The fragrance that you will smell, you will never be able to smell this way again. It’s a fragrance called Beyond Paradise, which you can find in any store in the nation. Except here it’s been split up in parts by Estée Lauder and by the perfumer who did it, Calice Becker, and I'm most grateful to them for this. And it’s been split up in successive bits and a chord.
Zapachu, który zaprezentuję, już nigdy nie poczujecie w taki sposób. To perfumy "Beyond Paradise". Można je znaleźć w każdym sklepie. Dla nas rozłożyła je na części Estée Lauder i ich twórczyni, Calice Becker, za co jestem im bardzo wdzięczny. Rozłożono je na kolejne części i akordy.
So what you’re smelling now is the top note. And then will come what they call the heart, the lush heart note. I will show it to you. The Eden top note is named after the Eden Project in the U.K.
Czujecie teraz nutę głowy. Następnie soczysta nuta serca. Pokażę wam. Nuta głowy, nazwana Eden od Eden Project w Anglii.
The lush heart note, Melaleuca bark note -- which does not contain any Melaleuca bark, because it’s totally forbidden.
Soczysta nuta serca, nuta kory drzewa herbacianego - bez żadnej kory, bo jest to całkowicie zabronione.
And after that, the complete fragrance. Now what you are smelling is a combination of -- I asked how many molecules there were in there, and nobody would tell me. So I put it through a G.C., a Gas Chromatograph that I have in my office, and it’s about 400. So what you’re smelling is several hundred molecules floating through the air, hitting your nose.
Na koniec: kompletny zapach. To, co czujecie to kombinacja. Nikt nie wiedział, ile ma cząsteczek, więc przepuściłem ją przez chromatograf gazowy, i wyszło jakieś 400. To, co czujecie to kilkaset cząsteczek które unoszą się w powietrzu, uderzając wasz nos.
And do not get the impression that this is very subjective. You are all smelling pretty much the same thing, OK? Smell has this reputation of being somewhat different for each person. It’s not really true. And perfumery shows you that can’t be true, because if it were like that it wouldn’t be an art, OK?
I nie myślcie, że to subiektywne doznania. Wszyscy czujecie mniej więcej to samo. Mówi się, że każdy odczuwa zapach naczej. To nieprawda. Dowodzi tego przemysł perfumeryjny, bo inaczej trudno byłoby to nazwać sztuką.
Now, while the smell wafts over you, let me tell you the history of an idea. Everything that you’re smelling in here is made up of atoms that come from what I call the Upper East Side of the periodic table -- a nice, safe neighborhood. (Laughter) You really don’t want to leave it if you want to have a career in perfumery. Some people have tried in the 1920s to add things from the bad parts, and it didn’t really work.
Owiani zapachem, wysłuchajcie historii pewnego pomysłu. Każdy odczuwany zapach składa się z atomów, pochodzących, jak to nazywam, z dobrej dzielnicy układu okresowego - miła, bezpieczna okolica. (Śmiech) Trzeba się jej trzymać, chcąc zrobić karierę w perfumerii. W latach '20 próbowano dodawać coś ze złych dzielnic, z marnym skutkiem.
These are the five atoms from which just about everything that you’re going to smell in real life, from coffee to fragrance, are made of. The top note that you smelled at the very beginning, the cut-grass green, what we call in perfumery -- they’re weird terms -- and this would be called a green note, because it smells of something green, like cut grass.
Oto pięć atomów, tworzących praktycznie wszystko, co w życiu powąchacie, od kawy do perfum. Nuta głowy, którą czuliście na początku, zieleń zżętej trawy, w dziwnym slangu branży, nazywano zieloną nutą, bo pachnie czymś zielonym, jak skoszona trawa.
This is cis-3-hexene-1-ol. And I had to learn chemistry on the fly in the last three years. A very expensive high school chemistry education. This has six carbon atoms, so "hexa," hexene-1-ol. It has one double bond, it has an alcohol on the end, so it’s "ol," and that’s why they call it cis-3-hexene-1-ol. Once you figure this out, you can really impress people at parties.
To jest cis-3 heksanol. Musiałem uczyć się chemii na bieżąco, przez ostatnie trzy lata. Kosztowny kurs na poziomie liceum. Ma sześć atomów węgla, stąd "heksa": heksanol. Ma jedno podwójne wiązanie, na końcu alkohol, stąd "-ol" i dlatego nazywa się cis-3-heksanol. Można się nauczyć i szpanować na imprezach.
