萊納斯·鮑林 - 生平簡介

出生：1901 年2月28日/美國俄勒岡州波特蘭市

逝世：1994 年8月19日/美國加利福尼亞州 〔93歲〕

獲獎：諾貝爾化學獎（1954年）；諾貝爾和平獎（1962年）

萊納斯·鮑林1901年出生于美國西部俄勒岡州的波特蘭市，父親是一位藥劑師。鮑林從小就對父親在藥房里配制各種粉劑和藥膏非常感興趣，并常常到一個好朋友家中去看一些有趣的化學實驗。后來，他從父親的朋友那里得到了很多化學藥品，自己做起了化學實驗。

18歲時鮑林開始對價鍵的電子理論發(fā)生興趣。1922年獲得化學工程學士學位后，他意識到自己想當化學家而不是工程師，于是進入加州理工學院做研究生并兼任助教，并于1925年獲得博士學位。1926年，他到慕尼黑，以博士后身份跟隨德國理論物理大師索末菲工作了一年。第二年他回到加州理工學院任教。1963年后他在加州圣巴巴拉民主學院研究中心擔任了四年的物理學和生物學教授。1969年——1973年，鮑林在斯坦福大學任教授。1973年以后，他擔任了以其名字命名的科學和醫(yī)學研究所的研究教授。

鮑林一生研究范圍相當廣，許多方面都處于領先地位，如首先提出化學鍵可能有一種混合特性，即既含有共價性，又含有離子性；第一個提出“電負性”概念，并確定了元素的電負性值；把“共振”這個術語用于化學鍵理論；第一個提出蛋白質分子具有螺旋狀結構等。

1929年，鮑林以離子的電荷和半徑為基礎，假設電荷的局部中和，提出了一系列簡單的配位規(guī)則，利用其不僅能夠理解，而且還常常能夠預測硅酸鹽和許多其它礦物的結構。這使整個化學領域有了一個理性的基礎。

在鮑林關于化學鍵研究的早期論文中，有一篇是具有革命性的，因為它用波動力學原理解釋了碳的四面體配位和過渡金屬的正方和八面體配位，而這些工作都是過去從未有人涉足過的。不久，由于發(fā)現(xiàn)許多物質的性質不能用基于某種鍵型的單一電子結構來表示，鮑林就將量子力學的共振概念運用到化學中來了。他的價鍵理論使原子間距與鍵能之間建立了關系，從而成功地解釋了眾多有機物的化學性質，并在此基礎上建立起了一個杰出的結構化學學派。他撰寫的《量子力學導論》一書于1935年出版，是化學史上的經(jīng)典著作。

作為一位生物化學家，鮑林最著名的工作是a-螺旋的發(fā)現(xiàn)。30至40年代，科學家們開創(chuàng)了X射線測定氨基酸結構的工作，而a-螺旋的發(fā)現(xiàn)使X射線分析達到了新的高峰。這項發(fā)現(xiàn)給鮑林提供了立體化學數(shù)據(jù)，足以解釋已經(jīng)得到的蛋白質纖維(如頭發(fā)、指甲和肌肉)的X射線衍射譜。據(jù)說這個發(fā)現(xiàn)是在病床上完成的。鮑林因患感冒躺在病床上，閑來無事便用紙折了一個平面肽鍵來玩，這時他發(fā)現(xiàn)按每3．6個殘基為一周旋轉可以得到一個令人滿意的螺旋結構。這項發(fā)現(xiàn)再加上他對化學做出的諸多突出貢獻，使他在1954年獲得了諾貝爾化學獎。此外，他關于鐮狀細胞貧血和其它遺傳性溶血性貧血的異常蛋白的研究，也具有開創(chuàng)意義。

鮑林對化學的重要貢獻涉及面很廣，對年輕一代化學家影響巨大。1930至1940年間，他把化學從一個主要是現(xiàn)象學的學科轉變成一個以扎實的結構和量子力學原理為基礎的學科。后來，作為鮑林工作理論支柱的價鍵和共振理論又被分子軌道理論所補充，使得人們對化學鍵的認識進一步深化。鮑林因此被尊為20世紀最偉大的化學家之一。

