Linus Pauling och kvantkemin

"When an old and distinguished person speaks to you, listen to him carefully and with respect — but do not believe him. Never put your trust into anything but your own intellect. Your elder, no matter whether he has gray hair or has lost his hair, no matter whether he is a Nobel laureate — may be wrong. The world progresses, year by year, century by century, as the members of the younger generation find out what was wrong among the things that their elders said. So you must always be skeptical — always think for yourself."
-Pauling

 

Linus Pauling var en av 1900-talets viktigaste forskare och gjorde stora insatser inom kvantkemin och den molekylära biologin. Han fick nobelpriset både i kemi och fredspriset. Endast fyra personer har fått fler än ett nobelpris, endast två har fått två nobelpris inom olika fält och endast Pauling har fått två pris som han inte delar med fler pristagare än sej själv.

 

Pauling föddes av fattiga föräldrar i Oregon 1901. Han läste mycket som barn och fascinerades tidigt av kemi. Han hade flera olika ströjobb för att finansiera sin utbildning. När atomerna ansågs bevisade i början av 1900-talet blev han intresserad av att tolka kemin ur ett atomperspektiv.

 

När han blivit mer etablerad inom akademin reste han till Europa för att studera under Bohr, Schrödinger och Sommerfeld. Pauling var intresserad av ämnens strukturer på molekylärnivå. Under sin europaresa blev han pionjär inom kvantkemin.

 

Schrödingers vågfunktion "innehåller hela kemin och det mesta av fysiken" enligt ett tidigt omdöme.

 

Hemma igen 1927 blev han professor inom teoretisk kemi och fick sina fem mest produktiva år. Han blev vän med Oppenheimer och påbörjade ett samarbete, men bröt tvärt vänskapen när Oppenheimer verkade stöta på Paulings fru.

 

Pauling fortsatte dock att göra viktiga framsteg själv. 1939 sammanfattade han mycket av sitt arbete i The nature of the chemical bond, en av de mest inflytelserika kemiböckerna någonsin. Det är en av de mest citerade vetenskapliga böckerna någonsin och citeras ännu idag, mer än sjuttio år efter att den gavs ut.

 

Praktisk kvantkemi använder sej idag mycket av spektroskopi. Teoretisk kvantkemi sammanfaller i hög grad med "beräkningskemi" (computational chemistry). Den teoretiska grunden är vågmodellen som beskriver elektronerna med ett sannolikhetsmoln och som beräknas med Schrödingers vågekvation (bl.a)

 

Valensteori beskriver parvisa bindningar mellan atomer och påminner mycket om klassisika kemisters teckningar av kemiska bindningar.
Den känns rätt intuitiv men beskriver inte alla situationer lika bra som "molecular orbital theory" där hela molekylen med flera atomer har ett gemensamt elektronmoln.
Ett tredje alternativ är "density functional theory" som inte använder sej av vågfunktioner utan av elektrontätheten.

 

Paulings skapelser "hybridisering" (att förena flera elektronbanor teoretiskt) och "elektronegativitet" (molekylers förmåga att dra till sej elektroner) finns nu med i standardböcker i kemi medan hans "valence bond" inte beskrev empirin helt perfekt och ersattes senare med "the orbital molecular theory". Den är dock inte övergiven. Paulings abete med kristallstrukturer har bidragit till vidare forskning.

 

Efter detta så gav han sej in på nya utmaningar och började intressera sej för biokemi och molekylärbiologi. Han forskade bl.a i hemoglobin och proteiner och deras form. Hans upptäckt av formerna "alpha helix" och "beta sheet" är grundläggande inom proteinstudier.

 

Han föreslog sedan att DNA kunde vara en trippelspiral. När det blev känt att Pauling jobbade med DNA-teori så fick även Watson och Crick tillåtelse att göra detta. När de hade visat att DNA var en dubbelspiral så var folk förvånade att Pauling inte hade knäckt den nöten och det gick ett rykte att hans forskning hade förhindrats när hans pass drogs in pga av misstänkta kommunistsympatier. När han med tiden fick svårare att göra banbrytande framsteg inom vetenskapen så riktades hans uppmärksamhet mera mot politik och andra områden.

 

1949 publicerade Pauling och tre andra ett arbete om sickle-cell anemi, som blev den första sjukdomen förstådd på molekylärnivå och den första sjukdomen där man bevisade att den berodde på ett onormalt protein. De visade också hur mendelsonsk ärftlighet påverkade sjukdomen och grundade därmed molekylärgenetiken. Detta blev hans sista stora triumf inom vetenskapen.

 

1954 fick han nobelpriset i kemi för sitt tidigare arbete.

 

Andra världskriget och hans frus pacifism gjorde honom till en fredsaktivist, vilket gjorde myndigheterna misstänksamma mot honom. 1962 fick han nobels fredspris för sin kamp mot kärnvapentester. Hans fortsatta aktivism fick även mycket kritik. Han gled ifrån den akademiska världen och 1966 var han frikopplad från forskning. Han anklagades för att vara kommunistsympatisör och häcklades i massmedia.

 

1941 hade han blvit diagnostiserad med Brights disease, en ovanlig sjukdom som det inte fanns någon behandling för. Han började då att utforska alternativmedicinen, vilket ledde till att han även har kallats "världens störste kvacksalvare".

 

Han har inte minst förespråkat vitamin c som ett effektivt medel mot förkylning, cancer och hjärnskada m.m. När han har kritiserats har han poängterat att man måste använda intravenöst vitamin c och att oralt vitamin c inte alls har samma effekt.

 

Från 1952 arbetade han på en modell för strukturen hos atomkärnor, med anknytning till de platonska kropparna. Han hade tidigare beskrivit elektronskalen geometriskt; nu ville han göra detsamma med atomkärnorna.

 

Han uppfostrades som protestant, konverterade till unitarismen och deklarerade strax innan sin död att han var ateist.

 

Pauling dog av prostatacancer 1994, 93 år gammal. Han fick otaliga priser och utmärkelser under sitt liv och fanns med på en lista över historiens tjugo största vetenskapmän som New Scientist sammanställde. Linus Torvald är uppkallad efter honom.

 

"If you want to have good ideas you must have many ideas. Most of them will be wrong, and what you have to learn is which ones to throw away."
-Pauling


Kommentarer

Kommentera inlägget här:

Namn:
Kom ihåg mig?

E-postadress:

URL:

Kommentar:

Trackback