Теоретики и практики (окончание)

Концептуалист и систематик

Кристофер Келк Ингольд родился в 1893 году в Лондоне, окончил среднюю школу в Сандауне и университетский колледж Хартли в Саутгемптоне, работал преподавателем лондонского Imperial College ихимиком-исследователем компании Kassel Cyanide в Глазго. Докторскую диссертацию защитил в Лондонском университета в 1921 году, в 1924 году стал профессором и заведующим кафедрой университете Лидса. В том же году был избран членом Лондонского королевского общества. В 1927 году Ингольд установил теоретические основы индукции и конъюгации как модели поляризации и поляризуемости, что привело к созданию новой электронной теории органических реакций. С 1930 года ученый работал профессором химии Лондонского университетского колледжа, в 1937 году стал директором университетских лабораторий, проработав на этом посту около четверти века. 

Ингольд внес огромный вклад в теоретические основы и концепции, систематику и терминологию органической химии. Итоги этой огромной работы были изложены в фундаментальном труде Ингольда «Структура и механизмы в органической химии» (1969 год). Результаты изучения механизмов реакций и электронной структуры органических соединений, послужили отправной точкой для введения в органическую химию таких понятий как нуклеофил, электрофил, индуктивный и мезомерный эффекты. Ингольд ввел в химию концепты SN1, SN2, E1, и E2 механизмов, предсказал и открыл механизмы гидролиза сложных эфиров карбоновых кислот. Кроме того, он один из соавторов правил последовательности (старшинства) Кана — Ингольда — Прелога. 

Ингольд также занимался молекулярной спектроскопией бензола и ацетилена и даже зашел на территорию неорганической химии, описав механизм и стереохимию замещения лиганда в октаэдрическом атоме, что положило начало новому направлению исследований. 

Ученый умер в 1970 году в возрасте 77 лет в городке Эджвар. 

Ректор и президент 

Александр Николаевич Несмеянов родился в 1899 года в Москве в учительской семье. Окончил частную московскую гимназию Страхова и естественное отделение физико-математического факультета Московского университета. По окончании вуза Александр остался на кафедре академика Николая Зелинского, где вырос до профессора. С 1938 года — заведующий кафедрой органической химии Института тонкой химической технологии, с 1939 — директор Института органической химии. Тогда же Несмеянов был избран членом-корреспондентом, а через 4 года — действительным членом Академии наук СССР. В 1946–1951 годах был академиком-секретарем Отделения химических наук АН СССР. 

В 1945 году ученый вернулся в alma mater на должность декана химического факультета, с 1948 года — ректор МГУ. Именно в период ректорства Несмеянова началось строительство огромного университетского кампуса и высотного главного здания МГУ на Ленинских горах. 

С 1951 года в течение 10 лет Несмеянов был президентом АН СССР. В 1954 году он создал и возглавил Институт элементоорганических соединений АН СССР, которым руководил вплоть до своей смерти (в настоящее время институт носит имя ученого). Лауреат Ленинской и Сталинской премий, дважды Герой Социалистического Труда, кавалер 7 орденов Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени, депутат Верховного Совета СССР трех созывов (1950–1962 гг.), почетный член нескольких десятков зарубежных национальных академий и научных обществ. 

Умер в 1980 году в Москве в возрасте 80 лет, похоронен на Новодевичьем кладбище. 

Несмеянов — один из крупнейших химиков-органиков XX века. Он выполнил ряд основополагающих работ по теории строения и реакционной способности органических соединений и создал новую дисциплину на границе неорганической и органической химии — химию элементоорганических соединений. Будучи с детства вегетарианцем, Несмеянов активно пропагандировал создание и употребление синтетической пищи.

Яркими людьми были и младшие братья Несмеянова: Андрей руководил кафедрой радиохимии МГУ, был избран членом-корреспондентом АН СССР; Василий работал на ответственной должности в Главном управлении геодезии и картографии при Совнаркоме СССР, был расстрелян в 1941 году по ложному обвинению, в 1955 году полностью реабилитирован.

