رودلف آرتور مارکوس
| رودلف آرتور مارکوس | |
|---|---|
 | |
| متولد | ۲۱ ژوئیه ۱۹۲۳ |
| مرگ | ۱۶ ژوئیه ۲۰۲۶ پاسادنا، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا |
| محل زندگی | مونترآل، بروکلین، اربانا، پاسادنا |
| ملیت | کانادایی-آمریکایی |
| جوایز | جایزه ولف در شیمی، مدال ملی علوم آمریکا، جایزه نوبل 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 توسعه نظریهای برای توضیح واکنش انتقال الکترون در سامانههای شیمیایی شناخته شد. او در سال ۱۹۹۲ جایزه نوبل شیمی را «برای مشارکتهایش در نظریه واکنشهای انتقال الکترون در سامانههای شیمیایی» دریافت کرد. نظریه مارکوس به یکی از چارچوبهای بنیادی در شیمی فیزیک برای توضیح سرعت انتقال الکترون میان مولکولها و یونها تبدیل شد.[۱]
مارکوس علاوه بر نظریه انتقال الکترون، بهدلیل پیشبینی پدیدهای که بعدها «ناحیه وارونه مارکوس» نام گرفت نیز شناخته میشود. بر اساس این پیشبینی، افزایش نیروی محرکه یک واکنش انتقال الکترون، پس از رسیدن به محدودهای مشخص، میتواند بهجای افزایش سرعت واکنش باعث کاهش آن شود. این پیشبینی چند دهه بعد بهصورت تجربی تأیید شد و در درک فرایندهایی مانند فتوسنتز و انتقال انرژی در سامانههای زیستی و مصنوعی اهمیت یافت.[۲]
زندگی و تحصیلات
رودلف آرتور مارکوس در ۲۱ ژوئیه ۱۹۲۳ در مونترآل، استان کبک کانادا، به دنیا آمد. او در دانشگاه مکگیل به تحصیل شیمی پرداخت و در کنار شیمی به ریاضیات نیز علاقه داشت. مارکوس در سال ۱۹۴۳ مدرک کارشناسی شیمی و در سال ۱۹۴۶ دکترای شیمی خود را از دانشگاه مکگیل دریافت کرد.[۳]
موضوع پژوهش دوره دکتری او به مطالعه سرعت واکنشهای یونها در محلول مربوط بود. پس از پایان تحصیلات، مارکوس در شورای پژوهش ملی کانادا در اتاوا به پژوهش پرداخت و سپس در دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل فعالیت کرد. تجربه او در پژوهش تجربی، بعدها در شکلگیری رویکرد نظریاش به مسائل شیمیایی نقش داشت.[۴]
مارکوس از نسل شیمیدانانی بود که تلاش کردند پدیدههای پیچیده شیمیایی را با استفاده از اصول فیزیکی و مدلهای ریاضی توضیح دهند. او بهتدریج از کار تجربی به شیمی نظری گرایش پیدا کرد و بخش عمده شهرت علمی خود را مدیون همین رویکرد دانست.[۵]
فعالیت دانشگاهی
مارکوس در سال ۱۹۵۱ به مؤسسه پلیتکنیک بروکلین پیوست و فعالیت دانشگاهی خود را بهعنوان استادیار آغاز کرد. او در سال ۱۹۵۴ دانشیار و در سال ۱۹۵۸ استاد شد. در این دوره، بخش مهمی از تحقیقات خود را به مسائل شیمی فیزیک و واکنشهای شیمیایی اختصاص داد.[۳]
در سال ۱۹۶۴ به دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین رفت و تا سال ۱۹۷۸ در آنجا فعالیت کرد. او در سال ۱۹۷۸ به مؤسسه فناوری کالیفرنیا پیوست و بهعنوان استاد شیمی به فعالیت پرداخت. مارکوس در کلتک بیش از چهار دهه به پژوهش و آموزش ادامه داد و در سال ۲۰۱۳ عنوان استاد جان جی. کرکوود و آرتور آ. نویز شیمی را دریافت کرد.[۲]
او در طول دوران حرفهای خود شمار زیادی دانشجو و پژوهشگر پسادکتری را راهنمایی کرد. کلتک اعلام کرده است که مارکوس تا پایان عمر همچنان در آزمایشگاه خود فعال بود و هنگام مرگ روی سه مقاله علمی کار میکرد.[۲]
نظریه انتقال الکترون
مهمترین دستاورد علمی مارکوس، توسعه نظریهای برای توضیح سرعت واکنشهایی بود که در آنها یک الکترون از یک مولکول یا یون به مولکول یا یون دیگری منتقل میشود.
