ארצ'יבלד היל: המתמטיקאי שמדד את השריר
ארצ'יבלד ויויאן היל (Archibald Vivian Hill) זכה בפרס נובל על זיהוי החום הנפלט משריר מתכווץ — כמויות כה קטנות שהוא נאלץ לשפר את הצמד התרמי לפני שהצליח להבחין בהן כלל. עוד בצעירותו כתב את המשוואה שמתארת עד היום את האופן שבו חמצן נקשר להמוגלובין. הוא גם ניהל יחידת תותחנים בזמן המלחמה שזכתה לכינוי "השודדים של היל" (Hill's Brigands), ישב בוועדה שפיתחה את הרדאר וסייע בהצלת תשע מאות אקדמאים מגרמניה הנאצית.
בריסטול וקיימברידג'
היל נולד ב-26 בספטמבר 1886 בבריסטול לג'ונתן היל (Jonathan Hill) ולאדה פריסילה ראמני (Ada Priscilla Rumney). הוא למד בבית הספר בלנדלס (Blundell's School) והמשיך לטריניטי קולג', קיימברידג', שם למד מתמטיקה וסיים במקום השלישי בתחרות ה-Wrangler — בין המקומות הראשונים במחזור שלו בבחינה הקשה ביותר בבריטניה.
לאחר מכן עבר לפיזיולוגיה. המעבר הזה הגדיר אותו: הוא הביא לביולוגיה את דרישתו של מתמטיקאי לכך שתופעה אינה מובנת עד שהיא מבוטאת ככמות.
בשנת 1913 נשא לאישה את מרגרט נוויל קיינס (Margaret Neville Keynes), בתו של הכלכלן ג'ון נוויל קיינס (John Neville Keynes) ואחותם של ג'ון מיינארד קיינס (John Maynard Keynes) והמנתח ג'פרי קיינס (Geoffrey Keynes). ארבעת ילדיהם הפכו כולם למלומדים: פולי היל (Polly Hill) כלכלנית, דייוויד קיינס היל (David Keynes Hill) פיזיולוג, ג'נט היל (Janet Hill) פסיכיאטרית ילדים ומוריס היל (Maurice Hill) אוקיינוגרף.
המשוואות
תרומותיו הראשונות של היל הגיעו עוד לפני שסיים את הכשרתו. בשנת 1909, בעודו סטודנט לתואר ראשון, גזר את הקשר הידוע כיום כמשוואת לנגמיור (Langmuir equation) בזמן שחקר כיצד ניקוטין וקורארה נקשרים בצומת העצבי-שרירי. בשנת 1910 ניסח את משוואת היל, המתארת כיצד חמצן נקשר להמוגלובין.
משוואת היל נותרה סטנדרט בביוכימיה גם מאה שנים לאחר מכן. המעריך שלה — מקדם היל — מודד שיתופיות, המידה שבה קישור באתר אחד משנה את הזיקה של האתרים האחרים, המתבטאת כסטייה מהקינטיקה של מיכאליס-מנטן (Michaelis-Menten). זהו הכלי המקובל לתיאור האופן שבו מולקולה מגיבה לאות, וצעיר גזר אותה לפני שהחלה הקריירה שלו.
ה"שודדים של היל"
מלחמת העולם הראשונה הוציאה אותו מהמעבדה. היל שירת כקצין רובאים ברגימנט קיימברידג'שייר, ובסוף 1915 הצטרף למשרד החימוש. תותחנות נגד מטוסים בשנת 1915 הייתה ברובה ניחוש, בעיקר משום שאף אחד לא יכול היה לקבוע באופן מהימן את גובהו של כלי טיס. היל תכנן שיטת שתי מראות למדידתו, והקים את "היחידה הנסיונית נגד מטוסים" (Anti-Aircraft Experimental Section) — הקבוצה שנודעה כ"השודדים של היל" — אשר הפיקה טבלאות טווח מדויקות לתותחי נגד מטוסים. בשנת 1918 מונה לקצין מסדר האימפריה הבריטית (OBE).
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →חום בשריר
בשנת 1920 קיבל היל את הקתדרה לפיזיולוגיה באוניברסיטת ויקטוריה במנצ'סטר ופנה לשאלה שתזכה אותו בפרס נובל: מה קורה, מבחינה אנרגטית, כאשר שריר מתכווץ?
באמצעות ציוד צמד תרמי ששיפר בעצמו, הוא ביצע מדידות מדויקות של החום ששריר משחרר. התוצאה הייתה ברורה וחד-משמעית. חום מיוצר במהלך התכווצות, הדורשת השקעה של אנרגיה כימית; הוא אינו מיוצר במהלך הרפיה, שהיא תהליך פסיבי. השריר הוכנס בכך לחשבונאות הרגילה של התרמודינמיקה — מכונה הממירה אנרגיה כימית לעבודה ולחום, עם ספר חשבונות מדיד.
