Секрет аромата. От молекулы до духов. Как запах становится произведением искусства - Лука Турин

Что надо было сделать Райту? Единственный способ сделать все надлежащим образом – поместить обе молекулы в газовый хроматограф и проверять пики компонентов молекулы на выходе. Для этого требуется: а) хромато-масс-спектрометр, прибор, как тогда, так и сейчас, редко встречающийся за пределами мира парфюмерии; б) умение быстро определять запах пика и запоминать его качества (десять секунд на все про все); и в) умение запоминать все свойства до следующего эксперимента, когда появятся пики другой молекулы. Помимо наличия оборудования, это все равно гораздо сложнее, чем просто сравнить «А» и «Б» с помощью блоттеров, поочередно подносимых к носу. Не менее сложно проводить широкомасштабные эксперименты с газовой хроматографией на больших группах неопытных наблюдателей, которых так любят психологи-экспериментаторы[67]. Конечно, нет ничего невозможного, но в данных обстоятельствах эксперименты Райта с изотопами никого не убедили даже в том, что их можно было бы провести лучше.

Вторая плохая новость касается энантиомеров, зеркальных молекул, о которых шла речь выше. Потребовалось поразительно долгое время, чтобы окончательно определить, различаются ли энантиомеры по запаху. Причина попросту в том, что энантиомеры по своей природе обычно обладают очень похожими свойствами, потому что точка кипения, молекулярный вес и пр. у них по определению идентичны. Запустите смесь энантиомеров в газовый хроматограф, и они выйдут на другом конце, улыбаясь, держась за руки, как идентичные близнецы, и в одно и то же время[68]. Единственный способ разделить их – это подвергнуть кристаллизации. Если кристаллизовать энантиомеры и сохранить мелкие кристаллы, можно обнаружить, что кристаллы получаются одной или другой формы. Дело в том, что если вы используете пространственную решетку для левосторонних, то правосторонние в нее не пролезут. Это открытие сделало знаменитым молодого Луи Пастера, но требуется кропотливое ручное разделение мелких кристаллов пинцетом. Синтез энантиомеров в принципе не легче, потому что приходится начинать с энантиомерных строительных блоков, а они должны быть чистыми, и т. д.

Как бы то ни было, в 1970-е гг. стало предельно ясно, что два энантиомера карвона, распространенной ароматической молекулы, обладают различными ольфакторными характеристиками. Это означает: какими бы чистыми вы их не получали, как бы ни изощрялись, сколько бы людей не опрашивали, какие бы определения не подбирали, один из карвонов (S) имеет запах мяты, а другой (R) – тмина. Это простой для выполнения тест, оба вещества нетоксичны, так что никакой опасности для жизни, по сравнению с боранами. Когда этот факт получил относительную известность, его радостно приветствовали критики теории колебаний. И действительно, на первый взгляд казалось, что на этом идеям Райта положен конец. Дело вот в чем. Как мы видели раньше, если поместить любой асимметричный объект перед зеркалом (например руку), вы увидите, что точнейшим образом повторяет человек в зеркале. Иными словами, энантиомеры обладают идентичными колебаниями. Это не имеет отношения к диапазону (волновое число может быть и ниже, и выше 1000) или к каким-то подобным безделицам. Каждая отдельная схема колебаний идентична. И неудивительно, если поместить жидкие энантиомеры в обычный спектроскоп, работающий с неполяризованным светом (причина курсива станет ясна чуть позже), вы получите идентичные спектры.

Райт, в характерной для себя манере, воспринял это спокойно, хотя в это время уже немного чувствовал себя в осажденной крепости. Он просто указал, что, «учитывая тот факт, что живые точки молекулярных рецепторов почти наверняка хиральные, схема частот [энантиомера] может отличаться от схемы частот его изомера в момент взаимодействия» (курсив Райта). Верно, верно, абсолютно верно. Попросту говоря, это означает, что если в момент измерения колебаний каждый рецептор держит в своем маленьком кулачке одну молекулу карвона и если рецептор хиральный (а они все такие), то не удивительно, что реакция на два энантиомера будет различной. Это не какой-то загадочный феномен. Если провести спектроскопию твердого кристалла того или иного энантиомера и придать измерительной системе своего рода хиральность с использованием поляризованного света, имеющего колебания только в конкретном диапазоне, то полученный спектр одного и другого кристаллов будет разным. Но критики Райта перестали обращать на него внимание. Единственное, что могло спасти его в тот момент – придумать механизм, но этого ему не удалось.

Райт продолжал заниматься колебаниями и запахами до самой смерти, которая наступила в 1985 г. По общему мнению его коллег, в это время он сохранял творческую продуктивность, но никаких серьезных фактов, которые сдвинули бы его от маргинального положения в мире запахов, не появилось.

К 1985 г., когда умер Райт, специалисты в целом пришли к общему мнению, что а) изотопы пахнут так же, как обычные соединения; б) различие в запахах энантиомеров карвона опровергает все теории колебаний; в) в любом случае не может быть создан спектроскоп из биологических строительных блоков. Работа Райта, лишенная его настойчивой поддержки, затонула, не оставив заметного следа в области запахов, а его коллеги и сотрудники разбежались или занялись другими проблемами. Трагизм ситуации в том, что Райт умер, даже не осознав, что решение проблемы, которая занимала его предыдущие двадцать лет, лежало перед ним на библиотечной полке. И не в какой-то редкой публикации, а буквально на расстоянии вытянутой руки – в самом знаменитом физическом журнале Physical Review Letters.

В нем была опубликована статья сотрудников компании Ford Motor, расположенной в Дирборне, штат Мичиган. Сегодня «Форд» и «Дирборн» особо не ассоциируются с фундаментальными научными исследованиями, но в конце 1950-х гг. Генри Форд наряду с другими крупными компаниями, такими как IBM, General Electric и RCA, решил превзойти Bell Labs. Ряд поразительных достижений[69] «Лабораторий Белла» (транзистор, лазер и пр.) заронил в обычно угрюмые мозги руководства крупных компаний мысль о том, что можно заниматься фундаментальными исследованиями, изобретать новые устройства, изменять мир, получать новые Нобелевские премии и в процессе продолжать зарабатывать бабки. Форд создал у себя настоящую лабораторию по правилам Белла: скромная оплата, наилучшее оборудование, полная свобода и гибкие команды.