در واکنشهای انتقال الکترون، برخلاف بسیاری از واکنشهای شیمیایی، ممکن است بدون تشکیل یا شکستن پیوند شیمیایی، تنها وضعیت الکترونی واکنشدهندهها تغییر کند. مارکوس تلاش کرد رابطه میان تغییرات انرژی، ساختار مولکولی و سرعت این انتقال را بهصورت کمی توضیح دهد.[۱]
مارکوس در دهه ۱۹۵۰ چارچوب نظری خود را توسعه داد و نخستین مقاله مهم او در این زمینه در سال ۱۹۵۶ منتشر شد. نظریه او نشان داد که سرعت انتقال الکترون نهتنها به اختلاف انرژی میان حالت اولیه و نهایی، بلکه به «انرژی بازآرایی» سامانه نیز وابسته است؛ یعنی انرژی لازم برای آنکه ساختار مولکول و محیط پیرامون آن برای انتقال الکترون آماده شود.[۶]
این رویکرد امکان داد که واکنشهای انتقال الکترون با مدلهای ریاضی نسبتاً ساده اما قابل آزمون بررسی شوند. نظریه مارکوس بعدها در شیمی، الکتروشیمی و زیستشیمی بهطور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.[۷]
ناحیه وارونه مارکوس
یکی از نتایج غیرمنتظره نظریه مارکوس، پیشبینی «ناحیه وارونه» بود. در نگاه ساده ممکن است انتظار رود که هرچه یک واکنش انتقال الکترون انرژی بیشتری آزاد کند، سرعت آن نیز افزایش یابد. نظریه مارکوس پیشبینی کرد که این رابطه همواره برقرار نیست.
بر اساس این نظریه، پس از رسیدن واکنش به یک محدوده مشخص، افزایش بیشتر نیروی محرکه میتواند سرعت انتقال الکترون را کاهش دهد. این نتیجه در زمان مطرحشدن، با انتظار متعارف درباره رابطه میان انرژی و سرعت واکنش تفاوت داشت.[۲]
پیشبینی ناحیه وارونه سالها بدون تأیید تجربی مستقیم باقی ماند. سرانجام آزمایشهایی که در سال ۱۹۸۴ با هدایت گرارد کلوس انجام شد، شواهد تجربی مهمی برای این پدیده فراهم کرد.[۵]
اهمیت این پدیده تنها نظری نبود. ناحیه وارونه میتواند در فرایندهایی مانند فتوسنتز به جدا ماندن بارهای الکتریکی کمک کند و از بازگشت سریع الکترون به حالت اولیه جلوگیری کند. به این ترتیب، نظریه مارکوس در توضیح بخشی از سازوکار تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی نیز اهمیت پیدا کرد.[۲]
کاربردهای نظریه مارکوس
نظریه انتقال الکترون مارکوس در حوزههای مختلف شیمی و علوم زیستی به کار گرفته شده است. انتقال الکترون یکی از فرایندهای بنیادی در تنفس سلولی، فتوسنتز و بسیاری از واکنشهای اکسایش و کاهش است.[۵]
این نظریه همچنین در مطالعه الکتروشیمی، سلول خورشیدی، باتری و دیگر سامانههای تبدیل و ذخیره انرژی مورد استفاده قرار گرفته است. چارچوب نظری مارکوس امکان بررسی اثر محیط مولکولی و انرژی بازآرایی را بر سرعت انتقال الکترون فراهم میکند.[۷]
در زیستشیمی نیز انتقال الکترون میان مولکولها و پروتئینها در فرایندهای متعددی اهمیت دارد. به همین دلیل نظریه مارکوس از شیمی فیزیک فراتر رفت و به یکی از ابزارهای نظری برای مطالعه فرایندهای زیستی تبدیل شد.[۶]
نظریه رایس–رامسپرگر–کاسل–مارکوس
مارکوس در کنار پژوهش درباره انتقال الکترون، در توسعه چارچوب نظری رایس–رامسپرگر–کاسل–مارکوس یا RRKM نیز نقش داشت. این نظریه برای توضیح سرعت واکنشهای تکمولکولی و ارتباط میان انرژی مولکول و احتمال وقوع واکنش به کار میرود.
