Марк, Герман Фрэнсис

Марк родился в Вене в семье врача Германа Карла Марка и его жены Лили Мюллер, где был вторым сыном. Юноша взрослел в окружении таких людей, как основатель психоанализа Зигмунд Фрейд, писатель Артур Шницлер, основоположник политического сионизма Теодор Герцль, которые ужинали вместе с его отцом у них дома[1]. Марк увлекался лыжами и футболом, играл в составе сборной Австрии по футболу[1].

К занятию наукой Марка сподвигнул его учитель математики и физики Франц Хлавати, который, по словам учёного, сильно повлиял на выбор мальчика в пользу науки[2]. Также стоит упомянуть экскурсию, которую организовал отец его друга Герхардта Кирша для мальчиков по лабораториям Венского Университета, когда Марку было двенадцать. Мальчики имели доступ к реактивам через своих отцов, и в раннем возрасте стали проводить опыты.

В 1913 Марк окончил среднюю школу и встали перед выбором пойти сразу в университет, а потом пройти обязательную службу в армии, или наоборот. Марк решает сначала отслужить и пополняет ряды австрийской армии в качестве рядового в элитной высокогорной пехоте. Их расположение находилось в горах Южного Тироля. Марк находит армейскую жизнь вполне сносной, становится заядлым альпинистом. Летом 1914 Марк планирует вернуться домой, когда возвращает долг родине, однако в это время убивают эрцгерцога Австрийского, что в результате вовлекает Австрию в первую мировую войну, а Марка в армию ещё на 5 лет[3].

Марк участвовал в боевых действиях на все фронтах, был ранен несколько раз и награждён пятнадцатью медалями за храбрость. Когда итальянская армия захватила Монте-Ортигара, ему довелось вести контрнаступление, в ходе которого ценой больших потерь личного состава ключевая точка была отхвачена. Остаток войны Марк провёл в неволе, будучи заключенным в женском монастыре близ Бари, где изучал языки и химию, которую начал учить двумя годами ранее, когда лежал в госпитале с ранением. В октябре 1919 он узнает, что его отец болен, и, подкупив охрану, Марк отправляется на поезде в Вену.

Вернувшись в Вену Марк поступает в Венский Университет и нагоняет проведенное на фронте время, осваивая программу по три семестра в год. Он оканчивает университет в 1921 в звании доктора философии, защитив докторскую диссертацию[4] под руководством Вильгельма Шлёнка о получении и свойствах пентафенилэтильного радикала. В 1921 году Шлёнку предложили должность заведующего кафедрой в Берлинском Университете, которую ранее занимал нобелевский лауреат Эмиль Фишер, и он вместе с Марком переходит туда.

Здание химического института ОКВ

Год спустя после работы в Берлинском университете Марк прибывает в Берлин, где Фриц Габер, директор Общества кайзера Вильгельма (ОКВ) на тот момент, принял ученого на должность химика-органика в Институт исследования волокон при ОКВ в Далеме по рекомендации Шлёнка. Марк работал в группе Майкла Полани, которая занималась рентгеноструктурным анализом.

Среди исследований, проведенных Марком в группе Полани, было:

• изучение модуля упругости целлюлозных волокон, в ходе которого они обнаружили образование кристаллоподобных структур, ориентированных вдоль волокон — аналогичные структуры наблюдались при холодном волочении металлической проволоки. Так группа приступила к детальному анализу изменений, сопровождающих холодное волочение цинковой проволоки[7]
• кристаллографическое исследование молекулы уротропина в 1923[8] — одной из первых сравнительно сложных органических молекул в то время
• исследование структуры графита в 1924, в ходе которого он убедился, что ковалентная связь может распространяться за пределы элементарной ячейки
• исследование особенностей поведения щавелевой кислоты в растворе в 1924
• исследование двойного лучепреломления в каломели в 1926, причину которого он нашёл в её кристаллической структуре
• исследование диоксида углерода в 1925—26, в ходе которого он установил длину связи углерод—кислород;
• его данные о сравнении структуры этана и диборана в 1925[9] показали, что эти молекулы имеют одинаковую геометрию. На тот момент характер связи трёхвалентного бора был неизвестен. Эти исследования исторически приписывают Бауэру, который провел электронографическое исследование диборана в 1937, не используя результаты Марка;
• внёс вклад в исследование таких проблем физики, как естественная ширина[10], коэффициент преломления и поляризация рентгеновских лучей[11], эффект старка[12] и эффект Комптона[13].

