Лука Турин за науката на уханието

Ароматът, който ще помиришете, вече никога няма да може да помиришете по този начин. Това е един аромат, наречен "Отвъд рая", който може да откриете във всеки магазин в страната. Само че тук е бил разделен на части от Есте Лодер и от парфюмера, който го е създал, Калис Бекер и съм им крайно благодарен за това. Бил е разделен на последователни части и акорд.

Така че онова, което усещате сега, е връхната нотка. А после ще дойде онова, което наричат сърцето - сочната сърцевинна нотка. Ще ви я покажа. Връхната нотка "Идън" е наречена по името на проекта "Идън" в Обединеното кралство.

Сочната сърцевинна нотка, нотката Melaleuca bark... която изобщо не съдържа Melaleuca bark, защото тя е абсолютно забранена.

А след това, завършеният аромат. Онова, което усещате сега, е комбинация от... Попитах колко молекули има там вътре, и никой не ми каза. Затова го прекарах през един ГХ, газов хроматограф, който имам в кабинета си, и се оказа около 400. Така че онова, което миришете, са няколкостотин молекули, които се носят през въздуха и ви удрят в носа.

Не оставайте с впечатлението, че това е много субективно. Усещате до голяма степен една и съща миризма, нали така? Обонянието има репутация, че е някак различно за всеки човек. Всъщност, това не е вярно. И парфюмерията ви показва, че това не може да е истина, защото ако беше, това не би било изкуство, нали?

Сега, докато миризмата се носи над вас, нека ви разкажа историята на една идея. Всичко, което помирисвате тук вътре, е съставено от атоми, идващи от онова, което наричам Горен Ист Сайд на периодичната таблица... приятен, безопасен квартал. (Смях) Човек наистина не иска да го напуска, ако иска да прави кариера в парфюмерията. Някои хора през 20-те години на ХХ век са се опитвали да добавят неща от лошите части, и всъщност не се е получило.

Това са петте атома, от които е съставено почти всичко, което ще помиришете в реалния живот - от кафе до аромат. Връхната нотка, която помирисахте в самото начало, зелената окосена трева, както я наричаме в парфюмерията... странни термини... а това би било наречено зелена нотка, защото мирише на нещо зелено, като окосена трева.

Това е Cis 3 хексанол. А аз трябваше да уча химия в движение през последните три години. Едно много скъпо гимназиално химическо образование. Това има шест въглеродни атоми, оттам "хекса": хексанол. Има една двойна връзка, има алкохол накрая и това е "всичко", затова го наричат Cis 3 хексанол. Щом веднъж схванеш това, може наистина да впечатляваш хората по партитата.

Това мирише на окосена трева. А това е скелетът на молекулата. Ако я облечеш с атоми, водородни атоми, ето как изглежда, като го имаш на компютъра си, но всъщност повече прилича на това, в смисъл, че атомите имат определена сфера, в която не може да се проникне - те отблъскват.

Е, добре. Защо това нещо мирише на окосена трева? Защо не мирише на картофи, или теменужки? Е, всъщност има две теории. Но първата теория е: трябва да е от формата. И това е идеална теория, в смисъл, че почти всичко в биологията действа по форма. Ензими, които сдъвкват нещата, антитела, всичко е, разбирате ли, съвпадът между протеин и онова, което той сграбчва, в този случай миризма. Ще се опитам да ви обясня какъв е проблемът с тази представа.

А другата теория е, че усещаме мириса на молекулни вибрации. Това е напълно луда идея. Когато за пръв път се натъкнах на нея в началото на 90-те, мислех, че предшественикът ми, Майкъл Дайсън и Боб Райт наистина са откачили, и ще ви обясня защо случаят беше такъв. Но постепенно осъзнах, че те може би са прави... и трябва да убедя всичките си колеги, че това е така, но работя по въпроса.

Ето как действа формата при нормални рецептори. Една молекула влиза в протеина, който е схематичен тук и кара това нещо да превключи, да се обърне, да се премести по някакъв начин, като се свързва на определени части. А привличането, силите между молекулата и протеина причиняват движението. Това е идея, основана върху формата.

Проблемът с формата е обобщен на този кадър. Начинът... очаквам всички да запомнят тези съединения. Това е една работна страница от бележник на химик, нали така? Работещ за фирма за аромати. Той прави 45 молекули и търси сандалово дърво, нещо, което мирише на сандалово дърво. Защото има много пари в сандаловото дърво. А от тези 45 молекули, само 4629 всъщност мирише на сандалово дърво И той слага удивителен знак, нали? Това е ужасно много работа. Това всъщност е грубо, в човекогодини работа, приблизително 200 000 долара, ако ги държите на ниски заплати без премии. Така че това е дълбоко неефективен процес. а моята дефиниция за теория е, че тя не е просто нещо, на което учиш хората; тя пести работа. Една теория е нещо, което ти дава възможност да вършиш по-малко работа. Любима ми е идеята да се върши по-малко работа. И така, нека ви обясня защо... един много прост факт, който ви казва защо тази теория за формата всъщност не работи много добре.

