第10章 7 共振

先鋒派 1931年，愛因斯坦在帕薩迪納逗留了幾個月，當時加州理工學院正竭力說服他來校任教。期間，他出席了鮑林的一個研討會。知道聽眾中有世界上健在的最偉大的科學家，鮑林格外賣力地將自己運用波動力學來解決化學鍵的新思想詳細地進行了論述。後來，一位記者問愛因斯坦對這位青年化學家的理論有什麼看法。他聳了聳肩膀，笑笑說：“對我來說，他的理論太複雜了。” 愛因斯坦也許只是出於對新聞記者的敷衍才這麼說的，但是如果要進行精確的數學計算，鮑林對化學鍵的解釋確實是相當複雜的——至少對絕大多數化學家來說是這樣。從傳統、數學或是哲學的角度來講，化學家對鮑林的理論都感到茫然不解。那時候的化學仍然是紮根於上一世紀的許多分支學科的大雜燴——有機化學，無機化學，物理化學，膠體化學，農業化學——每一門分支都有自己的一班人馬和一系列難題。化學家們被分成離子學家、熱力學家，現在又新添了量子化學家，每一個團體都有自己的傳統、方法、期刊，每年只是在幾次全體會議上才坐在一起。在美國，只有受諾伊斯影響的加州理工學院和加州大學伯克利分校的化學系才跨越了這些舊的學科限制，強調在教授之間進行交流和溝通，並致力於研究化學學科的基本思想。

1931年，鮑林基於量子理論創造的化學鍵理論，比當時的思想領先了十年。絕大多數化學家既不知曉量子力學為何物，也不理會量子力學對化學學科的重大意義。對大多數從業人員來說，真正的化學研究是在實驗室裡，而不是在一張紙上進行的；只有通過親手配製化合物，並觀察其反應來作出發現，而不是靠臆想來推出一些數學公式。他們可能聽說過Ｘ射線晶體學這一物理學家的工具，但是從未使用過——加州理工學院仍然是將這一技巧運用到化學上的為數不多的學校之一。至於鮑林對分子結構重要性的強調，那是有機化學家所關心的事，其他領域的化學家則相信它對整個化學學科的作用不大。 最重要的是鑽進實驗室，把你的手弄髒。實驗化學家鄙視鮑林這樣的理論家，認為他們過多地依賴物理來獲取靈感。英國著名的化學教育家亨利·阿姆斯特朗在90年代中期對此發表了頗具代表性的看法：“事實是，物理化學家從不運用自己的眼睛，最可悲的是缺乏化學教養。我們應該把這些物理因素徹底地從我們中間剔除出去，並回到我們的實驗室中。”

只有他們對新物理的無知才可以同他們對抽象思維的懷疑相媲美。多數30年代早期的化學家對海特勒一倫敦一斯萊特一鮑林化學鍵理論的反應是無精打采的一個哈欠。在諾貝爾化學獎獲得者哈羅德·尤里的記憶中，他們“對這一理論一無所知，一竅不通，而且除鮑林以外，沒有什麼人在意它。” 但是諾伊斯和路易斯安排鮑林在加州理工學院和伯克利分校廣泛傳播他的思想，那裡的多數化學系學生開始認識到這一方法的重要性，其中最聰明的一些學生開始追隨鮑林，進入了這一領域。在物理方面，像斯萊特和倫敦這樣的學者繼續修飾著混合波函數的數學公式，從物理的第一原則出發來解決簡單原則的結構問題。然而他們的工作對化學的影響甚微，因為他們並不掌握化學家手中非常重要的經驗事實，並不擁有相同的世界觀，也不了解哪些問題是最關鍵的。簡而言之，他們不是化學家。

羅伯特·馬利肯是為數不多的通曉物理和化學的科學家。他的父親是麻省理工學院的化學家，他本人在芝加哥大學跟隨密立根學習了物理，在哈佛進修時住在斯萊特隔壁。與鮑林一樣，他在20年代末東渡歐洲學習量子力學。在哥廷根，馬利肯受到了玻恩的一位助手弗里德里希·亨德的影響。亨德解決化學鍵問題的思路與鮑林不同。亨特感興趣的是分子光譜學，即對分子吸收和釋放的光的特點的研究。他發現，從這一角度觀察，分子的性態在很多方面與單個原子相似。亨特和馬利肯提出了一種與鮑林的理論截然相反的化學鍵概念。他們認為，電子並不是集中在兩個原子核之間並將它們鍵合起來，而是分佈在分子的表面，形成馬利肯所稱的分子軌道。比如，他們設想氫分子H2，並不是像海特勒和倫敦提出的那樣由兩個氫原子共用電子對而形成化學鍵，而是由一個帶有兩個電子的氦原子分裂成兩個原子核，同時圍繞它的電子云形成了一個新的分子軌道。馬利肯在1932年寫道：“總的來說，沒有人把分子看作是由原子或離子組成的。人們認為，把分子看作是由一定數目的成鍵電子或電子對將一些原子或離子聯結在一起的想法，在某種程度上是沒有什麼意義的。”這是一種非常激進的思想；分子軌道概念同多年來化學家對化學鍵本質的認識針鋒相對，然而，它符合光譜數據。馬利肯回到美國芝加哥大學教書時，把這一思想也帶了回來。