Штаб-квартира во Франкфурте-на-Майне

«Фарбениндустри» в первой половине XX века производили значительные количества вискозы и ацетилцеллюлозы и располагали хорошо оборудованными лабораториями для проведения фундаментальных исследований. В 1926 директор «И. Г. Фарбен» Мейер К.Г. пригласил Марка возглавить лабораторию по исследованию высокомолекулярных соединений в Людвигсгафене. Марк исследовал целлюлозу, полистирол, поливинилхлорид и некоторые из первых синтетических каучуков[14]. Вклад Марка в науку за время работы в Людвигсгафене:

• вместе с Мейером в 1928 нашёл решение кристаллографической структуры целлюлозы, которое показало, что целлюлоза представляет длинные цепочки, состоящие из остатков глюкозы, и которое было в согласии с данными химического анализа[15]
• решил кристаллографическую структуру натурального каучука совместно с коллегой Г. фон Зузихом, на основании чего было установлено, что двойная связь в полимере имеет цис-конфигурацию[16]
• показал, что промышленно изготавливаемые полимеры по прочности не достигают 10 % предела прочности, рассчитанного Марком для идеального волокна на основе кристаллографических данных. Он объяснил это различными дефектами реального волокна
• впервые провел электронографические исследования газов, определив длины и углы связей в таких соединениях, как тетрахлориды углерода и германия, бензол, циклогексан, цис- и транс-1,2-дихлорэтилен. Ещё в 1930 Марк отметил, что полученные данные противоречат идее о свободном вращении в 1,2-дихлорэтилене

В 1932 Марк, отец которого был евреем, был отстранен от работы в «Фарбен» ввиду возможного^{[уточнить]} захвата партией Гитлера власти.

В 1932 Марку предложили должность профессора физической химии и директора первого химического института в Венском университете, где он своей целью поставил создать институт по исследованию полимеров и программу обучения химиков-полимерщиков. К 1936 он успешно справился с созданием программы подготовки специалистов в области полимерной химии[17]. Свои усилия Марк сконцентрировал на исследовании кинетики и механизмов полимеризации, поскольку хотел помочь промышленности. Его программа обучения вскоре стала известна в кругах промышленников и среди студентов со всего мира; студенты, прошедшие обучение по этой программе были востребованы на производстве[17]. Совместно с Юджином Гутом Марк сформулировал статистическую теорию эластичности сшитых каучуков.

В ходе очередного политического переворота в 1938 армия Гитлера оккупировала Австрию, Марка лишили занимаемой должности и арестовали гестаповцы за отношения с его боевым товарищем[3] канцлером Энгельбертом Дольфусом, который боролся за независимость Австрии и был убит нацистами при попытке переворота в 1934. Марка допрашивали о его работе на «Фарбен» и отношениях с Дольфусом. Спустя четыре дня ученого отпускают из тюрьмы, однако изымают его паспорт и переписку с Эйнштейном[17]. Чтобы вернуть свой паспорт, Марк обращается к бывшему однокласснику, влиятельному человеку при новом режиме, за услугой, которая обошлась ему в годовое жалование профессора[1].

Ученый решает перебраться вместе с семьей в Канаду, Хоксбери, куда его в сентябре 1937 на встрече в Дрездене пригласил Карл Б. Торн, управляющий директор завода Canadian International Paper Company, на должность руководителя научно-исследовательской работы. Торн писал Марку и ранее, наслышанный о его профессиональных качествах, ещё в мае 1937. Он писал, что растут запросы потребителей и конкуренция на рынке, что лаборатории завода устаревают и он заинтересован в том, чтобы Марк возглавил его лаборатории. Тогда Марк не смог принять предложение, но выразил готовность в реорганизации лаборатории и обучению сотрудников новшествам в области полимеров, а также время от времени ездить с консультациями на завод. Однако Торн хотел, чтобы Марк работал в компании на постоянной основе. Тогда ещё Марк не знал, что это предложение станет его спасительным мостом из оккупированной страны.

Так Марк начинает готовиться к выезду. Он постепенно делегирует свои обязанности коллегам. Чтобы провезти через границу ценные вещи, он тайно закупает платиновую и иридиевую проволоку на сумму около $ 50’000 и делает из неё вешалки для одежды[17][3]. В конце апреля вместе с женой и двумя сыновьями Марк покидает страну с нацистским флагом на радиаторе и лыжами на крыше его автомобиля под видом поездки в Швейцарию на горнолыжный курорт[3]. На следующий день они прибывают в Цюрих, откуда двигаются через Францию в Англию. Из Англии Марк движется морем в Монреаль, куда прибывает 26 сентября 1938[17]. Спустя несколько недель к нему присоединяется его семья.

