Linus Pauling
Linus Pauling è stato il più grande chimico del ventesimo secolo, e probabilmente mai. Fu uno dei fondatori della chimica quantistica, della biologia molecolare e della genetica molecolare.
A lui dobbiamo diversi concetti scientifici indispensabili tra cui la teoria del legame di valenza e l’elettronegatività. Ha scoperto la struttura alfa-elica delle proteine e ha scoperto che l’anemia falciforme è una malattia molecolare.
Più tardi nella sua carriera è diventato una figura più controversa. Per un certo periodo il governo americano lo considerò un rischio per la sicurezza. Nei suoi ultimi anni è stato etichettato come un ciarlatano per difendere l’uso di alte dosi di vitamina C nei trattamenti contro il cancro.
In una vita straordinaria e lunga Pauling è stato l’unico destinatario di due premi Nobel – un risultato senza pari – il primo per la chimica e il secondo per la pace.
Inizi
Linus Carl Pauling è nato il 28 febbraio 1901 a Portland, Oregon, USA. Era il primo di tre figli nella famiglia finanziariamente allungato di Herman Henry William Pauling, un venditore di prodotti farmaceutici, e Lucy Isabelle Darling.
Fin dalla tenera età Linus goduto di matematica e scoprire come il mondo ha funzionato.
Suo padre si rese conto che Linus era insolitamente dotato. Incerto su come aiutare suo figlio, mandò una lettera all’Oregonian, un giornale, chiedendo consiglio. Purtroppo, questo è stato uno dei suoi ultimi atti. Poco dopo aver scritto la lettera Herman Pauling morì di un’ulcera perforata. Era il giugno del 1910 e Linus aveva nove anni.
Dopo la morte di suo padre, la madre di Linus pagò le bollette prendendo in pensione.
Un chimico giovanile
Linus si dedicò alla scienza contro i desideri di sua madre – pensava che un’istruzione universitaria fosse una perdita di tempo. Linus andò piuttosto d’accordo con sua madre e cercò rifugio nei libri. La vita familiare era sopportabile per lui perché andava d’accordo con le sue due sorelle minori, Pauline e Lucille.
Il suo amico di scuola superiore Lloyd Jeffress aveva un kit di chimica a casa. Lloyd mostrò a Linus alcune reazioni chimiche. L’aggiunta di una goccia di acido solforico a una miscela di clorato di potassio e zucchero per produrre acqua e carbonio ha impressionato Linus. Iniziò a concentrarsi sulla chimica e costruì il suo laboratorio nel seminterrato della sua casa.
Quando aveva 15 anni, Linus aveva i crediti scolastici necessari per iscriversi all’Oregon State Agricultural College di Corvallis (ora Oregon State University).
Sfortunatamente la sua scuola superiore – Washington High School, Portland – ha rifiutato di assegnargli il diploma di scuola superiore perché aveva ancora bisogno di due crediti civici. Tuttavia Linus ha lasciato la scuola, offrendo di superare gli esami al college, ma il suo liceo ha detto di no a questo.
La scuola gli ha conferito il diploma con 47 anni di ritardo, nel 1963, dopo aver appreso che il loro ex studente aveva vinto il premio Nobel per la Pace.
College a 16 anni, Istruttore universitario a 18
Pauling aveva bisogno di pagare la sua strada attraverso il college. Dopo aver lasciato la scuola ha lavorato duramente in una varietà di posti di lavoro, tra cui latte ragazzo di consegna e operaio cantiere navale. Sua madre lo aiutò a trovare un lavoro come apprendista macchinista, che pagò un buon salario. Sperava che questo lo avrebbe tentato di abbandonare i suoi piani per il college.
Si dimise dal suo apprendistato quando, nell’ottobre del 1917, all’età di 16 anni, si trasferì a Corvallis per iniziare una laurea in ingegneria chimica.
Pauling era un giovane piuttosto serio, infinitamente preoccupato per i soldi. Anche se non è mai stato attivamente anti-sociale, ha per lo più evitato la vita sociale del college.
Si è sostenuto con una varietà di posti di lavoro attraverso due anni di college. Ha poi detto ai suoi docenti che aveva bisogno di tornare a Portland e trovare un lavoro per sostenere la madre malata. I suoi docenti volevano che completasse la sua laurea: lo avevano identificato come uno studente straordinariamente dotato.
