От ростовщика до вице-президента: биография и достижения фредерика содди

Биография

Он был сыном Бенджамина Содди , лондонского купца. Он начал свое начальное образование в Истборн -колледже , Сассекс , Англия , а затем учился в Университетском колледже Уэльса и Мертон-колледже Оксфордского университета . Он работал исследователем в Оксфорде с по год .

Между и годами он объяснял химию в Университете Макгилла в Монреале , Квебек , Канада , где он работал с Эрнестом Резерфордом над радиоактивностью , заключив, что это явление, которое связывает атомный распад с образованием новых типов материи . В этот период он также начал свои исследования излучения радия , также в сотрудничестве с Резерфордом. Покинув Канаду, Содди начал сотрудничество с Уильямом Рамзи в Университетском колледже Лондона , где продолжил свои исследования эманаций радия. Содди и Рамсей смогли показать с помощью спектроскопии , что гелий образуется при радиоактивном распаде образца бромида радия и что он также появляется при распаде эманации.

С по год он был профессором Университета Глазго , где провел серию химических экспериментов, связанных с радиоактивными материалами, и разработал известный закон смещения , постулирующий, что испускание омега-частицы элементом заставляет этот элемент переместиться на две позиции назад в периодической таблице . В году он сформулировал концепцию изотопа , согласно которой определенные элементы существуют в двух или более формах с разным атомным весом, но химически идентичных. С по год он был профессором Абердинского университета , где проводил исследования, касающиеся Первой мировой войны . В году он перешел в Оксфордский университет, где оставался до года, занимая должность профессора химии Ли и организовав лабораторию.

Содди заново открыл теорему Декарта о кругах в 1936 году и опубликовал ее в виде стихотворения «Точный поцелуй». Оно упоминается как одна из проблем Аполлония . Круги поцелуев в этой задаче иногда называют .

Фредерик Содди заново открыл решение в 1936 году, поэтому эту задачу иногда называют кругами поцелуев Содди ( соприкасающиеся круги — более правильный перевод), потому что Содди решил опубликовать свою версию теоремы в виде стихотворения под названием «Точный поцелуй». , опубликованной в журнале Nature (20 июня 1936 г.). Содди также расширил теорему о сфере; Торольд Госсет распространил теорему на произвольные измерения.

После смерти его жены Уинифред Бейлби в 1937 году он не возобновил свою работу по радиоактивности, и его интересы были разделены между экономическими и социальными вопросами, различными политическими теориями и решением задач в области математики и квантовой механики.

Фредерик Содди: социальная и политическая деятельность

Фредерик Содди начал свою карьеру как ростовщик, занимаясь выдачей кредитов малому бизнесу. Однако затем он переключился на научную работу в области химии, где сделал значительные открытия и получил Нобелевскую премию. Однако не только наука была его увлечением, Фредерик Содди был активным участником политической жизни своей страны.

Он был ярым пацифистом, выступая против войны и создавая организацию на международном уровне для пропаганды идеи мирного разрешения конфликтов. Он также был сторонником социалистических идей и призывал к изменению экономической системы, в которой он сам работал в молодости.

Наконец, в зрелом возрасте Фредерик Содди избрался в парламент и стал вице-президентом, защищая свои идеи и борясь за их воплощение в жизнь. Он также продолжал активно участвовать в международных форумах и продолжать работу над проблемами мира и социальной справедливости.

От ростовщика до Нобелевского лауреата
Пацифистические убеждения и работа за мир
Активная социальная и политическая деятельность в зрелом возрасте

Фредерик Содди — яркий пример человека, который не оставил равнодушным не только научное сообщество, но и политическую сферу. Его многогранная деятельность от ростовщика до вице-президента оставила след не только в истории химии, но и в истории социальных и политических наук.

Почему это важно?

Имена лауреатов Нобелевской премии по химии стали известны сегодня во время прямой трансляции на канале «Наука». Собеседники Алексея Семихатова прокомментировали это событие в режиме реального времени.