مشارکت مارکوس در این حوزه بخشی از فعالیت گستردهتر او در شیمی نظری و سینتیک واکنشهای شیمیایی بود. روش او بر استفاده از مدلهای ریاضی برای استخراج روابط قابل آزمون درباره رفتار مولکولها استوار بود.[۳]
جایزه نوبل شیمی ۱۹۹۲
در سال ۱۹۹۲ جایزه نوبل شیمی به رودلف آرتور مارکوس اعطا شد. عنوان رسمی جایزه «برای مشارکتهای او در نظریه واکنشهای انتقال الکترون در سامانههای شیمیایی» بود.[۱]
آکادمی سلطنتی علوم سوئد در ارزیابی کار او، نظریه مارکوس را چارچوبی مهم برای پیوند دادن نتایج نظری و تجربی در مطالعه واکنشهای انتقال الکترون دانست. این نظریه در زمینههای مختلف شیمی از جمله واکنشهای آلی، معدنی، زیستی و فتوشیمیایی کاربرد یافت.[۶]
مارکوس بیش از ۳۵ سال پس از آغاز پژوهشهای اصلی خود در زمینه انتقال الکترون جایزه نوبل را دریافت کرد. در این فاصله، نظریه او با آزمایشهای متعدد بررسی، اصلاح و گسترش یافته بود.[۲]
جوایز و افتخارات
مارکوس در طول فعالیت علمی خود جوایز متعددی دریافت کرد. از جمله مهمترین آنها جایزه ولف در شیمی در سالهای ۱۹۸۴–۱۹۸۵، مدال ملی علوم آمریکا در سال ۱۹۸۹ و جایزه نوبل شیمی در سال ۱۹۹۲ بود.[۳]
او همچنین عضو آکادمی ملی علوم آمریکا، آکادمی هنر و علوم آمریکا و انجمن فلسفی آمریکا بود و به عضویت خارجی انجمن سلطنتی بریتانیا و فرهنگستان علوم چین درآمد. او همچنین عضو خارجی انجمن سلطنتی کانادا بود و از دانشگاههای مختلف جهان مدارک دکترای افتخاری دریافت کرد.[۳]
آثار و فعالیتهای علمی
مارکوس بیش از ۵۰۰ مقاله علمی منتشر کرد و آثار او در طیف گستردهای از موضوعات شیمی نظری، انتقال الکترون، سینتیک واکنشها و دینامیک مولکولی قرار داشتند.[۲]
یکی از مهمترین آثار او سخنرانی نوبل با عنوان «واکنشهای انتقال الکترون در شیمی: نظریه و آزمایش» بود که در ۸ دسامبر ۱۹۹۲ در استکهلم ارائه شد. او در این سخنرانی تاریخچه انتقال الکترون، تحولات نظری این حوزه و نقش پژوهشهای خود را بررسی کرد.[۶]
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.
