1905-1992. Нобелевские «нелауреаты»

Первую Нобелевскую премию по химии получил в 1901 году Якоб Вант-Гофф, и с тех пор до 2017 года лауреаты Нобелевской Премии по химии объявлялись 109 раз. Премии в этой области получили 177 человек (Фредерик Сенгер заслужил эту награду дважды – в 1958 и 1980 годах). Некоторых нобелиатов-химиков, таких как Мари Кюри и Лайнус Полинг, знают практически все, других – только специалисты, работающие в узкоспецифических областях.

Увы, многих химиков XX века, сделавших выдающиеся открытия, так и не пригласили на декабрьский прием к его величеству королю Швеции, где вручают заветные медали с профилем Альберта Нобеля и Духом науки, срывающим вуаль с Духа природы. Причины разные: правила и ограничения, изложенные в завещании Нобеля, безвременные кончины, подковерная борьба и, в конце концов, просто недостаток удачи. Собственно говоря, все эти факторы и обсуждают каждый год: «А почему премию дали М., когда очевидно, что у Н. на нее больше прав…».

Здесь речь пойдет о химиках, которые, несмотря на свой вклад в науку, не получили Нобелевской премии. Упоминать современников буду вовсе не из-за политкорректности, а просто потому, что пока ученый активно работает, надежда на получение Нобелевской премии у него остается.

Современная химия начинается с Периодического закона и Периодической системы Д.И. Менделеева, а портрет Дмитрия Ивановича и его таблицу можно найти в школьном учебнике по химии любой страны мира. Сейчас ни в одну разумную голову не придет идея оспорить формулировку Периодического закона и первенство Менделеева в его создании. И все же, Менделееву так и не досталась ни одна из шести Нобелевских премий по химии, врученных при его жизни.

Тот факт, что Менделеев не стал нобелевским лауреатом с 1901 по 1903 год, можно списать на то, что самые первые Нобелевские премии выдавали, руководствуясь завещанием Альфреда Нобеля. В нем говорилось, что награды достойно лицо «в течение предыдущего года принесшее наибольшую пользу человечеству». Первую формулировку Периодического закона Менделеев опубликовал еще в 1869 году – соответственно работы Менделеева могли считаться слишком старыми для номинации.

В начале 1900-х годов Нобелевский фонд изменил правила присуждения премии, допустив, что награждать можно тех, кто сделал открытие не только в течение последнего года, но и в более ранние сроки, если их труды имеют существенное значение для науки. Это уже позволяло рассматривать Менделеева как номинанта.

В 1904 году лауреатом Нобелевской премии по химии стал британец Уильям Рамзай «за открытие в атмосфере различных инертных газов и определение их места в Периодической системе». Начались разговоры о том, что создание Периодической системы тоже заслуживает высокой награды. Менделеева номинировали на Нобелевскую премию в 1905 году, но он ее не получил.

На следующий год Дмитрия Ивановича снова выдвинули на Нобелевскую премию (любопытно, что в 1905 и 1906 годах его номинировали только зарубежные коллеги, а не российские химики), и он оказался очень близок к награде – Нобелевский комитет, рекомендующий Шведской королевской академии наук лауреатов, проголосовал за Менделеева с результатом «четверо против одного». Шведская академия, принимающая окончательное решение, не утвердила результаты голосования, а настояла на включении в состав комитета еще четырех членов и новом голосовании. По итогам второго голосования Нобелевскую премию по химии 1906 года присудили Анри Муассану

«в знак признания великих заслуг, оказанных им в его изучении и выделении элементарного фтора, а также за создание на благо науки электрической печи, названной в честь него».

Считают, что недоброжелателем Менделеева в Шведской королевской академии, повлиявшим на смену правил игры в ходе самой игры, был лауреат Нобелевской премии по химии 1903 года Сванте Аррениус. Менделеев критиковал некоторые положения его теории электролитической диссоциации, и Аррениус воспринял критику очень болезненно. Он не раз утверждал, что достижения Менделеева слишком стары для Нобелевской премии.