Il college ha reso Pauling un assistente istruttore di chimica. All’età di soli 18 anni, ora poteva sostenere finanziariamente sua madre e continuare il suo corso di laurea. Ma è stato un lavoro molto duro. Il suo lavoro di insegnamento ha richiesto circa 40 ore di contatto a settimana con gli studenti.
La madre di Pauling morì nel 1919, poco dopo che Pauling iniziò a lavorare come istruttore universitario.
“Quando ero un ragazzo, 18 anni, mi sono interessato alla domanda sul perché gli atomi sono tenuti a una certa distanza. Quanto distanti sono quando sono legati insieme e che cosa è che li tiene a questa distanza? Qual è il legame chimico tra gli atomi? Quali sono le strutture delle molecole? Stavano appena iniziando a essere determinati.”
Physical Chemistry and Graduate School
Nei suoi ultimi due anni al college Pauling si dedicò alla chimica fisica – in particolare al campo del legame chimico. Voleva capire come gli elettroni si dispongono attorno ai nuclei in modo che l’attrazione reciproca complessiva consenta agli atomi di formare molecole stabili.
“Mr. Pauling possiede una delle migliori menti che abbia mai osservato in una persona della sua età, e in molti modi è superiore ai suoi istruttori.”
Dopo aver completato la sua laurea in ingegneria chimica, nel 1922 Pauling si è spostata a sud di scuola di specializzazione presso il California Institute of Technology (Caltech). Al Caltech ha usato la diffrazione dei raggi X per studiare la struttura dei cristalli. Si è laureato nel 1925 summa cum laude (il massimo dei voti) con un dottorato di ricerca in chimica fisica.
European Tour – Incontro con i pezzi grossi della Meccanica quantistica
Una Guggenheim Fellowship ha permesso a Pauling di viaggiare in Europa per due anni. Lì si immerse nella meccanica quantistica, usando la matematica per comprendere il comportamento degli elettroni negli atomi.
Durante il suo tour ha lavorato con alcuni dei più grandi nomi della meccanica quantistica, tra cui Niels Bohr, Erwin Schrödinger e Arnold Sommerfeld. Ha trascorso un anno in Germania, durante il quale è diventato perfettamente fluente nella lingua. Tornò al Caltech nel 1927, all’età di 26 anni, per iniziare a lavorare come assistente professore di chimica.
I contributi di Linus Pauling alla scienza
Linus Pauling ha fatto scoperte altamente significative in una gamma notevolmente ampia di campi scientifici. In questo è stato assistito da cinque qualità personali:
- quasi illimitato di riserve di energia e di entusiasmo
- una immensa capacità di duro lavoro
- estremamente alta intelligenza
- un’inestinguibile sete di nuove scoperte
- vecchio stile pigheadedness
Egli ha ottenuto la maggior parte delle sue nuove idee accettate relativamente rapidamente generalmente da una scettico pubblico a causa di due ulteriori punti di forza. Lo era:
- un brillante comunicatore
- un insolitamente esperti di auto-pubblicista e venditore
Legame Chimico – Fondatore della Chimica Quantistica
di Elettroni orbitali di un atomo di carbonio centrale ibridare per produrre familiare tetraedrico forma di metano.
I fisici avevano fatto un fantastico lavoro di comprensione dei sistemi quantistici di un nucleo e di un elettrone.
In Europa alla fine del 1920 Pauling ha iniziato a utilizzare la meccanica quantistica – in particolare l’equazione d’onda di Shrödinger – per comprendere sistemi più complessi costituiti da più nuclei e più elettroni, cioè composti chimici.
Pauling ideò la teoria del legame di valenza e diede alla chimica i suoi concetti ormai quotidiani di elettronegatività, ibridazione orbitale e risonanza. Questi concetti sono cruciali nell’insegnamento e nella comprensione di come si formano e si comportano i composti chimici.
Alla fine del 1920 Pauling pubblicò un flusso di documenti che mostravano notevoli progressi nella comprensione della struttura e del legame nei solidi cristallini. Lawrence Bragg ha letto questi documenti ed era meno che felice. Bragg, vincitore del premio Nobel per la fisica nel 1915 per il suo lavoro nella diffrazione dei raggi X e nelle strutture cristalline, era infatti incensato. Credeva che alcune delle idee di Pauling fossero idee che aveva precedentemente pubblicato che Pauling si era vestito per assomigliare al suo.
