ไลนัส พอลิง นักเคมีอัจฉริยะเจ้าของรางวัลโนเบลเดี่ยว 2 สาขาหนึ่งเดียวในโลก

ไลนัส พอลิง (Linus Pauling) เป็นนักเคมี นักชีวเคมี และนักเคลื่อนไหวเพื่อสันติภาพ หนึ่งในผู้ริเริ่มสาขาวิชาเคมีควอนตัมและอณูชีววิทยา เขาเป็นคนเดียวในประวัติศาสตร์ที่ได้รับรางวัลโนเบลเดี่ยว (ไม่ร่วมกับคนอื่น) 2 ครั้ง ผลงานการค้นพบธรรมชาติของพันธะเคมีของเขาเป็นรากฐานสำคัญของวิชาเคมีสมัยใหม่และยังเป็นพื้นฐานของวิชาชีววิทยาโมเลกุลอีกด้วย พอลิงเป็นคนแรกๆที่ประยุกต์ทฤษฎีควอนตัมมาใช้กับโครงสร้างของโมเลกุลและศึกษาเกี่ยวกับโมเลกุลของสารอินทรีย์รวมทั้งโครงสร้างของ DNA งานของเขามีส่วนสำคัญต่อการค้นพบแบบจำลองโมเลกุลของ DNA ที่ถูกต้องในเวลาต่อมา นอกจากนี้เขายังเป็นนักต่อสู้เคลื่อนไหวต่อต้านการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ในช่วงสงครามเย็นซึ่งนำไปสู่การลงนามในสนธิสัญญาห้ามทดลองอาวุธนิวเคลียร์ พอลิงได้รับการยกย่องเป็นนักเคมีผู้ยิ่งใหญ่ที่สุดในศตวรรษที่ 20 และเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ของโลกตลอดกาล

 
ทำงานส่งตัวเองเรียนจนจบปริญญาเอก

lunus-pauling-2

ไลนัส พอลิง เป็นชาวอเมริกัน เกิดที่เมืองพอร์ตแลนด์ รัฐออริกอน ประเทศสหรัฐอเมริกาเมื่อปี 1901 เป็นพี่คนโตของน้องอีกสองคน พ่อของเขาเสียชีวิตตอนเขาอายุ 9 ขวบ ทิ้งให้แม่ต้องรับภาระเลี้ยงดูลูกน้อย 3 คน ชีวิตวัยเด็กของเขาจึงไม่ค่อยสะดวกสบายเท่าไหร่ พอลิงเริ่มสนใจที่จะเป็นนักเคมีเมื่อเพื่อนคนหนึ่งที่มีชุดทดลองขนาดเล็กได้แสดงการผสมสารบางชนิดให้เขาดู ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นได้สร้างความประทับใจและดึงดูดเขาให้อยากเรียนรู้ในวิชาเคมีอย่างมาก ตอนเรียนมัธยมเขากับเพื่อนอีกคนได้ตั้งห้องแล็บเคมีของพวกเขาเองที่ห้องใต้ดินบ้านเพื่อน เมื่อพอลิงอายุ 15 ปีเขาก็มีหน่วยกิตมากพอที่จะเข้าเรียนต่อที่มหาวิทยาลัยออริกอนสเตต แต่ทางโรงเรียนไม่ยอมออกประกาศนียบัตรให้เนื่องจากเขายังขาดอีกสองหน่วยกิตในวิชาหน้าที่พลเมือง เขาจึงออกจากโรงเรียนโดยไม่มีประกาศนียบัตร แต่ 45 ปีต่อทางโรงเรียนได้มอบประกาศนียบัตรกิตติมศักดิ์ให้กับเขาหลังจากที่เขาได้รับรางวัลโนเบลครั้งที่ 2

