Химия навсегда. О гороховом супе, опасности утреннего кофе и пробе мистера Марша

Необходимость отправиться на восток возникла отчасти из-за огромных прибылей, которые можно было получить от торговли специями, как по возвращении домой, так и при транспортировке гвоздики, перца и мускатного ореха в пределах Азии. В некотором смысле (если слегка побыть химическим шовинистом) торговлю специями можно рассматривать как торговлю химическими веществами, поскольку некоторое количество весьма занятных молекул лежит в основе нашего восприятия специй в отличие, скажем, от поедания риса – еще одного важного компонента ост-индской торговли.
В первом приближении рис представляет собой смесь очень больших молекул, таких как углеводы и белки. Такие факторы, как текстура и содержание воды, также важны для общего вкусового восприятия. Сравните его, например, с гвоздикой, характерный запах которой некогда повсеместно царил на Занзибаре и других островах соответствующего архипелага [70]. При экстракции масла из высушенных бутонов гвоздичного дерева оно будет состоять почти исключительно (до 95 %) из одного-единственного вещества – молекулы под названием эвгенол, и наши ощущения в тот момент, когда мы нюхаем или едим пищу с гвоздикой, возникают исключительно благодаря этому веществу и нескольким другим родственным ему молекулам.
Иногда это может вводить нас в заблуждение, как недавно показал выпуск научно-популярной программы на шведском государственном радио. Группа психологов хотела продемонстрировать мощную связь между запахами и нашими воспоминаниями о местах и событиях – обонятельную память, самый известный пример которой мы находим в начале книги Марселя Пруста «В поисках утраченного времени» [71], когда его альтер эго пробует приготовленное матерью печенье мадлен и мысленно переносится в забытые дни детства.
Но шведские психологи перемудрили. Они дали испытуемому понюхать химический препарат из зубоврачебного кабинета. «Рождество», – последовал немедленный ответ подопытного кролика, поскольку гвоздика – это один из ингредиентов шведских имбирных печений в виде человечков, которые готовят к празднику Йоль. «Ага! – сказали психологи. – А вот вы и ошиблись, потому что это ингредиент под названием эвгенол, который стоматологи используют в качестве мягкого обезболивающего и антисептика, и он не имеет к гвоздике никакого отношения!» И разумеется, на флаконе написано «Эвгенол», там не сказано, что это полученный методом паровой дистилляции экстракт гвоздики, так что откуда человеку знать? Уж конечно, химические препараты делаются на фабриках, а не растут на деревьях.
И в самом деле, на уроках химии в школе вам не расскажут о таких вещах, и, несмотря на беззлобные насмешки над магглами со стороны химиков, нам, возможно, стоит задаться вопросом, насколько сильно мы стараемся исправить эту ситуацию. Иногда я чувствую себя так, словно преподаю в Хогвартсе, раскрывая секреты древнего ремесла, о котором мало кто знает, если не считать его дурной репутации, как у колдовства, и что многих из нас, как ведьм и волшебников из «Гарри Поттера», такое положение дел вполне устраивает.
Следует, однако, добавить, что университетские учебные лаборатории, как правило, более приятное место, чем подземелье, в котором профессор Северус Снегг ведет уроки зельеварения. С другой стороны, есть и кое-что общее. Ученикам в Хогвартсе приходится изучать руны и другие графические изображения магических вещей; изучающим химию необходимо выучить ее графический язык, поскольку химики общаются картинками и рисунками почти так же часто, как словами.
Начнем с того, что у нас два языка. Первый – это язык условных обозначений для повседневного использования, в котором структуры и материалы имеют прозвища – или, как мы выражаемся, тривиальные названия – такие как эвгенол или его химический близнец изоэвгенол (компонент одной из самых редких восточных специй – мускатного ореха). У этих кратких и удобных наименований есть значительный недостаток: они никак не связаны с внешним видом молекулы и с формулой вещества, и их остается лишь выучить наизусть. Вместо этого мы можем назвать два этих вещества «2-метокси-4-(проп-2-енил)фенол» и «транс-2-метокси-4-(проп-1-ен-1)фенол», и большинство химиков сразу поймут, о каких молекулах идет речь. На письме это выглядит прекрасно, пусть и несколько громоздко, но, конечно же, произнести это совершенно невозможно, особенно если в названии нужны скобки. Вот почему мы любим рисовать, и в процессе создания картинки рисование становится и способом мыслить. На рисунке 12 показаны изображения эвгенола и изоэвгенола.
Когда я учился на инженерном факультете, у нас были уроки черчения, на которых мы делали детальные чертежи реакторов с профилями в разрезе и всем прочим, осваивая таким образом весьма эффективный и очень стильный с эстетической точки зрения язык общения. Формально у нас не было занятий по изображению химических формул, но нам всегда давали понять, что небрежная картинка – это признак небрежного мышления.
 
Рисунок 12. Разные способы передачи информации о молекулах главного «пряного» ингредиента гвоздики (слева) и одного из основных компонентов мускатного ореха (справа) при помощи названий и схем. Оба имеют формулу С10Н12О2.
 
Поэтому все углы шестиугольников на рисунке 12 должны составлять точно 120°, вторая линия, изображающая двойную связь, должна помещаться внутри цикла, а не снаружи, и самое важное: атомы углерода находятся во всех углах и точках соединений, но никогда и ни за что нельзя писать символ «С», и никогда нельзя рисовать атомы водорода, соединенные с углеродом.
В мускатном орехе содержится мягкое психотропное вещество, родственное эвгенолам, – миристицин, два изображения формулы которого вы видите на рисунке 13. Надеюсь, вы согласитесь со мной в том, что формула справа по-настоящему уродлива, хотя она и несет в себе больше информации для непосвященного человека.
Приятной специей мускатный орех делает не только миристицин; на самом деле его содержание настолько низкое, что в том небольшом количестве мускатного ореха, которое мы обычно добавляем в пищу (например, он хорошо сочетается с картофелем и шпинатом), он не оказывает совершенно никакого галлюциногенного эффекта, а большее количество просто сделает блюдо несъедобным [72]. Нет, популярным в кулинарии ингредиентом мускатный орех стал благодаря сложной смеси нескольких молекул.