Linus Pauling

Linus Carl Pauling (28 Şubat 1901 - 19 Ağustos 1994), Amerikalı kuantum kimyageri ve biyokimyager. Ayrıca kristalografer, moleküler biyolog ve tıp araştırmacısı olarak da bilinmektedir.

20. yüzyılın en önemli kimyagerleri arasında yer almaktadır. Kuantum mekaniğinin kimya üzerindeki etkileri konusunda öncülük etmiştir. Kuantum mekaniğinin kimya, biyokimya ve moleküler biyoloji üzerine etkilerini incelemiştir. Bu çalışmalarından dolayı 1954 yılında Nobel Kimya Ödülü'nü kazanmıştır. Ayrıca kimyasal kristaller ve proteinlerin geliştirilmesini sağlamıştır. DNA'nın bulunmasına yakın zamanlardaki yaptığı çalışmalar, 1953 yılında Watson ve Francis Crick'in DNA'yı keşfetmesine yardımcı olmuştur. Pauling; kimya, Metalürji, psikoloji, radyoaktivite, Nükleer enerji ve nükleer savaş, kuantum mekaniği konusunda eserler yazmış, çalışmalarda bulunmuştur.

Pauling, yerüstü nükleer çalışmalarından dolayı 1962 yılında Nobel Barış Ödülü'nü de kazanmıştır. Aynı yıl Pauling ile birlikte, fizik ve kimya alanında yaptığı çalışmalardan dolayı Marie Curie ve kimya alanında John Bardeen ödül almıştır. Pauling, yaşamının ileri safhalarında C vitamini üzerinde çalışmalar yapmıştır. Bu konuda yazdığı makale ve eserler, bilim dünyasında önemli yer edindi.

Pauling ABD'nin Oregon eyaletinin Portland şehrinde doğdu. Babası Herman Henry William Pauling (1876-1910) Concordia, Missouri'liydi. Annesi Lucy Isabelle Darling (1881-1926) Lonerock, Oregon'da doğmuştu. Herman eczacıydı ve bu mesleğinde başarısız bir adamdı. Bu nedenle Oregon eyaletinde 1903-1909 yılları arasında birçok yere taşınmışlardır. En sonunda Portland'ta karar kılmışlardır. Hermen 1910 yılında ülser hastalığı nedeniyle ölmüş, Isabelle çocukları Linus, Paulie (1901-2003) (ki daha sonraları Thomas Joseph Ney ile evlenmiştir) ve Frances Lucille (1904-?) ile baş başa kalmıştır.

Pauling okumayı çok seven bir çocuktu. Babasının yazdığı mektupları ve kitapları okuyordu. Pauling ilkokula devam ederken, arkadaşı Lloyd Jeffress kendi odasına ufak bir kimya laboratuvarı kurmuştu. Bu laboratuvar Pauling'e kimya mühendisi olması için esinti kaynağı oldu.

Ortaokulda da Pauling'in kimyaya olan merakı devam etti. Babasının işyerinin yanındaki çelik işi ile uğraşan firmada gece bekçiliği olarak çalışmaya başladı.

Pauling "Amerikan tarihi" dersinden istenilen notu alamadığı için diplomasını bir yıl erken alamadı. Okulu bu diplomayı 45 yıl sonra Nobel ödülünü kazandıktan sonra ödül olarak verdi.

1917 yılında Pauling Oregon Tarım Koleji'ne kaydoldu. Bu lise günümüzde Oregon Eyalet Üniversitesi olarak hizmet etmektedir. Lise yıllarında Delta Upsilon adlı birlikten destek aldı. Çünkü maddi olarak sıkıntı içerisindeydi. Aynı anda çalışmak ve okumak zorunda olduğunu düşünüyordu. İkinci sınıfta annesine maddi açıdan destek olmak amacı ile işe başlamayı planladı. Fakat kolej ona kurslarda asistanlık yapmasını önerdi. Bu öneri onun okuluna devam etmesini sağlayacaktı.

Diğer iki yılda atomlar ve kimyasal bileşimlerle ilgili yaptığı çalışmaları ile Gilbert N. Lewis ve Irving Langmuir'un dikkatini çekmeyi başardı. Fizik ve kimya alanında çalışmalara başladı ve kuantum kimyasının temellerini atmaya başladı.

1922 yılında Pauling liseyi derece ile bitirdi ve Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde Roscoe G. Dickinson gözetiminde kimya mühendisliği bölümünde okumaya başladı. Bu sürede X-ray ışınlarının kristaller üzerindeki etkileşimini inceledi.1925 yılında fiziksel kimya ve fizik matematiği konularında doktorasını verdi.

