莱纳斯 · 波林(Linus Pauling)1901年2月28日生于俄勒冈州的波特兰 · 于俄勒冈农业大学毕业后,又进入加利福尼亚工学院学习。1931年,任该学院教授,其后,历任加利福尼亚大学教授、斯坦福大学教授。现年已88高龄却仍在继续从事研究。其间曾二次荣获诺贝尔奖,他是本世纪最著名的化学家之一。
莱纳斯 · 波林博士在1954年、1962年分别获诺贝尔化学奖、和平奖两项大奖,第二次因竞争失败而失去获诺贝尔医学奖、生物奖的机会。在此以“诺贝尔奖之路”为题,叙述了波林博士从5岁至30岁其间,以敏锐的直观和丰富的想象力将古化学变成现代化学的青年时代的轶事。
波林5岁时,一直在药店工作的父亲哈曼自己开了一家药店。波林很喜欢去父亲的药店,并经常注意观察父亲根据药方,调配药粉、药水、软膏等。不久,他开始使用旧的酒精灯、试管、烧瓶等模仿父亲的工作,这与其说是玩莫如说是这位大化学家最初的化学试验更为恰当。波林是一位智能发育极早、求知欲极强的神童。
9岁时,波林开始专心致志地读书。此时读的书非儿童读物,而是成人书籍。波林的父亲曾投稿,登载于《俄勒冈州报》的文中写道:“9岁的儿子已能读成人的书籍,并已读完了我的全部藏书,还问我有无读本,能否向谁借书?”然而,在新闻登载此稿前,父亲哈曼不幸因胃溃疡穿孔引起腹膜炎而暴卒。
11岁时,父亲遗留下的《美国药方》和《美国药方说明书》满足了波林的读书欲。这两册书潜在地加深了波林对化学的兴趣,12~16岁进入高中时代。有一位名叫杰弗里斯的亲友酷爱理科(后成为得克萨斯大学心理学教授),他家有一个漂亮的化学实验室,波林常在那里做实验。有一天,他将氯化钠和砂糖混和,再滴二、三滴浓硫酸后,发生激烈反应,发泡后产生了朦朦蒸气,这一实验使波林激动不已,因而也成了他立志于化学之路的最大动机。这一年他刚13岁,是高中二年级学生。波林得到在牙科大学研究室工作的约克姆和父亲的老朋友的帮助,买了玻璃器皿和试剂,在自己家建起了类似化学实验室的实验房,他和杰弗里斯一起做了各种实验,但最终只是“闭门造车”的实验。到高三后,开化学课了,化学课的老师格林很快发现了波林非凡的才能,放学后,对他单独进行化学试验指导,在格林的热忱指导下,波林开始做具有大学水平的化学实验,在完成实验的最后之日,格林将手搁在高于自己的波林肩上,说道:“你很优秀,如果向着化学道路攀登,你将成为一名出色的化学家。”波林忘却了要履行的必修科目,很遗憾地未等领到毕业证书就离开了学校。他想进修化学系的学科,要当一名化学技术者。
16~21岁是波林就读于俄勒冈农业大学(现俄勒冈州立大学)化学工程系的大学时代,波林生活清苦,靠半工半读完成学业。打工中有一个检查铺路沥青的工作,此工作是在实验室作分析,对波林来说如鱼得水,工作期间,不仅可以直接和专业化学家对话,且能读到实验室中与化学有关的杂志和专业书籍。
波林觉得大学讲义中,罗迪的化学很有意思,对化学键尤其感兴趣,在图书馆中专看有关化学方面的书。波林的成绩,不仅化学,其它各科也都临近满分。在全校750人中,名列第二、三位,这期间,他的苦学精神和优秀的成绩在学校中是闻名的。
刚进三年级,波林被化学工程系主任教授叫去,对他说:“听说你经济上拮据,能否休学1年,做我的化学分析助手,尔可以使用化学图书馆角落的桌子并可随意看学术杂志。”18岁的年轻先生开始把自己前年学过的知识教学生,并指导实验。当工作结束时,已是半夜,他毫无倦意,通览新到的学术杂志,然后依在书架旁通读化学书。有一夜晚,波林被最新到的《美国化学会志》上登载的朗缪尔(Langmuir)(1932年诺贝尔化学奖获得者)的《原子和分子中的电子配置》这一长篇论文所吸引,这篇论文发展了路易斯的八角学说这一有关化学键的新概念,随即又细细阅读了路易斯的论文。当时,有人曾试图用电子说明化学键,但这一划时代的概念最终是由路易斯发表的。对波林而言,这是一个新世界,他完全入迷了,急于想了解化学键的一切,这一夜他彻夜未眠,围绕这一新理论想了很多很多,黎明时,他果断地做出了“不仅要当化学技术者,更要成为研究者,要研究化学键”的决定。
