,鮑林開創性的舍棄瞭環狀肽鏈一圈有整數個氨基酸殘基的想法,提出瞭蛋白質二級結構中主要模式之一的α螺旋。α螺旋的發現是揭開蛋白質結構面紗的重要一步。後續觀測技術的進步也證實瞭阿爾法螺旋的存在。雖然論文中的阿爾法螺旋是左手螺旋,而生物體內更多的是右手螺旋。

對於核酸結構,鮑林提出瞭與真實結構極為類似的三螺旋結構。沃森和克裡克看到鮑林論文後受到啟發,結合另外兩位學者Maurice Wilkins 和 Rosalind Franklin未發表的衍射圖片,率先提出瞭核酸雙螺旋結構模型,這一歷史性的發現讓這兩位年輕人獲得瞭62年的諾獎。而鮑林失之交臂。沒有正確預測DNA結構被他稱作一生最大的遺憾。

分子遺傳學開創者:

有一種會遺傳的貧血,患者劇烈運動極易溶血造成死亡。在經過一段時間研究之後,鮑林發表論文,正式確認瞭這種貧血的原因是由於β鏈第6位氨基酸谷氨酸被纈氨酸代替,造成血紅蛋白結構發生變化引起的。變形後的血紅蛋白有鐮刀形狀缺口,因此命名為鐮狀紅細胞貧血。鮑林隨即提出瞭分子病的概念。這是第一次證明異常蛋白質與疾病有因果關系,也是第一次證明孟德爾遺傳決定瞭蛋白質的性質。這是分子遺傳學的開端。

反核鬥士與和平主義者

他的妻子ava對他影響很深,是他成為瞭一個和平主義者。

二戰結束後,美國軍方希望繼續掌握原子能。這就是May-Johnson法案。而科學傢們的想法恰恰相反,認為首先要讓原子能去軍事化。1945年11月,鮑林參與在ICCASP組織會議上發佈關於核武器的演講,並隨後正式加入組織。這個組織在美國政府看來無疑是過於激進的,顯得有些向蘇聯靠攏。1946年,鮑林加入瞭愛因斯坦擔任主席的原子能緊急委員會,旨在向公眾科普核武器的危險。作為當時唯一擁有核武器的國傢,站出來反對核武器,顯然會被蓋上通敵的帽子。這個時候二戰已經結束,冷戰開始,敵人是誰不言而喻。

1947年,杜魯門“忠誠計劃”,繞過司法程序,大肆調查可能通共的對象。在加州理工,鮑林顯得過於顯眼瞭。1949年秋,鮑林率領美國代表團參加世界和平國際會議。這個會議在美國右翼眼中就是共產主義者組織的。有人寫信給加州理工校長質問鮑林是怎麼回事?

1949年8月蘇聯也有瞭核武器,1950年的氣氛更加緊張瞭,1月,杜魯門開啟瞭氫彈計劃。2月針對共產黨人的麥卡錫主義開始,鮑林和他曾經的老朋友奧本海默都成為瞭目標。鮑林仍然我行我素,甚至還在會議上公開發表演講呼籲就核武器問題與蘇聯協商對話。對鮑林的迫害開始瞭,FBI先是對鮑林的同事學生進行問話,再直接對鮑林展開調查。在沒有找到證據的情況下,麥卡錫直接聲稱鮑林替蘇聯竊取美國的原子彈機密。持續的攻擊帶來瞭一定效果,校董事會開始討論是否解聘鮑林,合作的藥廠終止瞭顧問合同,美國海軍部們也不再讓鮑林領導研究計劃。到瞭年底,迫害到達頂峰。11月,鮑林被傳喚參加問詢,質問是否為共產黨員,如果拒絕回答則會面臨牢獄之災。51年7月再次被傳喚,二戰以來持有的安全許可被吊銷。為瞭能再做回研究,鮑林不得已閉緊嘴巴,退出瞭幾個思想進步的協會。

1952年五月,英國皇傢協會邀請鮑林參加世界蛋白質結構會議,由於美國政府拒絕給鮑林簽證,鮑林無法出席,因為這個原因,讓鮑林與發現DNA雙螺旋結構失之交臂。1953年,教育部中斷瞭鮑林所有的研究經費,鮑林隻能讓手下掛名申請。1954年,美國在太平洋的比基尼島開始氫彈核試驗。沉默許久的鮑林再也忍不瞭瞭,再次公開聲援奧本海默。奧本海默在曼哈頓工程後就被拉走調查,吊銷瞭安全許可。而作為核物理學傢,沒有安全許可就意味著再也無法進行核領域研究。“奧本海默是政府的犧牲品”鮑林說。