在一段時間裡，化學家似乎不得不在鮑林和馬利肯的不同理論中作出自己的取捨。但是從根本上看，兩種觀點的分歧並沒有像表面上那麼大。兩者都建築在薛定諤的波動方程上，而斯萊特和其他科學家在30年代中期發現，如果將數學公式深入推導下去的話，兩者最終會給出相同的答案。情況有些像物理學家在海森伯的矩陣與薛定諤的波動方程之間的權衡：儘管看起來大相徑庭，實際上是殊途同歸。選擇的標準是哪一種方法更簡便，以及在某種情況下，哪一種方法更奏效。 鮑林當然認為自己的方法在理解化學鍵問題上更勝一籌。他知道分子軌道方法是有用的——他在尋找化學鍵問題的突破時也嘗試過這種方法——但是，當他在1931年成功地修正了海特勒一倫敦的理論之後，就基本上放棄了這一種方法。當斯萊特表明他的方法和馬利肯的方法實際等效後，鮑林覺得沒有必要再去糾纏分子軌道法了。他的思想符合化學家對於化學鍵的認識；與此相反，鮑林覺得馬利肯的方法不符合直覺，不容易為學生所接受。

鮑林的化學鍵理論一舉成名，而馬利肯的理論卻默默無聞。原因有多種，最主要的是，鮑林是一個能說會道的教師，一個妙筆生花的作者。他深諸如何用化學界聽得懂的語言來進行交流。鮑林一開口，價鍵理論似乎是不容質疑的智慧。馬利肯一張嘴，聽眾就昏昏欲睡。馬利肯是一個糟糕透頂的教師，在大庭廣眾面前極不自在，聲音小得幾乎聽不見。他不願意迎合自己化學系的學生，講課時總是離題萬里，充斥著數學，聽者很難跟得上。他的書面功夫也好不到哪裡去。隨著年代的推移，馬利肯和他的一小批追隨者埋頭於改進他們的分子軌道法，不斷地使數學方程更精煉，並運用它成功地解決了一些問題。二十年後，新一代的化學家將更傾心於馬利肯的理論。但是，在30年代，馬利肯的思想被來自帕薩迪納的高談闊論淹沒了。

在第一篇論文“化學鍵的本質”發表之後，鮑林的靈感噴湧而出。 1931年6月，他提交了一篇後續的論文，這篇論文成了其論文系列的第二篇。在這篇論文中，鮑林探討瞭如何用量子力學來解釋相對較少的單個電子和三個電子的化學鍵問題。在不同的解釋中，他用計算的辦法幫助確定了諸如氧、硼和硝亞基化合物特殊的鍵合特性，即讓路易斯著迷的罕見的“孤電子”分子。路易斯本人和鮑林就這篇論文中的一些觀點進行了探討。當鮑林在伯克利訪學的時候，兩人在路易斯辦公室的黑板上塗滿了示意圖和公式。路易斯一邊噴吐著雪茄的煙霧，一邊噴吐著真知和灼見。 鮑林下一步的目標是更大的難題。長期困擾化學界的一個疑案是兩種不同類型的化學鍵，也即離子鍵和共價鍵之間的關係。按照路易斯的觀點，如果兩個原子平等地共用一對電子，所形成的化學鍵就是共價鍵；如果某一原子把整個電子對都拉到自己這一邊，使一個原子帶負電，另一個原子帶正電，所形成的化學鍵就是離子鍵；離子鍵是由正負離子之間的靜電引力所產生的化學鍵。問題是，離子鍵和共價鍵是具有截然不同性質的兩類現象呢，還是如路易斯認為的，是一個連續作中的過渡。

在鮑林“化學鍵的本質”系列的第三篇論文中，鮑林指出，量子力學又一次支持了路易斯的觀點。至少在某些情況下，他的公式表明，兼有離子和共價性質的“偏離子”鍵符合量子力學和實際觀測的結果。在其他情況下，他發現不同類別的化學鍵之間的跳躍是非連續的；這涉及原子對電子吸引程度的大小。他舉了幾個實例，並提出一些形成這些中間化學鍵所必要的條件來證實自己的觀點。 在寫到化學鍵的時候，鮑林開始用“共振”一詞來代替“電子交換”，而且他把這一概念推廣到了新的領域中。海森伯使用電子交換的概念來說明電子的可交換性；海特勒和倫敦用它來解釋共價化學鍵；鮑林和斯萊特用它來解釋形成四面體碳原子這類混合化學鍵所需要的能量。現在鮑林又提出，如果滿足一定條件的話，在分子的離子鍵和共價鍵之間的狀態也會存在共振。例如，氯化氫既可以被看作是氫原子通過純粹的共價鍵與氯原子鍵合在一起，也可以被看作是帶正電的氫離子通過純粹的離子鍵與帶負電的氯原子鍵合在一起。鮑林指出，實際的分子是一種混合的類型，一種在兩種極端情況之間的共振結構。不管何時發生這種情況，“只要在兩種形式之間產生了共振，結構就穩定下來，”鮑林說。