หลังจากออกจากโรงเรียนพอลิงต้องทำงานหลายอย่างเพื่อหาเงินส่งตัวเองเรียนหนังสือ เขาเคยทำงานเป็นเด็กส่งนม, คนงานในอู่ต่อเรือ และเป็นผู้ช่วยช่างเครื่องในโรงงาน จนถึงปี 1917 ขณะมีอายุ 16 ปีพอลิงสามารถเข้าเรียนที่มหาวิทยาลัยออริกอนสเตตในสาขาวิศวกรรมเคมี สองปีแรกในมหาวิทยาลัยเขาตั้งหน้าตั้งตาเรียนและทำงานไปด้วย พอขึ้นปีที่สามแม่ของเขาป่วยเขาวางแผนกลับไปทำงานที่เมืองพอร์ตแลนด์ แต่ทางมหาวิทยาลัยให้การช่วยเหลือโดยให้เขาเป็นผู้ช่วยสอนวิชาเคมีซึ่งมีค่าตอบแทนมากพอที่ทำให้เขาได้เรียนต่อไปโดยมีเงินไปช่วยเหลือทางบ้านได้ด้วย พอลิงมุ่งเน้นทำวิจัยในเรื่องคุณสมบัติทางฟิสิกส์และทางเคมีของสสารว่ามีความเกี่ยวข้องกับโครงสร้างของอะตอมของพวกมันอย่างไรซึ่งเป็นหนึ่งในพื้นฐานสำคัญของเคมีควอนตัม เขาเรียนจบปริญญาตรีในปี 1922 แล้วไปเรียนต่อที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย หรือ CalTech และจบปริญญาเอกเกียรตินิยมอันดับ 1 สาขาเคมีเชิงฟิสิกส์ในปี 1925

 
เจาะลึกพันธะเคมีด้วยทฤษฎีควอนตัม

lunus-pauling-3

ปี 1925 พอลิงได้รับทุน Guggenheim Fellowship ได้ไปทำงานวิจัยร่วมกับ Arnold Sommerfeld ที่เยอรมัน, Niels Bohr ที่เดนมาร์ก และ Erwin Schrödinger ที่สวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งทุกคนล้วนเป็นนักฟิสิกส์ด้านทฤษฎีควอนตัมชั้นแนวหน้าของโลก พอลิงใช้เวลา 2 ปีในยุโรปอย่างคุ้มค่าเรียนรู้และซึมซับกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งเขาตัดสินใจนำมันมาใช้เป็นหัวใจในการศึกษาค้นคว้าในอนาคตเกี่ยวกับพันธะทางเคมีและโครงสร้างโมเลกุล ปี 1927 พอลิงกลับมาทำงานที่ CalTech ในตำแหน่งผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเคมีทฤษฎีและเริ่มทำงานวิจัยอันนำไปสู่ความก้าวหน้าด้านเคมีอย่างมาก

พอลิงใช้เทคนิควิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ (X-Ray Diffraction) ในการศึกษาโครงสร้างสามมิติของอะตอมและโมเลกุลของสสารหลายชนิด และต่อมายังได้ใช้เทคนิควิเคราะห์การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน (Electron Diffraction) ศึกษาโครงสร้างของสสารสำคัญอีกหลายตัว ขณะเดียวกันเขาใช้กลศาสตร์ควอนตัมในการคำนวณพันธะเคมีหรือแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมและโมเลกุลของสสาร ทำให้งานวิจัยของเขาได้ผลสอดคล้องอย่างสมบูรณ์ทั้งทางทฤษฎีและการทดลองซึ่งนำไปสู่การพัฒนาแนวคิดสำคัญในความเข้าใจของการเกิดขึ้นและพฤติกรรมของสารประกอบทางเคมีอันได้แก่ Electronegativity, Orbital Hybridization และ Resonance

พอลิงได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัยของเขาจำนวนมากตลอดช่วงเวลาหลายปีในการทำงาน ผลงานวิจัยเหล่านั้นเป็นองค์ความรู้ใหม่ที่เป็นความก้าวหน้าด้านเคมีเรื่อยมา จนถึงปี 1937 เขาได้ตีพิมพ์หนังสือ The Nature of the Chemical Bond ซึ่งได้รับการยกย่องว่าเป็นหนังสือวิชาเคมีที่มีอิทธิพลมากที่สุดในศตวรรษที่ 20 มีความสำคัญเทียบเท่ากับหนังสือ Principia ของ Isaac Newton และ On the Origin of Species ของ Charles Darwin ผลงานวิจัยของพอลิงเรื่องธรรมชาติของพันธะเคมีและการประยุกต์ใช้ในการอธิบายโครงสร้างที่ซับซ้อนของสสารนี้ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 1954