«На мой взгляд, неожиданная тема, которую мы не затронули, когда делали прогнозы, — отметила доктор химических наук, заместитель декана химического факультета МГУ по научной работе, профессор Мария Зверева. — Замечательно то, что поддержана чистая химия! Речь идет о классической органической химии и о катализе. В истории Нобелевской премии за катализ химических реакций присуждалось уже несколько премий: в частности, за открытие ферментов как катализатора. А здесь речь идет о вполне специализированной реакции — получении асимметрии в пространстве, и это здорово!»

Большинство вещей с использованием синтетических материалов сделаны с использованием катализаторов. И это одна из самых масштабных областей, в том числе экономики, подчеркнула Мария Зверева. По информации Нобелевского комитета, 35% всего мирового ВВП в той или иной степени связано с химическим катализом.

Премия была вручена «за развитие асимметричного органокатализа», и эту формулировку довольно сложно понять неспециалисту. В эфире трансляции вручения премии на канале «Наука» суть номинации доступно разъяснила доктор химических наук, ведущий научный сотрудник кафедры неорганической химии факультета химии МГУ Валентина Уточникова.

«Важность этой работы заключается не только в том, что катализаторов много не бывает, — подчеркнула эксперт. — Те катализаторы, за которые дана эта Нобелевская премия, — это очень особенные катализаторы»

В химии есть такое понятие, как «изомерия». Это когда два соединения имеют один и тот же состав, но по-разному устроены в пространстве. Изомерия бывает обычная, когда один атом переставили из одной позиции в другую, а бывает так называемая пространственная изомерия. «Это как правая и левая рука — они вроде бы одинаковые, но вы не сможете наложить одну на другую, они представляют собой зеркальное отражение друг друга», — добавила Уточникова.

Когда создаются зеркальные молекулы, они очень похожи — это одни и те же атомы, и ведут они себя одинаково, поэтому классическими методами химии отличить их друг от друга практически невозможно. «Очень часто, когда мы проводим химическую реакцию, то получаем смесь 50 на 50 тех и других молекул. Потому что химия в пробирке не разделяет практически никогда сама по себе эти пространственные изомеры, — отметила Валентина Уточникова

— Почему это так важно? Потому что их разделяет как раз-таки наш организм. И важность этих пространственных изомеров возникла именно тогда, когда оказалось, что в организме, например, работают только левые аминокислоты, а не правые

И таких примеров достаточно много».

С биологической точки зрения для нас важно, в какую сторону закручиваются молекулы, но методами обычной химии заставить реакцию идти в нужную сторону практически невозможно. «И та работа, которая была сегодня отмечена, как раз посвящена катализаторам, которые в пробирке заставляют реакцию течь именно в сторону образования преимущественно одного из стереоизомеров

Это то, что вообразить практически невозможно», — рассказала Валентина Уточникова.

Отметим, что накануне Нобелевской премии эксперты пытались угадать, кто станет лауреатом, но никакие прогнозы не сбылись и номинация по химии стала для многих сюрпризом.

Как химики строят молекулы?

Химики сравнительно давно научились искусственно создавать молекулы, но у них были определенные сложности в их конфигурации. Многие молекулы существуют в двух вариантах, где одна молекула является зеркальным отражением другой, как правая и левая руки у человека. Зачастую конфигурация оказывает совершенно разное воздействие на организм. Например, одна версия молекулы лимонена имеет запах лимона, в то время как ее зеркальное отражение пахнет апельсином.

Как кирпичики в Lego, молекулы служат строительным материалом для чего угодно: из них можно делать синтетические ткани, препараты фармацевтики и батареи, в которых особые молекулы накапливают энергию. В процессе такого строительства используются катализаторы — вещества, которые ускоряют химические реакции, но не становятся частью готового продукта.

Например, катализаторы в автомобилях превращают токсичные вещества из выхлопных газов в безвредные молекулы. Катализаторы есть даже в нашем теле: это более 5000 разных ферментов, которые играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности, направляя и регулируя обмен веществ в организме.