對鮑林而言，整個化學觀念開始發生變化。他興奮地意識到，共振也可以運用到單鍵和雙鍵的關係上來——並不需要非此即彼，而可以在兩種狀態之間產生共振，從而形成具有獨特性質的穩定的偏雙鍵。對於那些不能納入經典理論範疇的結構，共振給出了圓滿的解釋。 實際上，按照這一新思想，所有的化學現像都可以重新加以估價，而鮑林在30年代早期從事的正是這一宏圖大業。通過把自己的共振理論運用到各類化學鍵問題上，並根據已知的鍵長和鍵強的經驗數據修正自己的理論結果，鮑林寫出了一系列論文，把化學引向了一條新的道路。 鮑林的知名度隨著每一篇論文的發表而增長著。 1932年春天，他接受了斯萊特的邀請，以訪問教授的身份到麻省理工學院講學一學期，而把再過3個月就要臨產的愛娃留在了帕薩迪納，這是愛娃第三次懷孕。他在東部訪問期間，馬不停蹄，不管是在講座上，還是在餐桌上，不斷地向哈佛一麻省理工學院化學界的一些重要人物灌輸他的新思想。在和加州理工學院的一位同事唐·尤斯特共同設計出一種估算單純共價鍵理論強度的體係後，鮑林一直在思考估算分子中離子鍵和分子鍵相對強度的方法。在掌握了新的數字之後，鮑林就可以把自己從理論上推出的數字與不同元素結合成化合物時的實際狀態加以比較。化學鍵的實際強度總大於理論預測——鮑林認為，增加的能量來自於離子鍵共振所產生的穩定效果。這種差異越大，化學鍵的離子性就越大，兩個元素吸引電子能力的差別就越大。運用這一體系，就可以回答一些以前懸而未決的問題，如鹽酸HCl是離子的，還是共價的——鮑林發現兩者兼而有之，比例為20：80。

鮑林在坎布里奇的另一個成果應該歸功於生物學。鮑林在加州理工學院時就堅持參加生物學討論會。他看到，遺傳學家通過測量兩個獨立的特性同時遺傳的頻率來定出基因在染色體上的位置：兩個基因的位置越近，在遺傳時聯繫在一起的機會就越大，這使他興趣盎然。鮑林借助這一定位的思想來創建他自己關於元素對之間關係的標尺。根據他的計算，如果兩個原子之間化學鍵的離子性越強，它們吸引電子能力的差異就越大，在他的標尺上分得就越開。比如說氟——對電子吸引力最大的一種元素——就在標尺的盡頭。鋰則在另一頭。這兩種元素形成的化合物，氟化鋰的化學鍵幾乎是百分之百的離子鍵。碘在鮑林的標尺上處於中游的位置，因此碘化鋰的化學鍵具有較強的共價性。在比較了一些這樣的元素對後，就能夠定出一種相對的特性，他稱之為電負性，並給不同的元素賦予不同的值。反過來，這些值又可以用來為許多分子預測化學鍵的類型和強度，包括那些尚沒有獲得實驗數據的分子。在麻省理工學院講課期間，他把這一思想寫成了一篇論文，成為“化學鍵的本質”系列中的又一力作。完成之後沒過幾天，他匆匆登上返回帕薩迪納的火車，在5月30日趕到家中。第二天，他的女兒琳達·海倫就出世了。

鮑林的電負性標尺是他提出的理論基礎最不紮實然而卻最具影響力的思想之一。它與嚴密的量子力學距離甚遠，但是很容易被化學家所理解。他們覺得用它來解決實際問題非常實用。在他的表格中比較兩個元素的電負性，即使對波函數一竅不通的研究人員也可以大致地預測元素之間化學鍵的性質。這一標尺很快地得到了推廣和運用。鮑林將經驗數據與量子力學的思想融會貫通、互相匹配的做法充滿了想像力，但是卻相當危險。每朝前邁一步，他都要新增加幾個假設，離已被接受的理論的堅實地基就越遠。多年以後，批評家會對他這一方法的合理性進行猛烈的抨擊，使他難以招架，不過現在他做的每一件事情都非常成功。 不過，也有美中不足的地方。