Джон Норман Маррел (2 марта 1932, Брикстон, Лондон, Англия, Великобритания — 25 января 2016, Северный Чейли, Восточный Сассекс, Англия, Великобритания) — английский химик-теоретик, внёсший важный вклад в понимание спектров органических молекул, теории межмолекулярных взаимодействий и в построение поверхностей потенциальной энергии. Маррел сделал Университет Сассекса главным научно-исследовательским центром по теоретической химии. Является автором многих книг по теоретической химии для студентов и аспирантов.
Биография Молодость и образование Джон Маррел родился 2 марта 1932 года, он был единственным ребёнком в семье. Когда Джону было 4 года, его семья переехала в Уондсуэрт. Отец Маррела был первым в семье, кто получил систематическое образование в учебном заведении. В 1939 году, когда началась Вторая Мировая война, семья переехала жить в Райгит (Суррей), и в 1943 года Маррел начал обучение в . Джон хотел поступить в Кембрижский университет и поэтому после получения аттестата в 1947 году, в котором были хорошие оценки по математике и химии, он продолжил своё обучение в школе. Позже он подал заявление в Пемброк-колледж, однако ему сообщили, что будут рассматривать его в качестве кандидата на зачисление только тогда, когда он пройдёт 18-ти месячную службу в Вооружённых силах. Джону удалось отложить службу в армии из-за поступившего предложения изучать химию в Королевском Колледже ЛондонаClary S. D. C., Stace A. J., Tennyson J. John Norman Murrell. 2 March 1932—25 January 2016. – 2017. Biogr. Mems Fell. R. Soc. 63, 467–486 (2017).
Королевский Колледж Лондона Во время обучения в Королевском Колледже Лондона Джон увлекался физическими явлениями в химии. В 1953 году Джон с отличием закончил Колледж и начал работу в группе химика-теоретика Лонге-Хиггинса на физическом факультете Королевского Колледжа, у которого затем и получил PhD степень. Вскоре после начала Маррелом работы над своей диссертацией Лонге-Хиггинса назначили руководителем кафедры теоретической химии в Университете Кембриджа вместо Леннарда-Джонса. В связи с этим Джону с женой пришлось переехать в Кембридж. Там Маррел стал аспирантом Колледжа Корпус-Кристи, которым также руководил Лонге-Хиггинс, а его жена заняла должность дежурного врача в .
В 1956 году Маррел защитил диссертацию (PhD) и по рекомендации выиграл стипендию Фонда содружества на работу в группе Роберта Малликена в Университете Чикаго. После работы в Чикаго, Маррел вернулся в Кембридж в качестве исследователя в области теоретической химии и получил стипендию на исследования от Колледжа Корпус-Кристи. Его жена Ширли работала в отделении лучевой терапии в .
Джон Маррел продолжал зарабатывать себе репутацию талантливого химика-теоретика. На него обратил внимание Джордж Портер и пригласил его работать в Университет Шеффилда. В 1960 году Маррел переехал в Шеффилд, чтобы занять свою первую постоянную должность в качестве преподавателя университета.
В 1960-х годах в Великобритании было образовано несколько университетов, в том числе Университет Сассекса в Фалмере недалеко от Брайтона. Новый университет стремился стать одним из центров по теоретической химии. Джону Маррелу предложили подать заявку на работу в этот университет. В 1965 году Джон с семьёй переехал в Ньютимбер, Сассекс. Во время работы Джона в Университете Сассекса там была организована Школа Молекулярных наук (MOLS). Новаторский подход к обучению в Сассексе позволил сделать Джону и его коллегам курс для студентов по теоретической химии. Он охватывал необходимый материал по химии, однако студентам разрешалось посещать занятия по математике вместо лабораторных занятий. Таких студентов было немного, но некоторым из них (Пол Мадден и Дэвид Клэри) удалось сделать карьеру в области теоретической химии. В этой школе изучали не только химию, но и биохимию, химическую физику, материаловедение и экологию. Джон любил также читать лекции по введению в квантовую механику и по строению молекул и атомов.
