John Pople: Bilgisayarlara Kimya Öğreten Adam

John Pople'dan önce, bir molekülün nasıl davranacağını bilmek isteyen bir kimyager deney yapardı. Ondan sonra ise bir kimyager molekülü bir bilgisayara yazabilir ve genellikle yayımlanmaya yeterince iyi bir yanıt alabilirdi. Pople, kuantum mekaniğini hidrojen atomu için tam olarak çözülebilen zararlı bir teoriden, neredeyse her şeye uygulanabilen çalışan bir yazılıma dönüştürmek için beş onlarca yıl (beş on yıl) harcadı. 1998 yılında Nobel Komitesi, kimya ödülünün yarısını ona verdi; bu ödül, sonuna kadar aslında matematik olduğunu ısrarla savunduğu bir çalışma bütünü içindi.

Somerset'ten Trinity'ye

Pople, 31 Ekim 1925'te Somerset'in Burnham-on-Sea kentinde doğdu. Bristol Dilbilgisi Okulu'na (Bristol Grammar School) devam etti ve 1943'te Cambridge'deki Trinity College'ı kazanarak burs elde etti, 1946'da lisans derecesini (BA) aldı. Savaş, akademik düzeni kesintiye uğrattı: 1945 ile 1947 yılları arasında Bristol Aeroplane Company'de çalıştı. Cambridge'e geri döndü ve John Lennard-Jones'un yönetiminde 1951'de matematik alanında doktorasını tamamladı; atom üzerinde paylaşılmadan kalan ve bir molekülün şeklinin ile reaktivitesinin çoğunu sessizce belirleyen ortaklanmamış elektron çiftleri (lone pair electrons) üzerine yazdı.

Doktora çalışması aynı zamanda, daha sonraki değerlendirmelere göre "uzun yıllar boyunca standart" olarak kabul edilen suyun istatistiksel-mekanik bir tedavisini de ortaya koydu. Bu, karakteristik bir erken sinyaldi: Pople, daimi kimyasal gerçekliğe matematiksel bir yapının dayatılabileceği problemleri seçti.

Cambridge, NPL ve Batı'ya Göç

Doktora derecesinin ardından Trinity'de bir araştırma bursu aldı ve 1954'ten itibaren Cambridge'in matematik fakültesinde ders verdi. 1958'de Ulusal Fizik Laboratuvarı'nın (National Physical Laboratory) temel fizik bölümünün başına geçmek üzere Londra'ya taşındı. Ertesi yıl, W. G. Schneider ve H. J. Bernstein ile birlikte High Resolution Nuclear Magnetic Resonance adlı ders kitabını ortaklaşa yazdı; bu kitap, NMR'ın modern yapısal kimyayı tanımlayacak enstrüman haline geldiği anda tam zamanında ortaya çıkan bir kitaptı.

Ardından kesin dönüm noktası geldi. Pittsburgh'daki Carnegie Mellon Üniversitesi'nde 1961-1962 yıllarında geçen bir akademik izin (sabbatical) dönemi, hesaplamalı çalışmaların geleceğinin nerede yattığına onu ikna etti ve 1964'te kalıcı olarak oraya taşındı. İngiliz vatandaşlığını korurken hayatının geri kalanında Amerika Birleşik Devletleri'nde kaldı. 1993'te, ölümüne kadar yürüteceği bir görev olan Trustees Kimya Profesörü olarak Northwestern Üniversitesi'ne yeniden taşındı.

Molekülleri Hesapla Uygun Hale Getirmek

Kuantum mekaniği prensipte her kimyasal bağı tanımlar. Uygulamada, bir molekül birkaç elektron fazlasını içerdiği anda denklemler çözülemez hale gelir. Pople'ın hayatının çalışması, çözülemez olanı yönetilebilir kılan savunulabilir, test edilebilir basitleştirmeler olan yaklaşımların sistematik olarak inşa edilmesiydi.

