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他用物理重塑化学,两次独揽诺奖,却也煽动民众迷信维生素保健 精选

已有 5659 次阅读 2017-9-11 22:39 |系统分类:科普集锦


科学发展并非朝着真理直线前进,种种错误反而成为人类做出种种突破的催化剂。

但也并不是所有的错误都具备催化剂的属性,有些错误它能够进化为更大的错误


二十世纪有一位改写了化学史的伟大化学家,他叫做鲍林。

作为一个诺贝尔奖双料得主,他不仅是一位天赋秉异的化学家,更是一位世界和平运动的倡导者。



他曾被英国《新科学家》周刊评为人类有史以来20位最杰出的科学家之一,与牛顿、居里夫人及爱因斯坦并肩。

爱因斯坦昔日曾由衷地称赞鲍林:“此人是真正的天才。”


但他却犯了一个错误,一个至今仍有人当真的错误。


莱纳斯·卡尔·鲍林


1901年2月28日,鲍林出生于在美国俄勒冈州一个贫苦家庭里。

他的父亲是一位药剂师,在他9岁的时候就不幸逝世,他的母亲则患有严重的抑郁症。


说起化学,这个种子是怎么埋藏在他心里的已经无法考证。

有的说是他同学给他看的实验吸引了他,也有人说他父亲的配药过程让他感兴趣,无论怎样,化学从那个时候开始便和他密不可分了。


他13岁入读高中,这才系统性地了解化学,一种物质突然变成了另一种的神秘感让他更加喜爱化学。

3年后,受限于家境,他只得就近入学,在俄勒冈农学院学习化学。


他本就聪明,学习又极为刻苦,毕业后在加州理工学院深造,迅速掌握了许多具有革命性的技术。

靠着对晶体结构的深刻研究,他以最优等的成绩拿到了博士学位。


加州理工学院


那个时代的欧洲仍是科学界的中心,群星璀璨,而德国更是欧洲的中心。

拿到博士学位的鲍林前往德国,寻找与更多在量子力学和物理化学领域卓出的科学家见面的机会。


他从索末菲的演讲中看到宽广的道路;他在玻尔的实验室工作数个月收获颇多;他还去到苏黎世,随薛定谔做研究工作,究量子力学解决化学问题的可行性


1926年鲍林、维尔纳·库恩和泡利在欧洲的游船上


但鲍林并非想要转行物理,他对于化学是非常执着的,他只是想掌握好物理后,能够运用在化学的研究中。


这也是得益于他在美国读书时的老师们,他们预见了物理化学的交融,为鲍林的学习安排了足量的物理课,甚至定期邀请一些物理巨擘来访教学


鲍林学成回国后,便投身在研究化学键本质的工作。

他尝试延续薛定谔的研究,利用量子力学解决化学问题。


对化学、物理的了解,使得他得以跳出传统化学家的思维探究问题根本。

1931年2月,他提出并发表了价键理论*,此后陆续发表了相关论文。


*注:单个原子会拥有未成对的电子,当两个原子的轨道相重叠时,这些未成对的电子就会两两结合成为电子对,生成一个共价键,同时它们将不能与第三个电子配对。


价键理论追求的是“可视化”,能够极巧妙地解释了化学键。

但价键理论也有其局限性,如甲烷(CH4)按价键理论并不可能存在,但实验结果却表明甲烷是正四面体结构。


碳四面体结构是化学领域的老问题,绵亘将近60年也没有靠谱的解释。

鲍林随即补充了杂化轨道理论,认为碳原子成键时,自身轨道会发生“杂化”,从而构成正四面体。


甲烷分子模型


杂化轨道理论不仅能够解释CH4,同时能够解释绝大多数的分子结构。

除此以外,鲍林还独创性地提出了电负性、共振理论等理论,并在1939年整理出了《化学键的本质》一书。


尽管《化学键的本质》一书里的理论并非无可取代*,但其在化学史上有着划时代的意义。


**注:同一时期以德国的洪特、英国的琼斯与美国的穆丽肯为代表的分子轨道理论便可以与《本质》分庭抗礼。


当时的化学分类并不严谨,化学分为晶体结构化学、立体有机化学、无机化学、物理化学这四门分支学科,并且它们各自的现象与理论一直相互冲突。

而《化学键的本质》中的一系列理论成功将它们的冲突化解,使化学变成了一个整体。


鲍林在研究化学分子结构(右二)


除了在学术上的重要价值,《化学键的本质》在教学上也有着革命性的意义。

1947年,鲍林以《化学键的本质》为基本,出版了大一教材《普通化学》,三年后又出版了《大学化学》。


这使化学不再单纯依赖于科学训练的知觉和实验积累的经验,而是如数学和物理一般有着理论核心。

也因此,化学才算得上是“数理化”之一的自然科学基础学科



鲍林一家


鲍林对于化学键的研究工作也改变了他在科研圈的地位:


1931年,他成为加州理工学院最年轻的教授,两年后入选美国科学院,成为当时历史上最年轻的院士。

1954年,鲍林凭借化学键对科研方面和教学方面的重大意义,获得了当年的诺贝尔化学奖


诺贝尔奖牌


鲍林也曾涉足生物学领域,同样运用分子结构的思想便取得了不少成果。

他在生物学上做出两大贡献:阐明了蛋白质的α螺旋结构,为揭秘蛋白质拉开序幕;证明了镰状细胞贫血是由于血红蛋白的变异,提出了分子疾病的概念。


50年代初,他参与揭开DNA结构的角逐,但因为从来只考虑三螺旋、四螺旋结构而无缘真相。

他还曾提出通过比较不同物种的同源蛋白质来确定不同物种间的亲缘关系,这种方法被普遍使用,成为确定亲缘关系最重要的方法之一。


鲍林虽然作为一个科学家,但不可忽视当时的时代背景——二战的硝烟仍在弥漫。


经历了二次战的残酷,再加上他妻子的影响,使他变成了一个和平主义的行动者。

他还主动加入由爱因斯坦领导的原子能科学家紧急委员会,以此来提醒公众核武器的危险。


除此之外,他还积极参与各种反战运动,坚决反对任何形式的战争,不留余力的反对核试验,致力于世界和平事业。

1958年1月,他向联合国秘书长呈递了一份由他起草的要求禁止核武器试验的国际协定倡议书,这上面还有着49个国家11000多位科学家签名。


他对世界和平的共享让他成为了1962年的诺贝尔和平奖。

鲍林也因此成为迄今为止,唯一一位两度单独获得诺贝尔奖的人。


领奖后的纪念照片

鲍林迫切世界和平,而且他直言不讳、绝不退让且坚持不懈,使他成为学生们的精神领袖。


但这也让他成为了媒体的众矢之的。

过刚则易折,他的行为和思想方式也为他招来了非议。


获得诺贝尔奖后,他的言行更是与公众舆论脱节,愈发显得自命不凡、自以为是”


他猛烈抨击政客,反对政府政策。


美国主流媒体看不起他的政治观点,对诺贝尔和平奖的颁布不以为然。

就连他曾担任主席的美国化学会的学报,也只是在报纸一个角落提及他“荣获”诺奖



鲍林在他人眼里变越来越“荒诞不经”。

加州理工学院院长和化学系的同僚们都对他颇有微词,认为他“深陷化学生物学,远离了物理化学的根本”


鲍林最终选择离开,去过加州圣巴巴拉民主学院研究中心,也在加州大学圣迭戈分校化学系和斯坦福大学供职过,却感觉都无法适应。

媒体称呼他为“学术界的流浪汉”,直到他自己创立了自己的研究所方才停下。



鲍林经受住了不公,但也真正变得荒诞起来,他开始投身“维生素保健”的研究。

他逢人就鼓吹正分子理论”:人体存在正分子平衡,生病既是正分子失衡。


因此,他提倡通过食用大剂量维生素或无机盐,矫正正分子平衡来达到治疗目的。

小到感冒、牙疼、拉肚子,大到癫痫、精神病、过敏性疾病,药到病除童叟无欺。


然而,他的猜想缺乏科学证据,也没有进行严格的临床试验。


开始的时候,他的信心来源于自己大剂量服用维生素后感觉“神清气爽”,而公众们自然也愿意相信双料诺贝尔奖得主鲍林的话。

这种观念通过广播、通俗出版物和大众书刊大规模广告宣传,影响力非同凡响


然而,正儿八经的医学家和营养学家都不认同他的观点。

美国国立精神健康研究院研究咨询委员会也曾公开表示大剂量维生素疗法可能有害。


事实上,尽管维生素在人体生长、代谢、发育过程中发挥了重要的作用。

但维生素过量服用,确实会导致维生素中毒。



而鲍林压根不认同他人的指责,认为他们只是“自以为占据了真理”。

他根据自己多年的研究,于1970年出版了《维生素C与普通感冒》一书。


书中认为每天服用1000毫克或更多的维生素C可以预防感冒,其中提到用量已经远超成人的膳食标准(60毫克)十几倍。

但这本书却受到读者的赞誉,被评为当年的美国最佳科普图书。



随后,他又和一名医学博士合作出版了《癌症和维生素C》一书。

书中建议每个癌症患者每天服用10克(1克等于1000毫克)或更多的维生素C。


他们认为这种简单的方法将十分显著地改善癌症治疗的结果。

后来,他的建议剂量还一改再改,甚至一度达到标准量的数百倍之多。


《如何活得更久,且感觉更好》鲍林著


鲍林还曾先后8次向国家癌症研究所申请资助。


可他的申请每次都被否定,他只能靠那些真想靠维生素救命的人资助。


他凭借着本身的社会影响力,始终坚持着自己的研究成果。



关于维生素剂量之争,鲍林与医学权威们谁都没有说服谁。

几乎所有鲍林的观点都被医学界拒绝,而医学界的善意提醒也始终被公众拒绝。


直到1994年,在鲍林离世后,维生素的剂量之争彻底陷入了死局。



尽管维生素大军的灵魂人物已经过世,但提高维生素C摄取量的建议,仍被一些有心人旧事重提。

他们用作宣传维生素保健品的宣传,一罐几块钱的维生素C甚至可以卖到几百块。


但维生素C能不能保健不好说,但胡乱吃维生素C甚至有副作用,超量摄入会导致失眠、惊厥、燥热、头痛等不良症状,婴儿则会出现皮疹。

若超大量服用甚至还有可能在停用后引发坏血病。



维生素并不具有我们想要的惊人功能,但却总有人选择相信维生素保健。

人们追逐健康实则无可厚非,生命实在太过宝贵,这才让许多人愿意付出生命的代价去搏一搏。





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