TEDxUIdaho
Jakob Magolan: A crash course in organic chemistry
Джейкоб Маголан: Экспресс-курс органической химии
Filmed:
Readability: 4.1
1,721,204 views
Джейкоб Маголан выступает с целью изменить ваше восприятие органической химии. В понятной презентации, полной необычной графики, он даёт нам основы этой науки и ломает стереотип о том, что органическая химия — нечто, вселяющее страх.
Jakob Magolan - Organic chemist
Professor Jakob Magolan is a synthetic chemist who assembles new molecules to discover new medicines. Full bio
Professor Jakob Magolan is a synthetic chemist who assembles new molecules to discover new medicines. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
I'd like you to ask yourself,
0
623
1432
Я хочу, чтобы вы спросили себя,
00:14
what do you feel when you hear
the words "organic chemistry?"
the words "organic chemistry?"
1
2973
3789
что вы чувствуете, когда слышите слова
«органическая химия»?
«органическая химия»?
00:18
What comes to mind?
2
6786
1166
Что приходит на ум?
00:20
There is a course offered
at nearly every university,
at nearly every university,
3
8763
3643
Почти в каждом университете есть курс
00:24
and it's called Organic Chemistry,
4
12430
1889
под названием органическая химия,
00:26
and it is a grueling, heavy
introduction to the subject,
introduction to the subject,
5
14343
2769
и это тяжёлое, изнурительное
введение в предмет,
введение в предмет,
00:30
a flood of content
that overwhelms students,
that overwhelms students,
6
18252
2974
это поток информации, который накрывает
студентов с головой,
студентов с головой,
00:33
and you have to ace it if you want
to become a doctor or a dentist
to become a doctor or a dentist
7
21250
4190
и его нужно знать на отлично,
чтобы стать врачом, дантистом
чтобы стать врачом, дантистом
00:37
or a veterinarian.
8
25464
1362
или ветеринаром.
00:38
And that is why so many students
perceive this science like this ...
perceive this science like this ...
9
26850
3936
Поэтому многие студенты смотрят
на этот предмет вот так:
на этот предмет вот так:
00:44
as an obstacle in their path,
10
32127
1970
как на препятствие на своём пути.
00:46
and they fear it and they hate it
11
34121
2164
Его боятся и ненавидят,
00:48
and they call it a weed-out course.
12
36309
2143
и называют курсом для отсеивания.
00:50
What a cruel thing for a subject
to do to young people,
to do to young people,
13
38476
2825
Насколько это жестоко для предмета —
00:53
weed them out.
14
41325
1189
отсеивать студентов.
00:55
And this perception spread
beyond college campuses long ago.
beyond college campuses long ago.
15
43538
3780
И это понимание предмета уже давно
бытует далеко за пределами колледжей.
бытует далеко за пределами колледжей.
00:59
There is a universal anxiety
about these two words.
about these two words.
16
47342
3672
Эти два слова вызывают тревогу у всех.
01:04
I happen to love this science,
17
52963
2426
Но так случилось, что я люблю эту науку,
01:07
and I think this position
in which we have placed it
in which we have placed it
18
55413
2500
и мне кажется несправедливым то,
что мы ей отвели
что мы ей отвели
01:09
is inexcusable.
19
57937
1741
именно это место.
01:11
It's not good for science,
and it's not good for society,
and it's not good for society,
20
59702
3861
Это не хорошо для науки
и не хорошо для общества,
и не хорошо для общества,
01:15
and I don't think it has to be this way.
21
63587
2567
и я считаю, что так быть не должно.
01:18
And I don't mean that this class
should be easier. It shouldn't.
should be easier. It shouldn't.
22
66178
4682
Я вовсе не говорю, что этот предмет
должен быть проще. Не должен.
должен быть проще. Не должен.
01:23
But your perception of these two words
23
71819
3817
Но ваше восприятие этих двух слов
01:28
should not be defined
by the experiences of premed students
by the experiences of premed students
24
76884
4389
не должно определяться опытом слушателей
подготовительных медицинских курсов,
подготовительных медицинских курсов,
01:33
who frankly are going through
a very anxious time of their lives.
a very anxious time of their lives.
25
81297
3160
которые, по правде говоря,
переживают непростое время.
переживают непростое время.