 
ไขปริศนาโครงสร้างสารชีวโมเลกุล

lunus-pauling-4

แม้งานวิจัยของพอลิงในช่วงแรกมุ่งเน้นไปที่สารอนินทรีย์แต่เขาก็มีความสนใจในสารอินทรีย์ด้วยเช่นกัน พอลิงเริ่มศึกษาโครงสร้างของโมเลกุลสารอินทรีย์ราวกลางทศวรรษ 1930 โดยเริ่มที่การศึกษาโครงสร้างของฮีโมโกลบิน (Hemoglobin) ซึ่งเป็นโปรตีนในเม็ดเลือดแดง เขาพบว่าโมเลกุลของฮีโมโกลบินจะเปลี่ยนโครงสร้างเมื่อมันได้รับหรือสูญเสียอะตอมออกซิเจน สิ่งนี้ทำให้เขาขยายขอบเขตไปศึกษาเจาะลึกโครงสร้างของโปรตีนทั่วไปโดยละเอียด และในปี 1951 พอลิ่ง, Robert Corey และ Herman Branson ได้เสนอโครงสร้างระดับทุติยภูมิที่ถูกต้องของโปรตีนว่าเป็นแบบเกลียวอัลฟา (alpha helix) และแบบบีต้าชีต (beta sheet)

พอลิงได้ศึกษาโครงสร้างของ DNA และเสนอว่า DNA มีโครงสร้างแบบเกลียวสามสาย (triple helix) แต่คราวนี้เขาพลาด เพราะในอีกไม่นานนัก James Watson และ Francis Crick ได้เสนอโครงสร้างที่ถูกต้องของ DNA ว่าเป็นแบบเกลียวคู่ (double helix) โดยทั้งคู่ได้ข้อมูลสำคัญจากภาพถ่ายเอ็กซ์เรย์ของ DNA ที่ดีที่สุดจากฝีมือของ Rosalind Franklin ว่ากันว่าที่พอลิงพลาดในเรื่องโครงสร้าง DNA ก็เพราะเขาไม่มีโอกาสได้เห็นภาพถ่ายดังกล่าวนี่เอง เนื่องจากว่าช่วงนั้นเขาถูกรัฐบาลยึดพาสปอร์ตทำให้เขาเดินทางไปอังกฤษไม่ได้ มิฉะนั้นประวัติศาสตร์การค้นพบโครงสร้างของ DNA อาจเปลี่ยนไปจากเดิมก็ได้ นอกจากนี้ในปี 1949 พอลิงและลูกศิษย์ค้นพบว่าโรคโลหิตจางจากเม็ดเลือดแดงรูปเคียว (Sickle Cell Anemia) เกิดจากโปรตีนที่ผิดปกติ

 
ทำงานเพื่อกองทัพในสงครามโลก


lunus-pauling-5

ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองสหรัฐอเมริกาได้ระดมนักวิทยาศาสตร์ชั้นหัวกะทิเข้าร่วมทำงานวิจัยในโครงการแมนฮัตตันที่ต้องการพัฒนาระเบิดนิวเคลียร์นำโดย Robert Oppenheimer ซึ่งได้เชิญพอลิงให้มารับผิดชอบแผนกเคมีแต่เขาปฏิเสธ สาเหตุส่วนหนึ่งเป็นเพราะทั้งคู่เคยมีปัญหากันตอนทำงานที่ Caltech ใหม่ๆเนื่องจาก Oppenheimer พยายามเข้าหา Ava Helen ภรรยาของเขา พอลิงจึงหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดปัญหาในครอบครัว แต่เขาได้ทำงานสำคัญอย่างอื่นให้กับกองทัพหลายอย่าง

ปี 1940 พอลิงออกแบบเครื่องวัดปริมาณออกซิเจนเพื่อใช้ในเรือดำน้ำและเครื่องบิน หลังสงครามเครื่องมือดังกล่าวถูกดัดแปลงใช้กับตู้อบเด็กทารกและผู้ป่วยผ่าตัด ปี 1942 เขาได้พัฒนาน้ำเลือดพลาสมาสังเคราะห์เพื่อใช้ในการถ่ายเลือดฉุกเฉินในสถานการณ์สู้รบ นอกจากนี้เขายังได้ช่วยพัฒนาอุปกรณ์ของกองทัพอีกหลายอย่างได้แก่ ระเบิด ตัวขับเคลื่อนจรวด และกระสุนเจาะเกราะ เป็นต้น จากผลงานการสร้างคุณประโยชน์ให้กับกองทัพมากมายในปี 1948 พอลิงจึงได้รับรางวัลเกียรติยศ Presidential Medal for Merit จากประธานาธิบดีสหรัฐ