All’inizio del 1930 Pauling fu in grado di dimostrare che la chimica quantistica poteva fare di più che produrre risultati concordati con gli esperimenti. Lo ha usato per prevedere correttamente le proprietà delle molecole e le loro strutture. Nel 1931 Caltech lo ha promosso a professore ordinario di chimica.
Esafluoruro di xeno – previsto per esistere da Pauling nel 1933, realizzato per la prima volta nel 1960. Immagine di CCoil.
Sulla base della sua scala di elettronegatività, Pauling ha fatto la previsione inaspettata che il gas nobile xenon potrebbe formare composti. Ci vollero tre decenni prima che gli sperimentatori fossero in grado di dimostrare che la previsione di Pauling era corretta.
Nel 1939 Pauling pubblicò il più importante libro di chimica del ventesimo secolo, La natura del legame chimico. Con la sua pubblicazione, divenne il più grande chimico del ventesimo secolo.
Nel 1954 Pauling è stato l’unico destinatario del premio Nobel per la Chimica, “per la sua ricerca sulla natura del legame chimico e la sua applicazione alla delucidazione della struttura delle sostanze complesse.”
Pauling non aveva alcun interesse per le implicazioni filosofiche della teoria quantistica che affascinava Niels Bohr, Albert Einstein e molti altri fisici europei. Ha preso una visione molto più pratica: funziona, ci aiuta a capire la chimica, quindi la usiamo.
“La maggior parte delle scoperte scientifiche, fatte da qualcuno, sarebbe stata fatta molto presto da qualcun altro se quella persona non fosse esistita. Eppure mi sembra di aver introdotto nel mio lavoro sul legame chimico un modo di pensare che potrebbe non essere stato introdotto da nessun altro, almeno non per un bel po’. Suppongo che il complesso di idee che ho avuto origine nel periodo 1928-1933 – 1931 è stato probabilmente il mio lavoro più importante – ha avuto il maggiore impatto sulla chimica.”
Progetto Manhattan? No
Molti dei più grandi scienziati americani hanno preso parte al Progetto Manhattan, lo sforzo alleato durante la seconda guerra mondiale per costruire la prima arma nucleare del mondo. Una palese omissione dall’appello era Linus Pauling.
Il leader scientifico del progetto Robert Oppenheimer voleva che Pauling, l’uomo che vedeva come il più grande chimico americano, guidasse la sezione chimica del progetto. Pauling ha rifiutato, dicendo che non era disposto a interrompere la sua vita familiare allontanandosi dal Caltech. Il fatto che Oppenheimer aveva una volta cercato di iniziare una relazione con la moglie di Pauling può anche avere qualcosa a che fare con il rifiuto!
Nonostante il suo rifiuto di lavorare per Oppenheimer, Pauling non si nascose dallo sforzo bellico. Ha lavorato su una serie di progetti importanti, tra cui l’invenzione di un misuratore di ossigeno per monitorare la qualità dell’aria in aerei e sottomarini, lo sviluppo di proiettili di artiglieria perforanti, la formulazione di combustibile per razzi e lo sviluppo di plasma sanguigno artificiale.
Nel 1948 il presidente Harry Truman gli conferì la Medaglia Presidenziale al merito per il suo lavoro di guerra.
Scoperta dell’elica proteica-Fondatore della biologia molecolare
Sdraiato a letto un giorno nel 1948, annoiato e convalescente dalla malattia, Pauling iniziò a pensare alle proteine. Per passare il tempo, ha iniziato a disegnare atomi e legami chimici su carta. Ha poi iniziato a piegare la carta per abbinare i legami idrogeno con gli atomi. Mentre lo faceva, emerse la forma di un’elica. Pauling si era imbattuto nella verità su uno dei grandi misteri della vita. In seguito ha usato la diffrazione dei raggi X per confermare il messaggio del suo origami chimico: le proteine, le molecole di base della vita, esistono come eliche: l’alfa-elica che ha scoperto è una grande varietà di elica proteica.
Le molecole proteiche esistono come eliche.
La scoperta di Pauling aprì la strada alla scoperta della struttura a doppia elica del DNA nel 1953 grazie agli sforzi combinati di Francis Crick, Rosalind Franklin, James Watson e Maurice Wilkins. Pauling era il loro unico serio concorrente in gara, ma credeva erroneamente che il DNA fosse una tripla elica.