Bu sıralarda, Linus Pauling alt sınıflara Ev Ekonomisi İçin Kimya dersini verirken, öğrencisi olan Ava Helen Miller ile tanışmıştır. 17 Haziran 1923 yılında ise Miller ile evlenir. Daha sonra üç erkek (Crellin, Linus, Peter) ve bir kız (Linda) çocukları olur.

Pauling yüksek fizikçilerle çalışmak için Avrupa'ya gitti. Burada Alman fizikçi Arnold Sommerfeld ile Münih'te ile, Danimarkalı fizikçi Niels Bohr ile Kopenag'ta Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger ile Zürih'te çalışmalarda bulundu. Bu üç bilim insanı da kuantum fiziği ve diğer fizik dallarında uzman kişilerdir. Oregon Tarım Koleji'nde çalışırken Pauling'in aklına kuantum mekaniği ile ilgili bir teori geldi. Bu nedenle kendisine atomların elektron yapısı konusunda yardımcı olacak uzmanlar aradı. Avrupa'da hidrojen molekülleri üzerine Walter Heitler ve Fritz London ile birlikte çalıştı. Pauling'in Avrupa'da geçirdiği iki sene, gelecekte yapacağı çalışmalarına çok büyük katkı sağladı. Kuantum kimyasının öncüsü oldu ve bu konuda çalışan ilk bilim insanı oldu. 1927 yılında Caltech'te teorik kimya dalında profesör asistanlığı görevine başladı.

Pauling fakülte kariyerine Caltech'te başladı. Gayet verimli geçen 5 yıl içerisinde X-ray kristalleri üzerine yoğunlaştı, kuantum mekaniği ile atom ve moleküler hesaplamalara girişti. Bu beş yıllık süre içinde yaptığı çalışmaları elli sayfalık bir bir eser halinde topladı. Bu eserin içerisinde kendi bulduğu ve Pauling Kuralları olarak bilinen beş kural oluşturdu. 1929 yılında kısmi profesörlüğe, 1930 yılında ise profesörlüğe yükseldi. 1930 yılında Amerikan Kimya Birliği tarafından 30 yaşından genç olup bilime katkı sağladığı için Langmuir Ödülü'ne layık görüldü. 1932 yılında Pauling en büyük çalışmalarından birisi olan; Orbital Hibritasyonu çalışmasını yayınladı. Bu yayında karbon atomunun orbitallerinin analizinin nasıl yapıldığını açıkladı.

Caltech'teyken yakın arkadaşı olan ve her sene Kaliforniya Berkeley Üniversitesi'nden eğitim amaçlı Caltech'e gelen; fizik teorisyeni Robert Oppenheimer ile bir buluşa imza atarlar. İkisi doğal kimyasal birleşimlerin arasında oluşan bağlarla ilgili çalışma yürütürler. Oppenheimer matematiksel olarak, Pauling ise kimyasal bilgisi ile projeyi yürütür. Bu yakın arkadaşlık, Pauling'in Oppenheimer ile karısı arasındaki yakınlaşmadan şüphelenmesi ile son bulur. Pauling işteyken, Oppenheimer evlerine gelir ve karısı Ava Helen'e Meksika'ya beraber gitmeleri teklifinde bulunur. Ava bunu reddeder ve bu durumu kocasına bildirir. Bunun üzerine Pauling Berkeley profesörü ile olan yakın arkadaşlığını bitirir. Daha sonraları Oppenheimer, Pauling'i Manhattan Projesi'ne kimya sorumlusu olarak davet eder. Fakat Pauling barışsever olduğunu söyleyip bu daveti geri çevirir.

1930 yazında Pauling tekrar Avrupa'ya bilimsel amaçlı bir seyahat yapar. Burada elektronların X-ray ışınları altında farklı davranışları olduğunu öğrenir. Öğrencilerinden biri olan L. O. Brockway Caltech'te elektronların enerji yayımlarını ölçen bir alet yapar. Bu alet üzerinde büyük atom numaralı maddeler incelenir.

Linus Pauling 1932 yılında bilim dünyasına elektronegativiteyi tanıtır.Moleküllerin çeşitli özelliklerini kullanarak, kimyasal bileşikleri kırmayı, moleküllerin momentlerinin hesabını ve aralarındaki açıları tayin ettiğini bildirir.

1930'larda doğal kimyasal bileşimler üzerine yaptığı çalışmaları yazmaya başlar ve bu çalışmalar 1939'da yayımlanır. Bu alanda yaptığı çalışmalar Nobel Kimya Ödülü'nü almasına neden olacak "doğal kimyasal bileşimlerin kompleks materyallerini açıklanması" meselesinin temelini oluşturmaktadır. Pauling bu çalışmasını Doğal Kimyasal Bileşimler adlı çok popüler olan kitabında özetlemiştir. Kitaba, ilk basıldığı yıl olan 1939'dan itibaren 30 yıl içerisinde 16.000 den fazla atıf yapılmıştır. Bugün bile, birçok modern bilimsel makaleler ve dergilerde bu kitaba atıf yapılmaktadır.

