两次登上诺贝尔奖领奖台

晓　小

本期人物：莱纳斯·卡尔·鲍林

科学语录：“化学结构理论主要就是化学的理论。”

莱纳斯·卡尔·鲍林是著名的量子化学家，他在化学的多个领域都有过重大贡献。他是唯一一个单独两次获诺贝尔奖的人，不过后一次获得的是诺贝尔和平奖。

1901年2月18日，鲍林出生在美国俄勒冈州波特兰市。幼年的鲍林聪明好学，11岁认识了心理学教授捷夫列斯。捷夫列斯有一所私人实验室，他曾给幼小的鲍林做过许多有意思的化学演示实验，这使鲍林从小萌生了对化学的热爱，这种热爱使他走上了研究化学的道路。

1922年，鲍林以优异的成绩从俄勒冈州农学院化学工程系毕业，同时，考取了加州理工学院的研究生，导师是著名化学家诺伊斯。诺伊斯告诉鲍林，不要只停留在书本知识上，应当注重独立思考，同时要研究与化学有关的物理知识。鲍林在诺伊斯的指导下，用调射线衍射法测定了辉铝矿的晶体结构。这使他在化学界初露锋芒，同时也增强了他进行科学研究的信心。

1925年，鲍林以出色的成绩获得化学哲学博士，并于1926年2月去了欧洲游学。在欧洲游学时，鲍林去了很多实验室工作与学习，接触到了许多世界第一流的专家，并且了解了很多科学前沿问题，这对他后来取得学术成就是十分重要的。

1927年，鲍林结束了两年的欧洲游学回到了美国，担任助理教授讲授量子力学及其在化学中的应用。1930年，鲍林再一次去欧洲，到布拉格实验室学习有关射线的技术，后来又到慕尼黑学习电子衍射方面的技术，回国后，被加州理工学院聘为教授。

鲍林在探索化学键理论时，遇到了甲烷的正四面体结构的解释问题。为了解释甲烷的正四面体结构，说明碳原子四个键的等价性，鲍林提出了杂化轨道的理论。该理论的根据是电子运动不仅具有粒子性，同时还有波动性，而波又是可以叠加的。所以鲍林认为，碳原子和周围四个氢原子成键时，所使用的轨道是二者经混杂、叠加而成的“杂化轨道”，这种杂化轨道在能量和方向上的分配是对称均衡的。杂化轨道理论，很好地解释了甲烷的正四面体结构。

鲍林在研究量子化学和其他化学理论时，创造性地提出了许多新的概念。例如，共价半径、金属半径、电负性标度等，这些概念的应用，对现代化学、凝聚态物理的发展都有巨大意义。1932年，鲍林预言，惰性气体可以与其他元素化合生成化合物。惰性气体原子最外层都被8个电子所填满，形成稳定的电子层，按传统理论不能再与其他原子化合。但鲍林的量子化学观点认为，较重的惰性气体原子，可能会与那些特别易接受电子的元素形成化合物，这一预言，在1962年被证实。

鲍林还把化学研究推向生物学，他实际上是分子生物学的奠基人之一，他花了很多时间研究生物大分子，特别是蛋白质的分子结构。20世纪40年代初，他开始研究氨基酸和多肽链，发现多肽链分子内可能形成两种螺旋体：一种是a-螺旋体，一种是b-螺旋体。经过研究他进而指出：一个螺旋是依靠氢键连接而保持其形状的，也就是长的肽键螺旋缠绕，是因为在氨基酸长链中，某些氢原子形成氢键的结果。作为蛋白质二级结构的一种重要形式，a-螺旋体，已在晶体衍射图上得到证实，这一发现为蛋白质空间构相打下了理论基础。这些研究帮助鲍林于1954年荣获诺贝尔化学奖。

鲍林坚决反对把科技成果用于战争，特别反对核战争。他认为，核战争可能毁灭地球和人类，他号召科学家们致力于和平运动，鲍林倾注了很多时间和精力研究防止战争、保卫和平的问题。由于鲍林对和平事业的贡献，他在1962年荣获了诺贝尔和平奖。鲍林是一位伟大的科学家与和平战士，他的影响遍及全世界。

责任编辑阳晓婷