Secondo Francis Crick, Linus Pauling:
“deve essere considerato come il padre della biologia molecolare”
E da James Watson:
“non C’era uno come Linus in tutto il mondo. La combinazione della sua mente prodigiosa e il suo sorriso contagioso era imbattibile.”
l’Anemia falciforme – Fondatore della Genetica Molecolare
l’anemia falciforme è una malattia genetica che colpisce alcune persone da parti dell’Africa e dell’India o con gli antenati di queste regioni. Al fine di migliorare la resistenza alla malaria, i globuli rossi nelle persone colpite hanno subito cambiamenti genetici per produrre una forma diversa – la cellula falciforme – come mostrato nell’immagine qui sotto.
Lo svantaggio del cambiamento è che le cellule falciformi trasportano meno ossigeno, con conseguente anemia falciforme.
Nel novembre 1949, Pauling e i suoi colleghi studenti laureati scoprirono che l’anemia falciforme è causata da una proteina anormale. La carica elettrica sull’emoglobina dei malati è diversa da quella delle persone sane. I malati hanno una miscela di normali globuli rossi e cellule falciformi.
Inoltre, Pauling e i suoi studenti hanno dimostrato che l’eredità mendeliana funziona effettivamente a livello delle proprietà di una molecola proteica, non solo se la proteina è presente o meno. In tal modo, hanno stabilito una nuova disciplina scientifica di enorme importanza: la genetica molecolare.
La politica e il premio Nobel per la pace
A Brush with Death
Le opinioni politiche di Pauling iniziarono come repubblicane e finirono per essere di sinistra. Uno dei protagonisti di questo cambiamento è stato Thomas Addis, un eminente medico specializzato in nefrologia.
Nel 1940 Pauling si ammalò pericolosamente di nefrite glomerulare, una malattia renale considerata fatale nel 1940. Addis curò Pauling per un certo numero di anni, una gran parte dei quali riguardava la regolazione della dieta e della nutrizione del suo paziente. Pauling, sempre alla ricerca di fenomeni interessanti, ha notato i forti legami tra nutrizione, malattia e salute.
Pauling è sopravvissuto. Credeva di dover la sua vita al devoto lavoro di Addis come medico. Addis, tuttavia, era un comunista. Il governo lo aveva dichiarato un rischio per la sicurezza, rendendo la sua vita difficile, a volte. Questo angosciò Pauling.
Simpatia per i giapponesi in America
Pauling è stato anche angosciato da altri eventi che ha visto come ingiusto nel 1940, come ad esempio la Guerra mondiale 2 internamento degli americani con ascendenza giapponese. Durante la guerra lui e sua moglie assunsero un giardiniere i cui genitori erano giapponesi. Qualcuno si è risentito abbastanza da dipingere slogan anti-giapponesi sul garage dei Paulings e minacciarli anonimamente al telefono.
Anche se molto timorosi, la coppia non si tirò indietro: il loro giardiniere se ne andò solo quando fu convocato per unirsi all’esercito degli Stati Uniti.
Il Premio Nobel per la Pace
Pauling credeva che tutte le guerre fossero irrazionali, in particolare quelle nucleari.
Nel 1950, durante la guerra fredda, Pauling era sempre più pubblico nel suo sostegno per le cause anti-governative. Il risultato di ciò fu che Pauling finì per affrontare restrizioni di viaggio.
Nel 1957 fu determinante nella raccolta di una petizione per vietare i test sulle armi nucleari: fu firmata da oltre 11.000 scienziati provenienti da 50 paesi. Più tardi gli Stati Uniti, il Regno Unito e l’Unione Sovietica accettarono un divieto parziale dei test nucleari, principalmente a seguito della petizione.
Pauling ricevette il Premio Nobel per la Pace nel 1962. Il comitato Nobel ha osservato che aveva:
“campa una campagna incessante, non solo contro i test di armi nucleari, non solo contro la diffusione di questi armamenti, non solo contro il loro uso, ma contro tutte le guerre come mezzo per risolvere i conflitti internazionali.”
Pauling è stato attaccato senza pietà in una serie di pubblicazioni per le sue opinioni. Il New York Times è stato meno acceso, commentando in un editoriale:
“Il professor Pauling è stato un agitatore persistente ed efficace nella sua lotta per la pace internazionale e contro i test atmosferici delle armi nucleari. Non è sempre stato saggio nella sua scelta di tattiche e talvolta è stato sconsiderato.”
