رودلف آرتور مارکوس
| رودلف آرتور مارکوس | |
|---|---|
 | |
| متولد | ۲۱ ژوئیه ۱۹۲۳ |
| مرگ | ۱۶ ژوئیه ۲۰۲۶ پاسادنا، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا |
| ملیت | کانادایی، آمریکایی |
| جوایز | جایزه نوبل شیمی ۱۹۹۲؛ مدال ملی علوم آمریکا؛ جایزه ولف در شیمی |
| همسر | لورا مارکوس |
| فرزندان | سه پسر |
رودلف آرتور مارکوس (Rudolph Arthur Marcus؛ ۲۱ ژوئیه ۱۹۲۳ – ۱۶ ژوئیه ۲۰۲۶) شیمیدان نظری کانادایی-آمریکایی و استاد مؤسسه فناوری کالیفرنیا بود که بهدلیل توسعهٔ نظریهای دربارهٔ انتقال الکترون در واکنشهای شیمیایی شناخته میشود. او در سال ۱۹۹۲ جایزه نوبل شیمی را «برای مشارکتهایش در نظریهٔ واکنشهای انتقال الکترون در سامانههای شیمیایی» دریافت کرد.
نظریهٔ مارکوس چارچوبی ترمودینامیکی و سینتیکی برای توضیح سرعت انتقال یک الکترون میان مولکولها فراهم کرد. این نظریه در مطالعهٔ واکنشهای شیمیایی، فرایندهای زیستی مانند تنفس سلولی و فتوسنتز و فناوریهایی مانند باتریها و سامانههای تبدیل انرژی کاربرد پیدا کرده است.
مارکوس در ۱۶ ژوئیهٔ ۲۰۲۶ در پاسادنا، کالیفرنیا، درگذشت. او هنگام مرگ ۱۰۲ سال داشت و تنها پنج روز با صدوسومین سالروز تولدش فاصله داشت. مؤسسه فناوری کالیفرنیا اعلام کرد که مارکوس تا پایان زندگی به پژوهش ادامه داد و هنگام مرگ روی سه مقالهٔ علمی کار میکرد.
زندگی و تحصیلات
رودلف آرتور مارکوس در ۲۱ ژوئیهٔ ۱۹۲۳ در مونترآل، استان کبک کانادا، به دنیا آمد. خانوادهٔ او از یهودیان لیتوانیاییتبار بودند. مارکوس از دوران کودکی به ریاضیات و علوم علاقه داشت و در دانشگاه مکگیل در رشتهٔ شیمی تحصیل کرد.
او در دوران تحصیل در مکگیل علاوه بر شیمی، به ریاضیات نیز علاقهمند بود و در کلاسهای پیشرفتهٔ این رشته شرکت کرد. این علاقه بعدها در شکلگیری رویکرد نظری او به مسائل شیمیایی نقش مهمی داشت.
مارکوس در سال ۱۹۴۶ مدرک کارشناسی خود را دریافت کرد و در سال ۱۹۴۷ مدرک کارشناسی ارشد گرفت. او سپس در سال ۱۹۴۶ یا ۱۹۴۷ فعالیت پژوهشی خود را در شورای پژوهش ملی کانادا در اتاوا آغاز کرد و در سال ۱۹۴۹ دکترای خود را از دانشگاه مکگیل دریافت کرد. موضوع رسالهٔ او به واکنشهای شیمیایی مربوط میشد.
آغاز فعالیت پژوهشی
مارکوس فعالیت حرفهای خود را در ابتدا بهعنوان پژوهشگر تجربی آغاز کرد. او پس از دریافت دکترا در شورای پژوهش ملی کانادا به فعالیت ادامه داد و در آنجا بهتدریج به شیمی نظری و کاربرد ریاضیات در توضیح پدیدههای شیمیایی علاقهمند شد.
