Linus Pauling
Linus Pauling fue el químico más grande del siglo XX, y posiblemente de todos los tiempos. Fue fundador de química cuántica, biología molecular y genética molecular.
A él le debemos varios conceptos científicos indispensables, incluyendo la teoría del enlace de valencia y la electronegatividad. Descubrió la estructura de hélice alfa de las proteínas y descubrió que la anemia de células falciformes es una enfermedad molecular.
Más adelante en su carrera se convirtió en una figura más controvertida. Durante un tiempo, el gobierno estadounidense lo vio como un riesgo para la seguridad. En sus últimos años fue etiquetado como un charlatán por defender el uso de altas dosis de vitamina C en los tratamientos contra el cáncer.
En una vida extraordinaria y larga, Pauling fue el único ganador de dos Premios Nobel, un logro sin igual, el primero de química y el segundo de paz.
Comienzos
Linus Carl Pauling nació el 28 de febrero de 1901 en Portland, Oregón, Estados Unidos. Fue el primero de tres hijos de la familia financieramente estirada de Herman Henry William Pauling, un vendedor de productos farmacéuticos, y Lucy Isabelle Darling.
Desde temprana edad Linus disfrutó de las matemáticas y descubrió cómo funcionaba el mundo.
Su padre se dio cuenta de que Linus tenía un talento inusual. Inseguro sobre cómo ayudar a su hijo, envió una carta al periódico The Oregonian, pidiéndole consejo. Lamentablemente, este fue uno de sus actos finales. Poco después de escribir la carta, Herman Pauling murió de una úlcera perforada. Era junio de 1910 y Linus tenía nueve años.
Después de la muerte de su padre, la madre de Linus pagó las facturas aceptando huéspedes.
Un químico juvenil
Linus se dedicó a la ciencia en contra de los deseos de su madre, pensó que una educación universitaria era una pérdida de tiempo. Linus se llevaba bastante mal con su madre y buscó refugio en los libros. La vida familiar era soportable para él porque se llevaba bien con sus dos hermanas menores, Pauline y Lucille.
Su amigo de secundaria Lloyd Jeffress tenía un kit de química en casa. Lloyd le mostró a Linus algunas reacciones químicas. Agregar una gota de ácido sulfúrico a una mezcla de clorato de potasio y azúcar para producir Linus impresionado con agua y carbono. Comenzó a centrarse en la química y construyó su propio laboratorio en el sótano de su casa.
Para cuando tenía 15 años, Linus tenía los créditos escolares que necesitaba para matricularse en el Oregon State Agricultural College en Corvallis (ahora Oregon State University).
Desafortunadamente, su escuela secundaria, Washington High School, Portland, se negó a otorgarle su diploma de escuela secundaria porque aún necesitaba dos créditos de educación cívica. Sin embargo, Linus dejó la escuela, ofreciendo pasar los exámenes en la universidad, pero su escuela secundaria dijo que no a esto.
La escuela le otorgó su diploma con 47 años de retraso, en 1963, después de enterarse de que su antiguo alumno había ganado el Premio Nobel de la Paz.
Universidad a los 16 años, Instructor universitario a los 18
Pauling necesitaba pagar su propio camino hasta la universidad. Después de salir de la escuela, trabajó duro en una variedad de trabajos, incluyendo el de repartidor de leche y el de obrero de astillero. Su madre le ayudó a conseguir un trabajo como aprendiz de maquinista, que pagaba un buen salario. Ella esperaba que esto lo tentara a abandonar sus planes para la universidad.
Renunció a su aprendizaje cuando, en octubre de 1917, a los 16 años, se mudó a Corvallis para comenzar un título de ingeniería química.
Pauling era un joven bastante serio, infinitamente preocupado por el dinero. Aunque nunca fue antisocial, en su mayoría evitó la vida social de la universidad.
Se mantuvo con una variedad de trabajos a través de dos años de universidad. Luego les dijo a sus profesores que necesitaba regresar a Portland y encontrar un trabajo para mantener a su madre enferma. Sus profesores querían que completara su carrera: lo habían identificado como un estudiante extraordinariamente talentoso.