大学毕业后,波林向三所大学递送了入学申请书,他最想去的大学是路易斯所在的加利福尼亚大学伯克莱分校,但该校迟迟无音讯。哈佛大学是一座优秀的大学,但她重传统,开发新的研究是不可能的。最早给予答复的是加利福尼亚工学院化工系的诺易斯。
1叩2年10月,21岁的波林进入了该学院,开始从事晶体结构的研究。诺易斯的弟子迪金森教他射线衍射实验法和剖析它的理论,教他研究计划的制订方法、研究的开展方法等,这位老师不仅在这方面对波林有影响,而且给予了他自信,在纯理论研究方面,对他最有影响的是托鲁曼。这里为波林从事日后的实验化学理论和化学研究打下了良好的基础。波林的毕业论文是将9篇有关晶体结构的文章综合而成的,题为《利用X射线定晶体结构》,此论文得到高度评价,评语是Summa cumj loude(拉丁语,意为最优秀)。在加利福尼亚工学院受到这种评价的,他是第一位,也是最后一位。20年代中叶,理论物理化学在欧洲已进入黄金时代。波林很快发现量子力学对化学有巨大的影响,于是,1936年3月,留学欧洲。在慕尼黑大学的理论研究所从师于佐玛凡鲁特,学习了一年多新的量子力学。他经常出入于物理学家交流的场所格廷根,在那里和来自各地的物理学家进行交流。期间,共写了6篇有关量子力学的论文。
1927年秋天,波林怀着对欧洲萌发的现代物理学的强烈印象归国,当上了加利福尼亚工学院化学工程系的助教,时年26岁,是该校最年轻的先生,学生们称其为“少年教授”。这位“少年教授”向研究室的实习生和青年研究人员滔滔不绝地讲述他那喷涌而出的新想法,一旦成型,即展开研究。除使用X射线衍射,决定大量的物质结构外,还提出了“离子半径”这一概念,并求出了许多离子的半径。对化学键,则根据量子力学,开始发展“原子价结合法的理论”,并写了50篇论文。波林的研究成果受到高度评价,提前晋级,1929年,提为准教授,31年,而立之年的波林已当上了教授,这是加利福尼亚工学院史无前例的最年轻的教授。这一年,美国化学会评价了他第一篇有关化学键论的题为《从量子力学及顺磁性磁化率的理论获得的结果应用于分子结构的研究报告后》认为他将是美国最有为的年轻化学家而授予朗缪尔奖。朗缪尔在授奖仪式的祝词中预言道“不久,摘取诺贝尔化学奖桂冠的将是美国年轻的波林” 。至1931年,美国只有理查兹一人曾在1914年获得诺贝尔奖。
30岁开始是波林从事化学研究的顶峰时期,继成功引用“混合”这一概念作共价键的理论根据后、又出色地用“共振”这一概念说明了芳香族化合物的物质从此,“混合”和“共振”的概念成了化学中不可欠缺的名词。此后,又研究使原子价结合法体系化,形成一个完整的领域,1939年出版的“化学键”论是一本留给历史的化学书,书中集聚了波林关于化学键研究的巨大成就。此外,采用电子衍射和中子衍射等,解明了几百种化学物质的结构。还提出电负度这一概念,并确定了其值。对金属键也展现了他独特的理论。
进入40年代后,研究由生物学向医学扩展,以解释生物复杂的生命现象,并在抗原和抗体的结合,蛋白质及DNA分子结构,镰状红血球贫血病因的血红蛋白分子异常等研究上取得了巨大成就。在获诺贝尔奖之前,已获国内外的重要奖近20个、10多个大学授予其名誉学位,并被当选为美国国内外18个学会的会员。1954年,因对化学键本质的研究及将其应用于解释生物复杂的物质分子结构研究取得巨大成果而被授予诺贝尔奖,这完全是意料中的。
1954年11月3日,波林在康奈尔大学讲演时,闻听到这一喜讯。当时前来听讲的全体师生同时起立,报以热烈的掌声,祝贺他殊荣此项大奖。
[Chemistry,1989年第44卷11号]