فعالیتهای علمی در سالهای پایانی
مارکوس پس از دریافت جایزه نوبل فعالیت پژوهشی خود را متوقف نکرد. او در سالهای پایانی عمر همچنان در کلتک به تحقیق درباره مسائل جدید شیمی نظری و ارتباط میان نظریه و آزمایش پرداخت.[۲]
در سال ۲۰۲۳، به مناسبت صدمین سالروز تولد او، سمپوزیومی در کلتک برگزار شد. در سال ۲۰۲۴ نیز «مرکز رودلف آ. مارکوس برای شیمی نظری» در این مؤسسه ایجاد شد. هدف این مرکز حمایت از پژوهش در شیمی نظری و پرورش پژوهشگران جدید عنوان شده است.[۲]
مارکوس بهدلیل علاقه به مسائل ساده و بنیادی، حتی در سالهای پایانی زندگی نیز به کار نظری ادامه داد. کلتک اعلام کرده است که او تا زمان مرگ در آزمایشگاه فعال بود و سه مقاله علمی در دست نگارش داشت.[۲]
زندگی شخصی
مارکوس در سال ۱۹۴۹ با لورا هیرن ازدواج کرد. این زوج سه پسر داشتند. لورا در سال ۲۰۰۳ درگذشت. مارکوس پس از آن نیز فعالیت علمی خود را ادامه داد و در سالهای پایانی زندگی از همراهی همکار دیرینه خود، ماریا-الیزابت میشل-بایر، برخوردار بود.[۲]
او به موسیقی و تاریخ علاقه داشت و از ورزشهایی مانند تنیس و اسکی نیز لذت میبرد. بر اساس گزارش کلتک، او تا دهه هشتم زندگی خود به تنیس و اسکی ادامه میداد.[۲]
مواضع سیاسی و حمایت از مقاومت ایران
در بررسی منابع قابلدسترس درباره زندگی و فعالیتهای رودلف آرتور مارکوس، منابع علمی و دانشگاهی معتبر اطلاعات گستردهای درباره فعالیتهای علمی، دانشگاهی و حرفهای او ارائه میکنند، اما سند مستقیمی که نشان دهد او عضو شورای ملی مقاومت ایران بوده یا بهصورت رسمی به این شورا پیوسته است، یافت نشد.
همچنین در جستوجوی منابع منتشرشده درباره حمایت برندگان جایزه نوبل از شورای ملی مقاومت ایران، سند اولیهای که امضای رودلف آرتور مارکوس را در یک بیانیه مشخص و قابلاعتبارسنجی نشان دهد، به دست نیامد. ازاینرو نمیتوان صرفاً بر اساس فهرستهای ثانویه یا انتسابهای منتشرشده در منابع غیرمستقل، حمایت رسمی او از شورا را بهعنوان یک واقعیت قطعی در این مقاله ثبت کرد.
این موضوع از نظر دانشنامهای اهمیت دارد؛ زیرا شورای ملی مقاومت ایران و مجاهدین خلق ایران از موضوعات سیاسی مورد اختلاف هستند و هرگونه نسبتدادن حمایت سیاسی به یک شخصیت باید با سند مشخص و قابلبررسی انجام شود. در صورت ارائه یا یافتن نسخه اصلی بیانیه، نامه، فهرست رسمی امضاکنندگان یا سندی از سوی خود مارکوس، میتوان این بخش را با ذکر تاریخ، عنوان بیانیه و متن دقیق موضع او تکمیل کرد.
مرگ
رودلف آرتور مارکوس در ۱۶ ژوئیه ۲۰۲۶ در پاسادنا، کالیفرنیا، درگذشت. او در هنگام مرگ ۱۰۲ سال داشت و تنها پنج روز با صدوسومین سالروز تولدش فاصله داشت.[۲]
بر اساس اطلاعیه مؤسسه فناوری کالیفرنیا، مارکوس تا پایان زندگی به پژوهش علمی ادامه داد و هنگام مرگ روی سه مقاله علمی کار میکرد. کلتک در اطلاعیه خود از او بهعنوان دانشمندی با کنجکاوی علمی فراوان و یکی از چهرههای اثرگذار در تحول فهم واکنشهای انتقال الکترون یاد کرد.[۲]
میراث علمی
مهمترین میراث علمی رودلف آرتور مارکوس، ایجاد چارچوبی نظری برای توضیح سرعت انتقال الکترون در واکنشهای شیمیایی است. نظریه او نشان داد که این فرایند را میتوان با درنظرگرفتن عواملی مانند انرژی بازآرایی و نیروی محرکه واکنش بهصورت کمی تحلیل کرد.[۱]
پیشبینی ناحیه وارونه مارکوس نیز یکی از مهمترین نتایج این نظریه بود. تأیید تجربی این پیشبینی، جایگاه نظریه مارکوس را در شیمی فیزیک تثبیت کرد و کاربرد آن را در مطالعه فرایندهای زیستی و تبدیل انرژی گسترش داد.[۵]
تأثیر نظریه مارکوس به شیمی محدود نمانده است. انتقال الکترون در فتوسنتز، تنفس سلولی، الکتروشیمی و فناوریهای انرژی اهمیت دارد و مدلهای مبتنی بر نظریه مارکوس همچنان در مطالعه این فرایندها به کار میروند.[۷]
میراث دیگر مارکوس، رویکرد او به حل مسائل علمی بود: ساخت مدلهای ریاضی ساده برای توضیح پدیدههای پیچیده. این روش به یکی از ویژگیهای برجسته کار علمی او تبدیل شد و بر نسلهای بعدی پژوهشگران شیمی نظری و شیمی فیزیک تأثیر گذاشت.[۵]
گاهشمار زندگی و فعالیت علمی
- ۱۹۲۳ — تولد در مونترآل، کانادا.
