Linus Pauling
Obsah boxu
Linus Carl Pauling (* 28. února 1901, Portland – † 19. srpna 1994, Big Sur) byl americký kvantový chemik, biochemik, mírový aktivista, publicista a pedagog. Je považován za jednoho z nejvlivnějších chemiků v historii a řadí se mezi zakladatele oborů kvantové chemie a molekulární biologie.
Je jedním z pouhých čtyř lidí, kteří obdrželi Nobelovu cenu dvakrát, a jediným člověkem, který získal dvě Nobelovy ceny bez spolunositele. V roce 1954 obdržel Nobelovu cenu za chemii za svůj výzkum povahy chemické vazby a její aplikace při objasňování struktury složitých látek. V roce 1962 mu byla udělena Nobelova cena za mír za jeho kampaň proti testování jaderných zbraní nad zemským povrchem.
V pozdější fázi své kariéry se stal kontroverzním propagátorem masivních dávek vitamínu C a dalších nutrientů v rámci jím definované ortomolekulární medicíny, což ho dostalo do sporu s většinovou lékařskou komunitou.
📜 Život a vzdělání
👶 Dětství a studia
Linus Pauling se narodil v Portlandu ve státě Oregon Hermanu Henrymu Williamu Paulingovi, lékárníkovi německého původu, a Lucy Isabelle "Belle" Darling. Již v dětství projevoval mimořádnou inteligenci a zájem o vědu, zejména o chemii, ke které ho přivedl přítel, který mu předvedl několik jednoduchých chemických experimentů.
V roce 1917 nastoupil na Oregon Agricultural College (dnes Oregon State University), kde studoval chemické inženýrství. Během studií si musel přivydělávat, a dokonce na čas přerušil studium, aby mohl finančně podpořit svou matku. Po získání bakalářského titulu v roce 1922 pokračoval v postgraduálním studiu na Kalifornském technologickém institutu (Caltech) v Pasadeně, který se stal jeho celoživotním akademickým domovem. Zde v roce 1925 získal titul Ph.D. v oboru chemie a matematické fyziky.
🎓 Akademická kariéra
Po získání doktorátu strávil Pauling s pomocí Guggenheimova stipendia rok a půl v Evropě, kde studoval u předních vědců té doby, jako byli Arnold Sommerfeld v Mnichově, Niels Bohr v Kodani a Erwin Schrödinger v Curychu. Zde se seznámil s nově vznikající kvantovou mechanikou, kterou se rozhodl aplikovat na studium struktury molekul a povahy chemické vazby.
Po návratu na Caltech v roce 1927 zahájil svou mimořádně plodnou vědeckou kariéru. Postupně byl jmenován docentem, mimořádným a v roce 1931, ve věku pouhých 30 let, řádným profesorem chemie. Na Caltechu působil až do roku 1963.
🔬 Vědecký přínos
Paulingův vědecký přínos zasáhl do mnoha oblastí chemie a biologie. Jeho práce se vyznačovala schopností syntetizovat poznatky z různých oborů, jako byla rentgenová krystalografie, kvantová mechanika a organická chemie.
⚛️ Povaha chemické vazby
Jeho nejvýznamnějším dílem je monografie The Nature of the Chemical Bond (1939), která je považována za jednu z nejvlivnějších vědeckých knih 20. století. V ní shrnul a rozvinul své teorie, které propojily kvantovou mechaniku s chemií. Zavedl a popularizoval klíčové koncepty:
- Hybridizace orbitalů: Koncept, který vysvětluje, jak se atomové orbitaly mísí, aby vytvořily nové, hybridní orbitaly, které lépe odpovídají pozorovaným molekulárním geometriím (např. tetraedrická struktura methanu).
- Rezonance: Teorie popisující molekuly, jejichž skutečnou elektronovou strukturu nelze popsat jedinou Lewisovou strukturou, ale je průměrem (rezonančním hybridem) několika přispívajících struktur (např. benzen).
- Elektronegativita: Zavedl kvantitativní stupnici elektronegativity, která popisuje schopnost atomu v molekule přitahovat sdílené elektrony. Paulingova stupnice se dodnes běžně používá.
Tato práce fundamentálně změnila chápání toho, jak se atomy spojují do molekul, a poskytla chemikům nástroje pro předpovídání a vysvětlování vlastností látek. Za tento přínos obdržel v roce 1954 Nobelovu cenu za chemii.
🧬 Molekulární biologie a struktura proteinů
Ve 30. letech se Paulingův zájem začal obracet k biologickým makromolekulám. Společně s Robertem Coreyem provedl rozsáhlé krystalografické studie aminokyselin a peptidů. Na základě těchto dat v roce 1951 navrhli sekundární struktury proteinů:
- Alfa-helix: Pravotočivá spirálovitá struktura stabilizovaná vodíkovými můstky.
- Beta-skládaný list: Struktura tvořená několika rovnoběžně či protiběžně uspořádanými polypeptidovými řetězci.
Tyto dvě struktury se ukázaly jako základní stavební kameny téměř všech globulárních proteinů.
Pauling se také zabýval studiem hemoglobinu a jako první popsal srpkovitou anémii jako "molekulární chorobu", když v roce 1949 prokázal, že je způsobena geneticky podmíněnou změnou ve struktuře molekuly hemoglobinu.