Борец за мир и витаминизацию

Лайнус Карл Полинг родился в 1901 году в Портленде (штат Орегон, США) в семье медицинского коммивояжера и аптекаря, окончил среднюю школу в Портленде, химический факультет Орегонского сельскохозяйственного колледжа в Корнваллисе и аспирантуру Калифорнийского технологического института (Caltech) в Пасадене, где затем проработал более 40 лет. Докторская работа Полинга была посвящена определению кристаллической структуры молекул методом рентгеновской дифракции. Вскоре после защиты диссертации молодой ученый отправился на стажировку в мюнхенский Институт теоретической физики, где работал под руководством выдающегося физика и математика Арнольда Зоммерфельда. В тот период модель Бора-Зоммерфельда вытеснялась новой квантовой механикой. Полинг был единственным химиком в институте, и понял, что «новая физика» дает теоретическую основу для понимания структуры и поведения молекул. 

Вернувшись в Калифорнийский технологический институт, Полинг быстро стал профессором, лауреатом престижной премии Ленгмюра (1931 год) и членом Национальной академии наук США (1933 год). В 1948 году Полинг был избран президентом Американского химического общества, а в 1954 — стал лауреатом Нобелевской премии по химии «за изучение природы химической связи и ее применение к объяснению строения сложных молекул». В 1967 году ученый занял должность профессора химии Калифорнийского университета в Сан-Диего, а спустя два года назначен профессором химии Стэнфордского университета в Пало-Альто (штат Калифорния). 

Калифорнийский технологический институт

Умер от рака на своем ранчо в Биг Сур (Калифорния) в 1994 году в возрасте 93 года.

Полинг, подобно великим ученым эпохи Возрождения, имел чрезвычайно широкий диапазон научных интересов: химия, физика (квантовая механика, кристаллография), биология, минералогия, медицина (анестезиология, иммунология), философия (теория эволюции), и т.д. Что касается химии, то здесь он известен как классик структурной химии, давший определение химической связи и внесший большой вклад в изучение валентности и создание теории молекулярных орбиталей. Ученый был одним из основателей молекулярной биологии, создателем современной теорией нативных и денатурированных белков, открывшим основные элементы вторичной структуры белка (альфа-спирали и бета-листа) и разработавшим методику первичной идентификации молекулярных заболеваний.

Оригинальным подтверждением научного статуса Полинга является то, что в 1951 году в СССР было рассмотрено «персональное дело» ученого, в ходе которого его важнейшие открытия  были признаны «идеалистическими, буржуазными и лженаучными». Основным объектом критики стала теория резонанса, предложенная Полингом как часть учения об электронной структуре молекул с делокализованной электронной плотностью. Параллельно с тем, как Трофим Лысенко уничтожал советскую генетику и изобличал ее основателей Вейсмана, Менделя и Моргана, академик Бонифатий Кедров, сын старого большевика и чекиста, на специально созванной Всесоюзной конференции по состоянию теории органической химии громил Полинга и его теорию. 

Полинг был не только ученым, но и очень активным общественным деятелем. В частности, в 1954 году, после американских испытаний термоядерной бомбы на тихоокеанском атолле Бикини, ученый заявил о серьезнейшей опасности (в том числе для будущих поколений) выбросов в атмосферу радиоактивных изотопов и последующих радиоактивных осадков. Почти десятилетние усилия Полинга и его сторонников привели к тому, что в июле 1963 года США, СССР и Великобритания подписали договор о запрещении ядерных испытаний на суше, в воде и воздухе. За год до этого ученый был награжден Нобелевской премией мира. Таким образом, Полинг стал первым человеком, получившим две персональные Нобелевские премии (Мария Склодовская-Кюри свою первую премию разделила с мужем). 

Но массовую всемирную популярность (сравнимую с популярностью Эйнштейна) Полинг получил не как выдающийся ученый и борец за мир, а как активный пропагандист здоровья и долголетия путем витаминизации и, в частности, употреблением больших доз витамин С. В течение почти 30 лет сам ученый принимал по 3 грамма аскорбинки ежедневно. В 1971 году Полинг сформулировал теорию ортомолекулярной медицины, в которой описал огромную роль витаминов и аминокислот для здоровья человека. В 1973 году ученый основал Научный медицинский институт Лайнуса Полинга в Пало-Альто (сегодня входит в состав Орегонского университета), а затем написал несколько книг о витаминах, ставших бестселлерами и разошедшимися по всему миру миллионными тиражами.