Pauling'in çalışmalarının bir kısmı doğal kimyasal bileşiklerde orbital hibritasyonunu açıklamaktaydı. Elektronların atomun yörüngelerine s, p gibi enerji düzeylerine göre yerleştiğini açıklıyordu.Karbon atomunda elektronların; bir 2s ve üç 2p orbitallerine yerleştiğini, sp3 hibritleşmesini fark etti. Etilen oluşumundaki karbon atomlarının ise sp2 hibritleşmesine maruz kaldığını, 2pz orbitalinin ise hibritleşmediğini açıkladı.

Diğer bir alandaki buluşu ise, iyonik bileşim yapan atomların birbiri arasındaki elektron aktarımı yapmasıydı. Kovalent bileşen atomların ise elektron aktarımı yapmadığını, bazı elektronları ortaklaşa kullandıklarını keşfetti. Kimyasal bileşimlerin yıkılabilmesi için gerekli enerjinin çok fazla olduğunu gösterdi.

Pauling'in kafasını yorduğu üçüncü bilimsel konu ise benzindeki aromatik hidrokarbonların prototipini geliştirmek ve modellemesini yapmaktı. O güne dek benzin konusunda yapılan en iyi araştırma Alman kimyageri Friedrich Kekulé tarafından yapılmıştı. Ona göre iki bileşim arasında tek ve çift kimyasal bağ bulunmaktaydı. Fakat çift bağların bulunduğu yapılarda tek bağların da bulunması işleri karıştırıyordu. Pauling bunun nedenini kuantum kimyası ile açıklama yoluna gitti.

16 Eylül 1952'de nükleiklerin yapıları hakkında bilinmeyenlerle ilgili çalışmalara başladı (kendi notları için Oregon Eyaleti Özel Koleksiyonları). Yaptığı yeni modelleme, 15 Ekim 1965'te Sciene ve Proc. Natl. Acad. Sci. dergilerinde yayımlandı..Ölümünden evvelki 30 yıl içerisinde birçok yayını bu dergilerde yayımlandı.

1930'lerin ortalarında Pauling çalışmalarını yeni bir konuda yapmaya karar verdi. Bu sıralarda Caltech'te biyoloji üzerine çalışan Thomas Hunt Morgan, Theodosius Dobzhanski, Calvin Bridges ve Alfred Sturtevant gibi bilim insanlarından etkilendi ve biyomolekülerle ilgilenmeye başladı. İlk olarak hemoglobin proteini ile çalışmalarına başladı. Hemoglobin proteinin kimyasal yapısının oksijen taşırken ve taşımazken farklılıklar gösterdiğini keşfetti. Bunu öğrenmesi, biyokimya üzerine çalışma merakını arttırdı. X-ray ışınları üzerine yaptığı çalışmaları biyokimya üzerine yönlendirdi. Proteinlerin X-ray ile çekilmiş en iyi fotoğrafı 1930'larda İngiliz kristallografer William Astbury tarafından çekilmişti. Fakat Pauling'in 1937 yılında yaptığı deneylerde Astbury'nin aldığı sonuçları alamadı.

Pauling'in matematiksel analizinin yanlış olmasını açıklaması on bir yılını aldı. Fakat Astbury'nin çektiği resimde proteinlerin dizilişi hakkında farklı sonuçlar bulunuyordu. Bu resme bağlı kalarak Pauling yeni bir modelleme geliştirdi. 1951 yılında aminoasitler ve peptitler hakkında temel görüşlerini ileri sürdü.

Pauling ayrıca enzimlerin etkileşimleri hakkında da çalışmalarda bulundu. Bu çalışmalardan da faydalanan Watson ve Crick DNA'yı keşfettiklerini ve modellediklerini ilan ettiler.

Kasım 1949'da Linus Pauling, Harvey Itano, S. J. Singer ve Ibert Wells; Sciene dergisinde, her insanda farklılık gösteren bir proteini keşfettiklerini açıkladılar. Bu proteinlerin, nesilden nesile hastalıkları ve diğer mirasları aktardıkları ispatlandı.