This smells of cut grass. Now, this is the skeleton of the molecule. If you dress it up with atoms, hydrogen atoms -- that’s what it looks like when you have it on your computer -- but actually it’s sort of more like this, in the sense that the atoms have a certain sphere that you cannot penetrate. They repel.
Pachnie ściętą trawą. To szkielet tej cząsteczki. Jeśli go ubrać w atomy wodoru, tak będzie wyglądał na komputerze, albo raczej tak, ponieważ atomy otacza rodzaj pola siłowego, odpychają.
OK, now. Why does this thing smell of cut grass, OK? Why doesn’t it smell of potatoes or violets? Well, there are really two theories. But the first theory is: it must be the shape. And that’s a perfectly reasonable theory in the sense that almost everything else in biology works by shape. Enzymes that chew things up, antibodies, it’s all, you know, the fit between a protein and whatever it is grabbing, in this case a smell. And I will try and explain to you what’s wrong with this notion.
Dlaczego pachnie jak ścięta trawa? Czemu nie jak ziemniaki albo fiołki? Są dwie teorie. Pierwsza teoria: z powodu kształtu. To dobra teoria w tym sensie, że prawie wszystko w biologii działa według kształtu: żrące enzymy, przeciwciała, białka dopasowują się do chwytanego obiektu, tutaj do zapachu. Spróbuję wytłumaczyć błąd tego podejścia.
And the other theory is that we smell molecular vibrations. Now, this is a totally insane idea. And when I first came across it in the early '90s, I thought my predecessor, Malcolm Dyson and Bob Wright, had really taken leave of their senses, and I’ll explain to you why this was the case. However, I came to realize gradually that they may be right -- and I have to convince all my colleagues that this is so, but I’m working on it.
Druga teoria: czujemy węchem molekularne wibracje. To szalony pomysł. Kiedy usłyszałem o nim w latach '90, uznałem, że Malcolm Dyson i Bob Wright postradali rozum. Zaraz wyjaśnię dlaczego. Doszedłem jednak do wniosku, że mieli rację, i staram się teraz przekonać o tym kolegów.
Here’s how shape works in normal receptors. You have a molecule coming in, it gets into the protein, which is schematic here, and it causes this thing to switch, to turn, to move in some way by binding in certain parts. And the attraction, the forces, between the molecule and the protein cause the motion. This is a shape-based idea.
Oto jak działa kształt w normalnych receptorach. Cząsteczka dostaje się do białka, przedstawionego schematycznie, i zmusza je do obrotu, poruszenia, przez wiązania w niektórych częściach. Przyciąganie między cząsteczką i białkiem powoduje ruch. Oto idea oparta na kształcie.
Now, what’s wrong with shape is summarized in this slide. The way --I expect everybody to memorize these compounds. This is one page of work from a chemist’s workbook, OK? Working for a fragrance company. He’s making 45 molecules, and he’s looking for a sandalwood, something that smells of sandalwood. Because there’s a lot of money in sandalwoods. And of these 45 molecules, only 4629 actually smells of sandalwood. And he puts an exclamation mark, OK? This is an awful lot of work. This actually is roughly, in man-years of work, 200,000 dollars roughly, if you keep them on the low salaries with no benefits. So this is a profoundly inefficient process. And my definition of a theory is, it’s not just something that you teach people; it’s labor saving. A theory is something that enables you to do less work. I love the idea of doing less work. So let me explain to you why -- a very simple fact that tells you why this shape theory really does not work very well.
Problem z kształtem widzimy na tym slajdzie. Macie wykuć te związki na pamięć. To jest strona z notatek chemika. Pracującego dla firmy perfumeryjnej. Tworzy 45 cząsteczek i szuka zapachu drzewa sandałowego, Tworzy 45 cząsteczek i szuka zapachu drzewa sandałowego, bo to przynosi zyski. Na 45, tylko nr 4629 pachnie jak drzewo sandałowe. Stawia wykrzyknik. To strasznie dużo pracy. W przeliczeniu na roboczogodziny to 200 tys. dolarów, przy niskich płacach i bez świadczeń. To wyjątkowo niewydajny proces. Dla mnie celem teorii jest nie tylko edukacja, ale też oszczędność pracy. Teoria ma zredukować pracę. Uwielbiam mniej pracować. Pozwólcie, że wytłumaczę, dlaczego teoria kształtu nie działa za dobrze.