鮑林作了一個大膽的假設，認為氟的電負性非常高，甚至可以和氙這樣的惰性氣體形成化合物。任何一種情性氣體都被認為是不會發生化學反應的，創造一種氙的化合物可以說是創造了歷史。需要用實驗來證明他的預測。純氙非常罕見，不過鮑林設法從一位同事那裡拿到了一些交給尤斯特。尤斯特在整個1933年的夏天都在尋找鮑林預測的化合物，但是一無所獲——這一失敗讓鮑林感到頗有些疑惑和難堪。我們不能確定尤斯特沒能找到鮑林尋找的化合物的原因。然而30年之後，另一個研究小組合成了鮑林預測的氙化合物，轟動了全球。 鮑林運用他的共振思想解決了有機化學中一個最古老的問題，從而使這種理論威名遠揚了。 苯一直是一個謎。它含有6個碳原子和6個氫原子，但是苯分子的結構一直令人難以琢磨。在1932年和1933年之交的冬天，鮑林和他的學生喬治·韋蘭德著手以共振的概念來解決這一問題。到了春天，他們完成了一篇論文，也就是鮑林化學鍵論文系列的第五篇文章，其中苯被描述為在5種極端結構或“典型”結構中共振的情況。鮑林寫道：“這一分子可以看作是單個分子性質的一種平均。”鮑林和韋蘭德的方法看來很能說明問題：根據他們共振結構計算出來的值，與已知的分子結構、活性和穩定性相當吻合。接著，他們把這一方法推廣到其他的芳香族分子如萘（不少於42個典型結構）和不合碳化氫的原子團中。 鮑林關於苯分子結構的論文標誌著他進入有機化學的重要一步。他許多後續的工作都是關於有機分子的，而喬治·韋蘭德更是將其作為自己科學生命的核心，並在1944年出版了一本頗有影響的教材《共振理論及其在有機化學中的應用》。韋蘭德把這本書獻給“我最初的和最大的靈感源泉”，萊納斯·鮑林。 共振這一強大的思想猶如怒放的鮮花。鮑林在1933年與博士後傑克·謝爾曼合作撰寫了化學鍵本質論文系列的最後兩篇，將這一思想擴展到了更多的化學疑案上，如傳統的單鍵、雙鍵和三鍵的變異。這一工作也具有獨創性。鮑林證明，分子化學鍵並不一定是整數個，可以採取一種中間的形式。在此，他又一次將自己日益豐富的有關化學鍵長度和強度的知識與共振穩定性的思想結合了起來，又一次對一整類化學問題給出了獨到的解釋。比如說，化學家已經知道，以單鍵鍵合的原子可以像車輪一樣繞軸旋轉，而以雙鍵和三鍵鍵合的分子則不能轉動；鮑林提出，在單鍵和雙鍵之間的中間形式——他稱之為“部分雙鍵特性”——也不能轉動，這是預測分子結構的一個重要因素。鮑林用量子力學的概念解釋了這種固定性，然後用自己關於單鍵和雙鍵之間的共振思想解釋了一些中間形式的鍵長和旋轉特性。 全部化學開始在鮑林的頭腦中重新組合。他像一個爵士音樂家，從量子力學那裡獲取一個主旋律，然後即興地對此進行半經驗的變奏。鮑林的化學是一種新的化學，處於舊化學各種學科的中間地帶。鮑林的量子化學不是一種非此即被的關係：要么是這條軌道，要么是那條軌道，要么是離子鍵，要么是共價鍵，要么是單鍵，要么是雙鍵。鮑林的化學鍵是一種流體，一種常常在中間態共振的不定型的東西。鮑林第一個奏出了這一優美動聽、令人激動的旋律。 樂觀主義者 在30年代早期，鮑林以每五個星期一篇的速度發表了許多重要論文，多數是關於化學鍵或新的分子結構，幾乎完全脫離了波動方程：“大約在1933年或1934年，我放棄了對分子結構進行非常複雜的量子力學計算，”他說。 “我在簡單的量子力學計算上得出結論，並且意識到，如果你真正進行精確的量子力學計算的話，你也學不到什麼新的東西，因為計算結果肯定與實驗結果相符。” 運用這種半經驗的方式，他取得了一個又一個成果。最後他在1935年寫道：“我覺得自己對化學鍵本質已經有了十分全面的認識。” 漸漸地，鮑林新的化學觀開始為其他化學家所接受。原因很多：加州理工學院對新思想開放和寬容的氣氛，鮑林對化學家行話的精通，他四處傳播自己觀念的熱忱，他融合結構研究與量子理論的高超才能，以及他在缺乏堅實數學基礎的條件下發表理論思想的勇氣。然而，最為關鍵的一點是：他是一個樂觀主義者。 