Това е Cis 3 хексанол. Мирише на окосена трева. Това е Cis 3 хексанетиол и мирише на развалени яйца, нали? Сигурно сте забелязали, че водката никога не мирише на развалени яйца. Ако е така, оставяш чашата и отиваш в друг бар. Това е... с други думи, никога не вземаме О-Н... никога не го бъркаме със S-H, нали? При никаква концентрация, дори чист, разбирате ли, ако помиришете чист етанол, той не мирише на развалени яйца. И обратно, няма концентрация, при която сярното съединение да мирише на водка. Много трудно е да се обясни това чрез молекулно разпознаване. Показах това на един мой приятел-физик, който храни дълбоко отвращение към биологията, и той каза: "Това е лесно! Тия неща са с различен цвят!" (Смях)

Трябва да стигнем малко отвъд това. Нека сега да обясня защо вибрационната теория представлява известен интерес. Тези молекули, както видяхте в началото, строителните блокове имат пружини, които ги свързват един с друг. Всъщност, молекулите са в състояние да вибрират на набор честоти, които са много специфични за всяка молекула и за връзките, които ги свързват.

И така, това е звукът на обхвата О-Н, преведен в чуваемия обсег. S-H - доста различна честота. Това е някак интересно, защото ти казва, че трябва да търсиш определен факт, а именно: нищо на света не мирише на развалени яйца, освен S-H, нали?

А сега, факт Б: Нищо на света няма тази честота, освен S-H. Ако се вгледате в това, представете си клавиатура на пиано. Обхватът S-H е в средата на една част от клавиатурата, която е била, така да се каже повредена, и няма съседни ноти, нищо не е близо до него. Имате една уникална миризма, една уникална вибрация.

И така, като се захванах с тази игра, тръгнах да търся, за да се убедя, че има каквато и да е степен на приемливост в цялата тази луда история. Тръгнах да търся тип молекула, каквато и да е молекула, която би имала тази вибрация и онази... очевидното предричане беше, че тя би трябвало със сигурност да мирише на сяра. Ако не беше така, цялата идея беше боклук и спокойно можеше да премина към други неща.

След като търсих под път и над път няколко месеца, открих, че има един тип молекула, наречена боран, която има точно същата вибрация. Добрата новина е, че може да се добереш до борани. Лошата новина е, че те са ракетни горива. Повечето от тях експлодират спонтанно при контакт с въздух, а когато се обадиш на компании, ти дават минимум десет тона! (Смях) Така че не беше онова, което наричат експеримент с лабораторен мащаб, и в моя колеж нямаше да им хареса.

Но в крайна сметка успях да се добера до боран - ето го този звяр. Той наистина прави същото - ако се изчисли, ако се измерят вибрационните честоти, те са същите като S-H.

А мирише ли на сяра? Е, ако човек се върне назад в литературата, има един човек, който знаел повече за бораните, отколкото който и да е жив човек тогава или по-късно, Алфред Сток, той ги синтезирал всичките. И в един огромен 40-страничен труд на немски казва, в един момент... жена ми е германка и ми го преведе... в един момент той казва: "ganz widerlich Geruch," "абсолютно отблъскваща миризма", което е добре. Напомня за водороден сулфид. И така, фактът, че бораните миришат на сяра, е бил познат от 1910-та и напълно забравен до 1997-1998-а.

Малката капка катран в меда е следната: че, ако миришем молекулните вибрации, трябва да имаме спектроскоп в носа си. Това е спектроскоп, нали, на пейката в моята лаборатория. И е честно да се каже, че ако погледнеш в нечий нос, не е вероятно да видиш нищо подобно на това. И това е основното възражение към теорията.

Добре, страхотно, миришем вибрации. А как? Нали? Когато хората задават такъв тип въпрос, пренебрегват нещо, а именно, че физиците са наистина умни, за разлика от биолозите. (Смях) Това е шега. Аз съм биолог, нали? Така че това е шега срещу самия мен.

Боб Джаклович и Джон Ламб в компанията "Форд Мотър", в дните, когато Форд харчел огромни суми пари за фундаментални проучвания, открил начин да изгради спектроскоп с присъщ наномащаб. С други думи, никакви огледала, никакви лазери, никакви призми, никакви глупости, само едно мъничко устройство - ние изградихме това устройство. И това устройство използва електронно тунелиране. Бих могъл да покажа танца на електронното тунелиране, но вместо това съм направил едно видео, което е много по-интересно. Ето как действа.

