โรอัลด์ ฮอฟฟ์แมน นักเคมีทฤษฎีผู้ได้รับรางวัลโนเบลและศิลปิน

โรอัลด์ ฮอฟฟ์แมน (Roald Hoffmann; เกิดในชื่อ โรอัลด์ ซาฟราน เมื่อวันที่ 18 กรกฎาคม ค.ศ. 1937) เป็นนักเคมีทฤษฎีชาวโปแลนด์-อเมริกัน ผู้มีชื่อเสียงจากการได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี ค.ศ. 1981 ร่วมกับ เคนอิจิ ฟุกุอิ (Kenichi Fukui) จากการพัฒนาทฤษฎีที่อธิบายถึงแนวทางการดำเนินไปของปฏิกิริยาเคมี ซึ่งทั้งสองพัฒนาขึ้นอย่างเป็นอิสระต่อกัน นอกจากความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์แล้ว ฮอฟฟ์แมนยังเป็นนักเขียนบทละคร กวี และผู้เขียนหนังสือวิทยาศาสตร์ยอดนิยม โดยเขาดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์เกียรติคุณ (Professor Emeritus) สาขาจดหมายเหตุทางมนุษยศาสตร์ (Humane Letters) ณ มหาวิทยาลัยคอร์เนล

ชีวิตช่วงต้นและการเอาชีวิตรอดจากเหตุการณ์ฆ่าล้างเผ่าพันธุ์

ฮอฟฟ์แมนเกิดที่เมืองซวอชูฟ (Złoczów) ประเทศโปแลนด์ (ปัจจุบันคือเมืองโซโลชิฟ ประเทศยูเครน) ในครอบครัวชาวยิว-โปแลนด์ โดยเขาได้รับชื่อ "โรอัลด์" เพื่อเป็นเกียรติแก่ โรอัลด์ อะมุนด์เซน นักสำรวจชาวนอร์เวย์ บิดาของเขาคือ ฮิลเลล ซาฟราน วิศวกรโยธา และมารดาคือ คลารา (โรเซน) ครูผู้สอน

ในช่วงที่เยอรมนีบุกยึดโปแลนด์ ครอบครัวของเขาถูกส่งไปยังค่ายแรงงาน เนื่องจากบิดาของเขามีความรู้ด้านโครงสร้างพื้นฐานในท้องถิ่นจึงเป็นที่ต้องการของเยอรมัน อย่างไรก็ตาม เมื่อสถานการณ์อันตรายขึ้นและมีการส่งตัวนักโทษไปยังค่ายกักกันเพื่อสังหาร ครอบครัวของเขาได้ติดสินบนผู้คุมเพื่อให้สามารถหลบหนีได้ โดยได้รับความช่วยเหลือจากเพื่อนบ้านชาวยูเครนชื่อ มิกอลา ดยุก (Mykola Dyuk) ซึ่งให้ฮอฟฟ์แมน มารดา และญาติอีกสามคนหลบซ่อนตัวอยู่ในห้องใต้หลังคาและห้องเก็บของของโรงเรียนท้องถิ่นเป็นเวลา 18 เดือน ตั้งแต่เดือนมกราคม ค.ศ. 1943 ถึงมิถุนายน ค.ศ. 1944 ในช่วงเวลานั้นฮอฟฟ์แมนมีอายุระหว่าง 5 ถึง 7 ปี

บิดาของเขาต้องอยู่ในค่ายแรงงานต่อและแอบมาเยี่ยมครอบครัวเป็นครั้งคราว จนกระทั่งถูกทหารเยอรมันทรมานและสังหารเนื่องจากมีส่วนเกี่ยวข้องกับแผนการติดอาวุธให้นักโทษในค่าย มารดาของเขาได้ปลอบประโลมความโศกเศร้าด้วยการเขียนบันทึกความรู้สึกในสมุดโน้ตที่สามีเคยใช้ศึกษาทฤษฎีสัมพัทธภาพ ในขณะที่หลบซ่อนตัว มารดาได้สอนให้เขาอ่านหนังสือและให้เขาจดจำวิชาภูมิศาสตร์จากตำราในห้องใต้หลังคา

ในปี ค.ศ. 1944 ครอบครัวย้ายไปยังเมืองคราคูฟ และมารดาได้แต่งงานใหม่ ซึ่งเขาได้รับนามสกุล "ฮอฟฟ์แมน" จากบิดาเลี้ยง ต่อมาในปี ค.ศ. 1949 เขาและครอบครัวได้อพยพไปยังสหรัฐอเมริกาด้วยเรือบรรทุกทหาร Ernie Pyle