Долгое время основными инструментами химиков при конструировании молекул были два типа катализаторов: металлы и ферменты. Но в 2000 году немецкий ученый Беньямин Лист и уроженец Великобритании Дэвид Макмиллан, работавший в Калифорнийском университете в Беркли, разработали третий тип катализа. Одновременно и независимо друг от друга они опробовали новый метод — асимметричный органокатализ. У него есть одна главная особенность: молекулу можно сконструировать в пространстве так, как нужно, а не так, как получится.

Нобелевский комитет сравнивает с каменным веком тот период, когда химикам не удавалось позаимствовать у природы ее искусство правильно закручивать молекулы — условно говоря, в левую или правую сторону. И подчеркивает, что порой именно это имеет решающее значение и отражается на свойствах полученного продукта.

Если вам кажется, что этот параметр не существенен, то стоит оглянуться на ужасающий исторический пример. До тех пор, пока химики не смогли провести асимметричный катализ, многие фармацевтические препараты содержали оба зеркальных отражения молекулы — одна из них была активной, в то время как другая иногда могла оказывать нежелательные эффекты. Катастрофическим последствием этого был скандал с талидомидом в 1960-х годах, когда одно зеркальное отражение фармацевтического препарата талидомида вызвало серьезные деформации у тысяч развивающихся человеческих эмбрионов. По разным оценкам, от 8000 до 12 000 детей родились с врожденными уродствами из-за того, что матери принимали препараты талидомида как снотворное во время беременности. Органокатализ позволяет не допустить повторения подобных случаев.

За 20 лет существования органокатализ нашел множество применений — этот период Нобелевский комитет сравнивают с золотой лихорадкой. Беньямин Лист и Дэвид Макмиллан показали, что органические катализаторы могут использоваться для запуска множества химических реакций. «Используя эти реакции, исследователи теперь могут более эффективно создавать что угодно, от новых фармацевтических препаратов до молекул, которые способны улавливать свет в солнечных элементах. Таким образом, органокатализаторы приносят большую пользу человечеству», — говорится о лауреатах в официальном пресс-релизе. Преимуществами органических катализаторов стали их дешевизна в производстве и безвредность для окружающей среды, за счет каскадной реакции удалось значительно сократить отходы в химическом производстве.

Одним из примеров того, как органокатализ привел к более эффективным молекулярным конструкциям, является синтез естественной и поразительно сложной молекулы стрихнина. 200 лет назад этот токсичный алкалоид был впервые выделен из семян чилибухи, или рвотного ореха, как еще называют это тропическое дерево. С тех пор для химиков стрихнин был подобен кубику Рубика: они стремились синтезировать это ядовитое вещество за как можно меньшее количество шагов, но это не удавалось более полувека. Когда стрихнин был впервые синтезирован в 1952 году, для его получения потребовалось 29 различных химических реакций, и при этом лишь 0,0009% исходного материала образовало стрихнин, остальное было потрачено впустую. Зато в 2011 году, благодаря органокатализу, для получения стрихнина понадобилось всего два этапа, и в целом процесс производства оказался в 7000 раз эффективнее.

Живи и действуй

Фредерик Содди изучал химию в Колледже Уэльса в Аберистуите и Оксфордском университете . Там он работал с 1898 по 1900 год. Затем он вместе с Резерфордом проводил исследования радиоактивности в Университете Макгилла в Монреале (Канада) . В 1903 году вместе с сэром Уильямом Рамзай , он показал , что альфа — распад из радия производства гелия .

С 1904 по 1914 год он преподавал в Университете Глазго . За это время он смог показать, что атомы радиоактивных элементов могут иметь разные массы, но одинаковые химические свойства. В 1913 году он ввел для этого термин изотоп ; Позже выяснилось, что стабильные элементы также могут состоять из нескольких изотопов. В 1914 году Содди перешел в Абердинский университет , а в 1919 году вернулся в Оксфорд до 1936 года.