Aromatik ve konjuge moleküllerin davranışını yöneten delokalize elektronlar olan pi elektron sistemleri için Pariser-Parr-Pople yöntemini geliştirdi. Ardından 1965'te CNDO ve onu takip eden INDO yaklaşımlarıyla üç boyuta adım attı; bunların her biri, gerçekte neyin hesaplanabileceği konusunda muazzam bir kazanç karşılığında ölçülü bir miktar titizliği feda etti.

Onun daha önemli hamlesi ab initio yöntemlerine doğru oldu — deneye uydurulmak yerine ilk ilkelerden inşa edilen hesaplamalar. Slater tipi ve ardından Gauss orbitalleriyle çalışarak, Gaussian program paketinin ardındaki itici güç haline geldi ve ilk sürüm olan Gaussian 70'in ortak yazarlığını yaptı. Gaussian, hiçbir tekil makalenin yapamayacağı bir şey yaptı: Kuantum kimyasını, kuantum teorisyeni olmayan kimyagerlerin ellerine verdi. Bunun yanı sıra, bir hesaplama yönteminin vaka bazında ayarlanmak yerine gerçekliğe karşı sistematik olarak test edilebilecek kadar hassas bir şekilde tanımlanması ısrarı olan "model kimya" kavramını tanıttı. Grubu daha sonra, deneysel ölçüme yaklaşan doğrülüklere ulaşmak için birkaç hesaplamayı bir araya getiren Gaussian-1 ve Gaussian-2 birleşik yöntemlerini üretti.

Gaussian Kopuşu

Kendi adını taşıyan yazılım aynı zamanda kariyerinin en çirkin olayını da üretti. Pople, 1991 yılında Gaussian'dan ayrıldı ve bunun sonucunda aralarında bizzat Pople'ın da bulunduğu tanınmış bilim insanlarının programı kullanması yasaklandı. Bu olay, böylesi bir bölünmenin her yerde hissedilebileceği kadar küçük bir alan olan kuantum kimyası topluluğu içinde hatırı sayılır bir tartışma yarattı. Pople'ın tepkisi bir rakip inşa etmek oldu: Ayrıldıktan sonra Q-Chem hesaplamalı kimya programını geliştirdi.

Onurlar

Tanınmalar 1948'de Mayhew Ödülü ile erkenden başladı ve kariyeri boyunca devam etti: 1961'de Royal Society Üyesi, 1970'te Irving Langmuir Ödülü, 1988'de Davy Madalyası, 1992'de Kimya dalında Wolf Ödülü. 1998'de, kuantum kimyasındaki hesaplamalı yöntemler nedeniyle Walter Kohn ile paylaşılan Nobel Kimya Ödülü geldi — doğa hakkında bir keşfi değil, onu sorgulamanın bir yolunu onurlandırması bakımından olağandışı bir ödüldü. 2002'de Copley Madalyası ve 2003'te Britanya İmparatorluğu Nişanı'nın Şövalye Komutanı (Knight Commander) olarak şövalyelik unvanı bunu takip etti.

Özel Yaşamı

Pople, 1952'de Joy Bowers ile evlendi; eşi 2002 yılında kanserden öldü. Kendisini Hristiyan olarak tanımlıyordu. Ayrıca hayatı boyunca bir kimyagerden ziyade bir matematikçi olduğu konusunda ısrar etti — teorik kimyagerlerin kibarca kabul etmekten kaçındığı, bunun yerine onu alanlarının ürettiği en önemli figürler arasında gördüğü bir öz değerlendirme.

Ölümü ve Sonrası

15 Mart 2004'te Chicago'da karaciğer kanserinden öldü; arkasında kızı Hilary ve oğulları Adrian, Mark ve Andrew kaldı. 2009 yılında ailesi, Nobel madalyasını kritik çalışmanın yapıldığı Carnegie Mellon Üniversitesi'ne bağışladı. Bristol Dilbilgisi Okulu onun onuruna bir BT odası ve bir burs adını verdi; Pittsburgh Süper Bilgisayar Merkezi, makinelere kimya yapmayı öğreten bir adam için tam olarak doğru anıt olan bir süper bilgisayara onun adını verdi.