پس از آن، او برای مدتی در دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل با شیمیدان نظری اسکار رایس همکاری کرد. این دوره در شکلگیری مسیر علمی مارکوس اهمیت داشت و او را بیش از پیش به استفاده از روشهای ریاضی برای توضیح سازوکار واکنشهای شیمیایی سوق داد.
فعالیت دانشگاهی
مارکوس در سال ۱۹۵۱ به مؤسسه پلیتکنیک بروکلین پیوست و در آنجا فعالیت دانشگاهی خود را بهعنوان استادیار آغاز کرد. او در سال ۱۹۵۴ به مقام دانشیاری و در سال ۱۹۵۸ به مقام استادی رسید.
در سال ۱۹۶۴ به دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین پیوست و تا سال ۱۹۷۸ در این دانشگاه فعالیت کرد. در سال ۱۹۷۸ به مؤسسه فناوری کالیفرنیا پیوست و باقی دوران حرفهای خود را عمدتاً در این مؤسسه گذراند.
مارکوس در کالیفرنیا بهعنوان استاد شیمی فعالیت کرد و در سال ۲۰۱۳ عنوان «استاد جان جی. کرکوود و آرتور ای. نویز شیمی» را دریافت کرد. او حتی پس از کاهش فعالیتهای آموزشی نیز پژوهش علمی خود را ادامه داد و تا سالهای پایانی زندگی در آزمایشگاه فعال بود.
نظریه انتقال الکترون مارکوس
مهمترین دستاورد علمی مارکوس توسعهٔ نظریهای برای توضیح سرعت واکنش انتقال الکترون بود. در چنین واکنشهایی، یک الکترون از یک مولکول یا یون به مولکول یا یون دیگری منتقل میشود.
مارکوس در دههٔ ۱۹۵۰ دریافت که برای انتقال الکترون، محیط اطراف واکنشدهندهها باید خود را به آرایش مناسبی برساند تا انتقال الکترون بدون نقض قانون پایستگی انرژی امکانپذیر شود. او بر اساس این ایده چارچوب ریاضی جدیدی برای محاسبهٔ سرعت انتقال الکترون ارائه کرد.
مارکوس در سال ۱۹۵۶ نخستین مقالهٔ مهم خود دربارهٔ این نظریه را منتشر کرد. معادلات و مدلهای او بعدها به «نظریه مارکوس» و «معادله مارکوس» شهرت یافتند. این نظریه به یکی از چارچوبهای بنیادی در مطالعهٔ واکنشهای انتقال الکترون تبدیل شد.
یکی از ویژگیهای نظریهٔ مارکوس این است که سرعت واکنش را تنها به اختلاف انرژی میان حالت اولیه و نهایی وابسته نمیداند، بلکه نقش بازآرایی محیط و انرژی موردنیاز برای رسیدن سامانه به وضعیت مناسب برای انتقال الکترون را نیز در نظر میگیرد.
ناحیه وارونه مارکوس
یکی از پیشبینیهای مهم نظریهٔ مارکوس پدیدهای بود که بعدها به «ناحیه وارونه مارکوس» یا Marcus inverted region شهرت یافت.
بر اساس این پیشبینی، افزایش نیروی محرکهٔ واکنش انتقال الکترون همیشه باعث افزایش سرعت واکنش نمیشود. پس از رسیدن سامانه به نقطهای مشخص، افزایش بیشتر انرژی آزادشده میتواند موجب کاهش سرعت انتقال الکترون شود. این نتیجه برخلاف انتظار سادهٔ افزایش سرعت با افزایش نیروی محرکهٔ واکنش بود.
پیشبینی مارکوس بعدها با آزمایشهای تجربی تأیید شد. در سال ۱۹۸۴ آزمایشهایی که با هدایت گرارد کلوس انجام شد شواهد تجربی مهمی برای وجود این ناحیه فراهم کرد.
ناحیهٔ وارونهٔ مارکوس در توضیح برخی فرایندهای فتوسنتز اهمیت دارد. در سامانههای فتوسنتزی، انتقال سریع الکترون و جلوگیری از بازگشت آن به حالت اولیه برای تبدیل مؤثر انرژی نور به انرژی شیمیایی اهمیت دارد.