Во время работы Маррела в Сассексе организация, которая управляла наукой, претерпела несколько преобразований. Под руководством Джона Маррела и Колина Иборна, тогдашнего руководителя кафедры химии, Школа Молекулярных наук (MOLS) подавала большие надежды. Помимо Корнфорта и Крото, Арчер Мартин, также лауреат Нобелевской премии, пришёл туда работать. Маррел два раза был деканом MOLS. После второго периода в должности декана Джон взял на себя роль директора вычислительного центра, поскольку его группе требовалось хорошее вычислительное оборудование.
В то же время Маррел занимался организацией вычислений в Национальном научном (и инженерном) исследовательском совете (SERC). Он смог облегчить внедрение пакетов программного обеспечения для общего пользования, включая коды для расчётов молекулярной структуры и атомного и молекулярного рассеяния, через совместные вычислительные проекты. Тогда же ему предложили стать про-вице-канцлером (PVC) по науке и он занимал эту должность четыре года.
Школа молекулярных наук распалась в 1995 году. Частично этому способствовало сокращение числа студентов, а также были предприняты шаги по оптимизации обучения и исследований. Материаловедение оказалось рядом с инженерными науками; математика и физика были разделены на отдельные предметы, математика стала преподаваться в отдельной математической школе, а физика снова стала ассоциироваться с химией. Перед уходом на пенсию Маррел стал деканом в третий раз, но уже в новом подразделении, сочетающем химию, физику и экологию. Однако все идеи Джона по возможности внедрения новых инновационных программ обучения оказались несостоявшимися из-за нежеланием студентов изучать темы, выходящие за рамки их основной специализации. Вскоре после ухода Маррела на пенсию, физика снова присоединилась к математике, а химия и наука об окружающей среде присоединились к биологии, образовав Школу Естественных наук. Дальнейшее сокращение числа студентов и изменения в исследовательском совете и финансировании оказали давление на небольшие факультеты. Некоторые университеты, например, Эксетер и Королевский колледж Лондона, уже закрыли свои химические факультеты, а тогдашний председатель венчурного фонда Сассекса Аласдер Смит в 2006 году предложил закрыть факультет в Сассексе. Неопределённость в будущем отдела уже привела к потере нескольких сотрудников. Но, несмотря на то, что оставшиеся сотрудники подвергались значительному давлению со стороны руководства, в конечном итоге им удалось сохранить химический факультет.
Джон Маррел очень привязался к духу MOLS, и в 2011 году к пятидесятилетию Университета Сассекса он выпустил книгу, в которой размышлял о сделанном научном вкладе и многочисленных общественных мероприятиях, на которых присутствовали члены Школы.
Маррел ушёл на пенсию в 1997 году, однако он продолжал публиковать работы о сверхпроводниках и проблемах теории рассеяния с Данном и Босанаком.
Исследования и результаты Королевский Колледж Лондона Знакомство руководителя Маррела с Майклом Дьюаром (Michael Dewar) сформировало основные аспекты работы Джона на 10 лет вперёд: он занимался электронными спектрами углеводородов. Первая публикация Джона Маррела была посвящена полуэмпирическому расчёту молекулярных орбиталей С7H7+ с использованием электронных спектров этой молекулыMurrell J. N., Longuet‐Higgins H. C. Electronic Spectrum of the Cycloheptatrienyl (Tropylium) Ion //The Journal of Chemical Physics. – 1955. – Т. 23. – №. 12. – С. 2347-2348. Затем последовали ещё 4 статьи по расчёту электронных спектров ароматических молекулMurrell J. N., Longuet-Higgins H. C. Interaction between the aromatic chromophores in polyphenyl hydrocarbons //Journal of the Chemical Society (Resumed). – 1955. – С. 2552-2556Murrell J. N., Longuet-Higgins H. C. The electronic spectra of aromatic molecules III: The effect of inductive substituents //Proceedings of the Physical Society. Section A. – 1955. – Т. 68. – №. 4. – С. 329Murrell J. N., Longuet-Higgins H. C. The electronic spectrum of aromatic molecules V: The interaction of two conjugated systems. Proc. Phys. Soc. A 68, 601–611. (doi:10.1088/0370-1298/68/7/308)Murrell J. N. The electronic spectrum of aromatic molecules VI: The mesomeric effect //Proceedings of the Physical Society. Section A. – 1955. – Т. 68. – №. 11. – С. 969.. Несмотря на то, квантовая химия в то время была на заре своего развития, не было мощных компьютеров для проведения сложных расчётов и приходилось делать большие упрощения в уравнениях, статья Маррела с Лонге-Хиггинсом, в которой было описано взаимодействие орбиталей бензольных колец в бифениле, набрала больше 300 цитирований. Лонге-Хиггинс в то время руководил небольшой научной группой, однако уже тогда у него работали такие талантливые учёные, как Питер Хиггс, получивший Нобелевскую премию по физике за разработку теории элементарных частиц, и Майкл Фишер, внёсший существенный вклад в статистическую механику.