בשנת 1922 הציג שני מושגים שמעולם לא עזבו את פיזיולוגיית המאמץ: צריכת חמצן מרבית וחוב חמצן. כל מדד מודרני ליכולת אתלטית נובע מהם. עבודתו התנהלה במקביל לעבודתו של אוטו פריץ מאיירהוף (Otto Fritz Meyerhof) על הכימיה של אותו תהליך, ובשנת 1922 חלקו השניים את פרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה, כאשר הנימוק לפרס של היל היה "על הבהרת ייצור החום והעבודה המכנית בשרירים".
הקמת תחום
היל הפך לפרופסור ביוניברסיטי קולג' לונדון ב-1923 ונשאר שם עד פרישתו ב-1951, השנה שבה הקים שם את המחלקה לביופיזיקה. הוא נחשב, לצד הרמן פון הלמהולץ (Hermann von Helmholtz), לאחד ממייסדי הביופיזיקה — הדרישה שרקמה חיה תציית לחוק הפיזיקלי וניתן יהיה למדוד אותה בהתאם.
התארים הגיעו בהתמדה: עמית החברה המלכותית (1918), המדליה המלכותית (1926), פרס אקטוניאן (1928), חברות זרה באקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים (1934) ובחברה הפילוסופית האמריקאית (1938), עמית מסדר הכבוד (1946), ומדליית קופלי (1948).
הצלה
בשנת 1933, כאשר היטלר עלה לשלטון והאוניברסיטאות בגרמניה החלו לגרש מלומדים יהודים, היל היה שותף להקמת ה"מועצה לסיוע אקדמי" (Academic Assistance Council) יחד עם ויליאם בוורידג' (William Beveridge) ולורד רתרפורד (Lord Rutherford). עד פרוץ המלחמה היא הצילה 900 אקדמאים מרדיפות הנאצים; שמונה-עשר מהם זכו מאוחר יותר בפרסי נובל. נכדו ניקולס האמפרי (Nicholas Humphrey) נזכר שביתו של היל בהייגייט אירח בקביעות שמונה-עשר חתני פרס נובל גולים בו-זמנית.
היל החזיק בובת צעצוע של היטלר במעבדתו והסביר שהיא מסמלת את הכרת התודה שלו על המדענים שגרמניה מסרה לו. "צחוק", אמר, "הוא חומר הניקוי הטוב ביותר לאיוולת".
פרלמנט ומלחמה שנייה
הוא שירת בוועדת 1935 שפיתחה את הרדאר, לצד פטריק בלאקט (Patrick Blackett) והנרי טיזארד (Henry Tizard). מ-1940 עד 1945 כיהן בבית הנבחרים כחבר פרלמנט עצמאי מטעם אוניברסיטת קיימברידג'. כשנשלח לשגרירות בריטניה בוושינגטון ב-1940, הוא דחף לשיתוף פעולה מדעי ושכנע את ממשלתו לחלוק את מחקריה עם פקידי ארצות הברית שטרם הצטרפה למלחמה — למעט עבודה על נשק אטומי. הוא גם פעל לשחרור מדענים פליטים שבריטניה כלאה כנתיני אויב.
בין נובמבר 1943 לאפריל 1944 סייר בהודו וסקר את המחקר המדעי שלה; המלצותיו סייעו לעצב את הקמת המכונים הטכנולוגיים ההודיים.
שנים אחרונות
היל עמד בראש האגודה הבריטית לקידום המדע בשנת 1952 ובראש האגודה לביולוגיה ימית מ-1955 עד 1960. הוא פרש לקיימברידג' ב-1967 ואיבד בהדרגה את היכולת להשתמש ברגליו. הוא נפטר שם ב-3 ביוני 1977, בגיל תשעים, כשהוא זוכה להערכה עמוקה מצד יותר ממאה צאצאים מדעיים ברחבי העולם. הארגון "מורשת אנגלית" (English Heritage) הציב לוחית כחולה על ביתו בהייגייט ב-9 בספטמבר 2015.
מדוע היל חשוב
היל הפך את הפיזיולוגיה לכמותית. הוא מדד אנרגיה בשריר בדיוק שאף אחד לא השיג, הוא העניק לביוכימיה משוואה שנמצאת בשימוש יומיומי, והוא הקים מחלקה ותחום כדי לקדם את השיטה. לאחר מכן בילה את שארית חייו ביישום אותה רצינות על בעיות מחוץ למעבדה — אש נגד מטוסים, רדאר, בריתות בזמן מלחמה, וחייהם של תשע מאות מלומדים שממשלה ביקשה להשמיד.