نظریه رایس–رامسپرگر–کاسل–مارکوس
مارکوس علاوه بر نظریهٔ انتقال الکترون، در توسعهٔ نظریهٔ رایس–رامسپرگر–کاسل–مارکوس یا RRKM دربارهٔ سرعت واکنشهای تکمولکولی نیز نقش داشت.
این نظریه چارچوبی برای توضیح چگونگی توزیع انرژی در یک مولکول و ارتباط آن با احتمال وقوع واکنش فراهم میکند. نظریهٔ RRKM از نظریههای مهم در سینتیک شیمیایی و دینامیک واکنشهای مولکولی بهشمار میرود.
فعالیتهای مارکوس در این حوزه نشاندهندهٔ گسترهٔ پژوهشهای او در شیمی نظری بود؛ پژوهشهایی که علاوه بر انتقال الکترون، واکنشهای تکمولکولی، دینامیک مولکولی و واکنشهای سطحی را نیز دربر میگرفتند.
کاربردهای نظریه مارکوس
نظریهٔ مارکوس در ابتدا برای توضیح واکنشهای شیمیایی انتقال الکترون توسعه یافت، اما کاربردهای آن به حوزههای مختلف علوم گسترش پیدا کرد.
انتقال الکترون در فرایندهایی مانند تنفس سلولی و فتوسنتز نقش بنیادی دارد. همچنین بسیاری از واکنشهای مرتبط با باتریها، سلولهای خورشیدی و انتقال انرژی در سامانههای مولکولی را میتوان با استفاده از چارچوبهای نظری مرتبط با نظریهٔ مارکوس مطالعه کرد.
نظریهٔ او همچنین در بررسی واکنشهای شیمیایی در محیطهای پیچیده، شیمی زیستی و مطالعهٔ فرایندهای تبدیل انرژی مورد استفاده قرار گرفته است.
جایزه نوبل شیمی ۱۹۹۲
در سال ۱۹۹۲ جایزه نوبل شیمی به رودلف آرتور مارکوس اعطا شد. عنوان رسمی جایزه «برای مشارکتهای او در نظریهٔ واکنشهای انتقال الکترون در سامانههای شیمیایی» بود.
آکادمی سلطنتی علوم سوئد در ارزیابی کار مارکوس بر اهمیت نظریهٔ او در ایجاد چارچوبی برای درک واکنشهایی تأکید کرد که در شیمی، زیستشیمی و فرایندهای نوری اهمیت دارند.
مارکوس هنگام دریافت جایزه بیش از ۶۰ سال داشت و پژوهشهای اصلی او دربارهٔ انتقال الکترون به حدود چهار دهه پیش از دریافت نوبل بازمیگشت. نظریهٔ او در طول این مدت با آزمایشهای متعدد بررسی و گسترش یافته بود.
جوایز و افتخارات
مارکوس در طول فعالیت علمی خود جوایز و افتخارات متعددی دریافت کرد. از جملهٔ آنها میتوان به مدال ملی علوم آمریکا در سال ۱۹۸۹ و جایزه ولف در شیمی در سالهای ۱۹۸۴–۱۹۸۵ اشاره کرد.
او همچنین جوایزی از انجمن شیمی آمریکا و انجمن سلطنتی شیمی دریافت کرد و عضو شماری از نهادهای علمی برجستهٔ آمریکا و دیگر کشورها بود.
مارکوس عضو آکادمی ملی علوم آمریکا و آکادمی هنر و علوم آمریکا بود و به عضویت خارجی انجمن سلطنتی بریتانیا، فرهنگستان علوم چین و انجمن سلطنتی کانادا درآمد.
فعالیت علمی در سالهای پایانی
مارکوس پس از دریافت جایزه نوبل به پژوهشهای خود ادامه داد و از فعالیت علمی فاصله نگرفت. او در سالهای پایانی زندگی همچنان در مؤسسه فناوری کالیفرنیا به پژوهش میپرداخت.
