アーチボルド・ヒル

アーチボルド・ビビアン・ヒル
生まれる	( 1886-09-26 )1886年9月26日 ブリストル、イギリス
死亡	1977年6月3日(1977-06-03)（享年90歳） ケンブリッジ、イギリス
教育	ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ
知られている	筋肉 の機械的仕事 筋肉収縮モデル 生物物理学 の創始ヒル方程式（生化学）
配偶者	マーガレット・ネヴィル・ケインズ[1]
親族	ジョン・ネヴィル・ケインズ（義父）、ジョン・メイナード・ケインズ、ジェフリー・ケインズ（義兄弟） 、ポリー・ヒル、ジャネット・ヒル（娘）、デイビッド・ケインズ・ヒル、モーリス・ヒル（息子）、 ジョン・ハーバート・ハンフリー（義理の息子）、ニコラス・ハンフリー（孫）。
受賞歴	ノーベル生理学・医学賞(1922) ロイヤルメダル(1926) アクトニアン賞(1928) コプリーメダル(1948)
科学者としてのキャリア
フィールド	生理学と生物物理学
機関	ケンブリッジ大学 マンチェスター 大学 ユニバーシティ ・カレッジ・ロンドン
学術アドバイザー	ウォルター・モーリー・フレッチャー
著名な学生	フェン・テペイ ラルフ・H・ファウラー バーナード・カッツ

アーチボルド・ビビアン・ヒル CH OBE FRS ^[2]（1886年9月26日 - 1977年6月3日）は、友人や同僚からはAVヒルとしてよく知られたイギリスの生理学者であり、生物物理学とオペレーションズ・リサーチの多様な分野の創始者の一人である。彼は筋肉における熱産生と機械的仕事の解明により、1922年のノーベル生理学・医学賞を共同受賞した。^{[3] [4]}

ブリストルに生まれ、ブランデルズ・スクールで教育を受け、ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジを数学三部作の3年生として卒業した後、生理学に転向した。トリニティ・カレッジ在学中の1909年に、彼はラングミュア方程式として知られる方程式を導き出した^{[5] 。 [6]}

これはミカエリス・メンテン反応速度論と密接に関係している。ヒルの最初の出版物であるこの論文で、彼はラングミュア方程式の平衡形式と平衡への指数的アプローチの両方を導出した。ジョン・ニューポート・ラングレーの指導の下で書かれたこの論文は、受容体理論の歴史における画期的なものである。なぜなら、導出の背景は、神経筋接合部における「受容物質」へのニコチンとクラーレの結合であったからである。^[要出典]

学生時代には士官訓練部隊に入隊し、射撃の名手であった。1914年、第一次世界大戦が勃発すると、ヒルはケンブリッジシャー連隊のマスケット銃士官となった。

1915年末、休暇で帰省中、軍需省のホレス・ダーウィンから、高射砲手の訓練方法について助言するために一日来るよう依頼された。現場でヒルは、飛行機の高さを測定するための単純な2枚の鏡を使った方法を即座に提案した。軍需部門に異動になったヒルは、鏡で煙幕弾が炸裂する位置を測定できること、そしてこのデータを砲弾の飛行を記述する方程式に当てはめれば高射砲の正確な距離表が得られることに気付いた。^{[7] [8]} 測定と計算を行うために、彼は高射実験部を編成した。この部署は、徴兵するには年を取りすぎているラルフ・H・ファウラー（負傷した士官）と、兵役に就くには若すぎるダグラス・ハートリー、アーサー・ミルン、ジェームズ・クロウザーなどの若者たちで構成されていた。誰かが彼の雑多なグループを「ヒルの盗賊団」と名付け、彼らはそれを誇りを持って採用した。戦争後期には、彼らは音から敵機の位置を特定する研究も行った。彼は愛用のバイクで作業現場を駆け回った。戦争が終わると、ヒル少佐は100人以上の山賊に証明書を発行した。彼は大英帝国勲章（OBE）を授与された。^[7]

1923年、彼はアーネスト・スターリングの後任としてユニヴァーシティ・カレッジ・ロンドンの生理学教授となり、数年後には同校の王立協会研究教授となり、1951年に退職するまでその職に就いた。1933年、ウィリアム・ベヴァリッジ、ラザフォード卿とともに学術支援評議会（1936年に科学と学習の保護協会となる）の創設メンバーおよび副会長となった。第二次世界大戦が始まるまでに、この組織はナチスの迫害から900人の学者（そのうち18人がノーベル賞受賞者）を救った。彼は自分の研究室に、敬礼する腕を上げたアドルフ・ヒトラーのおもちゃの人形を目立つように飾っていたが、これはドイツが追放した科学者全員への感謝の気持ちを表したもので、その科学者の中には今や彼と一緒に働いている者もいたと説明した。^[9]ヒルは「笑いはナンセンスを消す最良の洗剤」と信じていた。^[10]

