Арчибальд Вивиан Хилл: британский физиолог, нобелевский лауреат (1922) за исследования тепловыделения в мышцах. Основоположник биофизики и операционных исследований.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Британский физиолог (1886–1977)
British physiologist (1886–1977)
Арчибальд Вивиан Хилл (26 сентября 1886 – 3 июня 1977), более известный друзьям и коллегам как А. В. Хилл, был британским физиологом, одним из основоположников таких разнообразных дисциплин, как биофизика и исследования операций. В 1922 году он разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за выяснение механизмов выделения тепла и совершения механической работы в мышцах.
Archibald Vivian Hill (26 September 1886 – 3 June 1977), better known to friends and colleagues as A. V. Hill, was a British physiologist, one of the founders of the diverse disciplines of biophysics and operations research. He shared the 1922 Nobel Prize in Physiology or Medicine for his elucidation of the production of heat and mechanical work in muscles.
Биография
Родился в Бристоле, учился в школе Бланделла и окончил Тринити-колледж Кембриджского университета третьим с отличием по математике, прежде чем посвятить себя физиологии. Будучи еще студентом Тринити-колледжа, в 1909 году он вывел уравнение, получившее название уравнения Лэнгмура. Оно тесно связано с кинетикой Михаэлиса — Ментен. В этой работе, своей первой публикации, Хилл вывел как равновесную форму уравнения Лэнгмура, так и экспоненциальный подход к равновесию. Статья, написанная под руководством Джона Ньюпорта Лэнгли, является вехой в истории теории рецепторов, поскольку основой для вывода послужило связывание никотина и кураре с «рецепторным веществом» в нейромышечном соединении. Во время учебы он поступил в офицерский учебный корпус и был превосходным стрелком. В 1914 году, с началом Первой мировой войны, Хилл стал офицером-оружейником Кембриджского полка. Британское правительство не предпринимало усилий для использования своих ученых. В конце 1915 года, находясь в отпуске, он был приглашен Горацием Дарвином из Министерства боеприпасов проконсультировать их по вопросу обучения зенитных артиллеристов. Уже на месте Хилл предложил простой метод определения высоты самолетов с помощью двух зеркал. Переведенный в Министерство боеприпасов, он понял, что зеркала могут измерять место взрыва дымовых снарядов, и, сопоставив эти данные с уравнениями, описывающими траекторию снаряда, можно получить точные таблицы стрельбы для зенитных орудий. Для измерений и расчетов он сформировал Экспериментальный отряд противовоздушной обороны, в который вошли мужчины, слишком старые для призыва, Ральф Х. Фаулер (раненый офицер) и юноши, слишком молодые для службы, включая Дугласа Хартри, Артура Мильна и Джеймса Краутера. Кто-то прозвал эту разношерстную группу «Бригадами Хилла», что они с гордостью приняли. Позднее в ходе войны они также работали над определением местоположения вражеских самолетов по звуку. Он быстро перемещался между их рабочими площадками на своем любимом мотоцикле. В конце войны майор Хилл выдал сертификаты более чем сотне членов бригады. Он был удостоен звания офицера Ордена Британской империи (OBE). В 1923 году он сменил Эрнеста Старлинга на посту профессора физиологии в Университетском колледже Лондона, а спустя несколько лет стал профессором-исследователем Королевского общества, где оставался до выхода на пенсию в 1951 году. В 1933 году он вместе с Уильямом Бевериджем и лордом Резерфордом стал одним из основателей и вице-президентом Совета по оказанию академической помощи (который в 1936 году был преобразован в Общество защиты науки и образования). К началу Второй мировой войны организация спасла 900 ученых (18 из которых впоследствии получили Нобелевскую премию) от преследований нацистов. В своей лаборатории он выставил на видном месте игрушечную фигурку Адольфа Гитлера с поднятой рукой, объяснив это благодарностью за всех ученых, которых Германия выслала, некоторые из которых теперь работали с ним. Хилл верил, что «смех — лучшее средство от бессмыслицы». В 1935 году он вошел в состав комитета вместе с Патриком Блэкеттом и сэром Генри Тизардом, который заложил основы для создания радара. Он также был биологическим секретарем Королевского общества, а Уильям Генри Брэгг — президентом. Оба были разочарованы задержкой в привлечении ученых к работе во время предыдущей войны. Королевское общество составило список ученых, а Хилл представлял Общество в Министерстве труда. С началом войны Хилл возглавил кампанию по освобождению ученых-беженцев, находившихся под интерном. Он был независимым членом парламента (MP) от Кембриджского университета с 1940 по 1945 год. В 1940 году он был направлен в британское посольство в Вашингтон для продвижения военных исследований в еще нейтральных Соединенных Штатах. Ему было разрешено обмениваться секретами с американцами, но это не сработало: как оценить чужую тайну? Хилл нашел решение и убедил британцев показать американцам все, над чем они работали (за исключением атомной бомбы). Мобилизация ученых союзников стала одним из главных успехов в войне. Он посетил Индию в период с ноября 1943 года по апрель 1944 года для изучения научных и технологических исследований. Его предложения повлияли на создание IIT в последующее десятилетие. После войны он восстановил свою лабораторию в Университетском колледже и энергично продолжил исследования. В 1951 году его усилия были вознаграждены созданием Департамента биофизики под его руководством. В 1952 году он стал президентом Британской ассоциации содействия науке и Генеральным секретарем Международного совета научных союзов. С 1955 по 1960 год он был президентом Морской биологической ассоциации. В 1967 году он вышел на пенсию и вернулся в Кембридж, где постепенно потерял способность ходить. Он умер, «окруженный величайшей любовью более чем ста научных последователей по всему миру».
