Лука Турин о науке аромата

Аромат, который вы услышите, в таком виде вам больше нигде не встретится. Это аромат под названием Beyond Paradise, он есть в любом магазине страны. Однако здесь он был разделен на составные части компанией Estée Lauder и парфюмером, создавшим его, Калисой Беккер, и я очень благодарен им за это. Он был разделен на последовательность нот и гамму.

То, что вы сейчас нюхаете – это верхняя нота. Затем идет так называемая сердцевина, нота сердца. Сейчас я вам покажу. Доминирующая нотка Эдем названа в честь Проекта Эдем в Великобритании.

Сердце, нота коры чайного дерева, на самом деле не содержит кору чайного дерева, Потому что это абсолютно запрещено.

И, наконец, база, конечная нота аромата. То, что вы нюхаете, это соединение -- я спросил, сколько молекул в этом аромате, и никто мне не ответил. Поэтому я пропустил его через газовый хроматограф, имеющийся в моем офисе, и обнаружил около 400. Поэтому то, что вы нюхаете, это несколько сотен молекул, парящих в воздухе и сталкивающихся с вашим носом.

И не думайте, что эти впечатления субъективны. Вы все нюхаете примерно то же самое, окей? Запах известен тем, что люди воспринимают его по-разному. Но это совсем не так. И парфюмерия доказывает, что это неправда, ведь если бы это было так, она не была бы искусством, верно?

Теперь, пока запах доносится до вас, позвольте рассказать вам историю одной идеи. Всё, что вы нюхаете здесь, состоит из атомов, которые находятся в той области периодической таблицы, которую я называю Верхне-Восточной стороной – хороший безопасный райончик. (Смех) Вам не следует покидать его, если вы хотите сделать карьеру в парфюмерии. Некоторые попытались в 1920-х годах добавить элементы из плохих областей, и это не сработало.

Вот пять атомов, из которых состоит почти все, что вы нюхаете в реальной жизни - от кофе до духов. Верхняя нота, которую вы нюхали в самом начале - это зелёная скошенная трава, как мы называем её в парфюмерии -- у нас довольно странные термины -- и она называется зелёной ноткой, потому что она пахнет чем-то зелёным, вроде травы.

Это цис-3-гексен-1-ол. Мне пришлось на ходу учить химию последние три года. Школьный курс химии стоит дорого. Молекула имеет шесть атомов углерода, поэтому и называется "гекса", гексанол. Есть одна двойная связь, и символ спирта в конце, поэтому это спирт, и называется он цис-3-гексенол. Как только вы поймете это, вы можете поражать людей на вечеринках.

Это пахнет скошенной травой. Вот он, скелет молекулы. Если вы нарядите его атомами, атомами водорода -- вот как он выглядит у вас на компьютере -- на самом деле он больше похож вот на это, в том смысле, что атомы имеют определенную окружность, в которую нельзя проникнуть. Они сопротивляются.

Хорошо, продолжим. Почему молекула пахнет скошенной травой? Почему она не пахнет картофелем или фиалками? Существуют две теории. Первая теория: причина в форме. И это вполне приемлемая теория, потому что почти всё остальное в биологии работает по форме. Ферменты, растворяющие вещества, антитела, это всё, знаете ли, соответствие между белком и тем, на что он влияет, в данном случае - запах. Я постараюсь объяснить вам, что не так с этой идеей.

Вторая теория: мы нюхаем молекулярные колебания. Это совершенно безумная идея. И когда я впервые наткнулся на неё в начале 90-х, я подумал, что мои предшественники, Малкольм Дайсон и Боб Райт, действительно сошли с ума, и я объясню вам, почему я так решил. Со временем я, однако, начал думать, что они могут быть правы -- и я должен в этом убедить моих коллег, над чем я и работаю.

Вот как форма работает при нормальных рецепторах. Молекула попадает внутрь, затрагивает белок, что схематически показано здесь, и заставляет его вращаться и отклоняться, двигаться, сжимаясь в некоторых местах. И сила притяжения между молекулой и белком вызывает движение. В этом суть теории формы.

Ошибочность этой теории представлена на этом слайде. Вот -- и я надеюсь, вы все запомните эти соединения. Это страница из рабочей тетради химика, окей? Работающего на парфюмерную компанию. Он составляет 45 молекул и ищет сандаловое дерево, что-либо, пахнущее сандаловым деревом. Ведь сандаловое дерево приносит хороший доход. Из этих 45 молекул только 4629 пахнет сандаловым деревом. Он помечает её восклицательным знаком, окей? Это громадная работа. На самом деле, это годовая работа человека, получающего около 200,000 долларов, при самом маленьком окладе без надбавок. Но это довольно неэффективный процесс. А по моему определению теории, она должна не только учить людей, но и облегчать их труд. Теория должна позволять вам выполнять меньше работы. Мне нравится идея работать меньше. Позвольте вам это объяснить -- вот простой факт, объясняющий некоторую несостоятельность теории формы.

