Giới thiệu tác giả¶
Linus Pauling lần đầu được nhiều đồng bào ngoài giới khoa học chú ý đến khi ông nêu bật vấn đề mà rốt cuộc dư luận đã buộc Hoa Kỳ, Liên Xô và Vương quốc Anh phải đình chỉ việc thử vũ khí hạt nhân trong khí quyển. Từ khi các vụ thử bom nguyên tử bắt đầu một cách ráo riết tại Frenchman’s Flats gần Las Vegas, Nevada, năm 1951, Ủy ban Năng lượng Nguyên tử đều đặn phát đi những thông cáo báo chí trấn an. Họ nói bức xạ năng lượng cao đã không gây ra số dị tật bất thường nào ở con cái của những bậc cha mẹ từng phơi nhiễm ở Hiroshima và Nagasaki. Các thế hệ ruồi giấm được nuôi trong những bình chứa phóng xạ thậm chí cho thấy “sức sống mạnh hơn, dẻo dai hơn, kháng bệnh tốt hơn, khả năng sinh sản tốt hơn”.
Chính Linus Pauling — phát biểu với thẩm quyền của một người đoạt giải Nobel (hóa học, 1954) — đã vạch trần sự dối trá của chiến dịch quan hệ công chúng này của chính phủ. Ông chuyển vật lý của các vụ nổ hạt nhân thành những từ ngữ và con số mà người dân có thể hiểu. Nhờ đó, người ta biết rằng dòng neutron trong một vụ nổ biến nitơ trong khí quyển thành carbon-14 phóng xạ. Ủy ban Năng lượng Nguyên tử mời một người đoạt giải Nobel khác, Willard Libby, đến để chứng minh rằng hiệu ứng này sẽ có hậu quả không đáng kể. Tuy nhiên, các phân tử lớn của tế bào sống được dựng quanh carbon, và C-14 dễ dàng thay thế cho đồng vị không phóng xạ C-12. Từ chính những con số của Libby, Pauling tính được rằng lượng C-14 sinh ra từ các vụ thử vũ khí đã được lên lịch khi đó sẽ khiến 55.000 trẻ em sinh ra với dị tật thể chất và tâm thần nặng nề, gây ra hơn 500.000 ca sảy thai, thai chết lưu và tử vong sơ sinh, và gây ra ngần ấy bệnh bạch cầu và ung thư xương bằng tổng số do tất cả các sản phẩm phân hạch từ các vụ nổ cộng lại.
Cuộc tranh luận công khai, được duy trì bởi những đóng góp mạnh mẽ của Pauling, cuối cùng đã thúc các siêu cường đình chỉ thử bom nguyên tử trong khí quyển; họ ký hiệp ước năm 1963, và nó có hiệu lực đúng vào ngày Linus Pauling được trao Giải Nobel Hòa bình năm 1962.
Trong suốt chiến dịch chống thử vũ khí giữa bầu không khí chính trị Mỹ phân cực của thập niên 1950, Pauling đã phải chịu đựng việc bị nghi ngờ tư cách công dân, và thậm chí cả sự xúc phạm chính thức là bị Bộ Ngoại giao thu hộ chiếu một thời gian. Mãi đến tận năm 1963, Giải Nobel Hòa bình của ông còn bị tạp chí Life giật tít là một “Lời sỉ nhục Quái đản từ Na Uy”.
Tuy nhiên, tranh cãi không phải là điều mới lạ với Pauling. Trong đóng góp khai phá đầu tiên của ông cho khoa học vào thập niên 1920, ông đã đưa vật lý lượng tử và trí tưởng tượng hình ảnh mạnh mẽ của mình vào hóa học. Công thức hóa học — vốn nằm phẳng trong hai chiều của trang giấy — bắt đầu tìm được cách biểu đạt thực tiễn trong cấu hình kiến trúc của các phân tử và tinh thể trong không gian ba chiều. Pauling chỉ ra cách tái dựng những cấu hình này từ phép đo khoảng cách và góc của các liên kết hóa học gắn các nguyên tử với nhau. Những nhà hóa học thường ngày, vốn hài lòng với ngành khoa học của mình ở giai đoạn “sách dạy nấu ăn” thời trước-Pauling, đã cố đẩy lùi sự xâm nhập của vật lý vào lĩnh vực của họ. Họ không chỉ chống lại lập luận khái niệm của ông và chất vấn dữ liệu của ông, mà còn nghi ngờ cả sự liêm chính của ông. Hai thế hệ nhà hóa học, từ đó được nuôi dưỡng bằng các giáo trình — kể cả của chính Pauling — vốn đã tiếp thu cuộc cách mạng mà ông mang đến cho nền tảng của hóa học, hẳn sẽ khó nhận ra căn nguyên của cuộc tranh cãi bị lãng quên ấy.