Содди получил Нобелевскую премию по химии в 1921 году «за его вклад в познание химии радиоактивных веществ и его исследования возникновения и природы изотопов». В 1922 году его именем был назван недавно обнаруженный минерал соддиит .

Участие в первой Сольвеевской конференции в 1922 г.

В 1908 году Содди провел серию публичных лекций о состоянии знаний о радиоактивности того времени, которые также были записаны в виде книги ( The Interpretation of Radium , German: The Nature of Radium ). Эта книга вдохновила Уэллс писать свой роман The World Set Free ( освобожденный мир ).

В 1936 году Фредерик Содди заново открыл теорему Декарта . Следовательно, круги Рене Декарта иногда называют кругами Содди , возможно, также потому, что Содди опубликовал свою версию предложения в форме стихотворения под названием The Kiss Precise , которое было перепечатано в журнале Nature .

С 1910 года он был членом в Королевском обществе . В 1924 году он был принят в члены-корреспонденты Российской академии наук .

Экономика, банковская система

В 1920-х и 1930-х годах он также занимался некоторыми темами, связанными с банковской системой и экономикой . Он спросил себя, почему естественные науки и технологии достигли таких успехов, но почему эти достижения затем использовались в основном в войне, а также получили особый импульс в войне. Он исследовал вопрос, почему всегда идут войны, и обнаружил связь с банковской системой. В своей книге «Богатство, виртуальное богатство и долг» он указал на три основные проблемы:

проблема депозитных денег и прежде всего денежного образования коммерческих банков ,
проблемы системы процентных ставок и связанных с ними долговых обязательств и
проблема создания денег в руках частных центральных банков (таких как ФРС, основанная в 1913 году ).

антисемитизм

В книге «Богатство, виртуальное богатство и долг» , опубликованной в 1926 году, Содди привел фальсифицированные Протоколы сионских мудрецов как свидетельство относительно широко распространенной в то время веры в «финансовый заговор с целью поработить мир». «. Он использовал образы еврейского заговора, чтобы подтвердить свое заявление о том, что «коррумпированная денежная система атакует жизнь нации». Он также ссылается на «полу-восточных», которые являются «самыми высокими» в «высоких финансах», и на «мерцающий пузырь убеждений, раздуваемый еврейской иерархией по всему миру». Позже, в 1939 году, он опубликовал свою брошюру « Отменить частные деньги или утонуть в долгах» с известным антисемитским издателем в Нью-Йорке.

Примечания

↑
↑
Содди Фредерик // Большая советская энциклопедия:
1. Alexander Fleck. Biographical Memoirs of Fellows of The Royal Society. 1957.
2. Alexander Fleck. Biographical Memoirs of Fellows of The Royal Society. 1957.
3. (With Sir Wm. Ramsay.) Experiments in radioactivity and the production of helium from radium. Proc. Roy. Soc. 72, 204. 1903.
4. The origins of the conception of isotopes (Nobel Lecture, Stockholm 12.XII.1922). 1922.
5. (With J. А. Cranston, and in part with Miss Нitchens.) The parent of actinium. Proc. Roy. Soc. А, 94, 384. 1918.
6. The hextet. Nature, Lond. 138,958. 1936.
7. The bowl of integers and the hextet. Nature, Lond. 139, 77, 154, 193,251. 1937.
8. The summation of infinite harmonic series. Proc. Roy. Soc. А, 179, 377. 1942.
Frederick Soddy. The Kiss Precise// Nature. June 20. 1936.
9. Alexander Fleck. Biographical Memoirs of Fellows of The Royal Society. 1957.

Исследовательская деятельность и публикации

Монреаль.

