Archibald Hill: Kasın Ölçüsünü Alan Matematikçi

Archibald Vivian Hill, kasılan bir kasın yaydığı ısıyı tespit ederek Nobel Ödülü kazandı — bu ısı o kadar küçük miktarlardaydı ki, onu görebilmek için önce ısıl çifti (termokupl) iyileştirmesi gerekiyordu. Genç bir adamken, oksijenin hemoglobine nasıl bağlandığını hâlâ tanımlayan denklemi çoktan yazmıştı. Ayrıca "Hill'in Haydutları" lakaplı bir savaş dönemi topçu birliğini yönetti, radar üreten komitede yer aldı ve Nazi Almanyası'ndan dokuz yüz akademisyenin kurtarılmasına yardım etti.

Bristol ve Cambridge

Hill, 26 Eylül 1886'da Bristol'de Jonathan Hill ve Ada Priscilla Rumney'nin çocuğu olarak doğdu. Blundell's School'da eğitim gördü ve matematik okuduğu Cambridge Trinity College'a gitti; burada Britanya'daki en zorlu sınavda sınıfının en üst sıralarında yer alarak wrangler (üstün başarı derecesi) oldu.

Ardından fizyolojiye geçiş yaptı. Bu hamle onu tanımladı: Biyolojiye, bir olgunun nicelik olarak ifade edilmedikçe anlaşılamayacağına dair matematiksel bir inat getirdi.

1913 yılında iktisatçı John Neville Keynes'in kızı, John Maynard Keynes ile cerrah Geoffrey Keynes'in kız kardeşi Margaret Neville Keynes ile evlendi. Dört çocuklarının hepsi birer akademisyen oldu: Polly Hill bir iktisatçı, David Keynes Hill bir fizyolog, Janet Hill bir çocuk psikiyatristi ve Maurice Hill bir oşinograf oldu.

Denklemler

Hill'in ilk katkıları eğitimini henüz tamamlamadan geldi. 1909'da, henüz bir lisans öğrencisiyken, nikotin ve kürarın nöromüsküler kavşakta nasıl bağlandığını incelerken bugün Langmuir denklemi olarak bilinen bağıntıyı türetti. 1910'da oksijenin hemoglobine nasıl bağlandığını tanımlayan Hill denklemini formüle etti.

Hill denklemi bir asır sonra bile biyokimyada standartlığını korumaktadır. Üssü olan Hill katsayısı, Michaelis-Menten kinatiğinden sapma olarak ifade edilen; bir bölgedeki bağlanmanın diğerlerinin ilgisini değiştirme derecesi olan kooperatifliği ölçer. Bir molekülün bir sinyale nasıl tepki verdiğini tanımlamak için olağan bir araçtır ve genç bir adam daha bir kariyeri yokken bunu türetmiştir.

Hill'in Haydutları

Birinci Dünya Savaşı onu laboratuvardan çıkardı. Hill, Cambridgeshire Alayı'nın nişancılık subayı olarak görev yaptı ve 1915'in sonlarında Mühimmat Bakanlığı'na katıldı. 1915'te uçaksavar topçuluğu büyük ölçüde tahmin yürütmeye dayalıydı, bunun temel nedeni kimsenin bir uçağın yüksekliğini güvenilir bir şekilde belirleyememesiydi. Hill bunu ölçmek için iki aynalı bir yöntem tasarladı ve uçaksavar topları için doğru atış tabloları üreten, "Hill'in Haydutları" ("Hill's Brigands") olarak bilinen grubu — Uçaksavar Deney Bölümü'nü — kurdu. 1918'de OBE (Britanya İmparatorluğu Nişanı) ile ödüllendirildi.

Kas İçindeki Isı

1920'de Hill, Victoria Manchester Üniversitesi'nde fizyoloji kürsüsünü devraldı ve kendisine Nobel'i kazandıracak soruya yöneldi: Bir kas kasıldığında, enerjik olarak ne olur?

Kendisinin geliştirdiği termokupl ekipmanını kullanarak kasın saldığı ısının titiz ölçümlerini yaptı. Sonuç net ve kesiciydi. Isı, kimyasal enerji yatırımı gerektiren kasılma sırasında üretilir; pasif olan gevşeme sırasında üretilmez. Böylece kas, termodinamiğin olağan muhasebesinin içine yerleştirildi — kimyasal enerjiyi işe ve ısıya dönüştüren, ölçülebilir bir deftere sahip bir makine.