萊納斯·鮑林 - 求學之路

鮑林在讀中學時、各科成績都很好，尤其是化學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實驗，立志當一名化學家。1917年，鮑林以優(yōu)異的成績考入俄勒岡州農(nóng)學院化學工程系，他希望通過學習大學化學最終實現(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，鮑林在大學曾停學一年，自己去掙學費，復學以后，他靠勤工儉學來維持學習和生活，曾兼任分析化學教師的實驗員，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。他對化學鍵的理論很感興趣，同時，認真學習了原子物理、數(shù)學、生物學等多門學科。這些知識，為鮑林以后的研究工作打下了堅實的基礎。1922年，鮑林以優(yōu)異的成績大學畢業(yè)，同時，考取了加州理工學院的研究生，導師是著名化學家諾伊斯。諾伊斯擅長物理化學和分析化學，知識非常淵博。對學生循循善誘，為人和藹可親，學生們評價他“極善于鼓動學生熱愛化學”。

諾伊斯告訴鮑林，不要只停留在書本知識上，應當注重獨立思考，同時要研究與化學有關的物理知識1923年，諾伊斯寫了一部新書，名為《化學原理》 ，此書在正式出版之前，他要求鮑林在一個假期中，把書上的習題全部做一遍。鮑林用了一個假期的時間，把所有的習題都準確地做完了，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家，使他很快地進入了學術界的社會環(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下，完成的第一個科研課題是測定輝鋁礦（mosz）的晶體結構，鮑林用調射線衍射法，測定了大量的數(shù)據(jù)，最后確定了mosz的結構，這一工作完成得很出色，不僅使他在化學界初露鋒芒，同時也增強了他進行科學研究的信心。

鮑林在加州理工學院，經(jīng)導師介紹，還得到了迪肯森、托爾曼的精心指導，迪肯森精通放射化學和結晶化學，托爾曼精通物理化學，這些導師的精心指導，使鮑林進一步拓寬了知識面，建立了合理的知識結構。1925年，鮑林以出色的成績獲得化學哲學博士。他系統(tǒng)地研究了化學物質的組成、結構、性質三者的聯(lián)系，同時還從方法論上探討了決定論和隨機性的關系。他最感興趣的問題是物質結構，他認為，人們對物質結構的深入了解，將有助于人們對化學運動的全面認識。

鮑林獲博士學位以后，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。這些學術研究，使鮑林對量子力學有了極為深刻的了解，堅定了他用量子力學方法解決化學鍵問題的信心。鮑林從讀研究生到去歐洲游學，所接觸的都是世界第一流的專家，直接面臨科學前沿問題，這對他后來取得學術成就是十分重要的。

1927年，鮑林結束了兩年的歐洲游學回到了美國，在帕莎迪那擔任了理論化學、的助理教授，除講授量子力學及其在化學中的應用外，還講授晶體化學鄉(xiāng)開設有關化學鍵本質的學術講座。1930年，鮑林再一次去歐洲，到布拉格實驗室學習有關射線的技術，后來又到慕尼黑學習電子衍射方面的技術，回國后，被加州理工學院聘為教授。

鮑林在探索化學鍵理論時，遇到了甲烷的正四面體結構的解釋問題。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構。為了解釋甲烷的正四面體結構。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構。

在有機化學結構理論中，鮑林還提出過有名的“共振論”共振論直觀易懂，在化學教學中易被接受，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)為代表的集權國家，化學家的心理也發(fā)生了扭曲和畸變，他們不知道科學自由為何物，對共振論采取了急風暴雨般的大批判，給鮑林扣上了“唯心主義”的帽子。

萊納斯·鮑林 - 學術貢獻

混成軌域理論

鮑林自1930年代開始致力于化學鍵的研究，1931年2月發(fā)表價鍵理論，此后陸續(xù)發(fā)表相關論文，1939年出版了在化學史上有劃時代意義的《化學鍵的本質》一書。這部書徹底改變了人們對化學鍵的認識，將其從直觀的、臆想的概念升華為定量的和理性的層次，在該書出版后不到30年內，共被引用超過16000次，至今仍有許多高水平學術論文引用該書觀點。由于鮑林在化學鍵本質以及復雜化合物物質結構闡釋方面杰出的貢獻，他贏得了1954年諾貝爾化學獎。