Електроните са мъхести създания и могат да прескачат процепи, но само с еднаква енергия. Ако енергията се различава, не могат да скочат. За разлика от нас, те няма да паднат от зъбера. Така. Сега. Ако нещо поглъща енергията, електронът може да пътува. И така, тук има система, има нещо... а в биологията има много такива неща... някаква субстанция, излъчваща електрон, и електронът се опитва да скочи - едва когато се приближи молекула, която има правилната вибрация, реакцията се случва, нали? Това е основата за устройството, изградено от тези две момчета във "Форд".

Всяка една част от този механизъм всъщност е приемлива в биологията. С други думи, взел съм свободно достъпни компоненти и съм направил спектроскоп. Хубавото в тази идея, ако имаш философски склонности на ума, е, че после ти казва, че носът, ухото и окото - всички те са вибрационни сетива. Разбира се, няма значение, защото би могло също и да не са. Но това има някакво... (Смях) ...има едно звучене, привлекателно за хората, които четат твърде много германска литература от XIX век.

И тогава се случи нещо великолепно: напуснах академичните среди и се присъединих към реалния свят на бизнеса и около моите идеи беше създадена една компания за правене на нови молекули чрез моя метод, на принципа - да поставиш нечии други пари там, където е устата ти. Едно от първите неща, които се случиха, беше, че започнахме да обикаляме компаниите за аромати и да питаме какво им е нужно, защото, разбира се, ако можеше да се калкулира миризмата, не ти трябват химици. Трябва ти компютър, един Мак ще свърши работа, ако знаеш как да го програмираш правилно, нали? И така може да опиташ хиляда молекули, може да опиташ десет хиляди молекули за един уикенд, а после само казваш на химиците да направят правилната. И така, това е пряк път към правене на нови благовония.

Едно от първите неща, които се случиха, беше, че отидохме да видим едни парфюмери във Франция... и ето къде правя впечатлението си Чарлз Флайшер... и един от тях казва: "Не можете да направите кумарин", казва ми той. "Бас държа, че не можете да направите кумарин."

Кумаринът е много обикновено нещо, един материал в ароматите, който се извлича от зърното на едно южноамериканско бобено растение. И е класическият синтетичен ароматен химикал, нали? Той е молекулата, което е придавала характерния мирис на мъжките аромати от 1881 г. насам, за да бъда точен.

А проблемът е, че той е канцерогенен. Така че никой не обича особено да... нали разбирате, афтършейв с канцерогени. (Смях) Има някои безразсъдни хора, но не си струва, нали?

Затова ни помолиха да направим нов кумарин. И така, започнахме с изчисленията. Първото, което се прави, е да се изчисли вибрационният спектър на кумарина и да се заглади, така че да има хубава картина на това какво представлява този вид акорд, така да се каже, на кумарина. И тогава започваш да ръчкаш в компютъра, за да откриеш други молекули, свързани или несвързани, които имат същите вибрации.

Всъщност, в този случай, казвам със съжаление, се случи... беше съвсем случайно. Защото ми се обади по телефона нашият главен химик и каза: виж, току-що открих една толкова красива реакция, че дори ако това съединение не мирише на кумарин, искам да го направя, толкова е елегантно, в една стъпка... искам да кажа, химиците имат странни умове... една стъпка, 90 процента добив, разбирате ли, и се получава това прекрасно кристално съединение. Нека да го опитаме.

А аз отвърнах - нека първо да направя изчислението на това съединение, долу вдясно, което е свързано с кумарина, но има един допълнителен петоъгълник, вмъкнат в молекулата. Изчисляване на вибрациите, пурпурният спектър е този нов приятел, белият е старият. И предсказанието е, че трябва да мирише на кумарин. Направиха го... и миришеше точно на кумарин. А това е новото ни бебе, наречено тонкен. Разбирате ли, когато си учен винаги продаваш идеите си. А хората много се съпротивляват на идеи, и с право: защо трябва да бъдат приемани нови идеи? Но когато слагаш малко, 10-грамово шишенце на масата пред парфюмери и то мирише на кумарин, а не е кумарин, и си го открил за три седмици, това страхотно съсредоточава ума на всеки. (Смях) (Аплодисменти)

Хората често ме питат: приета ли е вашата теория? А аз казвам: ами, от кого? Искам да кажа, повечето, разбирате ли... има три нагласи: Прав сте и не знам защо, което е най-рационалното на този етап. Прав сте и не ме интересува как го правите, в известен смисъл; носите ми молекулите, нали. И: Вие напълно грешите и съм сигурен, че напълно грешите.

Нали? Имаме си работа с хора, които искат само резултати, така е в търговския свят. И ни казват, че дори и да го правим чрез астрология, са щастливи. Всъщност не го правим чрез астрология. Но през последните три години имах онова, което смятам за най-добрата работа в цялата вселена, а именно, да поставя своето хоби... което са ароматите и всичките великолепни неща... плюс малко биофизика, малко самоука химия в услуга на нещо, което наистина действа.

Много благодаря. (Аплодисменти)