Менделеева снова выдвинули на соискание Нобелевской премии 1907 года (русские ученые опять в этом не участвовали), но 2 февраля 1907 года Дмитрий Иванович скончался, а посмертно Нобелевской премией не награждают. Слабым утешением можно считать то, что список титулов, званий и наград, которых был удостоен Дмитрий Иванович, включает не менее сотни позиций.

В 1930-е годы Уоллес Карозерс, работавший в компании «Дюпон», разработал реакцию поликонденсации (сейчас ее чаще называют реакцией ступенчатой полимеризации). В 1935 году он использовал этот процесс – взаимодействие мономеров с реакционно-способными концевыми группами, в результате которого образуется полимер и выделяется вода, – для получения нейлона, одного из самых успешных в коммерческом отношении полимерных материалов. И сам процесс поликонденсации, и синтез нейлона вполне могли бы стать поводом для присуждения Нобелевской премии по химии, но, увы, не стали.

Карозерс пришел в центральный исследовательский отдел «Дюпона» в 1927 году. Он включился в работу над научной программой, для реализации которой компания не только наняла ведущих специалистов в области органической, физической, коллоидной химии и химии полимеров (зарплата вдвое превышала жалованье в университетах), но и разрешила им публиковать результаты исследований в научной литературе, чтобы они могли получить признание международного научного сообщества.

Нейлон стал всемирно известным материалом, когда из него начали делать женские чулки. Сегодня полиамидные волокна, послужившие материалом для изготовления нейлона, применяют для производства швейных ниток и галантерейных изделий (кружева, тесьма, ленты), канатов, рыболовных сетей, конвейерных лент, корда, тканей технического назначения. Фирма «Дюпон» выпустила нейлон на рынок уже после преждевременной смерти Карозерса, в 1939 году, но у пионера поликонденсации были все шансы получить заветную награду и до коммерциализации нейлона.

Возможно, все вышло бы иначе, если бы его кандидатуру в Нобелевский комитет внес именитый химик, обладающий значительным авторитетом в профессиональном сообществе. Идеальной фигурой для номинации Карозерса на Нобелевскую премию по химии мог бы стать Ирвинг Ленгмюр, лауреат Нобелевской премии по химии 1932 года «за открытия и исследования в области химии поверхностных явлений», проявлявший значительный интерес к только появлявшейся тогда химии синтетических полимеров.

Если бы Ленгмюр предложил на рассмотрение Нобелевского комитета обоих пионеров полимерной химии – Уоллеса Карозерса и Германа Штаудингера, у обоих шансы на получение премии могли значительно вырасти. Однако с 1931 по 1935 год Ленгмюр номинировал только Штаудингера, который предложил термин «макромолекула», показал связь между молекулярной массой полимера и вязкостью его раствора и разработал основы реакции полимераналогичных превращений (реакции макромолекул с низкомолекулярными соединениями, которые не изменяют длины и строения основной цепи, но изменяют функциональные группы). Все эти годы кандидатура Штаудингера не находила одобрения у Нобелевского комитета. Возможно, номинирование Карозерса (одного или вместе со Штаудингером) в 1936 году принесло бы Нобелевскую премию специалистам по химии полимеров. К тому же авторитет Уоллеса Карозерса в 1936 году сильно вырос – он стал первым специалистом по промышленной органической химии, избранным в Национальную академию наук США. Но в 1936 году его никто не номинировал, а в апреле 1937 года Уоллес Карозерс, страдавший от затяжной депрессии и алкоголизма, принял смертельную дозу цианида калия, растворенного в лимонном соке.

Что же касается Германа Штаудингера, то свою Нобелевскую премию по химии за «исследования в области химии высокомолекулярных веществ» он получил в 1953 году.