鮑林對化學鍵本質的研究，引申出了廣泛使用的混成軌域概念。混成軌域理論認為，在形成化學鍵的過程中，原子軌道本身會重新組合，形成混成軌域，以獲得最佳的成鍵效果。根據(jù)混成軌域理論，飽和碳原子的四個價層電子軌道，即一個2s軌域和三個2p軌域可線性組合為四個完全對等的sp3混成軌域，量子力學計算顯示這四個混成軌域在空間上形成正四面體，從而成功的解釋了碳的正四面體結構。

電負度

鮑林在研究化學鍵鍵能的過程中發(fā)現(xiàn)，對于同核雙原子分子，化學鍵的鍵能會隨著原子序數(shù)的變化而發(fā)生變化，為了半定量或定性描述各種化學鍵的鍵能以及其變化趨勢，鮑林于1932年首先提出了用以描述原子核對電子吸引能力的電負度概念，并且提出了定量衡量原子電負度的計算公式。電負度這一概念簡單、直觀、物理意義明確并且不失準確性，至今仍獲得廣泛應用，并可定性描述氫鍵。如今電負度是描述元素化學性質的重要指標之一

共振理論

鮑林為了求解復雜分子體系化學鍵的薛定諤方程，使用了變分法。在原子核位置不變的前提下，提出分子體系所有可能的化學鍵結構，寫出每個結構所對應的波函數(shù)，將體系真實的波函數(shù)表示為所有可能結構波函數(shù)的線性組合，經(jīng)過變分法處理后，得到體系總能量最低的波函數(shù)形式。為了便于以化學結構式表達，圖像地解釋這種計算結果的物理意義，鮑林提出共振理論，體系的化學鍵結構表示為若干種不同結構，電子是在不同化學鍵結構之間共振的。但這并不表示實際分子結構在不同時間下有不同結構，實際上只有一種經(jīng)共振混成的低能穩(wěn)態(tài)軌域。舉苯分子結構為例，六個碳之電子為p軌域，經(jīng)過共振混成，即為一環(huán)狀軌域。這解釋了，為何單鍵和雙鍵鍵長不同，在實驗上測量苯環(huán)六個鍵長卻都相同。

生物大分子結構和功能

1930年代中期，隨著加州理工學院加強其再在生物學領域的發(fā)展，鮑林得以接觸一批生物學大師，期間鮑林對他原本沒有興趣的生物大分子結構研究產(chǎn)生了興趣。鮑林在生物大分子領域最初的工作是對血紅蛋白結構的確定，并且通過實驗首先證實，在得氧和失氧狀態(tài)下，血紅蛋白的結構是不同的，為了進一步精確測定蛋白質結構，鮑林首先想到他早期從事的X-射線衍射晶體結構測試的方法，他將這種方法引入到蛋白質結構測定中來，并且推導了經(jīng)衍射圖譜計算蛋白質中重原子坐標的公式。至今通過蛋白質結晶，進行X-射線衍射實驗仍然是測定蛋白質三級結構的主要方法，人類已知結構的蛋白質大部分是經(jīng)由這種方法測定獲得的。

結合血紅蛋白的晶體衍射圖譜，鮑林提出蛋白質中的肽鏈在空間中是呈螺旋形排列的，這就是最早的α螺旋結構模型，有科學史學者認為沃森和克里克提出的DNA雙螺旋結構模型就是受到了鮑林的影響，而鮑林之所以沒有提出雙螺旋，是因為他在1950年代受到美國麥卡錫主義的影響，錯過了一次在英國舉行的學術會議，沒有能夠看到一副重要的DNA晶體衍射圖譜。