This is cis-3-hexene-1-ol. It smells of cut grass. This is cis-3-hexene-1-thiol, and this smells of rotten eggs, OK? Now, you will have noticed that vodka never smells of rotten eggs. If it does, you put the glass down, you go to a different bar. This is -- in other words, we never get the O-H -- we never mistake it for an S-H, OK? Like, at no concentration, even pure, you know, if you smelt pure ethanol, it doesn’t smell of rotten eggs. Conversely, there is no concentration at which the sulfur compound will smell like vodka. It’s very hard to explain this by molecular recognition. Now, I showed this to a physicist friend of mine who has a profound distaste for biology, and he says, "That’s easy! The things are a different color!" (Laughter)
To jest cis-3 heksanol. Pachnie ściętą trawą. To jest cis-3 heksanotiol i śmierdzi zgniłymi jajami. Wódka nigdy nie śmierdzi zgniłymi jajami. Jeśli śmierdzi, odstawiamy kieliszek i idziemy do innego baru. Innymi słowy, grupy O-H nie da się pomylić z grupą S-H. W żadnym stężeniu, nawet czysty etanol nie śmierdzi zgniłymi jajami. I na odwrót: w żadnym stężeniu siarka nie pachnie wódką. Trudno to wytłumaczyć za pomocą rozpoznawania cząsteczek. Kolega fizyk, żywiący głęboki niesmak do biologii, skomentował: " To proste! Różnią się kolorami!" (Śmiech)
We have to go a little beyond that. Now let me explain why vibrational theory has some sort of interest in it. These molecules, as you saw in the beginning, the building blocks had springs connecting them to each other. In fact, molecules are able to vibrate at a set of frequencies which are very specific for each molecule and for the bonds connecting them.
Chciałbym wyjaśnić, czemu teoria wibracjii jest interesująca. Części cząsteczek, które widzieliście, są połączone sprężynami. Cząsteczki wibrują na różnych częstotliwościach, charakterystycznych dla cząsteczki i jej wiązań.
So this is the sound of the O-H stretch, translated into the audible range. S-H, quite a different frequency. Now, this is kind of interesting, because it tells you that you should be looking for a particular fact, which is this: nothing in the world smells like rotten eggs except S-H, OK?
Oto dźwięk wiązania O-H, przełożony na słyszalny zakres. S-H -- zupełnie inna częstotliwość. To ciekawe, bo mówi nam, że należy szukać następującego faktu: na całym świecie tylko S-H śmierdzi jak zgniłe jaja.
Now, Fact B: nothing in the world has that frequency except S-H. If you look on this, imagine a piano keyboard. The S-H stretch is in the middle of a part of the keyboard that has been, so to speak, damaged, and there are no neighboring notes, nothing is close to it. You have a unique smell, a unique vibration.
Fakt B: tylko S-H ma taką częstotliwość. Wyobraźcie sobie klawiaturę fortepianu. Wiązanie S-H jest po środku klawiatury, którą uszkodzono tak, że nie ma sąsiadujących klawiszy. Niepowtarzalny zapach, niepowtarzalna wibracja.
So I went searching when I started in this game to convince myself that there was any degree of plausibility to this whole crazy story. I went searching for a type of molecule, any molecule, that would have that vibration and that -- the obvious prediction was that it should absolutely smell of sulfur. If it didn’t, the whole idea was toast, and I might as well move on to other things.
Zacząłem badać, czy jest choć gram prawdy w tej szalonej historii. Szukałem cząsteczki, jakiejkolwiek, z taką wibracją, i która - rzecz jasna - bezwarunkowo powinna pachnieć siarką. Jeśli nie, cały pomysł upada i mogę zająć się czym innym.
Now, after searching high and low for several months, I discovered that there was a type of molecule called a Borane which has exactly the same vibration. Now the good news is, Boranes you can get hold of. The bad news is they’re rocket fuels. Most of them explode spontaneously in contact with air, and when you call up the companies, they only give you minimum ten tons, OK? (Laughter) So this was not what they call a laboratory-scale experiment, and they wouldn’t have liked it at my college.