Знаток гормонов и феромонов

Адольф Фридрих Йохан Бутенандт родился в 1903 году в Бремерхафен-Лехе (Германия), окончил Марбургский и Геттингенский университеты,  в 1927 году получил докторскую степень. С 1931 года — доцент Геттингенского университета, с 1933 — профессор Высшей технический школы в Данциге (ныне Гданьск, Польша), с 1936 — директор биохимического отдела Института кайзера Вильгельма в Берлине (ныне — Институт Макса Планка), с 1944 — профессор Тюбингенского университета, с 1956 — профессор Мюнхенского университета. В 1960–1972 годах — президент Научного общества Макса Планка. В 1939 году награжден Нобелевской премией по химии. В связи с запретом нацистов Бутенандт не поехал на церемонию награждения и получил премию только спустя 10 лет — в 1949 году. В ходе денацификации Германии ученый подозревался в сотрудничестве с «врачами-убийцами» (в частности, с печально известным Йозефом Менгеле), но документального подтверждения это не нашло. Умер в 1995 году в Мюнхене в возрасте 91 года.

Основные работы Бутенандта посвящены биохимии половых гормонов. Ученый выделил из мочи человека андростерон и дегидроэпиандростерон (1931 год), изучил их химическое строение, а затем, в 1934 году, осуществил синтез мужского полового гормона тестостерона и получил в чистом виде гормон желтого тела — прогестерон. Исследования Бутенандта сделали возможными синтез кортизона и других стероидов, а также производство гормональных противозачаточных препаратов.

После войны ученый продолжил исследования гормонов (в частности, выделил экдизон, природный гормон насекомых), а также занялся изучением синтеза энзимов и других метаболических процессов как источника генетических мутаций. Кроме того, в 1962 году Бутенандт выделил из половых желез самок шелкопряда Bombyx mori аттрактант, привлекающий самцов. Полученное вещество получило название бомбикол. Ученый со своими коллегами проделал титаническую работу — из нескольких десятков тысяч самок Bombyx mori удалось выделить всего 4 мг бомбикола. Тем не менее, научный эффект исследований был очень значительным: было положено начало изучению феромонов — продуктов внешней секреции, выделяемых животными и обеспечивающих биохимическую коммуникацию особей одного вида.

Многодетная мать, жена коммуниста

Дороти Мэри Кроуфут (Ходжкин) родилась в 1910 году в Каире (Египет) в семье английского филолога и археолога, окончила школу Джона Лемана в Линкольне (Англия) и Соммервилль-колледж Оксфордского университета, стажировалась в лаборатории Виктора Гольдшмидта в Геттингене, затем работала в лаборатории Джона Бернала в Кембриджском университет, исследуя стеролы (стерины), белки и аминокислоты. В 1934 году Дороти вернулась в Оксфорд, где организовала исследовательскую группу, изучавшую инсулин, холестерин и стерин. В Оксфорде Дороти проработала 43 года; одной из ее студенток была Маргарет Тэтчер, занимавшаяся рентгеноструктурным анализом антибиотика грамицидина. Теплые отношения Дороти и Маргарет (премьер-министр Англии в 1979–1990 годах), несмотря на существенную разницу в политических взглядах, поддерживали всю жизнь.

Оксфорд

В 1937 году Дороти вышла замуж за Томаса Лайонела Ходжкина, ученого-африканиста и коммуниста. В браке родилось четверо детей. 

Во время Второй Мировой войны Дороти Ходжкин исследовала пенициллин (крустозин), впервые полученный в 1942 году в СССР. Расшифровать структуру пенициллина удалось только в 1949 году. В 1947 году Ходжкин была избрана членом Лондонского Королевского общества (третья женщина в Англии, удостоенной такого звания). В 1956 году Ходжкин определила структуру витамина В12. Полная структура инсулина, содержащего около 800 атомов, была определена в 1969 году, после 35-летних исследований. Параллельно с инсулином ученая исследовала лактоглобулин, гемоглобин и другие глобулины растительного происхождения.

В 1964 году Ходжкин получила Нобелевскую премию по химии «за определение с помощью рентгеновских лучей структур биологически активных веществ». Несмотря на наличие большой семьи, Дороти потратила премию на поддержку родного университета, студентов и ряда научных проектов. Выйдя на пенсию, супруги переехали в свое имение в городке Илмингтон (графство Уорвикшир).