🏁 Závod o strukturu DNA
Na počátku 50. let se Pauling zapojil do neformálního závodu o objasnění struktury DNA. Na základě svých znalostí a dostupných, avšak ne zcela kvalitních, rentgenových difrakčních dat navrhl na konci roku 1952 model trojité šroubovice s fosfátovými skupinami uprostřed. Tento model byl však chemicky nesprávný, protože záporně nabité fosfáty by se v centru struktury navzájem odpuzovaly. Krátce nato, v roce 1953, publikovali James Watson a Francis Crick svůj správný model dvoušroubovice, k čemuž jim pomohly kvalitnější rentgenové snímky pořízené Rosalind Franklinovou.
🕊️ Mírový aktivismus
💥 Reakce na atomovou bombu
Svržení atomové bomby na Hirošimu a Nagasaki v roce 1945 Paulinga hluboce zasáhlo a změnilo ho v zapáleného mírového aktivistu. Využíval své vědecké autority k tomu, aby varoval veřejnost před nebezpečím jaderných zbraní a radioaktivního spadu z jejich testování.
📢 Boj proti jaderným testům
Stal se jedním z nejhlasitějších kritiků americké zahraniční a jaderné politiky během studené války. V roce 1957 zorganizoval petici, kterou podepsalo více než 9 000 vědců z 49 zemí (včetně 35 nositelů Nobelovy ceny), vyzývající k okamžitému zastavení jaderných testů. Petici osobně předal generálnímu tajemníkovi OSN.
Jeho aktivity mu vynesly pozornost FBI a Výboru pro neamerickou činnost. V roce 1952 mu byl odebrán pas, což mu znemožnilo cestovat do zahraničí, včetně účasti na klíčové vědecké konferenci v Londýně, kde se měly prezentovat nové údaje o struktuře DNA. Pas mu byl vrácen až v roce 1954, těsně před cestou do Stockholmu pro převzetí Nobelovy ceny za chemii.
🏆 Nobelova cena za mír
Paulingovo neúnavné úsilí vyvrcholilo v roce 1963, kdy vstoupila v platnost Smlouva o částečném zákazu jaderných zkoušek, která zakazovala testy v atmosféře, vesmíru a pod vodou. V den, kdy smlouva nabyla účinnosti, bylo oznámeno, že Linus Pauling získal Nobelovu cenu za mír za rok 1962 (cena byla udělena se zpožděním).
💊 Ortomolekulární medicína a vitamín C
V polovině 60. let se Pauling začal intenzivně zajímat o roli vitamínů a dalších nutrientů v lidském zdraví. Zformuloval koncept ortomolekulární medicíny, který definoval jako "zachování zdraví a léčbu nemocí úpravou koncentrací látek, které jsou normálně přítomny v těle a jsou nezbytné pro zdraví".
Nejvíce se zaměřil na vitamín C (kyselina askorbová). V roce 1970 vydal knihu Vitamin C and the Common Cold (Vitamín C a nachlazení), ve které tvrdil, že vysoké dávky (několik gramů denně) mohou předejít nachlazení nebo zmírnit jeho příznaky. Později svá tvrzení rozšířil i na léčbu chřipky a dokonce i rakoviny.
Tato tvrzení se setkala s ostrou kritikou ze strany lékařské a vědecké komunity. Rozsáhlé, dvojitě zaslepené klinické studie, provedené například na prestižní Mayo Clinic, nepotvrdily jeho hypotézy o účinnosti vysokých dávek vitamínu C při léčbě rakoviny. Přesto si Paulingovy myšlenky získaly značnou popularitu u veřejnosti a dodnes ovlivňují trh s doplňky stravy.
🏆 Ocenění a odkaz
Linus Pauling je držitelem mnoha ocenění a čestných doktorátů. Jeho nejvýznamnějšími poctami jsou:
Jeho odkaz je dvojí. Na jedné straně je nesporně jedním z titánů vědy 20. století, jehož práce na chemické vazbě a struktuře proteinů položila základy moderní chemie a molekulární biologie. Na druhé straně je vnímán jako kontroverzní postava kvůli svým pozdějším, vědecky z velké části nepotvrzeným, tvrzením v oblasti ortomolekulární medicíny. Jeho život je příběhem geniálního vědce, který se nebál jít proti proudu, a to jak v politice, tak ve vědě.
🧪 Pro laiky
- Chemická vazba: Představte si atomy jako kostičky Lega. Pauling vysvětlil, jaké "západky" a "dírky" (elektrony a orbitaly) tyto kostičky používají, aby se pevně spojily a vytvořily vše kolem nás – od vody po plasty.
- Elektronegativita: Některé atomy jsou "chamtivější" na elektrony než jiné. Pauling vytvořil stupnici, která měří tuto "chamtivost". Díky tomu víme, proč je například voda (H₂O) polární molekula – kyslík si přitahuje elektrony od vodíků silněji.
- Alfa-helix: Mnoho bílkovin v našem těle má tvar jako točité schodiště. Pauling byl jedním z prvních, kdo tuto strukturu popsal. Je to klíčové pro funkci bílkovin, podobně jako tvar klíče je klíčový pro odemčení zámku.
- Ortomolekulární medicína: Pauling věřil, že mnoho nemocí lze léčit nebo jim předcházet podáváním obrovských dávek látek, které jsou pro tělo přirozené, jako je vitamín C. Představte si to tak, že místo malého léku "opravujete" tělo velkým množstvím jeho vlastních "stavebních kamenů". Většina vědců s tímto přístupem nesouhlasí, ale myšlenka je stále populární.