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对鲍林的同事而言，他的康复被视为一种奇迹。一开始，甚至有人十分认真地在讨论化学系在失去鲍林之后将何去何从。现在不到一年，鲍林就恢复了健康，而且看上去比任何时候都更好。休斯回忆说：“我们原以为会失去他，然而此后的许多年中，我发现他痊愈之后一年比一年更加年轻了。”
1941年9月，鲍林的感觉十分良好，他决定去参加芝加哥大学的五十周年校庆，庆典的高潮是向五十个学术领域中五十名佼佼者授予荣誉博士的称号。鲍林高兴地接受了荣誉化学博士学位。他重新开始投入到科研项目中，包括他的抗体研究，并开始把他给一年级新生上课的备课笔记编成了一本教材。
然而，正在此时传来了日本袭击珍珠港的消息，这一科研项目连同其他许多项目一起被搁置了起来。
炸弹和火箭
美国在1941年12月7日正式加入战争，实际上证实了加州理工学院师生的预见。在珍珠港事件发生后的几天内，73岁的密立根就指派了一个委员会来保证学院的安全。人们主要担心日本人搞破坏和轰炸，而且委员会在珍珠港事件后的狂乱中有些神经过敏。战争初期的几个星期有些像一出喜剧，成队的学生手执斧头柄在重要的建筑周围巡逻。有人向鲍林建议说，在盖茨大楼和克莱林大楼的每个实验室外都配备武装警卫，但是他说服校方，只要晚间派一个巡夜人就足够了。学者们将他们的思想从宇宙的结构转向国产防毒面具的制作，以及在爆炸时防止玻璃四处乱飞的方法。鲍林和每一个接受军方合同的科学家一样，被取了指纹并接受了安全审查。
比这些表面上的变化更为重要的是战争给学院带来了大笔的金钱。在华盛顿，加州理工学院的查理·劳利森成了军用火箭的狂热推动者，他让军方确信，尽管学院在战前对火箭的研究甚少，但是可以成为全国火箭研究的中心。在日本人进攻珍珠港后三个月，帕萨迪纳收到了联邦政府用于火箭研究的第一笔二十万美元的拨款——相当于学院战前年度预算总额的六分之一。劳利森在帕萨迪纳附近的丘陵中建立起了一个火箭推进剂工厂，并在鲍林系里的一位教师、化学工程师布鲁斯·塞奇领导下彻夜不停地开展工作。一位项目参加者回忆说：“没有什么人知道，在山上的高性能炸药足以将帕萨迪纳从地图上抹掉。”到1944年，单是给火箭项目的经费一个月就达到了两百万美元，雇佣的工人成千上万，分包商有上千个，在南加利福尼亚创建了一个全新的工业。正如劳利森的得力助手所言，“加州理工学院的一大部分实际上成了军械局的一个分部。”
火箭的一大问题是不可靠。劳利森观看海军的射击演习，看见火箭一个接一个，不是提前爆炸，就是偏离目标。他相信这是推进剂的问题，美国产的火药燃烧不规律，比他看见在英国使用的火药差得多。他认为使用更好的推进剂和更为科学的设计，火箭可以更精确，更可靠，成为战争的一样利器。
鲍林也对推进剂和炸药发生了兴趣。美国宣战之后，他将自己的才能运用于火药的研究之中。他成为国家防卫研究委员会炸药部的一个成员——这个委员会和新成立的医学研究委员会一样，是科学研究与发展局的一个下属机构——并主持火箭项目内部弹道特别委员会的工作。他几乎每个月都要到华盛顿去，和操纵战争机器的那些人制定研究规划并讨论研究目标。政府的拨款也开始流向他的实验室，主要是用于炸药分析，并开发更为稳定的推进剂。鲍林很快成了一名专家，他广泛地阅读各种资料，并在1942年春夏之交参观了东部一些火药和炸药工厂。海军开始经常性地将得到的德国和日本燃料送到帕萨迪纳，让加州理工学院的科学家进行分析。在鲍林指导下创造出来的新的色谱法，可以对协约国的火箭成分进行快速准确的分析——哪怕只是从炸弹碎片上刮下来的一些碎屑。将泽希迈斯特的分离法扩展到对炸药的分析，使色谱法成为化学家的一项重要工具。鲍林说：“引进色谱分析，我们可以说是对现代化学进行了一场革命。”