Совместно с Резерфордом предложил теорию радиоактивного распада, послужившую началом развития современного учения об атоме и атомной энергии. После студенческих статей, с 1902 года Содди начал публиковать свои совместные работы с Резерфордом, связанные с торием и его излучением. Эти статьи примечательны тем, что, несмотря на сенсационность темы, написаны крайне хладнокровно. В 1903 году Резерфорд и Содди установили, что радиоактивный распад протекает по закону, описывающему ход мономолекулярной реакции. В 1903 году была опубликована совместная статья с Уильямом Рамзаем, где было спектроскопическим путём доказано, что гелий является продуктом испускания радия при распаде, что также подтверждало правильность идей о распаде. С июня 1905 года по ноябрь 1931 года публикуется большая серия статей, доказывающих образование радия из урана. Он обнаружил, что скорость образования радия была небольшой вначале, но увеличивалась впоследствии. Он сделал правильный вывод о наличии сравнительно более стабильного радиоактивного элемента до радия. Обе работы, как посвящённая гелию в Лондоне, так и посвящённая радию в Глазго, оказались важным вкладом в развитие теории распада. В этой работе ему ассистировали Т. Д. МакКензи и А. Ф. Р. Хитчинс.

Глазго.

Проведенные исследования привели к тому, что сформировались две очень важные идеи: идентичность химических свойств некоторых радиоактивных элементов, то есть то, что впоследствии было названо изотопами, и теорию радиоактивного распада, описывающий движение по периодической таблице в результате испускания радиоактивным элементом α или β лучей. Важным этапом в формулировании идеи существования изотопов для Содди послужило обнаружение родства мезотория и радия. Опубликованная в 1922 году статья является исчерпывающим описанием всех идей и экспериментов, приведших к появлению закона радиоактивного распада. В это же время Содди публикует подробную статью в связи с получением им Нобелевской премии, где он объясняет свою роль в развитии идеи изотопов, а также вклад его и других учёных в объяснение выполнения периодического закона в случае радиоактивных элементов.
В то время, когда закон радиоактивного распада был впервые сформулирован, было невозможно перейти из ряда актиния в ряд урана. Это стало возможным благодаря независимым работам Содди и Кранстона (Proc. Roy. Soc. 1918) и Гана и Мейтнер (Phys. Z. 1918), которые показали, что это происходит при испускании альфа-частицы экотанталом — элементом, находящимся между ураном и торием, и поэтому являющимся изотопным урану Х2.
Всего им было опубликовано более 70 статей по химии.

Абердин.

Содди был переведён на место профессора химии в Абердине в 1914 году. Во время войны 1914—1918 годов, он принимал участие в разнообразных химических исследованиях, которые требовались немедленно для национальных нужд. В университетской лаборатории проводились органические синтезы, в Aberdeen Gas Works — наполовину технические работы по экстракции этилена из каменноугольного газа.

Оксфорд.

Уже после периода в Глазго он не продолжал свою работу по радиоактивности, и следующие исследования в этой области прошли мимо него. Содди сфокусировался на педагогической деятельности, реконструкции лабораторий. В это время он начинает активно интересоваться экономикой, математикой и общественной деятельностью.

Кругом наши

Нобелевскую премию могут получить не более трех человек, но работают над «нобелевской» тематикой всегда гораздо большее число ученых в разных уголках Земли. Так, в исследованиях CRISPR/Cas9 серьезен вклад российской научной школы.

Самый неожиданный «нобель»

«Активную роль в истории CRISPR сыграли наши соотечественники, работающие за рубежом — Евгений Кунин, Александр Болотин, и, наконец, Виргис Шикшнис, выпускник МГУ, защитивший кандидатскую под руководством Карела Мартинека. Виргис и показал, что CRISPR-Cas9 работает как единая ферментная система, реконструировав его в другом организме. Виргис, будучи химиком-энзимологом также продемонстрировал, что эта система может быть реконструирована и может расщеплять ДНК «в пробирке». Независимо от Виргиса, Шарпантье и Дудна пришли к таким же выводам, что фермент можно использовать для коррекции генов и провели реконструкцию», — рассказал профессор Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл Александр Кабанов, выпускник химфака МГУ и президент Ассоциации русскоязычных ученых в США RASA-America

Виргис Шикшнис в 2018 году разделил премию Кавли с Дудна и Шарпантье.