Это цис-3-гексен-1-ол. Он пахнет скошенной травой. А это цис-3-гексен-1-тиол, и он пахнет тухлыми яйцами, окей? Вы, естественно, знаете, что водка никогда не пахнет тухлыми яйцами. И если она вдруг ими пахнет, вы оставляете ваш бокал и идёте в другой бар. Другими словами, мы не имеем дело с O-H -- мы не должны его путать S-H, согласны? Даже неконцентрированный, чистый этанол, если вы его нюхаете, не пахнет тухлыми яйцами. С другой стороны, нет такой концентрации, при которой соединение серы будет пахнуть водкой. Это очень трудно объяснить на молекулярном уровне. Я показал это моему другу физику, испытывающему глубокое отвращение к биологии, и он сказал: "Это легко! Они ведь разного цвета!" (Смех)

Для нас же важно другое. Позвольте вам объяснить, почему теория вибрации интересуется этим. У этих молекул, как вы видели вначале, строительные блоки соединены друг с другом пружинами. Так, молекулы могут вибрировать на определённых частотах, которые специфичны для каждой молекулы и её связей.

Это звук участка O-H, переведённый на слышимый диапазон. Участок S-H имеет другую частоту. Это довольно интересно, это наталкивает нас на исследование следующих фактов: ничто в мире не пахнет тухлыми яйцами кроме S-H, так?

Теперь, факт Б: ничто в мире не имеет ту же частоту, что и S-H. Чтобы понять это, представьте себе клавиатуру фортепиано. Участок S-H находится в середине части клавиатуры, которая была как бы повреждена, с ней по соседству нет никаких нот. Вы имеете дело с уникальным запахом и вибрацией.

И я продолжал поиски, чтобы убедить себя в том, что эта сумасшедшая идея имеет право на существование. Я искал тип молекулы, какую угодно молекулу, вибрация которой была бы такой же -- и, очевидно, она должна была бы пахнуть серой. Если же она ей не пахнет, вся эта идея - просто чепуха, и я могу заняться чем-то другим.

Так, я искал повсюду на протяжении нескольких месяцев и обнаружил, что существуют молекулы под названием Бораны, имеющие такую же вибрацию. Хорошая новость: вы можете достать Бораны. Плохая новость: это ракетное топливо. Большинство из них самопроизвольно взрываются при контакте с воздухом, и если вы обзвоните продавцов, они предложат вам минимум 10 тонн, окей? (Смех) Это нельзя было назвать лабораторным экспериментом, и людям в моём колледже это бы не понравилось.

Однако, в конце концов мне удалось заполучить Бораны, вот эта штуковина. И она на самом деле имеет одинаковую -- если подсчитать, если измерить частоту вибрации, она такая же, как и у S-H.

Пахнет ли она серой? Если мы обратимся к литературе, мы найдём человека, который знал о Боранах больше, чем кто-либо когда-либо, Альфред Сток, он синтезировал их все. И в огромном 40-страничном труде на немецком в один прекрасный момент он говорит -- моя жена немка, и она мне это перевела -- в одном месте он говорит: "ganz widerlich Geruch", т.е. "абсолютно отвратительный запах", что хорошо. Напоминает сероводород. Тот факт, что Бораны пахнут серой, был известен с 1910 года и полностью забыт к 1997, 1998.

Ложкой дёгтя в бочке мёда является то, что если мы нюхаем молекулярные вибрации, у нас в носу должен быть спектроскоп. Вот спектроскоп, находящийся на моём лабораторном столе. Честно говоря, если вы осмотрите человеческий нос, вы не сможете там найти что-либо вроде этого. И это главное возражение данной теории.

Хорошо, пускай мы нюхаем вибрации. Но каким образом? Как? Когда люди задают этот вопрос, они не учитывают тот факт, что физики очень умны, не так, как биологи. (Смех) Шутка. Я биолог, понятно? Так что это шутка надо мной самим.

Боб Джеклович и Джон Лэм из компании Форд, в те времена, когда Форд тратил огромные деньги на фундаментальные исследования, открыли способ построения спектроскопа нано-масштаба. Другими словами, без зеркал, лазеров, призм, без всего этого, лишь маленький прибор, и он соорудил его. Прибор использует туннелирование электронов. Я мог бы вам показать электронное туннеллирование, но вместо этого я сделал это намного более интересное видео. Вот как это работает.