1942年春天，已经康复的鲍林急切地想为战争作贡献，一头扎进了国防研究中。他发明了一种改进的火箭炸药稳定剂，这一化合物能够使炸药燃烧得更稳定，火箭飞行的弹道也更理想。有好事者昵称它为“莱纳斯”，这一名称在第二次世界大战期间流传甚广。鲍林开始研究用合成物质来替代军事观察仪器上急需的石英晶体，并合作研制了一种穿甲弹，后来还申请了专利。
只要有可能，爱娃仍坚持让鲍林在床上躺上半天，但是要让他减缓工作的节奏几乎是不可能的。他本来的想象力就如天马行空，现在更有许许多多问题需要他思考。而且，他选择的每一个课题，似乎都有源源不断的联邦经费。他就如同一个手执一张空白支票的男孩，闯进了玩具店。他在1942年6月写道：“这里的实验室已经失去了往日的悠闲。我们有数不清的战争研究项目，每个人都全力以赴。”他巡视兵工厂，对炸药的生产提出建议。他分析制造氧气的化学系统。他负责一个生产烟雾剂的生产项目。他还设计了一个测定溶剂中分子量的仪器，并在空余时间发明了一种他自认为不可破译的密码（他将这一发明送交陆军部，之后就杳无音讯了）。他每月一次都要登上“超级首领”列车去华盛顿，路上要用三天时间，在那里呆上一两天开会或讨论，接着就回家。他非常喜欢这一段旅程，因为他可以一边望着车窗外的群山和平原，一边安静地进行思考，觉得正在为战争贡献自己的力量。
随着滚滚而来的拨款，鲍林实验室的规模也日益膨胀。单是火药项目就集中了大约五十个青年化学家，占满了实验室和办公室的每一个空间。他们由科里领导，科里是不可或缺的。这位生性腼腆的人原来只习惯和一两个助手共事，战争使他成了一个高效的经理。他设计的一整套汇报和规划体系使加州理工学院成为其他战时实验室效仿的榜样。
1943年年初，鲍林的老朋友奥本海默来到加州理工学院，给鲍林带来了为战争作贡献的更好机会。自从奥本海默在十五年前试图说服爱娃到墨西哥“度假”之后，他们两人没有说过几句话；但是鲍林跟踪着这位物理学家在伯克利的学术生涯，并且通过秘密情报网得知他正在参与一项极端机密的武器项目。奥本海默仍然那么憔悴瘦削，仍然烟瘾十足，仍然自以为是。他向鲍林解释说，他正领导一个小组利用铀的同位素裂变来制造一种炸弹。他说他们正在和海森伯领导的德国人竞赛，因而至少从理论上来说，纳粹面前没有什么障碍。但是这里涉及的不光是理论。一个月前或更早的时候，费密和西拉特在芝加哥成功地控制了一次裂变连锁的反应。现在看来，肯定能够制造出一种核裂变炸弹，爆炸时，将原子核结合在一起的巨大能量就能够释放出来。
奥本海默解释说，政府正在把巨额资金投入到这一炸弹的研制中。这将是一个巨大的项目，将涉及上千名科学家。他们都集中在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯镇一处山顶上改建的一所小学里，保安措施非常严密。大多数工作将由物理学家完成，但是也会涉及到相当多的化学工作。他问鲍林是否对领导这一项目的化学组感兴趣。他说，参加这个项目一个额外的好处是能够得到珍稀的放射性示踪剂氖，鲍林在化学生物学的研究中非常需要这一种物质。