01:37
So I'm here today because I believe
26
85720
2455
Так что я стою сегодня здесь,
потому что верю
потому что верю
01:40
that a basic knowledge
of organic chemistry is valuable,
of organic chemistry is valuable,
27
88199
2633
в ценность базовых знаний
по органической химии,
по органической химии,
01:42
and I think that it can be made
accessible to everybody,
accessible to everybody,
28
90856
4612
и я думаю, что эти знания
можно сделать общедоступными,
можно сделать общедоступными,
01:47
and I'd like to prove that to you today.
29
95492
2413
что я и попробую вам сегодня доказать.
01:49
Would you let me try?
30
97929
1381
Вы мне позволите попытаться?
01:51
Audience: Yeah!
31
99334
1528
Зал: Да!
01:52
Jakob Magolan: All right, let's go for it.
32
100886
3063
Джейкоб Маголан: Хорошо, тогда поехали!
01:55
(Laughter)
33
103973
1254
(Смех)
01:57
Here I have one of these
overpriced EpiPens.
overpriced EpiPens.
34
105251
2793
У меня в руке один из этих
дорогущих шприцов EpiPen.
дорогущих шприцов EpiPen.
02:00
Inside it is a drug called epinephrine.
35
108540
2281
Внутри него — препарат эпинефрин.
02:03
Epinephrine can restart
the beat of my heart,
the beat of my heart,
36
111250
3134
Эпинефрин может возобновить
моё сердцебиение или остановить
моё сердцебиение или остановить
02:06
or it could stop a life-threatening
allergic reaction.
allergic reaction.
37
114408
2565
опасную для жизни аллергическую реакцию.
02:08
An injection of this
right here will do it.
right here will do it.
38
116997
3364
Достаточно одного укола вот сюда.
02:13
It would be like turning
the ignition switch
the ignition switch
39
121076
2095
Это как переключение механизма зажигания
02:15
in my body's fight-or-flight machinery.
40
123195
2030
«бей или беги» в моём организме.
02:17
My heart rate, my blood pressure would
go up so blood could rush to my muscles.
go up so blood could rush to my muscles.
41
125249
3817
Мои пульс и давление резко увеличатся,
поэтому кровь устремится к мышцам.
поэтому кровь устремится к мышцам.
02:21
My pupils would dilate.
I would feel a wave of strength.
I would feel a wave of strength.
42
129090
2936
Мои зрачки расширятся.
Я почувствую прилив сил.
Я почувствую прилив сил.
02:24
Epinephrine has been the difference
between life and death for many people.
between life and death for many people.
43
132050
5150
Для многих, эпинефрин —
это грань между жизнью и смертью.
это грань между жизнью и смертью.
02:29
This is like a little miracle
that you can hold in your fingers.
that you can hold in your fingers.
44
137224
3195
Это как маленькое чудо в ваших руках.
02:33
Here is the chemical structure
of epinephrine.
of epinephrine.
45
141459
3302
Это химическая структура эпинефрина.
02:37
This is what organic chemistry looks like.
46
145753
2207
Вот так выглядит органическая химия:
02:39
It looks like lines and letters ...
47
147984
2261
как чёрточки и буквы...
02:43
No meaning to most people.
48
151362
1597
Бессмысленно для многих людей.
02:45
I'd like to show you what I see
when I look at that picture.
when I look at that picture.
49
153740
2850
Я хотел бы показать вам то,
что вижу я, когда на это смотрю.
что вижу я, когда на это смотрю.
02:49
I see a physical object
50
157645
1839
Я вижу физический объект,
02:53
that has depth and rotating parts,
51
161071
2350
у которого есть глубина
и вращающиеся части,
и вращающиеся части,
02:55
and it's moving.
52
163445
1229
и он движется.
02:58
We call this a compound or a molecule,
53
166864
2104
Это называется соединение или молекула,
03:00
and it is 26 atoms that are stitched
together by atomic bonds.
together by atomic bonds.
54
168992
5746
и оно состоит из 26 атомов,
«сшитых» вместе атомными связями.
«сшитых» вместе атомными связями.
03:07
The unique arrangement of these atoms
gives epinephrine its identity,
gives epinephrine its identity,
55
175443
4468
Уникальное расположение этих атомов
даёт эпинефрину его индивидуальность.