La universidad hizo de Pauling un instructor asistente de química. Con tan solo 18 años, ahora podía mantener económicamente a su madre y continuar su carrera. Pero fue un trabajo muy duro. Su trabajo docente requería unas 40 horas de contacto a la semana con los estudiantes. La madre de Pauling murió en 1919, poco después de que Pauling comenzara a trabajar como instructora universitaria.
» Cuando era un niño, a los 18 años, me interesé en la pregunta de por qué los átomos están separados a cierta distancia. ¿Qué tan separados están cuando están unidos y qué es lo que los mantiene a esta distancia? ¿Cuál es el enlace químico entre átomos? ¿Cuáles son las estructuras de las moléculas? Estaban empezando a estar decididos.»
Química Física y Escuela de Posgrado
En sus últimos dos años en la universidad, Pauling se dedicó a la química física, particularmente al campo de la unión química. Quería entender cómo los electrones se organizan alrededor de los núcleos para que la atracción mutua general permita que los átomos formen moléculas estables.
» El Sr. Pauling posee una de las mejores mentes que he observado en una persona de su edad, y en muchos sentidos es superior a sus instructores.»
Después de completar su título de ingeniería química, en 1922 Pauling se mudó al sur a la escuela de posgrado en el Instituto de Tecnología de California (Caltech). En Caltech utilizó la difracción de rayos X para estudiar la estructura de los cristales. Se graduó en 1925 summa cum laude (el más alto de los honores) con un doctorado en química física.
Gira Europea-Encuentro con los Peces Gordos de la Mecánica Cuántica
Una Beca Guggenheim le permitió a Pauling viajar a Europa durante dos años. Allí se sumergió en la mecánica cuántica, utilizando las matemáticas para comprender el comportamiento de los electrones en los átomos.
Durante su gira trabajó con algunos de los nombres más importantes de la mecánica cuántica, incluidos Niels Bohr, Erwin Schrödinger y Arnold Sommerfeld. Pasó un año en Alemania, durante el cual dominó perfectamente el idioma. Regresó a Caltech en 1927, a los 26 años, para comenzar a trabajar como profesor asistente de química.
Las contribuciones de Linus Pauling a la Ciencia
Linus Pauling hizo avances muy significativos en una amplia gama de campos científicos. En esto fue asistido por cinco cualidades personales:
- reservas casi ilimitadas de energía y entusiasmo
- una inmensa capacidad de trabajo duro
- una inteligencia extremadamente alta
- una sed insaciable de nuevos descubrimientos
- una torpeza anticuada
Consiguió que la mayoría de sus nuevas ideas fueran aceptadas relativamente rápidamente por un público generalmente escéptico debido a dos cualidades más. Él era:
- un comunicador brillante
- un publicista y vendedor inusualmente habilidoso
Enlace químico-Fundador de la Química Cuántica
Orbitales de electrones en un átomo de carbono central hibridan para producir el forma tetraédrica de metano.
Los físicos habían hecho un trabajo fantástico al entender los sistemas cuánticos de un núcleo y un electrón.
En Europa, a finales de la década de 1920, Pauling comenzó a usar la mecánica cuántica, específicamente la ecuación de onda de Shrödinger, para comprender sistemas más complejos que consistían en múltiples núcleos y múltiples electrones, es decir, compuestos químicos.
Pauling ideó la teoría del enlace de valencia y dio a la química sus conceptos cotidianos de electronegatividad, hibridación orbital y resonancia. Estos conceptos son cruciales para la enseñanza y la comprensión de cómo se forman y comportan los compuestos químicos.
A finales de la década de 1920, Pauling publicó una serie de documentos que muestran un progreso notable en la comprensión de la estructura y la unión en sólidos cristalinos. Lawrence Bragg leyó estos periódicos y no estaba muy contento. Bragg, ganador conjunto del Premio Nobel de Física en 1915 por su trabajo en difracción de rayos X y estructuras de cristal, estaba de hecho indignado. Creía que algunas de las ideas de Pauling eran ideas que había publicado previamente que Pauling se había vestido para parecerse a las suyas.