Нобелевская премия Шарпантье и Дудна — первый случай, когда Нобелевскую премию получили одновременно две женщины и только они. Женщины соло получали научные нобелевки трижды — первой была, конечно, Мария Склодовская-Кюри, второй — Дороти Ходжкин (обе — химия), третьей — Барбара Мак-Клинток (физиология и медицина). Две женщины одновременно получали нобелевку всего один раз — в 2009 году Элизабет Блэкберн и Кэрол Грейдер разделили премию по физиологии и медицине с Джеком Шостаком. Так что 2020-й — первый год премирования «женского коллектива».

Поскольку вы здесь…

У нас есть небольшая просьба. Эту историю удалось рассказать благодаря поддержке читателей. Даже самое небольшое ежемесячное пожертвование помогает работать редакции и создавать важные материалы для людей.

Сейчас ваша помощь нужна как никогда.

ПОМОЧЬ

Научная карьера

В 1900 году он стал демонстратором химии в Университете Макгилла в Монреале , Квебек , где вместе с Эрнестом Резерфордом работал над радиоактивностью . Он и Резерфорд поняли, что аномальное поведение радиоактивных элементов вызвано их распадом на другие элементы. Этот распад также вызвал альфа , бета и гамма-излучение . Когда радиоактивность была впервые обнаружена, никто не знал, в чем причина. Содди и Резерфорд потребовали тщательной работы, чтобы доказать, что атомная трансмутация действительно имеет место.

В 1903 году сэром Уильямом Рамзи из Университетского колледжа Лондона Содди показал, что при распаде радия образуется газообразный гелий . В эксперименте образец радия был заключен в тонкостенную стеклянную колбу, помещенную в вакуумированную стеклянную колбу. После того, как эксперимент продолжился на длительное время, спектральный анализ содержимого бывшего вакуумированного пространства выявил присутствие гелия. Позже, в 1907 году, Резерфорд и Томас Ройдс показали, что гелий сначала образовался в виде положительно заряженных ядер гелия (He 2+ ), которые были идентичны альфа-частицам , которые могли проходить через тонкую стеклянную стенку, но содержались в окружающей стеклянной оболочке.

С 1904 по 1914 год Содди был лектором в Университете Глазго . Рут Пиррет в это время работала его научным сотрудником. В мае 1910 года Содди был избран членом Королевского общества . В 1914 году он был назначен на кафедру Абердинского университета , где занимался исследованиями, связанными с Первой мировой войной .

Работа, которую Содди и его научный сотрудник Ада Хитчинс проделали в Глазго и Абердине, показали, что уран распадается на радий . Он также показал, что радиоактивный элемент может иметь более одной атомной массы, хотя химические свойства идентичны. Содди назвал это понятие изотопом, что означает «то же место». Слово было первоначально предложено ему Маргарет Тодд . Позже Дж. Дж. Томсон показал, что нерадиоактивные элементы также могут иметь несколько изотопов.

В 1918 году он объявил об открытии стабильного изотопа протактиниума , работая с Джоном Арнольдом Крэнстоном . Это открытие датировано немного позже немецкими коллегами; однако говорят, что их открытие было фактически сделано в 1915 году, но его объявление было отложено из-за того, что записи Крэнстона были заперты во время активной службы во время Первой мировой войны .

В 1919 году он перешел в Оксфордский университет в качестве профессора химии доктора Ли, где в период до 1936 года реорганизовал лаборатории и программу по химии. Он получил Нобелевскую премию 1921 года по химии за свои исследования радиоактивного распада и, в частности, за формулировку теории изотопов.

Его работа и эссе, популяризирующие новое понимание радиоактивности, стали главным источником вдохновения для работы Герберта Уэллса « Мир, освобожденный» (1914), в котором рассказывается об атомных бомбах, сброшенных с бипланов во время войны, разворачивающейся много лет в будущем. Роман Уэллса, также известный как «Последняя война», представляет мирный мир, выходящий из хаоса. В книге «Богатство, виртуальное богатство и долг» Содди хвалит книгу Уэллса « Освобожденный мир» . Он также говорит, что, вероятно, звезды питают радиоактивные процессы.