1935年、ヒルはパトリック・ブラケット、ヘンリー・ティザード卿とともにレーダー誕生のきっかけとなった委員会に所属した。また、ヒルは王立協会の生物学担当秘書でもあり、会長はウィリアム・ヘンリー・ブラッグだった。両者とも先の戦争で科学者の職への就きが遅れたことに不満を抱いていた。王立協会は科学者のリストを作成し、ヒルは労働省で協会を代表した。戦争が始まると、ヒルは抑留されていた難民科学者の解放運動を主導した。 1940年から1945年まで、ケンブリッジ大学の無所属国会議員を務めた。1940年、まだ中立国であった米国で戦争研究を促進するため、ワシントンの英国大使館に配属された。米国人と秘密を交換する権限があったが、これはうまくいかなかった。他人の秘密に価値を置くなどあり得ない。ヒルはその答えを理解し、英国人に米国人に彼らが取り組んでいるすべてのもの（原子爆弾以外）を見せるよう説得した。連合国の科学者の動員は戦争における大きな成功の一つであった。^[11]

彼は1943年11月から1944年4月までインドを訪れ、科学技術研究を調査しました。彼の提案は、その後の10年間の インド工科大学（IIT）の設立に影響を与えました。

戦後、彼はユニバーシティ・カレッジの研究室を再建し、精力的に研究を続けました。^[12] 1951年、彼の主張が報われ、彼のリーダーシップの下で生物物理学科が設立されました。

1952年、彼は英国科学振興協会の会長および国際科学連合会議の事務総長に就任した。 1955年から1960年まで海洋生物学協会の会長を務めた。 1967年にケンブリッジに引退したが、徐々に足が不自由になっていった。彼は「世界中の100人以上の科学者の子孫から深い愛情を受けながら」亡くなった。^[13]

ヒルの筋肉生理学における研究はおそらく最も重要であり、彼のノーベル賞受賞の要因となったことは間違いないが、彼はまた、酸素とヘモグロビンの結合を定量化するヒル方程式で生化学の分野でも非常によく知られている。この方程式は、次のように運動方程式として書かれている。^[14]

${\displaystyle v=V{\frac {a^{h}}{K_{0.5}^{h}+a^{h}}}}$

ここでは基質の濃度での反応速度、は飽和時の速度、 は を与えるの値、指数はミカエリス・メンテン速度論からの逸脱度合いを表すパラメータで、に対しては正の協同性、 に対しては協同性なし、に対しては負の協同性があります。 が整数であることを意味するものではなく、 という自明な場合を除き、ほとんどの実験ケースでは整数ではないことに注意してください。多くの著者は ではなく または を使用していますが、これらの記号がタンパク質上の結合部位の数を示していると解釈すると誤解を招きます。ヒル自身はそのような解釈を避けました。 ${\displaystyle v}$${\displaystyle a}$${\displaystyle V}$${\displaystyle {K_{0.5}}}$${\displaystyle a}$${\displaystyle v=0.5V}$${\displaystyle h}$${\displaystyle h>1}$${\displaystyle h=1}$${\displaystyle h<1}$${\displaystyle h}$${\displaystyle h=1}$${\displaystyle n}$${\displaystyle {n_{\mathrm {H} }}}$${\displaystyle h}$

この式は次のように変形できます。

${\displaystyle \ln[v/(Vv)]=h\ln ああ\ln K_{0.5}}$

これは、ヒル方程式に正確に従うと、 のプロットが直線の傾きを与えることを示しています。これはヒルプロットと呼ばれます。実際には、線は通常は直線ではなく、端では曲線になっています。^[14]${\displaystyle \ln[v/(Vv)]}$${\displaystyle h}$

ヒルは骨格筋が収縮したり弛緩したりするときに放出される熱について、厳密な測定を数多く行った。重要な発見は、熱は化学エネルギーの投入を必要とする収縮時に発生するが、受動的な弛緩時には発生しないということだった。^{[2]彼の最初の測定はスウェーデンの生理学者}マグナス・ブリックスが残した装置を使用したもので、ヒルはわずか0.003℃の温度上昇を測定した。出版後、ドイツの生理学者がすでに熱と筋肉の収縮について報告していることを知り、彼らの研究についてさらに学ぶためにドイツへ向かった。彼は装置をより感度の高いものにし、標本から放出される熱と熱電対による記録との間の時間差を短縮するために継続的に改良を加えた。

ヒルはヘルマン・ヘルムホルツとともに生物物理学の創始者の一人とみなされています。

ヒルは1919年に短期間ケンブリッジに戻り、その後1920年にウィリアム・スターリングの後任としてマンチェスターのヴィクトリア大学で生理学の教授に就任した。ヒルは自分自身を被験者として、毎朝7時15分から10時30分まで走り、ダッシュにはエネルギー貯蔵が必要であり、その後は酸素消費量の増加によってエネルギーが補充されることを示した。ドイツのオットー・フリッツ・マイヤーホフの研究と並行して、ヒルは筋肉で機械的作業が生成されるプロセスを解明した。この研究により2人は1922年のノーベル生理学・医学賞を共同受賞した。^{[15]ヒルは1922年に}最大酸素摂取量と酸素負債の概念を導入した。 ^{[16] [17]}