1922'de egzersiz fizyolojisinden asla ayrılmayan iki kavramı ortaya attı: maksimum oksijen alımı ve oksijen borcu. Atletik kapasitenin her modern ölçüsü bunlardan türetilmiştir. Çalışmaları Otto Fritz Meyerhof'un aynı sürecin kimyası üzerindeki çalışmalarıyla paralel yürüdü ve 1922'de ikisi Fizyoloji veya Tıp Nobel Ödülü'nü paylaştı; Hill'in ödül gerekçesinde "kaslarda ısı üretimi ve mekanik işin açıklığa kavuşturulmasındaki katkılarından dolayı" yazıyordu.

Bir Disiplin Kurmak

Hill, 1923 yılında University College London'da profesör oldu ve orada bir Biyofizik Departmanı kurduğu yıl olan 1951'deki emekliliğine kadar kaldı. Hermann von Helmholtz ile birlikte, canlı dokunun fizik yasalarına uyduğu ve buna göre ölçülebileceği ısrarı olan biyofizikliğin kurucularından biri olarak kabul edilir.

Onurlar istikrarlı bir şekilde takip etti: 1918'de Kraliyet Cemiyeti Üyesi (Fellow of the Royal Society), 1926'da Kraliyet Madalyası, 1928'de Actonian Ödülü, 1934'te Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi'nin ve 1938'de Amerikan Felsefe Derneği'nin yabancı üyeliği, 1946'da Onur Yoldaşı (Companion of Honour) ve 1948'de Copley Madalyası.

Kurtarma

1933'te Hitler iktidara gelip Alman üniversiteleri Yahudi akademisyenleri ihraç etmeye başladığında Hill, William Beveridge ve Lord Rutherford ile birlikte Akademik Yardım Konseyi'ni (Academic Assistance Council) kurdu. Savaşın patlak vermesine kadar Nazi zulmünden 900 akademisyeni kurtarmıştı; bunların on sekizi daha sonra Nobel Ödülü kazanmaya devam etti. Torunu Nicholas Humphrey, Hill'in Highgate'teki evinin düzenli olarak aynı anda on sekiz sürgün Nobel ödüllü sahibini ağırladığını hatırlıyordu.

Hill laboratuvarında Hitler'in oyuncak bir figürünü tutuyor ve bunun Almanya'nın kendisine verdiği bilim insanlarına duyduğu minnettarlığı simgelediğini açıklıyordu. "Gülmek," dedi, "saçmalıklar için en iyi deterjandır."

Parlamento ve İkinci Bir Savaş

Patrick Blackett ve Henry Tizard ile birlikte radar geliştiren 1935 komitesinde görev yaptı. 1940'tan 1945'e kadar Cambridge Üniversitesi'nin bağımsız Parlamento Üyesi olarak Avam Kamarası'nda oturdu. 1940 yılında Washington'daki İngiliz Büyükelçiliği'ne atandığında bilimsel iş birliğini savundu ve kendi hükümetini, hâlâ tarafsız olan Amerika Birleşik Devletleri yetkilileriyle araştırmalarını paylaşmaya ikna etti — atom silahı çalışmaları hariç. Ayrıca İngiltere'nin düşman yabancılar olarak gözaltına aldığı mülteci bilim insanlarını serbest bırakmak için çalıştı.

Kasım 1943 ile Nisan 1944 arasında bilimsel araştırmalarını incelemek üzere Hindistan'ı gezdi; önerileri, Hindistan Teknoloji Enstitülerinin kurulmasına şekil vermeye yardımcı oldu.

Son Yıllar

Hill, 1952'de İngiliz Bilimi Geliştirme Derneği'ne ve 1955'ten 1960'a kadar Deniz Biyolojisi Derneği'ne başkanlık etti. 1967'de Cambridge'e emekli oldu ve kademeli olarak bacaklarının kullanımını kaybetti. Dünyanın dört bir yanından yüzüncü aşkın bilimsel torunu tarafından derin bir sevgiyle anılarak, 3 Haziran 1977'de doksan yaşında orada öldü. English Heritage, 9 Eylül 2015'te Highgate'teki evine mavi bir plaket yerleştirdi.

Hill Neden Önemli

Hill fizyolojiyi niceliksel hale getirdi. Kasta kimsenin ulaşamadığı bir hassasiyetle enerji ölçtü, biyokimyaya hâlâ günlük kullanımda olan bir denklem verdi ve yöntemi ilerletmek için bir departman ve bir disiplin kurdu. Ardından hayatının geri kalanını aynı ciddiyeti laboratuvar dışındaki sorunlara uygulamakla geçirdi — uçaksavar ateşi, radar, savaş zamanı ittifakı ve bir hükümetin yok etmek istediği dokuz yüz akademisyenin hayatı.