در سال ۲۰۲۳، کالیفرنیا و مؤسسه فناوری کالیفرنیا مراسمی برای صدمین سالروز تولد او برگزار کردند. در سال ۲۰۲۴ نیز «مرکز رودلف آ. مارکوس برای شیمی نظری» در کلتک به افتخار او تأسیس شد. این مرکز با هدف حمایت از پژوهش در شیمی نظری و پرورش نسل جدید پژوهشگران فعالیت میکند.
مارکوس در زمان مرگ بیش از ۵۰۰ مقالهٔ علمی منتشر کرده بود و نزدیک به هشت دهه در فعالیتهای پژوهشی مشارکت داشت. بر اساس اعلام کلتک، او تا پایان عمر همچنان به حل مسائل علمی و نوشتن مقالات پژوهشی مشغول بود.
حمایت از مقاومت ایران
نام رودلف آرتور مارکوس در میان برندگان جایزه نوبلی آمده است که در بیانیههای مشترک دربارهٔ وضعیت سیاسی ایران و ضرورت گذار به یک نظام دموکراتیک، از مطالبات مطرحشده توسط مخالفان جمهوری اسلامی حمایت کردهاند.
در فهرست منتشرشده از امضاکنندگان یک بیانیهٔ مشترک برندگان نوبل در سال ۲۰۲۶، نام Rudolph A. Marcus، برندهٔ نوبل شیمی ۱۹۹۲، در میان امضاکنندگان درج شده است. این بیانیه از اعتراضات مردم ایران، مخالفت با سرکوب و اعدامها و حرکت به سوی یک جمهوری دموکراتیک حمایت میکند و از شورای ملی مقاومت ایران و نقشهٔ راه سیاسی مورد حمایت آن برای آیندهٔ ایران نیز پشتیبانی میکند.
در این فهرست، نام مارکوس در کنار شمار زیادی از برندگان نوبل در رشتههای شیمی، فیزیک، پزشکی، اقتصاد، ادبیات و صلح آمده است.
بر اساس این سند، میتوان گفت که رودلف آرتور مارکوس از بیانیهای در حمایت از مردم ایران و نقشهٔ راه دموکراتیک مورد حمایت شورای ملی مقاومت ایران حمایت کرده است. با این حال، این موضوع نباید بهعنوان عضویت رسمی او در شورای ملی مقاومت ایران یا سازمان مجاهدین خلق ایران تفسیر شود؛ سند مورد استناد، امضای یک بیانیهٔ مشترک را نشان میدهد و نه عضویت سازمانی.
زندگی شخصی
مارکوس در سال ۱۹۵۶ با لورا هیرن آشنا شد و چند ماه بعد با او ازدواج کرد. این ازدواج تا زمان درگذشت لورا در سال ۲۰۰۳ ادامه داشت. آنها سه پسر داشتند.
مارکوس علاوه بر فعالیت علمی به موسیقی، تاریخ، تنیس و اسکی علاقه داشت. او حتی در دهههای پایانی زندگی نیز به فعالیتهای ورزشی ادامه میداد.
مرگ
رودلف آرتور مارکوس در ۱۶ ژوئیهٔ ۲۰۲۶ در خانهٔ خود در پاسادنا، کالیفرنیا، درگذشت. او در هنگام مرگ ۱۰۲ سال داشت و تنها پنج روز با تولد ۱۰۳سالگی خود فاصله داشت.
کلتک در اطلاعیهٔ درگذشت او اعلام کرد که مارکوس تا پایان زندگی فعالانه به پژوهش ادامه میداد. خانوادهٔ او نیز اعلام کردند که وی هنگام مرگ روی سه مقالهٔ علمی کار میکرد.