54年的諾獎應該是鮑林這段時間不多的亮色。諾獎總結瞭他在化學方面的成就,是名副其實的終身成就獎。獲獎詞中寫道”鮑林和愛因斯坦,是我們這個時代唯二的科學傢”。獲獎後鮑林去普林斯頓看望愛因斯坦,愛因斯坦此時已經時日無多,說他這一生最大錯誤就是寫信給羅斯福研制核武器。5個月後愛因斯坦睡夢中去世,留下的最後忠告同樣是警惕核武器的《羅素-愛因斯坦宣言》。鮑林第11個在宣言上簽名。

1957年,鮑林與生物學傢Barry commoner,核物理學傢Edward Condon發起瞭規模巨大的科學傢簽名活動,要求停止核試驗。很快收集到瞭包括多為諾獎得主和美國科學院院士在內2000多名科學傢的簽名。而後他將簽名信寄給瞭美國總統和聯合國秘書長,引起瞭媒體的廣泛關註。美國總統艾森豪威爾大為光火,認為鮑林背後有其他勢力指使。之前一直維護他的加州理工同樣也職責鮑林。1958年簽名達到瞭9000人,再次上瞭頭條。迫於壓力,鮑林辭掉瞭化學系主任的職位。1960年,鮑林失蹤瞭一天,據他自己將是在迷路瞭,困在瞭海邊懸崖,差點就消失在海裡。1961年,鮑林再次開啟收集簽名活動,“呼籲停止核武器擴散”。短短一個月時間收集到包括38名諾獎得主在內的700個簽名。抗議信寄到聯合國後,又在全世界范圍征集到瞭幾十萬的簽名。之後他在奧斯陸主持瞭和平會議,包括蘇聯在內的15個國傢60名科學傢到場。隨後發表的“奧斯陸宣言”,再次呼籲停止核武器擴散,完全禁止核試驗,呼籲核能轉向民用。

1962年四月,肯尼迪再次重啟本已經暫停的核試驗,引發大規模抗議活動,鮑林屢次發表演講。肯尼迪為瞭緩和與科學界的關系,舉辦瞭晚宴,也邀請瞭鮑林。鮑林在參加完白宮外的抗議集會後換瞭身衣服就去瞭白宮。真正讓美國做出改變的不是科學傢們不停的抗議。而是古巴導彈危機。10月,人類離核戰最近的十幾天,美國人怕瞭。一年後,美蘇先後宣佈禁止在大氣層,外太空和海洋進行核試驗。在協議生效的第二天,鮑林獲得瞭諾貝爾和平獎。獲獎第二天鮑林發表瞭《科學與和平》演說,呼籲不要戰爭。一周後,鮑林從呆瞭41年的加州理工辭職。

越南戰爭時期鮑林夫婦積極參與瞭反戰活動。鮑林譴責這場戰爭是不必要和違憲的。他發表瞭演講,簽署瞭抗議信,親自與胡志明溝通,以寫信的方式勸說總統。結果全部石沉大海沒有回聲。1970年,蘇聯授予鮑林國際列寧和平獎。1974年,他和妻子Ava參與瞭國際人文主義者聯盟的籌備。也出任瞭世界保護生命聯盟主席。

初代網紅

網紅這個詞有點言過其實瞭,那會還沒互聯網。但是鮑林確實是民眾眼中的風雲人物。晚年的鮑林因為一本神書陷入瞭巨大爭議中-《維生素C與普通感冒》。這本書中將vc封神,聲稱可以每天攝入1000mgvc,可以抗病毒更長壽等等。1976年再版,推薦劑量繼續升高。而到瞭79年《vc與癌癥一書》,則聲稱大量攝入vc可以抗癌。這些說法在醫學界引起瞭軒然大波,相當多的醫生學者跳出來指出並沒有實際依據。並且經過雙盲實驗,大量服用vc與使用安慰劑效果相差不大。由於鮑林的影響力巨大,美國食品與營養協會還是調高瞭服用vc的安全劑量。鮑林一直活到94年,以93歲的高齡給自己的理論代言。

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