даёт эпинефрину его индивидуальность.
03:11
but nobody has ever
actually seen one of these,
actually seen one of these,
56
179935
2311
Но никто никогда не видел эти соединения,
03:14
because they're very small,
57
182270
1454
потому что они очень малы.
03:15
so we're going to call this
an artistic impression,
an artistic impression,
58
183748
3148
Поэтому назовём всё это
художественным представлением,
художественным представлением,
03:18
and I want to explain to you
how small this is.
how small this is.
59
186920
2230
и сейчас я объясню вам,
насколько оно мало.
насколько оно мало.
03:22
In here, I have less than
half a milligram of it dissolved in water.
half a milligram of it dissolved in water.
60
190618
4144
Здесь менее половины миллиграмма
вещества, растворённого в воде.
вещества, растворённого в воде.
03:26
It's the mass of a grain of sand.
61
194786
1573
Это масса одной песчинки.
03:28
The number of epinephrine
molecules in here is one quintillion.
molecules in here is one quintillion.
62
196383
3936
Количество молекул эпинефрина здесь —
один квинтиллион.
один квинтиллион.
03:33
That's 18 zeroes.
63
201528
1459
Это 18 нулей.
03:35
That number is hard to visualize.
64
203011
1572
Такое число сложно представить.
03:37
Seven billion of us on this planet?
65
205336
2685
Семь миллиардов людей на планете?
03:40
Maybe 400 billion stars in our galaxy?
66
208877
4755
Около 400 миллиардов звёзд
в нашей галактике?
в нашей галактике?
03:45
You're not even close.
67
213656
1151
Ничего подобного.
03:46
If you wanted to get
into the right ballpark,
into the right ballpark,
68
214831
2097
Если бы вы хотели узнать,
насколько их много,
насколько их много,
03:48
you'd have to imagine every grain of sand
69
216952
2717
представьте себе каждую песчинку
03:51
on every beach,
under all the oceans and lakes,
under all the oceans and lakes,
70
219693
3596
на каждом пляже,
а также на дне всех океанов и озёр
а также на дне всех океанов и озёр
03:55
and then shrink them all
so they fit in here.
so they fit in here.
71
223313
2722
и сожмите их так, чтобы поместить сюда.
03:59
Epinephrine is so small
we will never see it,
we will never see it,
72
227821
2850
Эпинефрин настолько мал,
что мы никогда его не увидим,
что мы никогда его не увидим,
04:02
not through any microscope ever,
73
230695
2356
даже в микроскоп.
04:05
but we know what it looks like,
74
233995
1549
Но мы знаем, как он выглядит,
04:07
because it shows itself
through some sophisticated machines
through some sophisticated machines
75
235568
3809
потому что он обнаруживает себя,
когда мы используем сложнейшие устройства
когда мы используем сложнейшие устройства
04:11
with fancy names
76
239401
2132
с причудливыми названиями, как, например,
04:13
like "nuclear magnetic
resonance spectrometers."
resonance spectrometers."
77
241557
2405
«спектрометр ядерного
магнитного резонанса».
магнитного резонанса».
04:17
So visible or not, we know
this molecule very well.
this molecule very well.
78
245398
3271
Так что, видимая или нет, эта молекула
нам хорошо известна.
нам хорошо известна.
04:20
We know it is made
of four different types of atoms,
of four different types of atoms,
79
248693
2443
Мы знаем, что в ней есть
четыре разных вида атомов:
четыре разных вида атомов:
04:23
hydrogen, carbon, oxygen and nitrogen.
80
251160
1913
водород, углерод, кислород и азот.
04:25
These are the colors
we typically use for them.
we typically use for them.
81
253097
2767
Это цвета, которые мы для них используем.
04:27
Everything in our universe
is made of little spheres
is made of little spheres
82
255888
2627
Всё в нашей Вселенной
состоит из крошечных сфер,
состоит из крошечных сфер,
04:30
that we call atoms.
83
258539
1176
так называемых атомов.
04:31
There's about a hundred
of these basic ingredients,
of these basic ingredients,
84
259739
2402
Существует около сотни
основных компонентов,
основных компонентов,
04:34
and they're all made
from three smaller particles:
from three smaller particles:
85
262165
2359
и все они состоят из трёх видов
ещё меньших частиц:
ещё меньших частиц:
04:36
protons, neutrons, electrons.