1935年，兩位觀察者在給《現代物理評論》寫的一篇介紹量子化學最新進展的文章中，說的可能就是鮑林：“要想對研究成果滿意的話，你必須採取樂觀主義者的心態和手法，不能仿效悲觀主義者。後者苛求一種不摻雜任何有疑問的近似和基於已知事實的經驗做法的嚴密理論。與此相反，樂觀主義者滿足於波函數的近似解。……由於直接計算過於復雜，他任意地借用實驗來確定常數。與此相反，悲觀主義者永遠憂心忡忡，因為近似省略的部分通常很多，表面的嚴謹可能實際上漏洞百出。然而樂觀主義者的回答是，近似計算是可行的，它可以'指點迷津'，提供'事物發展規律'的思路，這使得對原本只能用純粹經驗的原子價規則來解釋的一大堆實驗數據可以進行系統化的整理和認識。” 隨著名聲日隆，鮑林的生活發生了變化。 1931年，在初次擔任助理教授之後不到四年，鮑林被提升為加州理工學院的正教授。 1933年，他手下的研究生和博士後比任何別的化學系教授要多上一倍。他被母校俄勒岡農學院授予榮譽博士學位。來自別的學校的任職邀請蜂擁而至——斯坦福大學、倫敦大學、俄亥俄州立大學——他在加州理工學院的工資也因此而一路上揚。每一個學年，他只需教一個學期的課，有充分的時間來進行科研。一位同事記得，諾伊斯向每個人表明，這個精力旺盛的年輕人是他的“心腹”，而且可能是他蓋茨實驗室主任一職的繼任者。他每年在伯克利的授課也鞏固了他和路易斯的友誼——鮑林記得，他倆在路易斯煙霧騰騰的辦公室裡進行了“精彩的辯論”——兩人甚至考慮就原子價問題合著一本書。 （這一設想從未實現。） 但是，對鮑林而言，那些年裡最大的榮譽莫過於入選國家科學院。這一成就的成功策劃者是諾伊斯，這使鮑林跨上了一個重要的台階。科學院是全國最具有聲望、資格審查最嚴格、最講究資歷的科學俱樂部；30年代早期，在全美數万名科學家中，只有250位科學院院士，多數人要比鮑林年長一倍。當鮑林在1933年5月被接納為科學院院士時，他成為建院70年曆史上最年輕的院士。 在32歲的時候，鮑林已躋身於全國科學家的最高層。他既年輕，又有名，乾著自己喜歡的研究工作，而且收入不薄。他有幾個健康活潑的子女，更有一位賢淑的嬌妻。加州理工學院滿足了他幾乎所有的要求，他能夠隨心所欲地旅行、作報告，並且發表一流的成果。 成功和讚譽的溫暖陽光將他青年時代的羞怯一掃而光，他開始贏得最自信、最外向科學家的名聲。在院系的聚會上，他和路易斯一樣，成為人們熱烈討論的中心。他喜歡喝烈性酒，愛說笑話，即便那笑話有些不雅，有時他會被自己的妙語引得哈哈大笑，在屋子的另一頭也能夠聽見。鮑林的睿智同時具有嘲諷的一面，經常對那些自命不凡的人、思維遲鈍的人和自己不喜歡的學者挖苦和嘲諷。 他春風得意，而這一切在他身上也產生了顯著的變化。他的講課風格從自信變為聲情並茂。他大踏步地走進教室，一頭波浪長發在風中飄揚，眼睛奕奕生輝。他的講課內容似乎缺乏聯繫，期間點綴著一些快如閃電的心算，對同事的挪揄，以及在早報上讀到的消息。他揮舞著手臂模仿氫原子，用化學品變著魔術，畫了一門砲向電子發射光子的漫畫。有時他會躺在講台上授課，學生稱之為“羅馬式”，一隻手支著頭。鮑林的本領是在這一切紛繁的表演之中組織一堂前後連貫、令人大開眼界的講演。 物理學家馬丁·卡門記得鮑林在30年代中曾經到芝加哥大學訪問過一次。在一個“美妙的星期一”，有消息說物理化學例行的午間討論會暫停一次，因為萊納斯·鮑林來了： 鮑林在午前趕到。學生們看見一個穿著隨便、神采奕奕的年輕人，不禁被他吸引，又有些驚訝。他精神抖擻地走入課堂，教室裡早已擠滿了想一睹偉人音容笑貌的學生。鮑林把手支在黑板旁的講台上，用手攏了一攏滿頭亂發，示意學生們再往前來一點。他注意到講台前還有幾張椅子空著，就熱情地招呼擠在門旁的學生來坐。因為這些椅子是留給老師的，學生們都不肯上前，但是鮑林不理這一套。在他的一再堅持下，幾個學生緊張地坐了下來。演講開始了，鮑林飛快地在黑板上寫下了他要講的五個題目，然後一個接一個，有時也綜合在一起滔滔不絕地論述。他用十分有力的語言來描述每一個題目，包括對參加工作的研究人員的生動評述。 ……他在研討會上所作的講演真是一篇精彩無比的傑作，給我們每一個學生留下了終生難忘的印象。 鮑林熱愛教學，一部分原因是出於對自己所受教育的好惡，也有一部分原因是出於對自己學科的新認識。他認為化學教育首先應該培養一種神奇感。早在1930年，他就建議改變加州理工學院化學系一年級新生的教學方法，少講理論和數學，首先培養學生對描述性化學的深刻認識。 “為了激發學生對化學的興趣，我們不能讓這一課程全部由解釋性的內容組成，而忘記我們為什麼要作出解釋，”他說。 “我不知道有哪一個化學家是被理論化學吸引到這一領域來的。最初能夠吸引化學家的是他對化學品及其反應的興趣。”他還建議給學生看“我們現在所了解的”分子結構圖，以便讓他們對正在學習的內容有一個具體的認識。這些分子結構圖現在早已是化學教材中不可或缺的部分，而當時尚沒有人運用過。 更為重要的是，他認為化學課程傳授給學生的不應該是一大堆鬆散的材料，而是一門有嚴謹連貫的理論基礎的科學。他關於化學鍵的理論就可以用來解釋許多化學現象，從熱力學到晶體結構，從無機化學到有機化學，在一個新的層次上揭示了規律和意義。因此，他開始圍繞這些基本課題組織具體的教學。 那些在化學和數學方面功底紮實的好學生成了鮑林理論的忠實信徒，而那些本科生，特別是缺乏這方面準備的非化學專業的學生，則覺得鮑林的課程艱深和費解。 對於那些對他不怎麼恭敬的學生，鮑林有時是很不客氣的。一次，在給新生上第一堂化學課的時候，他的“羅馬式”姿勢引起了學生們哄堂大笑。鮑林卻絲毫不覺得有趣。一位1933屆的學生回憶說，鮑林“衝著班里個子最大的一個學生——後來是校橄欖球隊的後衛——發了火，把他趕出了教室。從那時起，我們班在上他的課時都非常嚴肅”。也許，從某些方面來看，他仍然太年輕，引不起別人足夠的重視。在1934年夏天，為了讓自己看上去更成熟一些，更像教師一些，鮑林留起了赭色的鬍鬚，並時斷時續地留了好些年。 鮑林的學術生涯青雲直上，他和愛娃的關係也發生了變化。她曾經能夠幫助他進行工作，記些筆記，畫些草圖，並製作一些晶體模型。但是鮑林的工作越來越理論化，越來越複雜，她漸漸地趕不上了。 “起先我幫他做些索引，一開始還做些校對，”她回憶說，“但是他發現別人比我做得更好，也沒我這麼費勁。而且我開始有了自己的興趣，我開始把時間花在別的方面。” “別的方面”主要是孩子和家庭。 1932年末，鮑林一家搬到了緊靠加州理工學院的一所較大的屋子，有更多的家務要做，而且現在有三個孩子要照料：新生兒琳達，1歲的彼得和調皮的7歲的小萊納斯。正如她一貫的態度，愛娃全身心地承擔起自己的新職責。在1927年，她給自己寫道：“如果一個女人坦誠直率，思路清晰的話，她很快就會認識到，不管她選取了哪一種終身事業，她都不可能比一個男人做得好，除非這一事業是在家中管孩子。”她在大學裡受到的是紮根於科學的家政學教育，她在婚後很早就決定要創造一個理想的家庭，培養理想的孩子。 鮑林一家的生活形成了定式。愛娃每日照料孩子，整理房間，洗衣做飯；鮑林則整日埋頭於科學。家裡有一間小書房，他總是一早就進去開始工作。早餐後，他走過兩個街區到學校，然後在辦公室或是實驗室幹上一整天。他回家吃晚飯，接著回到學校出席晚間討論會，或是鑽進書房繼續計算，一直到深夜。週末和大多數節假日也不例外。他經常外出開會或舉行講座，大多數時候獨來獨往。他出門多數時間喜歡坐火車，因為這可以讓他一個人不受打擾地進行更多的研究。 愛娃覺得自己有義務讓丈夫騰出更多的時間來工作。她承擔了所有的家務，包括洗衣做飯，不讓孩子們去打擾他，精心安排起居，好讓他有充裕的時間。這既是一個家庭主婦的日常安排，更是一個聰明女人的明智抉擇。愛娃後來說：“一個稱職的科學家必須無時無刻地進行著思考。他通常不希望自己的思路被打斷。作為科學家的妻子確實需要老實本分一些。她們不應該抱有什麼奢望。你瞧，她們不用上劇院；她們不用上館子。……她們得有自己尋找樂趣的本領，並深入地想一想生活的真正意義是什麼。” 