鲍林很快就作出了答复。做一群物理学家的下属——特别是直接在奥本海默的领导下工作——令他反胃。将自己的妻子和孩子带到新墨西哥州荒漠极端保密的新兵训练营中去也丝毫提不起他的兴趣。他拒绝了这一邀请。他说：“并不是因为我觉得发展核武器有什么不对，而是我手头还有别的工作。”
鲍林有很多事情要操心。战争初期他就成为科学研究和发展局西部医药研究委员会的一名成员，成了帮助军方解决最紧迫的医疗需求的顾问。他获悉成千上万名士兵由于休克而死亡，原因仅仅是因为得不到血浆。而战时的血浆供应极端匾乏。医学研究委员会紧急设立了一个项目，旨在开发廉价、可靠的人造血浆替代品。鲍林由于在血红蛋白和抗体的研究上积累了丰富的经验，因而赢得了这一项目。他拉起了一支队伍，其中包括阿迪斯，由他负责测试肾脏对人造血浆的清除率，还包括免疫学专家坎贝尔。他们共同尝试了许多化学方法，试图制造出能够骗过肌体的人造血浆。他们一直没有任何进展，直到鲍林想出一种化学方法，改变了动物胶的性质，使它不仅能够模仿血浆的一般特性——其浓度和粘度——而且成本低廉，易于储藏。他将这一方法称为动物胶氧化法。在志愿人员身上进行的早期试验相当成功，鲍林为这一配方申请了专利，并无偿提供给政府使用。他通过各种媒体广泛宣传了这一发现，公开宣布了他的成功，并收集了全国各地电讯稿的剪报。由于这一配方中分子大小的差异极大，政府拒绝批准动物胶氧化法，这令鲍林十分失望。接着在1943年，整个血浆替代品的项目下马了，因为已有众多的志愿人员纷纷捐献出真正的血浆。
“在医药史上第一次……”
到了1943年，鲍林的化学和化学工程系完全变了一个样：托尔曼去了华盛顿，尼曼研究着化学战，布赫曼和科普弗利试图合成抗疟疾药，卢卡斯研究塑料，雷西专攻火箭项目。所有学生几乎都上了战场，代替他们的是进修炸药或者火箭课程的军事人员。鲍林在1943年给一位朋友的信中写道：“这里的事情确实发生了巨大的变化。我们试图将讨论会继续下去，但是很难找到合适的题目。”许多研究课题都被列入了保密的范围。
在洛克菲勒基金会，韦弗和他的同事不安地注意到他们提供给鲍林的经费开始流向战争研究项目。由于科里和休斯将他们的注意力转向炸药和推进剂的研究上，最近一大笔经费资助的蛋白质问题被搁到了一边，而且有机化学项目大多也停顿了下来。
只有鲍林对于免疫学的研究未受到影响。由于这一项目对战争有着较为直接的作用，鲍林得以在华盛顿的支持下继续他的基础研究。鲍林个人对于这一领域的兴趣也日益浓厚。他甚至在多年以后重新开始涉足实验室，让坎贝尔教他如何给兔子接种，如何设法产生抗体凝结的反应。由于加州理工学院尚没有动物试验设施，鲍林在自家车库附近建起了一个五十只兔子的免窝，派小莱纳斯和彼得喂养和打扫。每天清晨去学校之前，他会给兔子注射抗原，有时还会亲自放血，收集抗体。
“我十分高兴地向您汇报，我们的免疫化学工作进展十分顺利，”鲍林在1941年年末给韦弗写信说。他的下一个目标是证明每个抗体分子有两个键合点，正如他在1940年关于抗体形成过程的论文中提出的那样，为此他设计了一种聪明的办法。兰德施泰纳将一个经过选择的有机分子和一个蛋白质结合在一起，完善了制造