A principios de la década de 1930, Pauling pudo demostrar que la química cuántica podía hacer más que producir resultados que estuvieran de acuerdo con los experimentos. Lo usó para predecir correctamente las propiedades de las moléculas y sus estructuras. En 1931, Caltech lo ascendió a profesor titular de química.
Hexafluoruro de xenón – predecido por Pauling en 1933, hecho por primera vez en la década de 1960. Imagen de CCoil.
Basado en su escala de electronegatividad, Pauling hizo la predicción inesperada de que el gas noble xenón podría formar compuestos. Pasaron tres décadas antes de que los experimentadores pudieran demostrar que la predicción de Pauling era correcta.En 1939 Pauling publicó el libro de química más importante del siglo XX, The Nature of the Chemical Bond. Con su publicación, se convirtió en el mayor químico del siglo XX.
En 1954 Pauling fue el único destinatario del Premio Nobel de Química «por sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace químico y su aplicación a la elucidación de la estructura de sustancias complejas.»
Pauling no tenía interés en las implicaciones filosóficas de la teoría cuántica que fascinaba a Niels Bohr, Albert Einstein y muchos otros físicos europeos. Tomó una visión mucho más práctica: funciona, nos ayuda a entender la química, así que la usamos.
» La mayoría de los descubrimientos científicos, hechos por alguna persona, dicen, habrían sido hechos muy pronto por otra persona si esa persona no hubiera existido. Y, sin embargo, me parece que he introducido en mi trabajo sobre el enlace químico una forma de pensar que podría no haber sido introducida por nadie más, al menos no durante bastante tiempo. Supongo que el complejo de ideas que originé en el período de 1928 a 1933 – 1931 fue probablemente mi artículo más importante-ha tenido el mayor impacto en la química.»
Proyecto Manhattan? No
Muchos de los mejores científicos de Estados Unidos participaron en el Proyecto Manhattan, el esfuerzo aliado durante la Segunda Guerra Mundial para construir la primera arma nuclear del mundo. Una omisión flagrante de la lista fue Linus Pauling.
El líder científico del Proyecto, Robert Oppenheimer, quería que Pauling, el hombre que veía como el químico más grande de Estados Unidos, dirigiera la sección de química del proyecto. Pauling se negó, diciendo que no estaba dispuesto a interrumpir su vida familiar al alejarse de Caltech. ¡El hecho de que Oppenheimer haya intentado una vez iniciar una aventura con la esposa de Pauling también puede tener algo que ver con el rechazo!
A pesar de su negativa a trabajar para Oppenheimer, Pauling no se escondió del esfuerzo de guerra. Trabajó en varios proyectos importantes, incluyendo la invención de un medidor de oxígeno para monitorear la calidad del aire en aviones y submarinos, el desarrollo de proyectiles de artillería perforantes, la formulación de combustible para cohetes y el desarrollo de plasma sanguíneo artificial.
En 1948, el presidente Harry Truman le otorgó la Medalla Presidencial al Mérito por su trabajo de guerra.
Descubrimiento de la Hélice de Proteínas – Fundador de la Biología Molecular
Acostado en la cama un día de 1948, aburrido y recuperándose de una enfermedad, Pauling comenzó a pensar en las proteínas. Para pasar el tiempo, comenzó a dibujar átomos y enlaces químicos en papel. Luego comenzó a doblar el papel para hacer coincidir los enlaces de hidrógeno con los átomos. Al hacerlo, surgió la forma de una hélice. Pauling había tropezado con la verdad acerca de uno de los grandes misterios de la vida. Más tarde utilizó la difracción de rayos X para confirmar el mensaje de su origami químico: las proteínas, las moléculas básicas de la vida, existen como hélices: la hélice alfa que descubrió es una gran variedad de hélices de proteínas.
las moléculas de Proteína existir como hélices.
El descubrimiento de Pauling allanó el camino para el descubrimiento de 1953 de la estructura de doble hélice del ADN por los esfuerzos combinados de Francis Crick, Rosalind Franklin, James Watson y Maurice Wilkins. Pauling era su único competidor serio en la carrera, pero creía incorrectamente que el ADN era una triple hélice.
