Секрет аромата. От молекулы до духов. Как запах становится произведением искусства - [11]

Ответ Фейнмана

Тем временем нос наш продолжает изучать воздух, хотя мы даже не понимаем, как он работает. Перегретая электропроводка скоро загорится и устроит пожар в старом автомобиле, которым вы управляете. Ваш противный коллега завел тайную интрижку со студенткой, которая любит пачули. В шампанское, которое вы пьете (серьезная фирма), незаконно добавляют ароматизатор, чтобы вы хорошенько запомнили его вкус и возвращались к нему снова. Как все это работает? Начнем с основных принципов.

Однажды журналист спросил великого физика Ричарда Фейнмана, может ли он в одной фразе выразить все самое важное, что он знает о своей науке. Фейнман ответил: «Мир состоит из атомов». Действительно, это так, и поэтому мы и существуем. Не перестаю удивляться, что в одной приличной британской компании человека, который никогда не читал «Гамлета», считают невежей, а того, кто знает, что представляют собой атомы — «очень узким специалистом» и рекомендуют больше бывать на свежем воздухе. Если бы Фейнману предложили добавить еще одну фразу, он бы мог сказать: «Атомы взаимодействуют между собой и образуют молекулы». Молекулы — это то, что мы воспринимаем обонянием. Обоняние — наше химическое чувство, и мы настолько к нему привыкли, что даже не задумываемся, насколько оно удивительное. Представьте: часть мозга пробилась вниз через отверстие в кости и болтается где-то в верхней части вашего носа. Запах, в отличие от звука и света, не действует на расстоянии. Если вы что-то чуете, то лишь потому, что объект, запах которого вы ощущаете (не важно, что именно — Rose de Nuit или жареный бекон), испускает пахучие вещества, которые витают в воздухе и достигают вашего носа. Их невидимость создает впечатление какого-то мистического действа, но, если добавить парфюм в цветной дым, вы вскоре поймете, что чувствуете его запах, только когда цвет обволакивает вас. Сложный запах говорит сам за себя: это сложная смесь различных молекул, каждая добавляет собственную ноту, общая сумма которых и является тем запахом, который мы чувствуем. Но что представляют собой эти пахучие молекулы?

Фейнман этого не говорил, но молекулы — это группы атомов. Атомы представлены в различных ароматах, или элементах, и элементы различаются своей способностью контактировать друг с другом. Как было установлено более ста лет назад, атомы несколько похожи на маленькие солнечные системы со звездой в центре (ядром) и окружающими ее планетами (электронами). Ядро содержит положительный заряд, электроны — отрицательный. Для симпатичного, благонравного атома необходимо равное количество положительного и отрицательного заряда. Отрицательно заряженные планеты не просто носятся по все расширяющимся орбитам, а образуют группы, по восемь в каждой, если быть точным. Словно на каждой орбите есть место только для восьми планет; когда орбита считается заполненной, создается новая.

Главное во всем этом то, что социальное поведение атомов — область науки, которая называется химией — зависит преимущественно от того, сколько атомов находится на внешней орбите. Они как бы комфортнее себя чувствуют на полностью занятой орбите и находятся в постоянном поиске партнеров, чтобы обмениваться электронами и пребывать в покое. Например, если у атома на внешней орбите — семь электронов, он ведет себя как коллекционер, стремящийся заполнить пустующее пространство у себя на полке, и готов прихватить любой электрон, оказавшийся поблизости. Аналогичным образом, если атом только начинает создавать новую орбиту и на ней пока один электрон, он охотно готов с ним расстаться и вернуться в прекрасно организованное спокойное состояние с орбитами, заполненными восемью электронами. Вполне можно представить, что, когда такая великодушная персона встречает коллекционера-маньяка, между ними вспыхивает Любовь. Именно так происходит, когда металлический натрий (тот сверкающий маслянистый брусочек, который мы резали ножом на уроках химии) встречается с газообразным хлором (противный, тяжелый, желтый газ). Они моментально заключают сделку по обмену электроном, после чего мирно сосуществуют в виде хлорида натрия, или поваренной соли.

Кстати, таблица химических элементов называется периодической именно потому, что элементы, имеющие одинаковое количество электронов на внешней орбите, должны вести себя сходным образом. Углерод (C), вещество, из которого состоит почти все, что внутри и вовне нас, имеет четыре электрона для связи, и поэтому составляет максимум четыре союза со своими соседями. Следующий в ряду — кремний (Si), элемент, из которого, говоря языком «Звездного Пути», состоят все «неуглеродные объекты». У него на восемь электронов больше, чем у углерода. Поскольку его следующая орбита заполнена так же (четыре электрона), кремний несколько крупнее углерода, но тоже образует четыре связи, например с водородом, и при этом образуется, например, силан — газ с неприятным запахом. У кислорода и азота на внешней орбите по два или три электрона и они, соответственно, могут устанавливать по две или три связи с соседями, также как их кузены по периодической таблице сера и фосфор. Каждый, кто разделяет любовь к периодической таблице, относится к ней по-своему. Для меня она как групповая фотография одноклассников. Толстые парни — внизу, тощие — наверху, расставлены слева направо по темпераменту, т. е. меланхолики (восемь электронов) на правом краю, сидят рядышком с фосфатами, у которых по семь электронов. Бездумно щедрым типам с одним электроном уютно на краешке слева, а гармоничные и уравновешенные личности, те, кто пойдут (и пошли) далеко по жизни, располагаются где-то посередине.