میراث علمی
مهمترین میراث علمی رودلف مارکوس، ایجاد چارچوبی نظری برای توضیح انتقال الکترون میان مولکولهاست. نظریهٔ او نشان داد که سرعت انتقال الکترون را میتوان بر اساس مجموعهای از عوامل ترمودینامیکی و ساختاری توضیح داد.
نظریهٔ مارکوس علاوه بر تأثیر عمیق بر شیمی فیزیک، در مطالعهٔ واکنشهای زیستی، فتوسنتز، تنفس سلولی و فرایندهای تبدیل انرژی نیز کاربرد پیدا کرد. امروزه این نظریه یکی از ابزارهای بنیادی برای تحلیل واکنشهای انتقال الکترون بهشمار میرود.
از ویژگیهای برجستهٔ روش علمی مارکوس، تلاش برای توضیح پدیدههای پیچیده با مدلهای ریاضی نسبتاً ساده بود. کلتک این ویژگی را از عوامل اصلی ماندگاری و گسترهٔ تأثیر نظریهٔ او دانسته است.
گاهشمار زندگی و فعالیت علمی
- ۱۹۲۳ — تولد در مونترآل، کانادا.
- ۱۹۴۰ها — تحصیل شیمی در دانشگاه مکگیل.
- ۱۹۴۹ — دریافت دکترای شیمی از دانشگاه مکگیل.
- ۱۹۵۱ — آغاز تدریس در مؤسسه پلیتکنیک بروکلین.
- ۱۹۵۴ — ارتقا به مقام دانشیاری.
- ۱۹۵۶ — انتشار نخستین مقالهٔ مهم دربارهٔ نظریهٔ انتقال الکترون.
- ۱۹۵۸ — رسیدن به مقام استادی در مؤسسه پلیتکنیک بروکلین.
- ۱۹۶۴ — پیوستن به دانشگاه ایلینوی.
- ۱۹۷۸ — پیوستن به مؤسسه فناوری کالیفرنیا.
- ۱۹۸۴–۱۹۸۵ — دریافت جایزه ولف در شیمی.
- ۱۹۸۹ — دریافت مدال ملی علوم آمریکا.
- ۱۹۹۲ — دریافت جایزهٔ نوبل شیمی برای نظریهٔ انتقال الکترون.
- ۲۰۰۳ — درگذشت همسرش، لورا مارکوس.
- ۲۰۱۳ — دریافت عنوان استاد جان جی. کرکوود و آرتور ای. نویز شیمی در کلتک.
- ۲۰۲۳ — برگزاری مراسم صدمین سالروز تولد او در کلتک.
- ۲۰۲۴ — تأسیس مرکز رودلف آ. مارکوس برای شیمی نظری در کلتک.
- ۲۰۲۶ — درج نام او در فهرست امضاکنندگان بیانیهٔ برندگان نوبل دربارهٔ ایران.
- ۱۶ ژوئیه ۲۰۲۶ — درگذشت در پاسادنا، کالیفرنیا.
جستارهای وابسته
- جایزه نوبل شیمی
- نظریه مارکوس
- انتقال الکترون
- سینتیک شیمیایی
- شیمی فیزیک
- شیمی نظری
- فتوسنتز
- تنفس سلولی
- باتری
- مؤسسه فناوری کالیفرنیا
- دانشگاه مکگیل
- دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین
- جایزه ولف
- مدال ملی علوم آمریکا
- شورای ملی مقاومت ایران
- مریم رجوی
- مجاهدین خلق ایران
منابع
- The Nobel Prize in Chemistry 1992 — NobelPrize.org
- Rudolph A. Marcus — Interview — NobelPrize.org
- Electron Transfer Reactions in Chemistry: Theory and Experiment — Nobel Lecture
- Caltech Mourns the Passing of Nobel Laureate Rudy Marcus (1923–2026)
- Remembering Rudy Marcus — University of Illinois
- Rudolph A. Marcus obituary — Nature
- Iran-related statement and list of Nobel laureates
- 113 Nobel Laureates Condemn Iran's Crackdown, Endorse Democratic Republic