她的話中有一些怨氣，對成天見不到丈夫的不滿，對兩人平行疏遠的生活的不滿，以及對生活在鮑林的影子中的不滿。愛娃覺得自己在很多方面不比鮑林差；她的自尊心也很強，她同樣可望獲得承認。她愛自己的孩子們；她的丈夫回憶說，她是一個“極其出色的廚師”，並且盡量享受著家庭中有限的天倫之樂。 但是她發現，單純的家庭生活滿足不了自己的需要。她不想“老實本分”。愛娃閒不住，對許多大問題感興趣；她廣泛地進行閱讀，並思考著國內外大事。 30年代，她小時候受到的自由激進思想開始復蘇，她重新對政治和社會事務發生了興趣。 他們剛剛結婚時，愛娃不同丈夫討論政治，因為鮑林子承父志，相信共和黨的政治主張。在他最初兩次總統選舉投票中，鮑林投了赫伯特·胡佛的票。但是隨著大蕭條的持續，愛娃越來越信奉新政，並公開發表言論支持羅斯福和其政府幫助窮人的計劃。 她已經不能有效地和鮑林談論科學問題了，但是可以談論政治。不久，她的言論引起了鮑林的重視。鮑林說：“我開始傾聽她關於貧富差距、關於資本家和工人的言論。民主黨離我心目中的正義的距離似乎比共和黨要近一些。”在愛娃的敦促下，鮑林改變了對黨派和其他一些問題的看法。當他開始認真進行思考時，他開始用愛娃的眼光來看待一切。日益加深的經濟危機和由此產生的社會動盪似乎預示著資本主義的破產。加利福尼亞到處是失業遊民和政治抗議，鮑林開始傾聽人們的抱怨。 1934年，在愛娃的強烈影響下，鮑林投了社會民主黨人的票，選阿普頓·辛克萊當加利福尼亞州長。從那以後，鮑林成了一個堅定支持羅斯福民主黨的人。 創建天堂的實驗室 鮑林新的政治觀點與加州理工學院的氣氛是格格不入的。多數科學家認為，政治是一個充滿污穢、臆斷和偏見的雷區，任何一個追求客觀的科學家都應該退避三舍。然而，學院的結構本身就含有一些政治的因素，這一點在校長密立根身上尤為突出。他認為，新政是左翼的家長制，會破壞國家的自立，而大蕭條不過是社會機器暫時的卡殼，主要的影響是，科學家必須加倍努力才能創造更多的財富。他對那些找不到工作的人沒有絲毫的憐憫。他說：“把失業叫做休假，你就馬上會有不同的認識。” 加州理工學院塑造了鮑林的職業生涯，而密立根對學院產生了巨大的影響。密立根的父親是衣阿華州基督教公理會的一名牧師，他本人是一位出色的實驗科學家和能幹的管理人員。他領導加州理工學院長達四分之一世紀，親手把它從一個充滿生機的小學校變成了全國主要的一個學術中心。在外人看來，密立根就是加州理工學院——有人稱之為“密立根的學校”。他的成就還不止於此。在他1923年獲得諾貝爾物理學獎之後，在一段時間裡，他代表了美國公眾頭腦中的科學家形象。他下巴方正，滿頭銀髮，看上去像一個“博學睿智和德高望重的銀行家”。就像《時代周刊》在1927年一篇封面文章中所稱的那樣，他生來就具有商家特有的那種口若懸河的本領，又有中產階級技術官僚的靈魂。密立根談論科學的時候更像在傳教，在廣播電台，在“扶輪國際”分會的午餐會上，在大眾雜誌上，在花卉協會的聚會上，他都是這樣。他是公開承認自己信奉上帝的為數不多的幾個科學家之一。他驕傲地指出，科學發展和資本主義經濟發展之間存在著密切的聯繫，並以說服別人出資捐錢為樂。他代表了新生的科學家出身的官僚，他們將在20世紀中葉在學術界和政界嶄露頭角。他要傳達的信息很簡單：“人類面臨的最大的問題是，如何更好地刺激並加速科學成果在人類生活各個領域的全面應用。” 他的這一主張在南加利福尼亞的銀行界、商業界、工業界和專業人員那裡得到了熱烈的響應。海耳正是在這些富裕的捐款人的支持下首創了加州理工學院，而密立根不僅確保了這種資助能夠延續不斷，而且還增加了許多倍。他是籌措資金的大師，他能夠投聽眾所好，利用他們的自尊、貪婪、虛榮，甚至是種族偏見。他說，南加利福尼亞是上帝、物理的聚會之地，天命所是，希望之鄉，在地理、氣候和人口上都適合成為一個大熔爐，科學進步、商業靈感和基督教價值將共同解決社會頑疾並迎接未來的挑戰。密立根告訴那些可能捐款的人說：“就像三個世紀前的英格蘭，當今的加利福尼亞標誌著雅利安文明的最西部的邊睡。”