1951年鮑林結合他在血紅蛋白進行的實驗研究，以及對肽鏈和肽平面化學結構的理論研究，提出了α螺旋和β折疊是蛋白質二級結構的基本構建單元的理論。這一理論成為當代生物化學基本理論之一，影響深遠。

此外，鮑林還提出了酶催化反應的機理、抗原與抗體結構互補性原理以及DNA復制過程中的互補性原理，這些理論在20世紀的生物化學和醫(yī)學領域都扮演了非常重要的角色。

鮑林曾經(jīng)提出一個磷酸在內側，含氮堿基在外側的“DNA三螺旋結構模型”，但是很快的就被指出錯誤。

萊納斯·鮑林 - 大腦研究

1954年以后，鮑林開始轉向大腦的結構與功能的研究，提出了有關麻醉和精神病的分子學基礎。他認為，對精神病分子基礎的了解，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論。他還研究了分子醫(yī)學，寫了《矯形分子的精神病學》的論文，指出：分子醫(yī)學的研究，對解開記憶和意識之謎有著決定性的意義。

 

萊納斯·鮑林 - 社會工作

鮑林自第二次世界大戰(zhàn)前一直不關心政治，但戰(zhàn)爭的后果及他妻子的和平主義價值觀對他日后有了重大影響，而使他成為和平的行動主義者。1946年，他加入由愛因斯坦領導的希望提醒公眾發(fā)展核武器的禍害的組織——原子能科學家緊急委員會。

因為參議員約瑟夫·麥卡錫公開倡導反共主義，五零年代美國彌漫著強烈的反共氣息，政治圈的各層級積極找尋并懲罰被懷疑傾向共產(chǎn)主義者。由于鮑林對于反核及反戰(zhàn)的主張，自然成為當時立法者的質疑對象。1950年鮑林被參議院教育調查委員會（SenateInvestigatingCommitteeonEducation）要求去作證，鮑林雖然出席但是拒絕配合任何調查，因為他認為此舉已經(jīng)對他的人權造成迫害。鮑林在多次場合表明自己不是共產(chǎn)黨員，也不認同共產(chǎn)理念。

當時鮑林已是美國政府的問題人物，所以即便當時最有聲望的倫敦皇家學會（RoyalSocietyofLondon）邀請鮑林出席一項關于蛋白質模型結構的研討會，時間訂為1952年年四月二十八號，也因政治打壓無法取得護照而作罷。一般咸信鮑林因為沒有出席這個會議而錯失目睹一項關鍵性的證據(jù)，而讓詹姆斯·沃森及同僚佛朗西斯·克里克搶得先機，早一步提出DNA的分子結構。

萊納斯·鮑林 - 和平使者

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：“科學與和平是有聯(lián)系的，世界已被科學的發(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�認為，核戰(zhàn)爭可能毀滅地球和人類，他號召科學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，干涉他的人身自由。1954年，鮑林榮獲諾貝爾化學獎以后，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：呼吁科學家應共同反對發(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《科學家反對核實驗宣言》，該宣言在兩周內就有2000多名美國科學家簽名，在短短幾個月內，就有49個國家的11000余名科學家簽名。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《科學與和平》為題，發(fā)表了領獎演說，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�！弊詈笏�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。”

鮑林是一位偉大的科學家與和平戰(zhàn)士，他的影響遍及全世界。

萊納斯·鮑林 - 同名圖書

書名：萊納斯·鮑林

ISBN：7119024965

作者：牛頓大衛(wèi)著

出版社：北京:外文出版社

年份：1999

頁數(shù)和開本：179頁:照片;20cm

叢編項：現(xiàn)代科學的創(chuàng)造者;1

題名：LinusPauling

主題：鮑林(Pauling,LinusCarl1901～1994)(0)>生平事跡(1)
中圖分類號：歷史、地理

內容簡介：鮑林不僅是位有才氣的科學家，更是一位世界和平運動的熱情倡導者。他運用化學與物理學解決了各種與化學鍵本質有關的難題，發(fā)展出一套獨一無二的、可以用來研究蛋白質、氨基酸及DNA的模型架構技術。本書即記述了他的工作與生活。