Born in Bristol, he was educated at Blundell's School and graduated from Trinity College, Cambridge as third wrangler in the mathematics tripos before turning to physiology. While still an undergraduate at Trinity College, he derived in 1909 what came to be known as the Langmuir equation. This is closely related to Michaelis Menten kinetics. In this paper, Hill's first publication, he derived both the equilibrium form of the Langmuir equation, and also the exponential approach to equilibrium. The paper, written under the supervision of John Newport Langley, is a landmark in the history of receptor theory, because the context for the derivation was the binding of nicotine and curare to the "receptive substance" at the neuromuscular junction. While a student he had enrolled in the Officers Training Corps; he was a crack shot. In 1914, at the outbreak of the First World War, Hill became the musketry officer of the Cambridgeshire Regiment. The British made no effort to make use of their scientists. At the end of 1915, while home on leave he was asked by Horace Darwin from the Ministry of Munitions to come for a day to advise them on how to train anti aircraft gunners. On site, Hill immediately proposed a simple two mirror method to determine airplanes' heights. Transferred to Munitions, he realized that the mirrors could measure where smoke shells burst and if he fitted this data with the equations describing a shell's flight they could provide accurate range tables for anti aircraft guns. To measure and compute he assembled the Anti Aircraft Experimental Section, a team of men too old for conscription, Ralph H. Fowler (a wounded officer), and lads too young for service including Douglas Hartree, Arthur Milne and James Crowther. Someone dubbed his motley group "Hill's Brigands", which they proudly adopted. Later in the war they also worked on locating enemy planes from their sound. He sped between their working sites on his beloved motorcycle. At the end of the war Major Hill issued certificates to more than one hundred Brigands. He was appointed an Officer of the Order of the British Empire (OBE). In 1923 he succeeded Ernest Starling as professor of physiology at University College London, a few years later becoming a Royal Society Research professor there, where he remained until retirement in 1951. In 1933, he became with William Beveridge and Lord Rutherford a founder member and vice president of the Academic Assistance Council (which in 1936 became the Society for the Protection of Science and Learning). By the start of the Second World War, the organisation had saved 900 academics (18 of whom went on to win Nobel Prizes) from Nazi persecution. He prominently displayed in his laboratory a toy figure of Adolf Hitler with saluting arm upraised, which he explained was in gratitude for all the scientists Germany had expelled, some of whom were now working with him. Hill believed that "Laughter is the best detergent for nonsense". In 1935 he served with Patrick Blackett and Sir Henry Tizard on the committee that gave birth to radar. He was also biological secretary of the Royal Society; William Henry Bragg was president. Both had been frustrated by the delay in putting scientists to work in the previous war. The Royal Society collated a list of scientists and Hill represented the Society at the Ministry of Labour. When the war came Hill led a campaign to liberate refugee scientists who had been interned. He served as an independent Member of Parliament (MP) for Cambridge University from 1940 to 1945. In 1940 he was posted to the British Embassy in Washington to promote war research in the still neutral United States. He was authorized to swap secrets with the Americans, but this could not work: how do you place a value on another's secret? Hill saw the answer and persuaded the British to show the Americans everything they were working on (except for the atomic bomb). The mobilization of Allied scientists was one of the major successes in the war. He visited India between November 1943 and April 1944 to survey scientific and technological research. His suggestions influenced the establishment of the IITs in the following decade. After the war he rebuilt his laboratory at University College and vigorously carried on research. In 1951 his advocacy was rewarded by the establishment of a Biophysics Department under his leadership. In 1952, he became head of the British Association for the Advancement of Science and Secretary General of the International Council of Scientific Unions. He was President of the Marine Biological Association from 1955 to 1960. In 1967 he retired to Cambridge where he gradually lost the use of his legs. He died "held in the greatest affection by more than a hundred scientific descendants all over the world".