Según Francis Crick, Linus Pauling:
«debe ser considerado como el padre de la biología molecular»
Y de James Watson:
«no ha habido nadie como Linus en todo el mundo. La combinación de su prodigiosa mente y su sonrisa contagiosa era imbatible.»
Anemia de células Falciformes-Fundador de la Genética Molecular
La anemia de células falciformes es una enfermedad genética que afecta a algunas personas de partes de África e India o con antepasados de estas regiones. Con el fin de mejorar la resistencia a la malaria, los glóbulos rojos de las personas afectadas han sufrido cambios genéticos para producir una forma diferente, la anemia falciforme, como se muestra en la imagen de abajo.
El inconveniente del cambio es que las células falciformes transportan menos oxígeno, lo que resulta en anemia de células falciformes.
En noviembre de 1949, Pauling y sus compañeros de trabajo de estudiantes graduados descubrieron que la anemia de células falciformes es causada por una proteína anormal. La carga eléctrica en la hemoglobina de los enfermos es diferente de la de las personas sanas. Los enfermos tienen una mezcla de glóbulos rojos normales y células falciformes.
Además, Pauling y sus estudiantes demostraron que la herencia mendeliana realmente funciona a nivel de las propiedades de una molécula de proteína, no solo si la proteína está presente o no. Al hacerlo, establecieron una nueva disciplina científica de enorme importancia: la genética molecular.
La política y el Premio Nobel de la Paz
Un roce con la muerte
Las opiniones políticas de Pauling comenzaron como republicanas y terminaron como izquierdistas. Uno de los actores clave en este cambio fue Thomas Addis, un eminente médico especializado en nefrología.
En 1940 Pauling enfermó peligrosamente con nefritis glomerular, una enfermedad renal considerada fatal en la década de 1940.Addis trató a Pauling durante varios años, una gran parte de los cuales involucró la regulación de la dieta y la nutrición de su paciente. Pauling, siempre en busca de fenómenos interesantes, señaló los fuertes vínculos entre la nutrición, la enfermedad y la salud.
Pauling sobrevivió. Creía que debía su vida al trabajo dedicado de Addis como médico. Addis, sin embargo, era comunista. El gobierno lo había declarado un riesgo para la seguridad, lo que a veces dificultaba su vida. Este angustiado Pauling.
Simpatía por los japoneses en América
Pauling también se sintió angustiado por otros eventos que vio injustos en la década de 1940, como el internamiento de estadounidenses con ascendencia japonesa en la Segunda Guerra Mundial. Durante la guerra, él y su esposa contrataron a un jardinero cuyos padres eran japoneses. Alguien se resintió lo suficiente como para pintar eslóganes antijaponeses en el garaje de los Pauling y amenazarlos anónimamente por teléfono.
Aunque muy temerosos, la pareja no retrocedió: su jardinero se fue solo cuando fue convocado para unirse al Ejército de los Estados Unidos.
El Premio Nobel de la Paz
Pauling creía que toda guerra era irracional, particularmente la guerra nuclear.
En la década de 1950, durante la guerra fría, Pauling era cada vez más público en su apoyo a las causas antigubernamentales. El resultado de esto fue que Pauling terminó enfrentando restricciones de viaje.
En 1957 fue fundamental en la recopilación de una petición para prohibir las pruebas de armas nucleares: fue firmada por más de 11.000 científicos de 50 países. Más tarde, los Estados Unidos, el Reino Unido y la Unión Soviética acordaron una prohibición parcial de los ensayos nucleares, principalmente como resultado de la petición.
Pauling recibió el Premio Nobel de la Paz de 1962. El comité del Premio Nobel señaló que había:
«campaign hecho campaña incesantemente, no solo contra los ensayos de armas nucleares, no solo contra la propagación de estos armamentos, no solo contra su uso, sino contra toda guerra como medio de resolver conflictos internacionales.»
Pauling fue atacado sin piedad en varias publicaciones por sus opiniones. El New York Times fue menos acalorado, comentando en un editorial:
» El profesor Pauling ha sido un agitador persistente y eficaz en su lucha por la paz internacional y contra los ensayos atmosféricos de armas nucleares. No siempre ha sido sabio en su elección de tácticas y a veces ha sido imprudente.»