Электроны интересно устроены, они могут перепрыгивать щели, но только при равной энергии. Если энергия разная, они не смогут прыгнуть. В отличии от нас, они не упадут с обрыва. Хорошо. Теперь, если что-либо поглощает энергию, электрон может перемещаться. Здесь у вас есть система, что-то -- в биологии есть много таких вещей -- некоторое вещество, позволяющее электрону прыгнуть, и только если попадается молекула с нужной вибрацией, происходит реакция, окей? Это суть прибора, сооружённого этими ребятами из компании Форд.

И каждая часть этого механизма имеет право на существование в биологии. Другими словами, я взял готовые компоненты и создал спектроскоп. Эта идея хороша тем, что, если у вас философский склад ума, вы поймёте, что нос, ухо и глаз настроены на восприятие вибраций. Конечно, это неважно, ведь они могут и не быть таковыми. Но в этой идее -- (Смех) -- в ней есть что-то такое, что привлекает людей, читающих слишком много немецкой литературы 19 века.

А затем произошло замечательное событие - я оставил академию и присоединился к миру бизнеса, и вокруг моих идей образовалась компания, создающая новые молекулы, используя мой метод, что-то вроде "подкрепления моих слов чужими делами". Первым нашим шагом было следующее: мы обращались в парфюмерные компании, спрашивая об их нуждах, ведь, естественно, если вы можете рассчитать запах, вам не нужны химики. Вам нужен лишь компьютер, Mac подойдёт, если вы знаете, как верно разработать запах. Окей? Так, вы можете испробовать тысячи молекул, вы можете испробовать десятки тысяч молекул за выходные, а затем просто попросить химиков получить нужную. Это прямой путь к созданию новых пахучих веществ.

Первое, что мы сделали, мы поехали переговорить с некоторыми парфюмерами во Франции -- и здесь я делаю выражение лица а-ля Чарльз Флейшер -- и один из них говорит: "Вы не можете создать кумарин." Он говорит мне: "Могу поспорить, вы не сможете создать кумарин."

Кумарин - довольно простое вещество с ароматом, полученное из особого южноамериканского боба. И это типичный синтетический ароматизатор, окей? Именно эта молекула позволяет мужским ароматам пахнуть так, как они пахнут, с 1881 года, если быть точным.

Проблема в том, что это канцероген. Никому бы особенно не понравилось -- знаете ли, пользоваться лосьоном после бритья с канцерогенами. (Смех) Есть безрассудные люди, но это того не стоит, согласны?

Так, они попросили нас создать новый кумарин. И мы начали подсчёты. Первое, что вы делаете, это рассчитываете вибрационный спектр кумарина, затем распределяете его, чтобы иметь точную картину гаммы кумарина. Затем вы садитесь за компьютер в поисках других молекул, связанных или не связанных, имеющих подобные вибрации.

И на самом деле в данном случае, к моему сожалению, это получилось по чистой случайности. Мне позвонил наш главный химик и сказал: "Слушай, я только что наткнулся на одну прекрасную реакцию, и даже если этот состав не пахнет кумарином, я хочу получить его, он такой стильный, один лишь шаг -- химики довольно странные люди -- один шаг, 90-процентная гарантия, и мы получим вот это прозрачное соединение. Давай попробуем.

Я сказал, что в первую очередь хотел бы сделать расчёт этого соединения, внизу справа, который похож на кумарин, но имеет дополнительный пятиугольник в молекуле. Затем я рассчитал колебания, фиолетовым цветом обозначен наш новый приятель, белым - старый. По прогнозу он должен пахнуть кумарином. Они создали его... и он имел запах именно кумарина. Вот наше новое детище под названием тонкин. Видите, если вы учёный, вы постоянно продаёте идеи. Но люди противятся новым идеям, и это понятно. С какой стати мы должны принимать новые идеи? Но когда вы кладёте маленький 10-граммовый флакон на стол перед парфюмерами, и он пахнет кумарином, хоть это и не сам кумарин, но вы раздобыли его за три недели, это прекрасно привлекает всеобщее внимание. (Смех) (Аплодисменты)

Люди часто спрашивают меня: "Является ли твоя теория принятой?" А я говорю: "Принятой кем?" Я имею ввиду, есть три точки зрения: Ты прав, и я не знаю, почему - это наиболее рациональный подход в данном случае. Ты прав, и мне всё равно, как ты получаешь это вещество, т.е. просто принеси мне эти молекулы. Последняя - ты абсолютно не прав, я уверен, что ты ошибаешься.

Хорошо? Так, мы имеем дело с людьми, которые хотят только результатов, на этом построен коммерческий мир. Они говорят нам: даже если вы используете астрологию, мы счастливы. Но мы, конечно, не прибегаем к астрологии. На протяжении последних трёх лет у меня есть лучшая работа во вселенной, которая является и моим хобби -- это ароматы и все эти великолепные вещи -- плюс немного биофизики, немного самостоятельно выученной химии на службе чему-то, что реально работает.

Большое спасибо. (Аплодисменты)