Pauling II. Dünya Savaşı sırasında politik görüşlerden kaçındı. Fakat savaş, herkesin hayatını değiştirdiği gibi, onun da hayatında değişikliklere yol açtı. Savaştan sonra barış gönüllüsü oldu. Savaş sırasında Manhattan Projesi'nde çalışması için Robert J. Oppenheimer tarafından kimyasal işlemler sorumlusu olarak davet edildi, bu öneriyi barış yanlısı olduğunu belirterek reddetti. 1946'da Albert Einstein'in başkanlığını yaptığı Atomik Felaket Komitesi'ne katıldı. Halka ve yöneticilere, nükleer enerjinin silah olarak kullanılmasının doğuracağı felaketleri anlattı. Bu politik çalışmaları Amerika Birleşik Devletleri yönetimi tarafından tepki gördü ve pasaportuna 1952 yılında, Londra'ya konferansa katılmak üzere gittiğinde el konuldu. 1954 yılında pasaportu; Stokholm'de Nobel Kimya Ödülü'nü almasına az bir süre kala geri verildi. Ödül törenine Einstein ve Bertrand Russell de katıldı. 1955 yılında Russel-Einstein Manifestosuna katıldı.

1950'lerin sonunda Pauling, Los Angeles'teki hava kirliliği sorunu hakkında çözüm üretmeyi amaçlıyordu. Bu dönemde de bilim insanları hava kirliliğine fabrikaları ve rafinerileri en büyük etken olarak görüyorlardı. Pauling bu dönemde Arie Haagen-Smit ve diğer bilim insanları ile birlikte Caltech'te benzinle çalışan arabaların doğaya verdiği zarar ile fabrikaların verdiği zararı kıyaslamayı amaçlayan bir araştırma yaptılar. Bu araştırma sonucunda Pauling elektrikle çalışan araba üzerinde çalışmaya başladı. Elektrikli araba üzerine çalışan mühendislere katıldı ve çalışmalarına destek vermeye başladı.

Pauling asit bazlı akülerin aracı çalıştıracak yeterli enerjiyi sağlayamayacağını düşünüyordu. Karbon bazlı yakıtlara nazaran bu akülerle çalışan araçlar daha yavaş hızda ve daha az çekimle çalışıyordu. Bu konu üzerine yoğunlaşılmasını sağladı. Fakat çalışmalar desteklenmediği için proje yarıda kaldı.

1941 yılında Pauling tedavi edilemeyen Bright hastalığı olarak tanımlanan hastalık türü ile karşılaştı. Uzmanlar bu hastalığın tedavi edilemeyeceğini ileri sürüyorlardı. Pauling, Stanford Üniversitesi'nden Dr.Thomas Addis ile birlikte yaptığı çalışmalarda, hastalar üzerinde düşük protein içeren diyet uygulamaları denedi. Ayrıca bu diyette vitamin ve mineral desteği de uygulandı.

1950'lerin sonunda Pauling enzimlerin insan biyolojisi üzerindeki etkileşimleri üzerine çalışmalarda bulundu. 1956 yılında Abram Hoffer vitaminlerin vücutta enzimlerin salgılanması için gerekli olduğunu keşfetti. 1968 yılında Pauling Ortomoleküler Psikiyatri üzerine yaptığı çalışmasını Science dergisinde yayımladı. Bu makale 1970'lerde popüler olan megavitamin terapisinin teorik temelini oluşturdu. Pauling'e göre vitaminlerin insan psikolojisi üzerinde ciddi etkileri vardı.

Pauling daha sonraki yıllarda C vitamini üzerine çalışmalarda bulundu . 1966 yılında Irwin Stone, her gün alınan C vitamininin vücudu soğuk algınlığına karşı koruduğunu keşfetti. Bu araştırmasını 1970 yılında C vitamini ve soğuk algınlığı başlığı ile yayımladı.

Pauling İngiliz kanser cerrahı olan Ewan Cameron ile birlikte uzun süre çalışmalarda bulundu .1971 yılında C vitamininin kanser üzerindeki etkilerini araştırdılar. Pauling ve Cameron yaptıkları çalışmaları Kanser ve C Vitamini adlı eserde topladı.

Pauling birçok bilimsel buluşla bilime, insanlığa birçok katkılarda bulunmuştur. İngiliz New Scientist dergisine göre En Büyük 20 Bilim İnsanı listesine seçilmiştir.

Gautam R. Desiraju tarafından Nature dergisinde yazılan Milenyum adlı yazıda dünyanın en büyük teorisyenleri arasında; Newton, Galileo, Einstein ile birlikte görülmüştür. Ayrıca Pauling kuantum mekaniği, inorganik kimya, organik kimya, protein yapısı, moleküler biyoloji ve tıp alanlarında temel olabilecek katkılarda bulunmuştur. Pauling modern kuantum kimyasının babası olarak kabul edilmektedir. Ayrıca literatüre hibritasyon ve elektronegativite kavramlarını sokan kişidir. Francis Crick tarafından moleküler biyolojinin babası olarak kabul edilmiştir.