Pauling fue a menudo acusado de ser un simpatizante comunista o soviético, pero en realidad era demasiado de espíritu libre para apoyar alguna forma de gobierno totalitario. Sin embargo, es probable que sea justo decir que habría elegido sacrificar las libertades occidentales si una guerra nuclear fuera el precio de defenderlas.
Aunque Pauling nunca mezcló la política con sus clases en Caltech, sus declaraciones políticas sobre temas como ‘prohibir la bomba’ eventualmente causaron tanta tensión con los administradores de Caltech que en 1964, a la edad de 63 años, Pauling dejó Caltech para trabajar en el Centro de Estudio de Instituciones Democráticas en Santa Bárbara.
Volver a la Química y Curar el Cáncer con vitamina C
De 1967 a 1969 Pauling fue profesor de química en la Universidad de California, San Diego.
Entre 1969 y 1974 fue profesor de química en la Universidad de Stanford.
Desde su encuentro con la muerte en la década de 1940, Pauling se había interesado cada vez más en la relación entre nutrición y salud. En 1970 publicó un bestseller, Vitamin C and the Common Cold.En 1973 fundó el Instituto Linus Pauling de Ciencia y Medicina en Menlo Park, California. El objetivo principal de su trabajo fue investigar los beneficios para la salud de grandes dosis de vitamina C, particularmente en el tratamiento de la aterosclerosis, las enfermedades cardíacas y el cáncer.
Organizó tratamientos con dosis muy grandes de vitamina C para pacientes con cáncer. Él y su equipo obtuvieron resultados positivos.
Los resultados fueron refutados por investigadores de la Clínica Mayo, que dijeron que no podían replicarlos.
La refutación de la Clínica Mayo fue refutada por Pauling, quien dijo que la Clínica Mayo no había seguido el mismo régimen de dosificación de vitamina C que había utilizado, y que habían terminado la dosificación de vitamina C después de menos de tres meses, en lugar de usarla como tratamiento a largo plazo.
Las afirmaciones de Pauling sobre la vitamina C siguen siendo controvertidas y no se utilizan en ningún tratamiento estándar para el cáncer.
El Instituto Linus Pauling todavía existe, investigando los vínculos entre nutrición y salud. Ahora tiene su sede en el Alma Mater de Pauling, en la Universidad Estatal de Oregón.
Algunos detalles personales y el final
Pauling conoció a su futura esposa Ava Helen Miller en su último año de universidad en Oregón. Ella era una estudiante en una de las clases de química que él enseñaba.Se casaron en 1923 cuando él tenía 22 años. Tres de sus cuatro hijos siguieron carreras científicas: Linus Jr. se convirtió en psiquiatra; Peter en cristalógrafo; Edward en biólogo. Su hija Linda se casó con el geólogo Barclay Kamb. Los hijos de Linus y Ava les dieron 15 nietos.
Ava alentó las incursiones de Pauling en la política. Dijo que debería haber compartido su Premio Nobel de la Paz.Linus Pauling murió de cáncer de próstata el 19 de agosto de 1994 en Big Sur, California. Tenía 93 años. Sus cenizas y las de su esposa fueron enterradas en el Cementerio de Pioneros de Oswego, Lake Oswego, Oregón en 2005.
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"Linus Pauling." Famous Scientists. famousscientists.org. 10 Jun. 2016. Web. <www.famousscientists.org/linus-pauling/>.
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Lectura adicional
Anthony Serafini
Linus Pauling Un hombre y Su Ciencia
Paragon House, 1989
John Horgan
Obstinadamente por delante de su tiempo
Scientific American 266, 36 – 40, 1993
Thomas Hager
La Fuerza de la Naturaleza: La Vida de Linus Pauling
Simon& Schuster, 1995
Bruno J. Strasser
Linus Pauling’s «Molecular Diseases»: Between History and Memory
American Journal of Medical Genetics (Semin. Mediterráneo. Genet.) 115: 83-93, 2002
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