Szukając intensywnie przez kilka miesięcy odkryłem, że rodzaj cząsteczki, zwany boranem, ma identyczną wibrację. Dobra wiadomość - borany łatwo zdobyć. Zła wiadomość - to jest paliwo rakietowe. Większość wybucha samorzutnie w zetknięciu z powietrzem, a firmy sprzedają minimum dziesięć ton. (Śmiech) Trudno to nazwać eksperymentem na skalę laboratoryjną i moja uczelnia by się krzywiła.
However, I managed to get a hold of a Borane eventually, and here is the beast. And it really does have the same -- if you calculate, if you measure the vibrational frequencies, they are the same as S-H.
Udało mi się jednak zdobyć boran, i oto on. Częstotliwości wibracji, w obliczeniach, są identyczne jak S-H.
Now, does it smell of sulfur? Well, if you go back in the literature, there’s a man who knew more about Boranes than anyone alive then or since, Alfred Stock, he synthesized all of them. And in an enormous 40-page paper in German he says, at one point -- my wife is German and she translated it for me -- and at one point he says, "ganz widerlich Geruch," an "absolutely repulsive smell," which is good. Reminiscent of hydrogen sulfide. So this fact that Boranes smell of sulfur had been known since 1910, and utterly forgotten until 1997, 1998.
Czy pachnie siarką? Według literatury, jest ktoś, kto wiedział o boranach najwięcej pod słońcem. Alfred Stock, zsytetyzował je wszystkie. W ogromnej 40-stronicowej publikacji po niemiecku, moja żona jest Niemką i mi przetłumaczyła, w pewnym miejscu mówi "ganz widerlicher Geruch", "obrzydliwy zapach", to dobrze. Przypomina siarkowodór. Czyli fakt, że borany pachną siarką, znany w 1910 r. poszedł w niepamięć aż do '97-'98r.
Now, the slight fly in the ointment is this: that if we smell molecular vibrations, we must have a spectroscope in our nose. Now, this is a spectroscope, OK, on my laboratory bench. And it’s fair to say that if you look up somebody’s nose, you’re unlikely to see anything resembling this. And this is the main objection to the theory.
Mały szkopuł: żeby wywęszyć wibracje cząsteczek, trzeba by mieć w nosie spektroskop. Oto spektroskop, na stole w laboratorium. Przyznam, że w żadnym nosie niczego takiego nie znajdziemy. To główny zarzut wobec tej teorii.
OK, great, we smell vibrations. How? All right? Now when people ask this kind of question, they neglect something, which is that physicists are really clever, unlike biologists. (Laughter) This is a joke. I’m a biologist, OK? So it’s a joke against myself.
Świetnie, umiemy zwęszyć wibracje. Ale jak? Zadając takie pytania zapominamy, że fizycy są dużo sprytniejsi do biologów. (Śmiech) To żart. Sam jestem biologiem, OK? To żart. Sam jestem biologiem, OK?
Bob Jacklovich and John Lamb at Ford Motor Company, in the days when Ford Motor was spending vast amounts of money on fundamental research, discovered a way to build a spectroscope that was intrinsically nano-scale. In other words, no mirrors, no lasers, no prisms, no nonsense, just a tiny device, and he built this device. And this device uses electron tunneling. Now, I could do the dance of electron tunneling, but I’ve done a video instead, which is much more interesting. Here’s how it works.
Bob Jacklovich i John Lamb, z Ford Motor Company, z czasów, gdy Ford mnóstwo wydawał na podstawowe badania, odkryli sposób budowy spektroskopu w skali nano. Żadnych luster, laserów, pryzmatów i bzdur, tylko przyrządzik oparty na efekcie tunelowym. Mógłbym tu odtańczyć efekt tunelowy, ale w zamian pokażę film, o wiele ciekawszy.
Electrons are fuzzy creatures, and they can jump across gaps, but only at equal energy. If the energy differs, they can’t jump. Unlike us, they won’t fall off the cliff. OK. Now. If something absorbs the energy, the electron can travel. So here you have a system, you have something -- and there’s plenty of that stuff in biology -- some substance giving an electron, and the electron tries to jump, and only when a molecule comes along that has the right vibration does the reaction happen, OK? This is the basis for the device that these two guys at Ford built.