1913年、彼は経済学者ジョン・ネヴィル・ケインズの娘、経済学者ジョン・メイナード・ケインズと外科医ジェフリー・ケインズの姉妹であるマーガレット・ネヴィル・ケインズ（1885年 - 1974年）と結婚した。2人の間には2人の息子と2人の娘がいた。

• 経済学者のポリー・ヒル（1914年 - 2005年）は、西アフリカ試験評議会の書記官であるKACハンフリーズと結婚した。
• デイヴィッド・ケインズ・ヒル（1915年 - 2002年）、生理学者、ステラ・メアリー・ハンフリーと結婚
• モーリス・ヒル（1919-1966）、海洋学者、フィリッパ・パスと結婚
• ジャネット・ヒル（1918年 - 2000年）は小児精神科医で、免疫学者のジョン・ハーバート・ハンフリーと結婚した。

• 大英帝国勲章受章者（1918年）
• 王立協会会員（1918年）
• ノーベル生理学・医学賞（1922年）
• 1926年、彼は王立研究所のクリスマス講演に招待され、 「神経と筋肉：私たちはどのように感じ、動くのか」と題した講演を行った。
• アメリカ芸術科学アカデミー国際名誉会員（1934年）^[18]
• アメリカ哲学協会国際会員（1938年）^[19]
• 全米運動学アカデミー準会員（1938年）^{[20] [21] [22]}
• 米国科学アカデミー国際会員（1941年）^[23]
• 名誉勲章受章者（1946年）
• 王立協会コプリー賞（1948年）
• 英国協会会長（1952年）^[24]

2015年9月9日、ヒルが1923年から1967年まで住んでいたハイゲートのビショップスウッドロード16番地にあるかつての住居に、イングリッシュ・ヘリテージ・ブルーの銘板が設置された。 それ以来、この家はアパートに分割され、ヒルが1929年から1960年まで理事を務めていたハイゲート・スクールの所有となった。現在は売却され、再開発され、ハーストボーンに改名されている。 孫のニコラス・ハンフリーによると、ヒルの時代には、この家の常連客には、亡命中のノーベル賞受賞者18人、義理の兄弟で経済学者のジョン・メイナード・ケインズ、そしてその長く非凡な人生の中で出会ったジークムント・フロイト^[25]やスティーブン・ホーキング[26]など多様で意外な友人たちがいたという。 ^{[ 27] [28]}応接室での食後の会話には、必然的に科学や政治についての白熱した議論が盛り込まれた。 「毎週日曜日には、おじいちゃんの家でお茶会が開かれ、特別なゲストをもてなす以外にも、庭でカエルを競走させたり、羊の目（解剖した）のレンズをのぞいたりと、私たちのために素晴らしいゲームを考案してくれました」。ブルー プレートを提案したラルフ コーン卿は次のように語っています。「ノーベル賞受賞者の AV ヒルは、筋肉生理学の理解に大きく貢献しました。彼の研究は、スポーツ医学に幅広く応用されています。優れた人道主義者および国会議員として、科学者やその他の人々を迫害したナチス政権を非難する姿勢は揺るぎませんでした。^[29] AV ヒルは、多くの難民を援助し、救出し、この国で活動を続けられるようにする上で重要な役割を果たしました」。^{[30] [28] [31]}

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• ヒル、AV（1931）。生物物理学の冒険。フィラデルフィア：ペンシルバニア大学出版局。
• ヒル、AV（1932）。神経における化学波の伝達。
• ヒル、AV（1960年）。『科学の倫理的ジレンマ、およびその他の著作』ニューヨーク：ロックフェラー研究所出版。
• ヒル、AV (1965)。生理学における試行と実験：1909年から1964年の参考文献。特定のトピックと方法のレビューと、さらなる研究のための偵察を含む。ロンドン：アーノルド。

• Lusk, G. (1925).栄養学に関する講義: 1924–1925フィラデルフィア: WB Saunders Company.
• メダワー、ジーン、パイク、デイヴィッド（2012年）。ヒトラーの贈り物：ナチス政権によって追放された科学者たちの真実の物語（ペーパーバック）。ニューヨーク：アーケード出版。ISBN 978-1-61145-709-4。
• スティーブンソン、LG (1953)。『ノーベル医学・生理学賞受賞者：1901-1950年』。ニューヨーク：ヘンリー・シューマン。
• Nobelprize.org の Archibald V. Hill

Wikiquote にアーチボルド・ヒルに関する引用があります。

• チャーチル・アーカイブ・センターに所蔵されているAVヒルの文書