Физиология мышц
Хилл провел множество точных измерений тепла, выделяющегося при сокращении и расслаблении скелетных мышц. Ключевым открытием было то, что тепло выделяется во время сокращения, что требует затрат химической энергии, но не выделяется во время расслабления, которое является пассивным процессом. В своих первых измерениях он использовал оборудование, оставленное шведским физиологом Магнусом Бликсом, и зафиксировал повышение температуры всего на 0,003 °C. После публикации он узнал, что немецкие физиологи уже сообщали об исследовании тепла и сокращения мышц, и отправился в Германию, чтобы изучить их работы. Он постоянно совершенствовал свой аппарат, повышая его чувствительность и уменьшая временную задержку между выделением тепла образцом и его регистрацией термопарой. Хилла, наряду с Германом Гельмгольцем, считают одним из основателей биофизики. Хилл ненадолго вернулся в Кембридж в 1919 году, прежде чем занять кафедру физиологии в университете Виктории в Манчестере в 1920 году, сменив Уильяма Стерлинга. Используя себя в качестве подопытного, он каждое утро бегал с 7:15 до 10:30 и показал, что бег на короткие дистанции требует запасов энергии, которые впоследствии восполняются за счет увеличения потребления кислорода. Параллельно с работами немецкого ученого Отто Фрица Мейерхофа, Хилл выяснил механизмы, посредством которых в мышцах производится механическая работа. За эти исследования они с Мейерхофом были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1922 году. Хилл ввел понятия максимального потребления кислорода и кислородного долга в 1922 году.
Hill made many exacting measurements of the heat released when skeletal muscles contract and relax. A key finding was that heat is produced during contraction, which requires investment of chemical energy, but not during relaxation, which is passive. His earliest measurements used equipment left behind by the Swedish physiologist Magnus Blix, Hill measured a temperature rise of only 0.003 °C. After publication he learned that German physiologists had already reported on heat and muscle contraction and he went to Germany to learn more about their work. He continually improved his apparatus to make it more sensitive and to reduce the time lag between the heat released by the preparation and its recording by his thermocouple. Hill is regarded, along with Hermann Helmholtz, as one of the founders of biophysics. Hill returned briefly to Cambridge in 1919 before taking the chair in physiology at the Victoria University of Manchester in 1920 in succession to William Stirling. Using himself as the subject he ran every morning from 7:15 to 10:30 he showed that running a dash relies on energy stores which afterwards are replenished by increased oxygen consumption. Paralleling the work of German Otto Fritz Meyerhof, Hill elucidated the processes whereby mechanical work is produced in muscles. The two shared the 1922 Nobel Prize in Physiology and Medicine for this work. Hill introduced the concepts of maximal oxygen uptake and oxygen debt in 1922.
Синяя бляшка
9 сентября 2015 года у бывшего дома Хилла, по адресу 16 Bishopswood Road, Highgate, где он жил с 1923 по 1967 год, была установлена синяя табличка English Heritage. С тех пор дом был разделен на квартиры и принадлежал школе Хайгейт, где Хилл был членом совета управляющих с 1929 по 1960 год. Впоследствии дом был продан, перестроен и переименован в Hurstbourne. По словам его внука Николаса Хамфри, в доме Хилла в то время регулярно гостили 18 лауреатов Нобелевской премии, его зять, экономист Джон Мейнард Кейнс, а также друзья Стивен Хокинг и Зигмунд Фрейд. Беседы после ужина в гостиной неизменно перерастали в страстные дебаты о науке или политике. "Каждое воскресенье мы должны были посещать чаепитие у деда, и помимо приема необычных гостей, он придумывал для нас замечательные игры, например, скачки лягушек в саду или рассматривание через линзу (рассеченного) глаза овцы". Сэр Ральф Кохн, предложивший установить синюю табличку, сказал: "Лауреат Нобелевской премии А. В. Хилл внес огромный вклад в наше понимание физиологии мышц. Его работа нашла широкое применение в спортивной медицине. Будучи выдающимся гуманистом и парламентарием, он был непреклонен в осуждении нацистского режима за преследование ученых и других людей. А. В. Хилл сыграл ключевую роль в оказании помощи и спасении многих беженцев, чтобы они могли продолжить свою работу в этой стране".
On 9 September 2015 an English Heritage Blue plaque was erected at Hill's former home, 16 Bishopswood Road, Highgate, where he had lived from 1923 to 1967. Since then the house had been divided into flats and owned by Highgate School, where Hill was a Governor from 1929 to 1960. It has now been sold, redeveloped and renamed as Hurstbourne. In Hill's time, according to his grandson Nicholas Humphrey, regular guests at the house included 18 exiled Nobel laureates, his brother in law, the economist John Maynard Keynes, and friends Stephen Hawking and Sigmund Freud. After dinner conversations in the drawing room would inevitably involve passionate debates about science or politics. "Every Sunday we would have to attend a tea party at grandpa’s house and apart from entertaining some extraordinary guests, he would devise some great games for us, such as frog racing in the garden or looking through the lens of a (dissected) sheep’s eye". Sir Ralph Kohn FRS who proposed the Blue plaque, said: "The Nobel Prize winner A. V. Hill contributed vastly to our understanding of muscle physiology. His work has resulted in wide ranging application in sports medicine. As an outstanding Humanitarian and Parliamentarian, he was uncompromising in his condemnation of the Nazi regime for its persecution of scientists and others. A. V. Hill played a crucial role in assisting and rescuing many refugees to continue their work in this country".