Phương pháp của Pauling trong tranh luận luôn là xác lập dữ liệu, rồi với sự hài hước điềm tĩnh, phát biểu rõ ràng ý nghĩa của dữ liệu. Ông hầu như luôn đúng về dữ liệu và hiếm khi sai về ý nghĩa lớn hơn. Tuy nhiên, năm 1964 ông bị khiêu khích đến mức phải kiện một tờ báo đặc biệt xúc phạm. Bồi thẩm đoàn, bị hướng dẫn sai về luật phỉ báng, đã phán rằng tờ báo không thể làm tổn hại danh tiếng của một người lỗi lạc đến vậy.
Trong khoảng chục năm qua, những đóng góp của Pauling cho hiểu biết tốt hơn về dinh dưỡng và cho việc nâng cao sức khỏe con người — mà ông trình bày trong cuốn sách này — đã cuốn ông vào tranh cãi với y giới có tổ chức và các nhà dinh dưỡng theo lối cũ liên đới. Các bác sĩ, trừ vài ngoại lệ lỗi lạc, lên án sự xâm nhập của người-không-phải-bác-sĩ này vào việc hành nghề y. Họ có khuynh hướng đặt lập luận trên cơ sở công kích cá nhân: họ nói Pauling không phải bác sĩ, mà là một nhà khoa học đã quá già lụ khụ, đang lội ra ngoài tầm hiểu biết của mình. Cuộc tranh cãi này phần nào cô đơn đối với Pauling. Những người thừa nhận tầm vóc của ông trong khoa học lại tiếc rằng ông đi quá xa khỏi “dòng chính”. Tuy vậy, cũng có nhiều người cho rằng, như cố René Dubos, dòng chính rồi sẽ hội tụ với Pauling sau hai mươi năm.
Linus Carl Pauling sinh tại Portland, Oregon, ngày 28 tháng 2 năm 1901, là con trai của Herman William Pauling — một dược sĩ — và Lucy Isabelle (Darling). Ông tốt nghiệp Trường Cao đẳng Nông nghiệp Oregon (nay là Đại học Bang Oregon) với bằng Cử nhân Khoa học ngành kỹ thuật hóa học năm 1922, rồi đến Viện Công nghệ California ở Pasadena, nơi Arthur A. Noyes, Richard C. Tolman và Roscoe G. Dickinson đã giúp định hình sự nghiệp của ông. Sau một năm, khi cô dâu Ava Helen Miller đến cùng, ông theo đuổi việc học hóa học, vật lý và toán học, dẫn đến học vị Tiến sĩ năm 1925. Vốn đã nổi bật nhờ được bổ nhiệm làm Nghiên cứu sinh của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia, Pauling được trao học bổng Guggenheim để học ở châu Âu. Ông dành phần lớn năm rưỡi tại Viện Vật lý Lý thuyết của Arnold Sommerfeld ở Munich, nhưng cũng dành một tháng tại Viện của Niels Bohr ở Copenhagen và vài tháng ở Zurich, nơi ông học với Erwin Schrödinger. Ông trở về California năm 1927 và bắt đầu sự nghiệp lâu dài làm thầy giáo và nhà nghiên cứu tại Caltech.
Pauling là một trong những nhà hóa học Mỹ đầu tiên làm chủ công nghệ nhiễu xạ tia X. Đây là công cụ dùng để xác định khoảng cách và góc của các liên kết nguyên tử trong cấu trúc ba chiều của tinh thể và phân tử; nó là công cụ chủ yếu đã làm nảy sinh cuộc cách mạng trong khoa học sự sống mà nay ta gọi là sinh học phân tử. Phần lớn nghiên cứu thời kỳ đầu của Pauling là về nhiễu xạ tia X của các tinh thể vô cơ, ví dụ topaz, các loại mica, các silicat và các sulfua. Việc ông phát triển lý thuyết phối trí cho các chất phức tạp đã góp phần tạo nên lĩnh vực hóa học tinh thể. Lý thuyết này hướng dẫn việc chọn ra, trong vô số cấu trúc tinh thể khả dĩ, cách sắp xếp hợp lý về mặt hóa học. Nó giúp đưa nhiễu xạ tia X vào phân tích cấu trúc của các phân tử hữu cơ. Tại Caltech, Pauling cũng đào tạo nhiều nhà tinh thể học tia X tương lai của nước Mỹ, trong đó có người đoạt giải Nobel W. N. Lipscomb. Năm 1930, sau một cuộc gặp với Hermann Mark ở Đức, Pauling quan tâm đến nhiễu xạ electron và ông dùng công cụ mạnh mẽ này cùng với nhiễu xạ tia X trong việc xác định cấu trúc các phân tử lớn của sự sống.