Майкл Дьюар известен как химик-теоретик, который внес наиболее значительный вклад в разработку полуэмпирических квантово-химических методов, – это методы расчета характеристик молекул или свойств веществ с использованием экспериментальных данных. По сути, полуэмпирические методы аналогичны неэмпирическим методам решения уравнения Шредингера для многоатомных молекулярных систем, однако, для облегчения расчетов в полуэмпирических методах вводят дополнительные упрощения. Полуэмпирические методы квантовой химии сегодня интенсивно применяют в самых различных областях, значительно сокращая время на квантово-химическое моделирование интересующих нас свойств вещества. Работы Дьюара, опубликованные в 1950–1980 годах, ежегодно цитируют по 400–500 раз. Почему же этот способ квантово-химического анализа в отличие, например, от метода функционала плотности, так и не принес автору Нобелевской премии?

Одна из версий – агрессивный характер Дьюара и его чересчур едкий язык. Например, известен случай, когда, выслушав доклад известного специалиста в области квантовой химии на конференции Американского химического общества, Дьюар начал обсуждение с того, что назвал докладчика «позором для науки». Он ввязывался в споры со всеми и с каждым, но наиболее серьезными конфликтами, возможно, как раз и не давшими ему стать нобелиатом, были затянувшиеся и весьма резкие по тону дискуссии с лауреатами Нобелевской премии и специалистами в области теории химической связи Лайнусом Полингом и Уильямом Липскомбом.

Липскомб неоднократно критиковал идею полуэмирических приближений в квантовой химии: «Когда их результаты верны, нет возможности точно определить, по какой причине они верны, а когда ошибочны, то также невозможно точно сказать, в чем причина ошибки». Дьюар, как правило, не реагировал на эту критику предметно, а говорил, что нужно просто брать полученные с помощью неэмпирических приближений результаты и работать с ними, поскольку ничего другого нет. Естественно, что такой ответ принижал значение и самих полуэмпирических методов расчета, и авторитет их создателя (от человека, достойного Нобелевской премии, все же можно ожидать более развернутой аргументации).

С другим титаном теории химической связи, Лайнусом Полингом, у Дьюара возникли разногласия по поводу теории резонанса, которую Полинг разработал еще в 1930-е годы. Дьюар выступал с разгромной критикой этой теории и вытекающей из нее концепции делокализации связи, заявляя, что идеи Полинга – существенная помеха прогрессу теоретической химии. (Следует отметить, что с подобными высказываниями выступали и некоторые участники Всесоюзной конференции по состоянию теории химического строения в органической химии 1951 года, повесив на резонанс ярлыки «буржуазной» и «идеологически порочной» теории). Понятно, что эта критика не способствовала укреплению авторитета Дьюара в глазах Полинга и его сторонников. Не исключено также, что из-за этой критики органы безопасности США могли приписать Дьюару левацкую, прокоммунистическую позицию. В общем, своим острым языком Дьюар сам отрезал себе пути к Нобелевской премии по химии.

Майкл Дьюар умер в 1997 году. Наверное, из его отношений с коллегами можно извлечь следующий урок: плохо быть высокомерным, и, если даже вы на сто процентов уверены в своей правоте, не стоит оскорблять человека, которого критикуешь.

Луиса Гаммета по праву считают первопроходцем физической органической химии. Именно он ввел в обиход термин «физическая органическая химия», написал классический учебник по этому предмету и вывел впоследствии названное его именем уравнение, без которого нельзя представить ни один вузовский курс по теоретическим основам органической химии.

Уравнение Гаммета связывает изменения в константах скорости или равновесия реакций органических соединений, принадлежащих к одному ряду, со свойствами заместителей, входящих в состав этих соединений. То есть фактически оно связывает реакционную способность органических веществ с их строением. Значение уравнения Гаммета заключается в том, что с его появлением органическая химия из набора препаративных методик и разрозненных фактов превратилась в раздел науки, в котором возможно количественно предсказывать свойства веществ. Это, в частности, открыло перед химиками-органиками самые широкие возможности по изучению механизмов органических реакций.