86
264548
1636
протонов, нейтронов, электронов.
04:38
We arrange these atoms
into this familiar table.
into this familiar table.
87
266208
2912
Мы упорядочиваем атомы
в знакомую нам таблицу.
в знакомую нам таблицу.
04:42
We give them each a name and a number.
88
270755
2223
Мы даём им всем имя и число.
04:45
But life as we know it
doesn't need all of these,
doesn't need all of these,
89
273002
2326
Но в нашей с вами жизни они нужны не все,
04:47
just a smaller subset, just these.
90
275352
2515
а только маленькое подмножество, вот это.
04:50
And there are four atoms in particular
that stand apart from the rest
that stand apart from the rest
91
278671
3303
Есть четыре особых атома,
стоящих особняком, —
стоящих особняком, —
04:53
as the main building blocks of life,
92
281998
2033
это четыре составных элемента жизни,
04:56
and they are the same ones
that are found in epinephrine:
that are found in epinephrine:
93
284055
3366
те же самые, какие мы нашли в эпинефрине:
04:59
hydrogen, carbon, nitrogen and oxygen.
94
287445
3038
водород, углерод, азот и кислород.
05:04
Now what I tell you next
is the most important part.
is the most important part.
95
292512
2915
То, что я скажу вам дальше, —
самое важное.
самое важное.
05:08
When these atoms
connect to form molecules,
connect to form molecules,
96
296443
2856
Когда эти атомы соединяются,
чтобы образовать молекулы,
чтобы образовать молекулы,
05:11
they follow a set of rules.
97
299323
1729
они следуют определённым правилам.
05:13
Hydrogen makes one bond,
98
301076
2262
Водород создаёт одну связь,
05:15
oxygen always makes two,
99
303362
1746
у кислорода есть две связи,
05:17
nitrogen makes three
100
305132
1432
у азота — три,
05:18
and carbon makes four.
101
306588
1524
и у углерода — четыре.
05:20
That's it.
102
308857
1421
И всё.
05:22
HONC -- one, two, three, four.
103
310302
1685
HONC — один, два, три, четыре.
05:25
If you can count to four,
and you can misspell the word "honk,"
and you can misspell the word "honk,"
104
313962
3716
Если вы можете сосчитать до четырёх
и простить опечатку в слове «honk» —
и простить опечатку в слове «honk» —
05:29
you're going to remember this
for the rest of your lives.
for the rest of your lives.
105
317702
2668
вы запомните это на всю жизнь.
05:32
(Laughter)
106
320394
1652
(Смех)
05:34
Now here I have four bowls
with these ingredients.
with these ingredients.
107
322070
2423
Здесь у меня четыре чаши
с этими ингредиентами.
с этими ингредиентами.
05:36
We can use these to build molecules.
108
324517
2764
Можно их использовать,
чтобы построить молекулы.
чтобы построить молекулы.
05:40
Let's start with epinephrine.
109
328828
1579
Начнём с эпинефрина.
05:43
Now, these bonds between atoms,
they're made of electrons.
they're made of electrons.
110
331464
4181
Эти связи между атомами
состоят из электронов,
состоят из электронов,
05:48
Atoms use electrons like arms
to reach out and hold their neighbors.
to reach out and hold their neighbors.
111
336454
3293
которые, как руки, помогают атомам
добраться до соседей и удержать их.
добраться до соседей и удержать их.
05:51
Two electrons in each bond,
like a handshake,
like a handshake,
112
339771
2122
Каждая пара электронов — как рукопожатие,
05:53
and like a handshake,
they are not permanent.
they are not permanent.
113
341917
2097
и как рукопожатие, она непостоянна.
05:56
They can let go of one atom
and grab another.
and grab another.
114
344038
2143
Они могут отпустить один атом
и взять другой.
и взять другой.
05:58
That's what we call a chemical reaction,
115
346205
1906
Это мы и называем химической реакцией:
06:00
when atoms exchange partners
and make new molecules.
and make new molecules.
116
348135
2861
когда атомы обмениваются партнёрами
и создают новые молекулы.
и создают новые молекулы.