Elektrony potrafią przeskakiwać przerwy energetyczne, pod warunkiem, że nie ma różnic energii. Nie spadają w przepaść, tak jak my. Jeśli coś pochłonie energię, elektron może przeskoczyć. Więc mamy system, częsty w biologii: Więc mamy system, częsty w biologii: swobodny elektron próbuje przeskoczyć. Jeśli zjawi się cząsteczka o właściwej wibracji, zajdzie reakcja. Na tym ci dwaj z Forda oparli swoje urządzenie.
And every single part of this mechanism is actually plausible in biology. In other words, I’ve taken off-the-shelf components, and I’ve made a spectroscope. What’s nice about this idea, if you have a philosophical bent of mind, is that then it tells you that the nose, the ear and the eye are all vibrational senses. Of course, it doesn’t matter, because it could also be that they’re not. But it has a certain -- (Laughter) -- it has a certain ring to it which is attractive to people who read too much 19th-century German literature.
Mechanizm całkowicie dopuszczalny w biologii. Z gotowych komponentów zrobiłem spektroskop. Z gotowych komponentów zrobiłem spektroskop. Według tej koncepcji, filozoficznie patrząc, nos, ucho i oko odbierają wibracje. nos, ucho i oko odbierają wibracje. Być może wcale tak nie jest, Być może wcale tak nie jest, (Śmiech) ale brzmi atrakcyjnie dla fanów XIXw. literatury niemieckiej.
And then a magnificent thing happened: I left academia and joined the real world of business, and a company was created around my ideas to make new molecules using my method, along the lines of, let’s put someone else’s money where your mouth is. And one of the first things that happened was we started going around to fragrance companies asking for what they needed, because, of course, if you could calculate smell, you don’t need chemists. You need a computer, a Mac will do it, if you know how to program the thing right, OK? So you can try a thousand molecules, you can try ten thousand molecules in a weekend, and then you only tell the chemists to make the right one. And so that’s a direct path to making new odorants.
dla fanów XIXw. literatury niemieckiej. Rzuciłem środowisko akademickie dla świata biznesu. W oparciu o moje pomysły powstała firma, robiąca nowe cząsteczki moją metodą, zgodnie z ideą: słowo się rzekło, cudza kobyła u płota. Zaraz na początku zaczęliśmy pytać firmy pefumeryjne jak mogłyby to spożytkować, bo oczywiście do obliczania zapachu nie potrzeba chemików. Wystarczy dobrze zaprogramowany Mac. Można przetestować tysiąc, 10 tys. cząsteczek w weekend, i zlecić chemikom, by zrobili tę właściwą. Oto prosta ścieżka do tworzenia nowych substancji zapachowych.
And one of the first things that happened was we went to see some perfumers in France -- and here’s where I do my Charles Fleischer impression -- and one of them says, "You cannot make a coumarin." He says to me, "I bet you cannot make a coumarin."
Oto prosta ścieżka do tworzenia nowych substancji zapachowych. Zaczęliśmy rozmowy z perfumiarzami z Francji, teraz naśladuję Charlesa Fleischera: "Nie zrobicie kumaryny" "Założę się, że nie zrobicie kumaryny".
Now, coumarin is a very common thing, a material, in fragrance which is derived from a bean that comes from South America. And it is the classic synthetic aroma chemical, OK? It’s the molecule that has made men’s fragrances smell the way they do since 1881, to be exact.
Kumaryna to popularny surowiec zapachowy, uzyskiwany z południowoamerykańskiej fasoli. To klasyczny syntetyczny związek aromatyczny. Cząsteczka, która stanowi podstawę męskich zapachów od 1881 r.
And the problem is it’s a carcinogen. So nobody likes particularly to -- you know, aftershave with carcinogens. (Laughter) There are some reckless people, but it’s not worth it, OK?
Sęk w tym, że jest rakotwórcza. Nie ma amatorów rakotwórczej wody kolońskiej. (Śmiech) Zdarzają się śmiałkowie, ale nie warto.
So they asked us to make a new coumarin. And so we started doing calculations. And the first thing you do is you calculate the vibrational spectrum of coumarin, and you smooth it out, so that you have a nice picture of what the sort of chord, so to speak, of coumarin is. And then you start cranking the computer to find other molecules, related or unrelated, that have the same vibrations.