Pauling fu spesso accusato di essere un simpatizzante comunista o sovietico, ma in realtà era troppo libero per sostenere qualsiasi forma di governo totalitario. Probabilmente è giusto dire, tuttavia, che avrebbe scelto di sacrificare le libertà occidentali se una guerra nucleare fosse il prezzo per difenderle.
Anche se Pauling non ha mai mescolato la politica con le sue lezioni al Caltech, le sue dichiarazioni politiche su questioni come “ban the bomb” alla fine hanno causato così tanta tensione con gli amministratori del Caltech che nel 1964, all’età di 63 anni, Pauling ha lasciato il Caltech per lavorare al Centro per lo studio delle istituzioni democratiche a Santa Barbara.
Torna alla chimica e cura il cancro con vitamina C
Dal 1967 al 1969 Pauling è stato professore di chimica presso l’Università della California, San Diego.
Tra il 1969 e il 1974 è stato professore di chimica alla Stanford University.
Dal suo pennello con la morte nel 1940, Pauling era diventato sempre più interessato al rapporto tra nutrizione e salute. Nel 1970 ha pubblicato un bestseller, Vitamina C e il raffreddore comune.
Nel 1973 ha fondato il Linus Pauling Institute of Science and Medicine a Menlo Park, California. L’obiettivo principale del suo lavoro era la ricerca dei benefici per la salute di grandi dosi di vitamina C, in particolare nel trattamento dell’aterosclerosi, delle malattie cardiache e del cancro.
Ha organizzato trattamenti che coinvolgono dosi molto elevate di vitamina C per i malati di cancro. Lui e il suo team hanno ottenuto risultati positivi.
I risultati sono stati confutati dai ricercatori della Mayo Clinic, che hanno affermato di non poterli replicare.
La confutazione della Mayo Clinic è stata poi confutata da Pauling, che ha detto che la Mayo Clinic non aveva seguito lo stesso regime di dosaggio della vitamina C che aveva usato, e avevano terminato il dosaggio della vitamina C dopo meno di tre mesi, piuttosto che usarlo come trattamento a lungo termine.
Le affermazioni sulla vitamina C di Pauling rimangono controverse e non vengono utilizzate in alcun trattamento standard per il cancro.
Il Linus Pauling Institute esiste ancora, ricercando i legami tra nutrizione e salute. Ora ha sede presso l’Alma Mater di Pauling, Oregon State University.
Alcuni dettagli personali e la fine
Pauling ha incontrato la sua futura moglie Ava Helen Miller nel suo ultimo anno di college in Oregon. Era una studentessa in una delle lezioni di chimica che insegnava.
Si sposarono nel 1923 quando aveva 22 anni. Tre dei loro quattro figli perseguirono una carriera scientifica: Linus Jr. divenne uno psichiatra; Peter un cristallografo; Edward un biologo. La loro figlia Linda sposò il geologo Barclay Kamb. I figli di Linus e Ava hanno dato loro 15 nipoti.
Ava incoraggiò le incursioni di Pauling in politica. Ha detto che avrebbe dovuto condividere il suo premio Nobel per la pace.
Linus Pauling morì di cancro alla prostata il 19 agosto 1994 a Big Sur, in California. Aveva 93 anni. Le sue ceneri e quelle di sua moglie sono state sepolte nel Oswego Pioneer Cemetery, Lake Oswego, Oregon nel 2005.
Autore di questa pagina: The Doc
Images digitally enhanced and colorized by this website. © Tutti i diritti riservati.
Citare questa pagina
Si prega di utilizzare la seguente citazione conforme MLA:
"Linus Pauling." Famous Scientists. famousscientists.org. 10 Jun. 2016. Web. <www.famousscientists.org/linus-pauling/>.
Pubblicato da FamousScientists.org
bibliografia
Antonio Serafini
Linus Pauling, Un Uomo e la Sua Scienza
Paragon House, 1989
John Horgan
Ostinatamente Avanti del suo Tempo
Scientific American 266, 36 – 40, 1993
Thomas Hager
la Forza della Natura: La Vita di Linus Pauling
Simone & Schuster, 1995
Bruno J. Strasser
Linus Pauling “Malattie Molecolari”: Tra Storia e Memoria
American Journal of Medical Genetics (Semin. Med. Genet.) 115: 83-93, 2002
Leave a Reply