Ходжкин всегда занимала активную гражданскую позицию. С 1962 года она была членом, а в 1975–1988 годах — президентом Пагуошского движения (международная организация ученых, выступающих за мир, разоружение, международную безопасность и предотвращение ядерной войны), была председателем Фонда медицинской помощи Вьетнаму. В 1972–1975 годах — президент Международного союза кристаллографов. Иностранный член Академии наук СССР и Национальной академии наук США, а также академий наук Нидерландов, Австралии, Югославии,  и ряда других стран. 

Томас Ходжкин умер в 1982 году из-за лимфогранулематоза (болезни Ходжкина). Через 12 лет от инсульта скончалась Дороти. Ей было 84 года. 

Властелин трансуранов

Гленн Теодор Сиборг родился в 1912 году в Ишпеминге (штат Мичиган, США) в семье эмигрантов из Швеции. Окончил среднюю школу Дэвида Джордана в Уоттсе (пригород Лос-Анджелеса) и университет Лос-Анджелеса. В 1937 году в Калифорнийском университете в Беркли защитил докторскую диссертацию «Взаимодействие быстрых нейтронов со свинцом» (впоследствии он стал профессором и затем ректором университета). Молодой ученый сосредоточился на исследованиях изотопов с помощью мощного циклотрона радиационной лаборатории Лоуренса и открыл более 100 изотопов элементов, включая йод-131, который до сих пор используется для лечения заболеваний щитовидной железы. В результате этих открытий Сиборг считается основателем ядерной медицины и одним из самых успешных исследователей изотопов. 

Калифорнийский университет в Беркли

В 1941 году Сиборг в ходе бомбардировки урана ядрами дейтерия получил новый элемент — плутоний. Кроме того, ученый обнаружил, что ядерные реакции с участием плутония характеризуются выделением большого количества энергии, что имело важное значение для создания американской ядерной бомбы (проект Manhattan). В рамках этого проекте Сиборг был назначен руководителем плутониевого отдела лаборатории Чикагского университета (директор — Энрико Ферми). Летом 1945 года, перед испытанием первой ядерной бомбы, Сиборг подписал петицию, призывавшую президента Трумэна отказаться от атомной бомбардировки Японии. 

Работая над ядерной бомбой, ученый выделил элементы с 89 по 94 в отдельную группу лантаноидов, а затем открыл новые элементы этой группы — америций (95) и кюрий (96). Затем в течение 15 лет были открыты берклий (97), калифорний (98), эйнштейний (99), фермий (100), менделеевий (101), нобелий (102) и лоуренсий (103). Таким образом, Сиборг — абсолютный мировой рекордсмен по открытию новых химических элементов. В 1951 году за достижения в области химии трансурановых элементов ученому была присуждена Нобелевская премия по химии.

В 1946 году ученый стал членом Комиссии по атомной энергии США (AEC), в 1948 — избран членом Национальной академии наук США, а спустя 5 лет вошел в Комитет научных советников при администрации президента США Дуайта Эйзенхауэра. В этом статусе он подготовил доклад «О научном прогрессе, университетах и федеральном правительстве» («отчет Сиборга»), под влиянием которого было существенно увеличено федеральное финансирование американской науки. В 1959 году ученый основал в Беркли крупную и хорошо оснащенную лабораторию космических наук. 

С 1961 года в течение 10 лет Сиборг был председателем AEC (назначение произвел Джон Кеннеди), и в этом статусе активно участвовал в подготовке Договора между США, Великобритании и СССР о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой. Начиная с 1963 года, договор подписали более 130 стран. Затем Сиборг был избран президентом Американской ассоциации содействия развитию науки и президентом Американского химического общества.

Сиборг и Кеннеди

Административная работа не помешала активным научным изысканиям: в 60–70-е годы Сиборг предсказал существование элементов серии трансактинидов (104-120 элементы) и суперактинидов (121-157), а также выдвинул гипотезу о существовании стабильных сверхтяжелых изотопов некоторых элементов (так называемого «острова стабильности»). В 1980 году ученый получил золото при альфа-распаде висмута. В 1983 году президент США Рональд Рейган назначил Сиборга членом Национальной комиссии по вопросам передового опыта в области образования, подготовившей важный доклад «Нация в опасности: план реформы образования». В 1997 году в честь ученого 106-й элемент периодической таблицы был назван сиборгием (Sg).