Chcieli nową kumarynę. Zaczęliśmy liczyć. Trzeba obliczyć spektrum wibracyjne kumaryny Trzeba obliczyć spektrum wibracyjne kumaryny i wymodelować ładny obraz akordu kumaryny. Potem komputer szuka innych cząsteczek, pokrewnych lub nie, o tych samych wibracjach.
And we actually, in this case, I’m sorry to say, it happened -- it was serendipitous. Because I got a phone call from our chief chemist and he said, look, I’ve just found this such a beautiful reaction, that even if this compound doesn’t smell of coumarin, I want to do it, it’s just such a nifty, one step -- I mean, chemists have weird minds -- one step, 90 percent yield, you know, and you get this lovely crystalline compound. Let us try it.
W tym przypadku, przyznam z żalem, udało się nam psim swędem. Zadwonił do mnie nasz szef chemików: "Znalazłem cudną reakcję. Nawet jeśli nie pachnie kumaryną, "Znalazłem cudną reakcję. Nawet jeśli nie pachnie kumaryną, to chcę ją zrobić. Prawdziwa perełka." Mówię wam, chemicy to wariaci. "Jeden krok, 90% wydajności i ślicznie wykrystalizowany związek. Spróbujmy".
And I said, first of all, let me do the calculation on that compound, bottom right, which is related to coumarin, but has an extra pentagon inserted into the molecule. Calculate the vibrations, the purple spectrum is that new fellow, the white one is the old one. And the prediction is it should smell of coumarin. They made it ... and it smelled exactly like coumarin. And this is our new baby, called tonkene. You see, when you’re a scientist, you’re always selling ideas. And people are very resistant to ideas, and rightly so. Why should new ideas be accepted? But when you put a little 10-gram vial on the table in front of perfumers and it smells like coumarin, and it isn’t coumarin, and you’ve found it in three weeks, this focuses everybody’s mind wonderfully. (Laughter) (Applause)
Oto ten związek, na dole po prawej. Krewny kumaryny, z dodatkowym pięciobokiem. Oto wibracje: fioletowa linia to nowy związek, a biała stary. Powinien pachnieć kumaryną. a biała stary. Powinien pachnieć kumaryną. Zrobili go... i pachniał kubek w kubek jak kumaryna. Oto nasze dziecko, nazywa się Tonkene®. Naukowcy próbują sprzedawać pomysły. Ludzie stawiają opór, i nie bez racji. Czemu akceptować nowe pomysły? Ale postaw przed perfumiarzami 10g fiolkę: pachnie jak kumaryna, ale nią nie jest, i odkryłeś ją w trzy tygodnie, masz ich uwagę na bank. (Śmiech) (Oklaski)
And people often ask me, is your theory accepted? And I said, well, by whom? I mean most, you know -- there’s three attitudes: You’re right, and I don’t know why, which is the most rational one at this point. You’re right, and I don’t care how you do it, in a sense; you bring me the molecules, you know. And: You’re completely wrong, and I’m sure you’re completely wrong.
Często słyszę: czy ta teoria się przyjęła? Odpowiadam: zależy u kogo. Są trzy postawy: "Masz rację, nie wiem czemu", najbardziej racjonalna na tym etapie. "Masz rację, gwiżdżę na resztę" czyli: dawaj cząsteczki. "Masz rację, gwiżdżę na resztę" czyli: dawaj cząsteczki. oraz: "Mylisz się na 100%".
OK? Now, we’re dealing with people who only want results, and this is the commercial world. And they tell us that even if we do it by astrology, they’re happy. But we’re not actually doing it by astrology. But for the last three years, I’ve had what I consider to be the best job in the entire universe, which is to put my hobby -- which is, you know, fragrance and all the magnificent things -- plus a little bit of biophysics, a small amount of self-taught chemistry at the service of something that actually works.
Naszych klientów obchodzą tylko wyniki, to biznes. Choćbyśmy używali astrologii, i tak będą zadowoleni. Ale nie używamy astrologii. Przez ostatnie trzy lata miałem najlepszą pracę pod słońcem, czyli hobby: zapachy i inne wspaniałości, plus trochę biofizyki i samodzielnie poznanej chemii, w służbie czegoś, co działa.
Thank you very much. (Applause)
Dziękuję bardzo. (Oklaski)