Roger’s Hall главный учебный корпус Политехнического Института

Марк проработал в Хоксбери два года, которые он посвятил улучшению процессов обработки и изготовления целлюлозы, ацетилцеллюлозы и вискозы. Особенно сложной оказалась работа над вискозой из-за требований стандартов шинной промышленности, где она начала использоваться в качестве корда. В ходе этой работы Марк приобрёл полезные связи в DuPont, которые помогли ему получить в 1940 место адъюнкт-профессора в лаборатории в Бруклинском политехническом институте и должность консультана в DuPont, когда возможности старой лаборатории стали недостаточны для удовлетворения его научных интересов[1].

В Бруклине Марка назначают в группу Shellac Bureau под руководством Уильяма Гарднера. Исследования спонсировала U.S. Shellac Import Organization, которая была заинтересована в заменителях шеллака из Индии и Индонезии, ввиду возможного прекращения поставок из-за угрозы войны с Японией. Здесь как нельзя кстати пригодился исследовательский опыт на «Фарбен», где Марк работал с полимерами, похожими по свойствам на шеллак[3]

Потребности Shellac Bureau позволили Марку внедрить курс изучения полимеров в Бруклинском политехе. Большую помощь ему оказали преподаватели Исидор Фанкюхен, известный кристаллограф; Дональд Отмер, химик-технолог и будущий мультимиллионер-филантроп; и Гарри Роджерс, директор института. При поддержке Роджерса и Рэймонда Кирка, главы химического факультета, Марк немедленно приступил к преподаванию курса общей химии полимеров[3].

Годы работы в Бруклине пришлись на Вторую мировую войну, и Марк принял участие в нескольких военных проектах, среди которых был снегоход Weasel, десантное судно Ducq и ледяная посадочная плавучая площадка, над которой также работал Ханс, сын Марка[1][3].

Поле работы Марка в Бруклине сильно расширилось. У него были контракты на исследование с Office of Scientific Research and Development, в ходе которых он взял себе в ученики А. В. Тобольского, Пола Доти и Бруно Зимма. Хотя на тот момент никто из них не работал с высокомолекулярными соединениями, позже они стали ведущими специалистами по исследованию полимеров. Под влиянием Марка такие одарённые ученики как Самуэль Кримм и Р. С. Штайн сделали карьеру в тогда ещё непопулярной области науки[1].

В 1947 под руководством Марка организуется «Институт исследования полимеров», разрабатывается программа обучения студентов, организуются еженедельные субботние симпозиумы, на которых выступают видные ученые, и которые повышают престиж Бруклинского политехнического института как места концентрации и развития знаний о полимерах. Марк также организовал интенсивные летние курсы по полимерной науке, на которые приглашал ученых и промышленников[3].

Когда Марку перевалило за 70 лет, он прекратил читать постоянный курс лекций в Бруклинском политехе, однако каждый год выступал с докладом «What is new in polymers», в котором делился своими наблюдениями и знаниями, полученными в ходе его многочисленных путешествий по всему миру[1].

• Медаль Герца, 1928
• Медаль Вильгельма Экснера, 1934
• Медаль Николса, 1960[18]
• Медаль Эллиота Крессона, 1966
• Премия Уилларда Гиббса, 1975[19]
• Премия Гумбольдта, 1978
• Национальная научная медаль США, 1979
• Премия Вольфа по химии, 1979
• Медаль Перкина, 1980
• Национальная научная медаль, 1980
• Премия Майкельсона — Морли, 1989

Полный список достижений и наград можно посмотреть здесь

Герберт Моравец, автор одной из биографий о Марке, вспоминает ученого как понимающего и доброго человека. Марк не держал зла на тех, кто вынудил его покинуть родную Австрию. Он считал нацистов «заблуждающимися», а ученых, которые их поддерживали — «несчастными»[3].

Марк в самых безобидных словах[1] вспоминает разговор 1932-го с Вильгельмом Гаусом, членом правления Фарбен, в ходе которого тот напрямую заявил, что с приходом Гитлера к власти условия работы могут измениться, и что он рекомендует найти Марку работу «вне Германии»[3][17]

В начале своей работы в Бруклине Марк получил ироничное прозвище «Der Geheimrat» от своего коллеги Исидора Фанкюхена, что означает в переводе «тайный советник», но в немецких университетах оно имело особое, непереводимое значение. Этот титул давался Немецкими кайзерами выдающимся учёным, однако вызывал в голове образ напыщенного, помпезного профессора, коим Марк, конечно же, не являлся. Кличка неотрывно закрепилась за Марком именно благодаря тому, что он являл собой полную противоположность тому образу, с которым это прозвище ассоциировалось[3].