- ۱۹۴۳ — دریافت مدرک کارشناسی شیمی از دانشگاه مکگیل.
- ۱۹۴۶ — دریافت دکترای شیمی از دانشگاه مکگیل.
- ۱۹۴۶–۱۹۴۹ — پژوهش در شورای پژوهش ملی کانادا در اتاوا.
- ۱۹۴۹–۱۹۵۱ — پژوهش در دانشگاه کارولینای شمالی.
- ۱۹۵۱ — آغاز فعالیت دانشگاهی در مؤسسه پلیتکنیک بروکلین.
- ۱۹۵۴ — ارتقا به مقام دانشیاری.
- ۱۹۵۶ — انتشار نخستین مقاله مهم درباره نظریه 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.
- ۱۹۸۴ — تأیید تجربی ناحیه وارونه مارکوس.
- ۱۹۸۹ — دریافت مدال ملی علوم آمریکا.
- ۱۹۹۲ — دریافت جایزه نوبل شیمی.
- ۲۰۱۳ — دریافت عنوان استاد جان جی. کرکوود و آرتور آ. نویز شیمی در کلتک.
- ۲۰۲۳ — برگزاری سمپوزیوم صدمین سالروز تولد در کلتک.
- ۲۰۲۴ — تأسیس مرکز رودلف آ. مارکوس برای شیمی نظری در کلتک.
- ۱۶ ژوئیه ۲۰۲۶ — درگذشت در پاسادنا، کالیفرنیا.
جستارهای وابسته
- جایزه نوبل شیمی
- نظریه مارکوس
- انتقال الکترون
- ناحیه وارونه مارکوس
- سینتیک شیمیایی
- شیمی فیزیک
- شیمی نظری
- الکتروشیمی
- فتوسنتز
- تنفس سلولی
- سلول خورشیدی
- باتری
- مؤسسه فناوری کالیفرنیا
- دانشگاه مکگیل
- دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین
- جایزه ولف
- مدال ملی علوم آمریکا
- شورای ملی مقاومت ایران
- مجاهدین خلق ایران
منابع
- ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ ۱٫۳ Rudolph A. Marcus — Nobel Prize، بنیاد نوبل
- ↑ ۲٫۰۰ ۲٫۰۱ ۲٫۰۲ ۲٫۰۳ ۲٫۰۴ ۲٫۰۵ ۲٫۰۶ ۲٫۰۷ ۲٫۰۸ ۲٫۰۹ ۲٫۱۰ ۲٫۱۱ ۲٫۱۲ ۲٫۱۳ Caltech Mourns the Passing of Nobel Laureate Rudy Marcus (1923–2026)، مؤسسه فناوری کالیفرنیا
- ↑ ۳٫۰ ۳٫۱ ۳٫۲ ۳٫۳ ۳٫۴ Rudolph A. Marcus — Curriculum Vitae، California Institute of Technology
- ↑ In Memoriam: Rudolph Marcus، NYU Tandon School of Engineering
- ↑ ۵٫۰ ۵٫۱ ۵٫۲ ۵٫۳ ۵٫۴ Rudolph A. Marcus obituary، Nature
- ↑ ۶٫۰ ۶٫۱ ۶٫۲ ۶٫۳ Electron Transfer Reactions in Chemistry: Theory and Experiment — Nobel Lecture
- ↑ ۷٫۰ ۷٫۱ ۷٫۲ Research، Division of Chemistry and Chemical Engineering، Caltech