Nếu phân tích tia X và nhiễu xạ electron cho ông những công cụ thực nghiệm để khám phá cấu trúc phân tử, thì việc ông nghiên cứu cơ học lượng tử lại cung cấp cho ông một công cụ lý thuyết. Với kho công cụ này, ông góp phần tái dựng nền tảng của ngành hóa học. Đối với nền hóa học mới — nền hóa học nhìn nhận các liên kết giữa các nguyên tử trong một phân tử là do tác động của electron tạo nên — Pauling là người tổ chức, khái quát hóa và xây dựng hệ thống chính yếu. Tác phẩm vĩ đại của ông, The Nature of the Chemical Bond (Bản chất của Liên kết Hóa học), là một cột mốc trong lịch sử khoa học.
Mối quan tâm của Pauling đối với các phân tử sinh học được khơi dậy, như ông kể lại trong cuốn sách này, bởi việc T. H. Morgan đến Caltech vào cuối thập niên 1920. Đến giữa thập niên 1930, Pauling nghiên cứu phân tử hemoglobin, bị cuốn hút bởi màu sắc nổi bật của nó và chức năng sống còn mà tính chất kết hợp thuận nghịch với phân tử oxy của nó phục vụ. Mối quan tâm về hemoglobin tự nhiên dẫn đến mối quan tâm rộng hơn về protein. Cùng Alfred Mirsky, ông công bố một bài báo về lý thuyết chung của cấu trúc protein, gợi ý rằng chuỗi polypeptide của mỗi protein cuộn và gập thành một cấu hình đặc thù — cấu hình quy định chức năng của phân tử ấy trong cơ thể; phân tử mất chức năng này, bị “biến tính”, khi cấu hình đó bị mất do đứt gãy các liên kết hóa học cuộn và gập phân tử.
Trong một lần Pauling đến thăm Viện Rockefeller ở New York, ông gặp Karl Landsteiner — người phát hiện ra các nhóm máu — người đã dẫn dắt ông vào lĩnh vực miễn dịch học. Bài báo đầu tiên của Pauling về cấu trúc kháng thể xuất hiện năm 1940. Trong Thế chiến II, trọng tâm công việc của ông chuyển phần nào sang những vấn đề thực tiễn, ví dụ tìm một chất thay thế nhân tạo cho huyết thanh. Vì công việc phục vụ Văn phòng Nghiên cứu và Phát triển Khoa học thời chiến, ông được trao Huân chương Tổng thống vì Công trạng (Presidential Medal for Merit).
Cuối chiến tranh, sau một cuộc gặp với Bác sĩ William B. Castle — một cộng sự trong một ủy ban của Báo cáo Bush, Science, the Endless Frontier (Khoa học, Biên cương Vô tận) — Pauling quan tâm đến bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm, mà ông phỏng đoán có thể là một bệnh phân tử do một phân tử hemoglobin bất thường gây ra. Làm việc cùng Harvey Itano và những người khác, Pauling chứng minh năm 1949 rằng hemoglobin bất thường ấy là do chỉ một bất thường về axit amin duy nhất trong một trong các chuỗi polypeptide.
Khi làm giáo sư thỉnh giảng tại Đại học Oxford năm 1948, Pauling quay lại một bài toán từng cuốn hút ông vào cuối thập niên 1930: sự cuộn của chuỗi polypeptide trong protein. Bằng cách gập một tờ giấy mà ông đã vẽ một chuỗi polypeptide lên đó, ông phát hiện ra xoắn alpha. Pauling và Robert B. Corey công bố mô tả về cấu trúc xoắn của protein năm 1950, và cấu trúc này sớm được kiểm chứng bằng thực nghiệm.