06:03
The backbone of epinephrine
is made mostly of carbon atoms,
is made mostly of carbon atoms,
117
351020
3585
Основу эпинефрина в основном
образуют атомы углерода,
образуют атомы углерода,
06:06
and that's common.
118
354629
1158
и это частое явление.
06:07
Carbon is life's favorite
structural building material,
structural building material,
119
355811
2683
В создании структур для всего живого
06:10
because it makes
a good number of handshakes
a good number of handshakes
120
358518
3173
углерод — любимый материал,
потому что он делает много рукопожатий
потому что он делает много рукопожатий
06:13
with just the right grip strength.
121
361715
2008
и у него подходящая сила захвата.
06:15
That's why we define organic chemistry
as the study of carbon molecules.
as the study of carbon molecules.
122
363747
3721
Поэтому мы и определяем органическую химию
как изучение молекул углерода.
как изучение молекул углерода.
06:20
Now, if we build the smallest molecules
we can think of that follow our rules,
we can think of that follow our rules,
123
368559
4963
Теперь, когда мы строим наименьшие
вообразимые молекулы по нашим правилам,
вообразимые молекулы по нашим правилам,
06:25
they highlight our rules,
and they have familiar names:
and they have familiar names:
124
373546
2572
они подтверждают наши правила,
и у них знакомые имена:
и у них знакомые имена:
06:28
water, ammonia and methane,
H20 and NH3 and CH4.
H20 and NH3 and CH4.
125
376142
3785
вода, аммиак и метан: H2O, NH3, и CH4.
06:33
The words "hydrogen,"
"oxygen" and "nitrogen" --
"oxygen" and "nitrogen" --
126
381739
2461
Слова «водород», «кислород» и «углерод» —
06:36
we use the same words
127
384224
2268
мы берём те же слова
для этих трёх молекул
для этих трёх молекул
06:38
to name these three molecules
that have two atoms each.
that have two atoms each.
128
386516
2651
с двумя атомами у каждой из них,
чтобы их назвать.
чтобы их назвать.
06:41
They still follow the rules,
129
389191
1341
Они тоже следуют правилам,
06:42
because they have one, two
and three bonds between them.
and three bonds between them.
130
390556
2668
потому что между ними одна,
две и три связи.
две и три связи.
06:45
That's why oxygen gets called O2.
131
393248
1725
Поэтому кислород называется O2.
06:48
I can show you combustion.
132
396449
1945
Я покажу вам реакцию горения.
06:51
Here's carbon dioxide, CO2.
133
399323
2421
Тут у нас диоксид углерода, СO2.
06:53
Above it, let's place water and oxygen,
and beside it, some flammable fuels.
and beside it, some flammable fuels.
134
401768
4904
Над ним поместим воду и кислород,
и рядом с ним — горючее топливо.
и рядом с ним — горючее топливо.
06:58
These fuels are made
of just hydrogen and carbon.
of just hydrogen and carbon.
135
406696
2302
Это топливо сделано лишь
из водорода и углерода.
из водорода и углерода.
07:01
That's why we call them hydrocarbons.
We're very creative.
We're very creative.
136
409022
2716
Поэтому мы называем его углеводород.
Очень оригинально.
Очень оригинально.
07:03
(Laughter)
137
411762
1456
(Смех)
07:05
So when these crash
into molecules of oxygen,
into molecules of oxygen,
138
413242
2143
Когда они сталкиваются
с молекулами кислорода,
с молекулами кислорода,
07:07
as they do in your engine
or in your barbecues,
or in your barbecues,
139
415409
3714
что, к примеру, происходит у вас
в двигателе или в барбекю,
в двигателе или в барбекю,
07:12
they release energy and they reassemble,
140
420091
1993
они высвобождают энергию, перестраиваясь.
07:14
and every carbon atom
ends up at the center of a CO2 molecule,
ends up at the center of a CO2 molecule,
141
422108
2992
И каждый атом углерода становится
в центре молекулы СО2,
в центре молекулы СО2,
07:17
holding on to two oxygens,
142
425124
1242
удерживая два кислорода.
07:18
and all the hydrogens end up
as parts of waters,
as parts of waters,
143
426390
2449
И как итог, молекулы водорода
входят в состав воды,
входят в состав воды,
07:20
and everybody follows the rules.
144
428863
1992
и все действуют по правилам.