Вполне возможно, что работы Гаммета и Кристофера Ингольда, превратившие органическую химию в логичное, систематическое знание, могли бы послужить основанием для присуждения Нобелевской премии. Британец Ингольд также работал в области физической органической химии и развил концепции четырех классических механизмов органических реакций – мономолекулярного и бимолекулярного нуклеофильного замещения и конкурирующих с ними мономолекулярного и бимолекулярного элиминирования (о эти услаждающие взор органиков сокращения SN1, SN2, E1 и E2).

Согласно одной из версий, физическая органическая химия не получила Нобелевской премии из-за того, что один из членов Нобелевского комитета – лауреат Нобелевской премии по химии 1947 года Роберт Робинсон, получивший ее «за исследования растительных продуктов большой биологической важности, особенно алкалоидов», – мягко говоря, не питал дружеских чувств к Ингольду. Возможно, Робинсон использовал все свое влияние на Нобелевский комитет и добился, чтобы ни Ингольд, ни Гаммет не стали лауреатами.

Говард Симмонс почти полвека (1954–1992) проработал в том же центральном исследовательском отделе компании «Дюпон», в котором когда-то трудился Уоллес Карозерс, а с 1974 по 1992 год возглавлял его. Под руководством Симмонса было сделано немало научных открытий, хотя это, конечно, не повод для присуждения Нобелевской премии ему самому.

Его собственные работы по изучению криптандов (краун-эфиров, которые могут вступать в селективное комплексообразование с ионами металлов и другими соединениями) вполне могли быть отмечены Нобелевской премией. Ученый пришел к открытию криптандов независимо от французского химика, пионера супрамолекулярной химии, Жана Мари Лена, получившего в 1987 году Нобелевскую премию за «разработку и применение молекул со структурно-специфическими взаимодействиями высокой избирательности».

По какой причине Симмонс не получил Нобелевской премии? Отчасти из-за того, что в соответствии с завещанием Нобеля и статутом Нобелевского комитета максимальное число награжденных в одной номинации не может превышать трех за год. А в 1987 году, кроме Жана Мари Лена, лауреатами стали еще два пионера супрамолекулярной химии – Доналд Джеймс Крам и Чарльз Педерсен.

Другой, возможно, еще более серьезной проблемой Симмонса было то, что он уделял очень мало внимания публикации собственных результатов. Как руководителю отдела исследований «Дюпона», ему приходилось постоянно заниматься административными делами, обеспечивать условия для эффективной работы своих коллег и подчиненных. Считают, что многие результаты исследований умершего в 1997 году Симмонса не опубликованы до сих пор.

Помимо прочего, Симмонса отличали исключительные щедрость и благородство. Так, он делился всеми своими результатами, полученными при изучении криптандов, в том числе и еще не опубликованными, с Жаном Мари Леном. Есть свидетельства, что, когда Лена объявили в числе нобелевских лауреатов 1987 года, первое, что он сделал, – позвонил Симмонсу из Франции в США, чтобы выяснить, не разочарован и не обижен ли тот. Симмонс ответил, что не обижается на французского коллегу, ну а сотрудники Симмонса все как один отмечают, что их патрон никогда не затрагивал тему «супрамолекулярной» Нобелевской премии в том контексте, что она должна была или могла бы достаться ему.

Британский физик Генри Мозли, один из основоположников рентгеновской спектроскопии, без сомнения, мог бы стать нобелевским лауреатом или по химии, или по физике. Он установил зависимость между частотой спектральных линий характеристического рентгеновского излучения и атомным номером излучающего элемента. Открытие имело огромное значение: по существу именно Мозли доказал, что фактор, определяющий организацию Периодической системы, – это не атомный вес элемента, а заряд его ядра. Этим он подтвердил проделанные еще Д. И. Менделеевым «рокировки», скажем, калия и аргона.

В 1915 году Сванте Аррениус номинировал Мозли на обе Нобелевские премии – и по химии, и по физике, но, увы, 10 августа 1915 года 27-летний Мозли погиб в Галлиполи во время Дарданелльской операции. Айзек Азимов писал: «С точки зрения того, каких открытий он мог еще достигнуть… его смерть, вполне возможно, была самой большой единичной утратой в [Первой мировой] войне для всего человечества».