 
ต่อต้านการทดลองอาวุธนิวเคลียร์

lunus-pauling-6

หลังสงครามโลกพอลิงได้ร่วมกับอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ตั้งกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ด้านนิวเคลียร์เพื่อเตือนสาธารณชนถึงอันตรายในการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์และต่อต้านการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ ทั้งตัวเขาเองและภรรยาที่เป็นนักกิจกรรมด้านสิทธิมนุษยชนคนสำคัญได้เดินทางไปทั่วสหรัฐอเมริกาและยุโรปเพื่อกล่าวปราศรัยต่อสาธารณชนให้ตระหนักถึงอันตรายของสงครามนิวเคลียร์และเน้นถึงความสำคัญของสันติภาพ เขาต่อสู้เรื่องนี้อย่างจริงจังจนถูกรัฐบาลยกเลิกพาสปอร์ตทำให้เขาออกนอกประเทศไม่ได้ รวมทั้งถูกเรียกตัวให้ไปชี้แจงกับสภาคองเกรส แต่ในที่สุดเขาก็ประสบความสำเร็จ พอลิงได้รับรางวัลโนเบลสาขาสันติภาพสำหรับการทำงานต่อสู้เพื่อห้ามการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ เขาได้รับรางวัลนี้ในวันเดียวกับที่สนธิสัญญาห้ามทดลองอาวุธนิวเคลียร์มีผลบังคับใช้

 
การวิจัยด้านการแพทย์และวิตามินซี

lunus-pauling-8

ปี 1941 พอลิงเป็นโรค Bright’s disease ซึ่งเป็นโรคไตอับเสบรุนแรงชนิดหนึ่ง เขาสามารถควบคุมโรคนี้ด้วยอาหารพิเศษที่มีโปรตีนต่ำปราศจากเกลือและวิตามินเสริม จึงเป็นจุดเริ่มต้นของความสนใจศึกษาค้นคว้าเรื่องความสัมพันธ์ระหว่างสารอาหารกับสุขภาพและเกิดแนวคิดการรักษาโรคด้วยวิตามิน ปี 1970 เขาตีพิมพ์หนังสือ Vitamin C and the Common Cold ซึ่งกลายเป็นหนังสือขายดี ตัวพอลิงเองกินวิตามินซีป้องกันโรคหวัดวันละ 3 กรัมทุกวัน ปี 1973 พอลิงก่อตั้งสถาบันวิจัยทางการแพทย์ Linus Pauling Institute ที่มุ่งเน้นวิจัยการใช้สารอาหารโดยเฉพาะวิตามินซีในการป้องกันและรักษาโรค เช่น โรคหัวใจและโรคมะเร็ง แม้มีผลวิจัยออกมาว่าใช้ได้ผลแต่ก็ยังเป็นที่ถกเถียงและไม่ได้รับการยอมรับในวงการแพทย์ พอลิงทำงานวิจัยอยู่ที่สถาบันนี้จนเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งเมื่อปี 1994 ในวัย 93 ปี

 
นักเคมีผู้ยิ่งใหญ่แห่งศตวรรษที่ 20

lunus-pauling-7

พอลิงเป็นนักเคมีที่มีผลงานมากที่สุดคนหนึ่ง ตลอดชีวิตการทำงานเขาตีพิมพ์ผลงานทางวิชาการมากกว่า 1,200 ชิ้น ผลงานของเขามีอิทธิพลอย่างสูงต่อวงการเคมีโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลงานการค้นพบธรรมชาติพันธะเคมีกับการใช้ทฤษฎีควอนตัมในการวิเคราะห์โครงสร้างของโมเลกุลและหนังสือ The Nature of the Chemical Bond เป็นผลงานอันทรงคุณค่าและเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาและความก้าวหน้าทางด้านเคมีอย่างมาก นักเคมีอัจฉริยะเจ้าของรางวัลโนเบลเดี่ยว 2 สาขาหนึ่งเดียวในโลกผู้นี้จีงได้รับการยกย่องเป็นนักเคมีผู้ยิ่งใหญ่ที่สุดในศตวรรษที่ 20 และเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ของโลกตลอดกาล

linus-pauling-2

 

ข้อมูลและภาพจาก wikipedia, famousscientists.org, nobelprize.org


Leave a Reply

Your email address will not be published.