ХИНШЕЛВУД, СИРИЛ НОРМАН

ХИНШЕЛВУД, СИРИЛ НОРМАН (Hinshelwood, Cyril Norman) (1887–1967) (Великобритания). Нобелевская премия по химии, 1956 (совместно с Н.Н.Семеновым).

Родился в Лондоне, единственный ребеноком бухгалтера Нормана Макмиллана Хиншелвуда и Этель Фрэнсис Смит. Ребенок был слаб здоровьем, а потому семья переехала в Канаду, но после смерти отца в 1904 мать с сыном вернулись в Англию. Xиншелвуд учился в Вестминстерской городской школе Лондона. В 1916 ему была присуждена стипендия Брекенбери в Боллиол-колледже при Оксфордском университете, но Первая мировая война не позволила сразу воспользоваться ею, вместо этого он поступил на фабрику взрывчатых веществ в Куинсферри, где стал ассистентом главного химика.

В 1919 поступил в Оксфорд, и, будучи еще студентом, опубликовал три научные статьи. В 1920 стал аспирантом Боллиол-колледжа, а в 1921 – аспирантом и младшим преподавателем Тринити-колледжа. Он создал собственную лабораторию, занимавшую несколько подвальных помещений в Боллиол-колледже и отдельные флигели в Тринити-колледже, где кроме научной деятельности, велось и преподавание физической химии.

В начале 1920-х Xиншелвуд обратился к проблемам кинетической теории для объяснения динамики химических реакций в газовой фазе. Термический распад различных газообразных соединений – это, как известно, либо моно-, либо бимолекулярная реакция, в последнем случае кинетическая теория часто дает относительно приемлемое объяснение причины реакции как столкновения двух молекул. Значительно труднее представить, как единственная молекула получает необходимую энергию активации для мономолекулярной реакции. Было уже доказано, что радиационное облучение не инициирует такие реакции, а их скорость не зависит от числа присутствующих молекул.

В 1921 Xиншелвуд понял, что все дело в активации столкновения. В то время как большинство его современников основное внимание уделяли специфическим реакциям, он, исходя из данных для большого числа реакций, вывел общие положения для таких реакций. После выдвижения идеи о квазимономолекулярной реакции он мог предсказать, основываясь на определенной взаимосвязи между процессами активации и дезактивации столкновения, будет ли данная реакция моно- или бимолекулярной.

Xиншелвуд описал эти исследования в книге Кинетика химических превращений в газообразных системах (1926). Он считал, что книга – лишь первая стадия процесса создания научной теории. На первой стадии наблюдается «загрубленное сверхупрощение, лишь частично отражающее необходимость практического применения законов и даже излишне восторженное стремление к элегантности формы». Последующие реакции приведут ко второй стадии, на которой «нарушается симметрия гипотетических систем и размывается четкость формулировок в результате все усиливающегося противоречия между упрямыми фактами и догмами». «На третьей стадии, если это когда-нибудь произойдет, сформируется новое, менее очевидное и более сложное построение, а его части будут более тонко переплетены, поскольку это уже будет природная концепция, а не придуманная человеком».

В 1927 Xиншелвуд начал исследование реакции между газообразными водородом и кислородом. Он показал, что в определенном интервале давлений реакция протекает очень медленно, тогда как вне этого интервала идет взрывоподобно. Используя концепцию цепных или цепных разветвленных реакций, которую Н.Н.Семенов уже применил к процессу окисления фосфора, Xиншелвуду удалось описать механизм этой реакции.

После ухода в 1937 в отставку Ф.Содди (Нобелевская премия по химии, 1921) Xиншелвуд в Оксфорде наследовал его место профессора кафедры неорганической и физической химии. Он продолжал свои исследования в лабораториях Боллиол- и Тринити-колледжей вплоть до 1941.

Война и связанные с административной работой многочисленные обязанности оставили след на характере Хиншелвуда. Юмор и смех остались в прошлом, но тяга к исследованиям его не покидала.

Поддерживая репутацию Оксфорда как знаменитого учебного и научно-исследовательского центра, он помог найти в университете лучшее соотношение между искусством и наукой. Поддерживал химиков университета, многие из которых позже стали открывателями новых направлений в теоретической химии и биологии. Его глубоко уважали за педагогические способности. Как член университетского издательства, Хиншелвуд создал многолетнюю программу его научных публикаций.

Еще в конце 1930-х он начал изучение процесса бактериального роста с использованием методов химической кинетики. Он полагал, что адаптация бактерий к окружающей среде происходит на молекулярном уровне и, таким образом, способность к адаптации наследуется. Хотя его модель клетки противоречила мнению некоторых биологов, многие его идеи, ныне включенные в теорию регуляции клеток, сыграли важную роль в иммунологических исследованиях.

Хиншелвуд рассматривал живую клетку как сложный набор взаимосвязанных химических реакций, которые он сравнивал с «множеством простых музыкальных тем, каждая из которых исполняется на отдельном инструменте... Функционирование живой клетки зависит от комбинации всех этих элементов, как в симфонии. Имея некоторые знания о теории простых элементов, можем ли мы установить какие-либо законы композиции симфонии?».

Он был ценителем современной и классической литературы и знал, по крайней мере, восемь языков, включая греческий и латынь. На французском, немецком, итальянском, испанском и русском языках мог читать лекции. Был членом Оксфордского общества Данте и президентом Оксфордских отделений и ассоциаций современных и классических языков. С 1921 писал картины маслом, используя палитру, полученную в подарок еще в девятилетнем возрасте. В 1968 на посмертной выставке было представлено свыше 100 его картин, включающих интерьеры Оксфорда, пейзажи местности от Лондона до Оксфорда и портреты. Его интересовали также музыка (особенно Бетховен и Моцарт), китайский фарфор и персидские ковры.

Хиншелвуд и Н.Н.Семенов в 1956 были награждены Нобелевской премией «за исследования механизма химических реакций».

Значение исследований в области цепных реакций объяснил в своей Нобелевской лекции Семенов: «Теория цепной реакции открывает возможность ближе подойти к решению главной проблемы теоретической химии – связи между реакционной способностью и структурой частиц, вступающих в реакцию... Вряд ли можно в какой бы то ни было степени обогатить химическую технологию или даже добиться решающего успеха в биологии без этих знаний... Необходимо соединить усилия образованных людей всех стран и решить эту наиболее важную проблему для того, чтобы раскрыть тайны химических и биологических процессов на благо мирного развития и благоденствия человечества».

Еще раньше, в 1934, Семенов утверждал, что «…разработка статистики стационарных процессов, соединенная с детальным изучением элементарных актов передачи энергии и природы молекул и атомов возникающих при этом продуктов, является… главной линией развития теоретической химии на ближайшие десятилетия».

После ухода в 1964 с поста в Оксфорде Хиншелвуд переехал в собственный дом в Лондоне.

Став тогда же сотрудником Империал-колледжа науки и технологии в Лондоне, он продолжал исследования по проблемам бактериального роста, был попечителем Британского музея и председателем совета колледжа королевы Елизаветы в Лондоне.

Умер 9 октября 1967 в Лондоне.

Работы: Кинетика газовых реакций / Пер. с англ. под ред Н.Н.Семенова. М.– Л., 1933; Термодинамика / Пер. с англ. Под ред. К. А. Путилова. М.-Л., 1933; The Reaction Between Hydrogen and Oxygen. Oxford, 1934 (with A. T. Williamson); Growth, Function and Regulation in Bacterial Cells. Oxford, 1966 (with A.C.R.Dean).

Кирилл Зеленин