Khi người ta nhận ra rằng axit deoxyribonucleic (DNA) là phân tử di truyền, Pauling quan tâm đến cấu trúc ba chiều của nó. Năm 1953, ông và Corey đề xuất rằng nó gồm ba chuỗi, xoắn vào nhau thành những sợi giống như dây thừng. Ít lâu sau, Watson và Crick đề xuất cấu trúc xoắn kép, và cấu trúc này hóa ra là đúng. Watson và Crick có lợi thế là những bức ảnh nhiễu xạ tia X của DNA do Rosalind Franklin chụp — một lợi thế mà Pauling không có, vì Bộ Ngoại giao Hoa Kỳ đã thu hộ chiếu của ông (và cấp lại khi ông nhận Giải Nobel hóa học năm 1954).
Với sự nổi tiếng công chúng tăng lên nhờ Giải Nobel, Pauling bắt đầu dành nhiều sự chú ý hơn cho những vấn đề nhân đạo gắn với khoa học. Năm 1958, Pauling và vợ trình một bản kiến nghị có chữ ký của hơn mười một nghìn nhà khoa học từ khắp thế giới lên Dag Hammarskjöld — Tổng Thư ký Liên Hợp Quốc — kêu gọi chấm dứt thử vũ khí hạt nhân. Ông phải bảo vệ bản kiến nghị đó trước một tiểu ban quốc hội năm 1960, và thậm chí liều đi tù vì từ chối giao nộp thư từ với những người đã giúp lan truyền kiến nghị của ông. Trong khi đó, ông đã xuất bản cuốn No More War! (Không còn chiến tranh nữa!).
Trong suốt giữa thập niên 1960, Pauling làm việc tại Trung tâm Nghiên cứu các Định chế Dân chủ ở Santa Barbara, California. Ông rời Caltech phần lớn vì sự thù địch của thể chế nơi đó đối với các nỗ lực hòa bình của ông; tại Santa Barbara, ông hy vọng có thể làm việc trong cả hai lĩnh vực — khoa học và hòa bình. Ở đó, ông chuyển sang nghiên cứu cấu trúc của hạt nhân nguyên tử, từ đó đề xuất lý thuyết “spheron xếp khít” (close-packed spheron) — lý thuyết xem các proton và neutron trong hạt nhân được sắp xếp thành từng cụm. Lý thuyết này đưa ra một lời giải thích đơn giản cho các tính chất hạt nhân, kể cả phân hạch bất đối xứng.
Pauling rời Santa Barbara năm 1967 để trở thành giáo sư nghiên cứu hóa học tại Đại học California ở San Diego. Tại đó, ông nghiên cứu cơ sở phân tử của trí nhớ và công bố, năm 1968, bài báo về tâm thần học chỉnh phân tử (orthomolecular psychiatry). Mối quan tâm về y học chỉnh phân tử này tiếp tục suốt thời gian ông làm giáo sư tại Đại học Stanford vào cuối thập niên 1960 và đầu thập niên 1970, và dẫn đến việc ông sáng lập, năm 1973, Viện Khoa học và Y học Linus Pauling.
Trong suốt giai đoạn sau này của sự nghiệp, mối quan tâm của Pauling tập trung vào dinh dưỡng và vai trò của các dưỡng chất vi lượng, đặc biệt là vitamin C (axit ascorbic), trong sinh lý học của cơ thể. Từ công trình này ra đời một cuốn sách cho độc giả phổ thông, Vitamin C and the Common Cold, xuất bản năm 1970, được trao Giải Phi Beta Kappa cho cuốn sách khoa học hay nhất năm đó. Ít lâu sau, Pauling quan tâm đến việc dùng axit ascorbic trong điều trị ung thư, phần lớn qua sự tiếp xúc của ông với thầy thuốc người Scotland, Bác sĩ Ewan Cameron. Sự cộng tác của họ dẫn đến cuốn sách năm 1979 của ông, Cancer and Vitamin C (Ung thư và Vitamin C), với Bác sĩ Cameron là đồng tác giả.
Nay đã ngoài tám mươi, Pauling vẫn tiếp tục đi khắp thế giới, thuyết giảng cả về những công trình kinh điển của ông trong hóa học, sinh học, y học và hòa bình, lẫn về sự khai triển hiện nay của những ý tưởng trước đây của ông. Ông cũng tiếp tục viết về những chủ đề này. Chẳng hạn, năm 1983, ấn bản sửa đổi kỷ niệm hai mươi lăm năm của No More War! được xuất bản. Trong tất cả những điều này, ông vẫn trung thành với tầm nhìn cấu trúc của mình, dù dùng nó để hiểu thế giới vật chất hay để giúp cải thiện thế giới con người.
— Dr. Robert J. Paradowski Rochester Institute of Technology