在這裡，西方的白人文化將與東方日益增長的經濟交彙在一起，大家都會受益。在這裡，大型工廠將拔地而起，荒漠將被改造為繁華之都。所有這些當然需要科學知識和工程技術。他相信，加州理工學院是創建天堂的實驗室。 密立根能夠在純粹的科學研究和工業利潤之間杜撰出令人心動，但實際上含糊不清的前景。他從不承諾會有某一個具體的研究成果，然而他能讓那些富裕的捐款人覺得給加州理工學院的讚助是一筆對當地未來經濟繁榮的精明投資。他們相信他的佈道。加州理工學院校董會的一個席位成了當地最富有的人的一種榮譽象徵。在整個20年代，金錢滾滾地流入了學校。 加州理工學院公司化的管理體制使這種科學與商業的結合成了一種固定的形式。密立根在剛來的時候就拒絕採用校長這個一般的學術頭銜，堅持由同樣數目的商人和教師組成的一個行政委員會來管理學校。他這所學校的領導將不是校長，而是一個他自封的更為商業化的頭銜，執行董事。青年教師經常暱稱他為“長官”。學校各係都由，些理事會領導，正教授和系主任享有相同的投票權。系內事務由教師委員會監督。這種有意識制定的公司體制降低了集中領導的重要性，更強調集體領導的成果。工商界人士非常喜歡這一種形式。 他們還十分欣賞“長官”所擅長的利用新聞媒介的能力。 1932年，報刊發行人亨利·盧斯認為更多的工商界人士希望了解加州理工學院的情況，因此，他讓密立根送一些材料給他發表在《財富》雜誌上。對密立根來說，一篇新聞報導是遠遠不夠的。 “我對他的答復是，……該做的是派一個人到這裡來住一段日子，”他回憶說。盧斯派了一名他最好的記者——不久，他成了《財富》的編輯——密立根讓他在教師俱樂部住了一個半月。密立根對記者的精心安排得到了回報。發表在1932年7月的關於加州理工學院奇蹟的文章不僅僅是一篇吹捧之作；它是一首頌揚科學進步、色彩斑斕的長篇詩歌。加州理工學院是“富商巨賈培育的科學殿堂……在威爾遜山下的平原上，雅典和迦太基、亞力山大和吳哥、羅馬和巴黎、卡特萊斯和倫敦的歷史正在重演。……學院無所畏懼。它帶著一種成功和富裕的姿態迎接陌生人。學院勇往直前，典型的西部風格。它無所顧忌地敲打著宇宙的大門，就像貝多芬著名的四重奏中的主旋律。”文章在介紹鮑林時說：“在晶體和分子結構方面的研究使他在去年贏得朗繆爾獎，他已成為全國最優秀的青年化學家。” 在大蕭條期間，在加州理工學院一台蒸汽挖土機的一側，一個虔誠的牆頭藝術家寫道：“耶酥救世。”在下面，另外一個人用粉筆加了一句：“但功勞歸之於密立根。” 不過，即使是密立根也不能使加州理工學院從大蕭條中倖免受到不利的影響。隨著利率直線下降，學院投資的受益急劇萎縮；它投資的股票和債券只剩下一半的價值。加州理工學院最大的一項收入來源，木材大王阿瑟·弗萊明巨大的委託基金一夜之間化為烏有，這使學校行政深受震動。 1932年，學校的赤字達到80000美元。幾乎所有的建設都停了下來，包括計劃中的對諾伊斯化學樓的擴建。研究費用和旅差費用一減再減，密立根還請求所有的教師接受百分之十的減薪。鮑林不得不同意減薪，每年從學校得到的4500美元的研究經費也所剩無幾，同時還放棄了學校答應的每年500美金的差旅費。 此時，鮑林正全副身心地投入自己的工作，迫切地需要為自己急劇膨脹的研究隊伍擴充辦公場地。他既沒有時間，又沒有興趣來同情上司面臨的預算問題。他聲言反對減薪，不願意自動放棄差旅費，並明確表示對日益萎縮的研究資助不滿。諾伊斯、密立根和海耳使出渾身解數讓他高興。有一陣子，海耳和其他一些理事從自己的口袋中掏出錢來資助鮑林的研究，而且當化學系新樓停工之後，海耳在他新的天體物理學大樓裡騰出教室來作為鮑林的實驗室。 密立根加倍努力地在他的企業界朋友處籌措資金，但是大蕭條使他的蓄水池也乾涸了。從政府那裡得不到多少錢，而且密立根認為科學家無論如何不應該和公眾在同一個馬槽中進食。 不過，學校終於找到了另外一個巨大的基金來源——這筆錢將幫助加州理工學院渡過難關，並且將改變鮑林的學術生涯。