การศึกษาและเส้นทางวิชาการ

ฮอฟฟ์แมนจบการศึกษาจากโรงเรียนมัธยมสตูยเวเซนต์ (Stuyvesant High School) ในนครนิวยอร์ก ปี ค.ศ. 1955 โดยได้รับทุนการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์จาก Westinghouse จากนั้นเข้าศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย (Columbia University) และได้รับปริญญาตรีในปี ค.ศ. 1958 ต่อมาได้รับปริญญาโทและปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (Harvard University) โดยศึกษาภายใต้การดูแลของ มาร์ติน กูเทอร์แมน (Martin Gouterman) และ วิลเลียม เอ็น. ลิปสคอมบ์ จูเนียร์ (William N. Lipscomb Jr.) ซึ่งเป็นผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี ค.ศ. 1976

ในระหว่างการศึกษาปริญญาเอก ฮอฟฟ์แมนได้ทำงานวิจัยเกี่ยวกับทฤษฎีออร์บิทัลโมเลกุลของโมเลกุลรูปทรงหลายหน้า (Polyhedral molecules) และได้ร่วมกับ ลอว์เรนซ์ โลห์ร (Lawrence Lohr) พัฒนา วิธีเอ็กซ์เทนเด็ด ฮักเกิล (Extended Hückel method) ภายใต้การแนะนำของลิปสคอมบ์ ซึ่งวิธีนี้ถูกนำมาขยายผลต่อโดยฮอฟฟ์แมนในเวลาต่อมา ในปี ค.ศ. 1965 เขาได้เข้ารับตำแหน่งศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนล และปฏิบัติหน้าที่จนกระทั่งเกษียณอายุ

ผลงานทางวิทยาศาสตร์และรางวัลโนเบล

งานวิจัยของฮอฟฟ์แมนมุ่งเน้นไปที่โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลที่เสถียรและไม่เสถียร รวมถึงการศึกษาภาวะเปลี่ยนผ่าน (Transition states) ในปฏิกิริยาเคมี เขาได้พัฒนาเครื่องมือและวิธีการคำนวณทางเคมี เช่น วิธีเอ็กซ์เทนเด็ด ฮักเกิล ที่นำเสนอในปี ค.ศ. 1963 เพื่อใช้ในการหาออร์บิทัลโมเลกุล

ผลงานที่โดดเด่นที่สุดคือการร่วมมือกับ โรเบิร์ต เบิร์นส์ วูดเวิร์ด (Robert Burns Woodward) ในการสร้าง กฎวูดเวิร์ด-ฮอฟฟ์แมน (Woodward–Hoffmann rules) ซึ่งเป็นกฎที่ใช้อธิบายกลไกของปฏิกิริยาเคมีและเคมีสเตอริโอ (Stereochemistry) โดยระบุว่าการเปลี่ยนแปลงทางเคมีสามารถทำนายได้จากความสมมาตรและความไม่สมมาตรของออร์บิทัลอิเล็กตรอนในโมเลกุลที่ซับซ้อน

กฎนี้สามารถทำนายผลลัพธ์ที่แตกต่างกันของปฏิกิริยา เช่น ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นเมื่อสารประกอบถูกกระตุ้นด้วยความร้อนเทียบกับเมื่อถูกกระตุ้นด้วยแสง ซึ่งผลงานชิ้นนี้ทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี ค.ศ. 1981 ร่วมกับ เคนอิจิ ฟุกุอิ (โดยวูดเวิร์ดไม่ได้รับรางวัลเนื่องจากเสียชีวิตก่อนการประกาศรางวัล ซึ่งรางวัลโนเบลจะไม่มอบให้แก่ผู้ที่เสียชีวิตแล้ว)

นอกจากนี้ ในการบรรยายรางวัลโนเบล ฮอฟฟ์แมนได้นำเสนอ การเปรียบเทียบไอโซโลบอล (Isolobal analogy) เพื่อใช้ทำนายคุณสมบัติการสร้างพันธะของสารประกอบออร์แกโนเมทัลลิก (Organometallic compounds)

ความสนใจด้านศิลปะและมนุษยศาสตร์

นอกเหนือจากบทบาทนักวิทยาศาสตร์ ฮอฟฟ์แมนยังมีความสนใจอย่างลึกซึ้งในด้านศิลปะและวรรณกรรม เขาเขียนบทละคร กวีนิพนธ์ และหนังสือวิทยาศาสตร์ยอดนิยม โดยพยายามเชื่อมโยงโลกของวิทยาศาสตร์และมนุษยศาสตร์เข้าด้วยกัน ซึ่งสะท้อนให้เห็นจากการที่เขาดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านจดหมายเหตุทางมนุษยศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยคอร์เนล

รางวัลและเกียรติยศ