В 1999 году Сиборг умер в городке Лафайетт (штат Калифорния) в возрасте 86 лет.

Рыцарь науки, не ставший рыцарем империи

Фредерик Сенгер родился в 1918 городке Рендкомб (Англия, графство Глостершир) в семье врача, окончил квакерскую школу Даунс Малверн, школу Брайанстоун в графстве Дорсет и колледж Сент-Джонс в Кембридже. В 1943 году защитил докторскую диссертацию на тему «Метаболизм аминокислоты лизина в организме животного». 

Первым успехом ученого было определение полной аминокислотной последовательности полипептидных цепей бычьего инсулина (1952 год). До этого было принято считать, что белки обладают неупорядоченной структурой, а Сенгер доказал, что белки имеют определенный химический состав — аминокислотные последовательности (следовательно, уникальной последовательностью обладает любой белок). За это достижение ученому в 1958 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Открытие имело решающее значение для предложенной позже Уотсоном и Криком гипотезы о кодировании аминокислотных последовательностей белков в генетическом материале ДНК (РНК). Кроме того, эти работы послужили основой для синтетического получения инсулина и других жизненно необходимых человеку гормонов. 

В 1962 году Сенгер возглавил кафедру химии белков на факультете биохимии Кембриджского университета. Здесь ученый в 1977 году представил метод расшифровки первичной структуры ДНК («метод Сенгера»), основанный на ферментативном синтезе высокорадиоактивной комплементарной последовательности ДНК. Был совершен серьезный научный прорыв, поскольку этот метод позволил секвенировать геном человека. Это открытие принесло Сенгеру вторую Нобелевскую премию по химии в 1980 году. 

Кембридж

Таким образом, Сенгер — единственный дважды лауреат Нобелевской премии по химии и один из четырех двукратных нобелевских лауреатов, наряду с Марией Кюри, Лайнусом Полингом и Джоном Бардином. Тем не менее, Сенгер был настолько скромен, что отказался от получения звания рыцаря Британской империи (он не хотел носить приставку «сэр»). 

Среди учеников Сенгера — два нобелевских лауреата: Родни Портер (1972) и Элизабет Блэкберн (2009).

 95-летний Сенгер (он стал еще и самым долгоживущим выдающимся химиком) умер в 2013 году в больнице Адденбрукс в Кембридже.

Увидевший невидимое

Штефан Вальтер Хелль родился в 1962 году в городе Сынтана (Румыния) в семье этнических немцев (банатских швабов). После окончания средней школы в Тимишоаре в 1979 году эмигрировал с родителями в ФРГ и поступил в знаменитый Гейдельбергский университет, где в 1990 году получил степень доктора наук (тема диссертации — «Изображение прозрачных микроструктур в конфокальном микроскопе»). 

Работал в Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге, затем на факультете медицинской физики в университете Турку (Финляндия) и в Оксфордском университете. В 1996 году получил звание профессора Гейдельбергского университета, а затем был назначен директором Института биофизической химии общества Макса Планка, где основал отдел нанобиофотоники. В 2003 году Хелль стал руководителем отдела оптической наноскопии в Немецком центре по исследованию рака и Институте медицинских исследований Общества Макса Планка, где трудится и в настоящее время. Избран иностранным членом Национальной академии наук США.

Хелль, начиная с 80-х годов, предметно работал над улучшением глубины резкости (осевого оптического разрешения) в конфокальной микроскопии. В результате он разработал новые принципы оптической микроскопии, основанной на эффекте вынужденного избирательного гашения флуоресценции (stimulated emission depletion, STED). Открытие и последующее развитие этого метода позволило существенно улучшить самое важное свойство флюоресцентного микроскопа — его разрешающую способность. Хелль установил, что оптическое разрешение флуоресцентного микроскопа не зависит от дифракции; это позволило улучшить разрешение до значений существенно меньших, чем длины волн видимого света — до нескольких десятков нанометров. 

В 2014 году Хелль стал лауреатом Нобелевской премии по химии за создание флуоресцентного микроскопа, позволившего сделать множество открытий в различных областях естественных наук. Сейчас ученому 56 лет — он самый молодой из ныне живущих нобелевских лауреатов. Хелль активно и плодотворно работает, и, безусловно, впереди у него много новых важных открытий, развивающих науку и улучшающих жизнь людей. Как и у химии в целом. 

Григорий Волчек