Колледж Корпус-Кристи Теоретическая химия в Кембридже в 1955 года развивалась благодаря работам Джона Попла (John Pople), который в 1998 году получил Нобелевскую премию за исследования в области вычислительной химии, Франка Бойза (Frank Boys) – основоположника теории электронной структуры, Джорджа Холла (George Hall), который первый сформулировал понятие самосогласованного поля в рамках теории молекулярных орбиталей, и Лесли Орджела (Leslie Orgel), внёсшего важный теоретический вклад в неорганическую химии и биофизику. Также были и выдающиеся студенты, Дэвид Букингем и Лионел Салем. Кроме этого, в университете работал Боб Пар, являющийся основоположником методологии полуэмпирического метода молекулярных орбиталей, а затем и теории функционала плотности. Джон Маррел в то время опубликовал самостоятельно несколько статей, а также вместе с Джоном Поплом опубликовал работу по изучению интенсивностей запрещённых по симметрии электронных полос бензолаMurrel J. N., Pople, J.A. The intensities of the symmetry forbidden electronic bands of benzene. Proc. Phys.Soc. A 69, 245–252. (doi:10.1088/0370-1298/69/3/307), а с Лесли Оргджелом статью посвящённую знаку электронной спиновой плотности метильных протонов в ароматических молекулахForman A., Murrell J. N., Orgel L. E. Sign of the Electron Spin Density on Methyl Protons in Aromatic Molecules //The Journal of Chemical Physics. – 1959. – Т. 31. – №. 4. – С. 1129-1129.
Университет Чикаго Работая в Чикаго, Маррел написал несколько ключевых статей по переносу молекулярного заряда в некоторых донорно-акцепторных парах, например, таких как бензол-йодMurrell J. N. Molecular Complexes and their Spectra. IX. The Relationship between the Stability of a Complex and the Intensity of its Charge-transfer Bands1 //Journal of the American Chemical Society. – 1959. – Т. 81. – №. 19. – С. 5037-5043. По приезде из Чикаго Маррел начал заниматься приложениями теории молекулярных орбиталей к ряду актуальных проблем и завёл новые научные связи. После встречи с немецким химиком-органиком Эдгаром Хайльброннером Маррел несколько лет занимался интерпретацией спектров ароматических углеводородов. Исследования в этом направлении позволили Маррелу опубликовать ряд совместных работ с ведущими исследователями в этой области, Аланом Катрицки и Норманом ШеппардомJones R. A., Katritzky A. R., Murrell J. N., Sheppard N. Internal reference standards for proton magnetic resonance spectroscopy in aqueous solution //Journal of the Chemical Society (Resumed). – 1962. – С. 2576-2578.
Университет Шеффилда Устроившись на работу в Университет Шеффилда в 1960 году, Маррел начал создавать свою собственную научную группу, и к началу его второго года работы в Шеффилде у него было уже пять аспирантов и два кандидата наук (англ. postdoctoranl associates). Его научной группой было опубликовано ещё несколько статей по ЯМР, ЭПР и переносу заряда.