Евгений Константинович Завойский тоже имел все шансы стать нобелевским лауреатом в области физики или химии. И российская, и зарубежная историография науки однозначно признают за Завойским приоритет в открытии сигналов ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в конденсированных средах на ядрах водорода. Однако наблюдавшийся впервые в июне 1941 года протонный резонанс давал нерегулярные сигналы, результаты были плохо воспроизводимы, а начавшаяся вскоре война помешала продолжить исследования в этом направлении.

Имя Завойского также неразрывно связано с открытием и разработкой другого типа резонанса – электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), для которого в 1940-е годы было проще получить воспроизводимый сигнал. Официальная дата открытия метода электронного парамагнитного резонанса – 12 июля 1944 года. Это открытие дало толчок к развитию научных центров во многих странах мира, метод начали применять для изучения веществ и интермедиатов химических реакций. Но самое главное, что метод ЭПР в жидкостях и твердых телах появился на два года раньше воспроизводимого метода ЯМР в конденсированных средах, о котором в 1946 году сообщили Феликс Блох и Эдвард Миллз Парселл, ставшие лауреатами Нобелевской премии по физике 1952 года.

Несмотря на то, что ЭПР был разработан раньше ЯМР, кампания по выдвижению Завойского началась намного позже – его номинировали на Нобелевскую премию по физике в 1958–1963 годах и на Нобелевскую премию по химии в 1958–1960 годах. Но людей, выдвигавших Евгения Константиновича, было мало (по слухам, в этом участвовали даже далеко не все активно работавшие советские нобелевские лауреаты по химии и физике, которых к 1962 году в СССР было уже пятеро), и момент был упущен.

Нобелевский лауреат по физике 2003 года Виталий Лазаревич Гинзбург сказал, что физики СССР заведомо потеряли лишь одну Нобелевскую премию – именно ту, которую должен был получить Евгений Завойский за открытие электронного парамагнитного резонанса.

Эта статья лишь чуть-чуть приоткрывает завесу, за которой происходит присуждение самой престижной научной награды XX и XXI веков. Но уже по судьбам семи героев этой главы можно понять, что на нобелевском Олимпе и у его подножия могут кипеть страсти не менее сильные, чем в древнегреческих трагедиях. С другой стороны, не всякий «состоявшийся» нобелиат – идеальный пример для подражания. Среди них были и люди со спорными морально-этическими позициями (например, Фриц Габер, в 1915 году руководивший первой газовой атакой кайзеровской армии на позиции английских и французских войск при Ипре, а в 1918 году получивший Нобелевскую премию по химии за вклад в развитие промышленного синтеза аммиака), и страстные сторонники весьма оригинальных мнений. Некоторые нобелевские лауреаты по физиологии или медицине отрицают существование ВИЧ (например, лауреат Нобелевской премии, присужденной за открытие полимеразной цепной реакции, профессор Кэри Муллис), а Лайнус Полинг, теорией химической связи которого мы пользуемся, мягко говоря, переоценивал терапевтическую и профилактическую роль аскорбиновой кислоты (витамина С).

Никто не отрицает, что список лауреатов Нобелевских премий – красочный образ истории науки ХХ и начала XXI века, но он, конечно же, не дает полной картины развития химии или какой-либо другой науки. Чаще всего нобелевская медаль символизирует лишь окончание пути к открытию «длиной в тысячу ли», и, увы, не каждый ученый, прошедший этот путь, попадает в заветный список.

В любом случае значение Нобелевских премий для науки и общества огромно, и, очевидно, что еще на протяжении многих лет перед оглашением результатов мы будем гадать, кто станет лауреатами на этот раз. А после торжественного объявления имен – радоваться, что наши предсказания сбылись, либо рассуждать о том, что им помешало сбыться.