07:22
They are not optional,
145
430879
1318
Эти правила обязательны,
07:24
and they're not optional
for bigger molecules either,
for bigger molecules either,
146
432221
2478
и они так же обязательны
и для бóльших молекул,
и для бóльших молекул,
07:26
like these three.
147
434723
1418
таких, как эти три.
07:29
This is our favorite vitamin
148
437347
2175
Это наш любимый витамин,
07:31
sitting next to our favorite drug,
149
439546
1650
рядом к нашим любимым наркотиком.
07:33
(Laughter)
150
441220
1246
(Смех)
07:34
and morphine is one of the most
important stories in medical history.
important stories in medical history.
151
442490
3739
Морфин — одно из важнейших событий
в истории медицины.
в истории медицины.
07:38
It marks medicine's first
real triumph over physical pain,
real triumph over physical pain,
152
446253
2912
Он знаменует первый медицинский триумф
над физической болью,
над физической болью,
07:41
and every molecule has a story,
153
449189
2004
и у каждой молекулы есть история,
07:43
and they are all published.
154
451217
1584
и все они опубликованы.
07:44
They're written by scientists,
and they're read by other scientists,
and they're read by other scientists,
155
452825
3466
Они написаны учёными,
и читают их другие учёные,
и читают их другие учёные,
07:48
so we have handy representations
to do this quickly on paper,
to do this quickly on paper,
156
456315
3075
и у нас есть удобные символы,
чтобы делать это быстро на бумаге,
чтобы делать это быстро на бумаге,
07:51
and I need to teach you how to do that.
157
459414
1859
и я должен вас этому научить.
07:53
So we lay epinephrine flat on a page,
158
461297
2775
Изобразим эпинефрин на плоскости бумаги,
07:56
and then we replace all the spheres
with simple letters,
with simple letters,
159
464096
2680
затем заменим все сферы простыми буквами,
07:58
and then the bonds
that lie in the plane of the page,
that lie in the plane of the page,
160
466800
2495
и тогда связи, лежащие в плоскости,
08:01
they just become regular lines,
161
469319
1809
становятся обычными линиями,
08:03
and the bonds that point
forwards and backwards,
forwards and backwards,
162
471152
2253
а связи, указывающие вперёд и назад,
08:05
they become little triangles,
163
473429
1398
становятся треугольничками:
08:06
either solid or dashed to indicate depth.
164
474851
2139
сплошными или штриховыми
для обозначения глубины.
для обозначения глубины.
08:09
We don't actually draw these carbons.
165
477330
2231
Мы на самом деле не рисуем
эти атомы углерода,
эти атомы углерода,
08:11
We save time by just hiding them.
166
479585
2811
мы экономим время и просто их прячем.
08:14
They're represented
by corners between the bonds,
by corners between the bonds,
167
482897
3136
Они обозначены углами между связями.
08:18
and we also hide every hydrogen
that's bonded to a carbon.
that's bonded to a carbon.
168
486057
3633
Мы также прячем каждый атом водорода,
связанный с углеродом.
связанный с углеродом.
08:22
We know they're there
169
490583
1158
Мы знаем, что они там
08:23
whenever a carbon is showing us
any fewer than four bonds.
any fewer than four bonds.
170
491765
2898
каждый раз, когда углерод показывает нам
менее четырёх связей.
менее четырёх связей.
08:27
The last thing that's done
is the bonds between OH and NH.
is the bonds between OH and NH.
171
495853
2936
Последнее, что мы сделали,
это связи между ОH и NH.
это связи между ОH и NH.
08:31
We just get rid of those
to make it cleaner,
to make it cleaner,
172
499432
2088
От них мы избавились для чистоты картинки.
08:33
and that's all there is to it.
173
501544
1477
И на этом всё.
08:35
This is the professional way
to draw molecules.
to draw molecules.
174
503045
2580
Это профессиональный способ
изображения молекул.
изображения молекул.
08:37
This is what you see on Wikipedia pages.
175
505649
2411
Как раз то, что вы видите
на страницах Википедии.
на страницах Википедии.
08:42
It takes a little bit of practice,
but I think everyone here could do it,
but I think everyone here could do it,
176
510793
3762
Для этого нужно немного практики,
но я думаю, любой в зале бы справился.
но я думаю, любой в зале бы справился.
08:46
but for today, this is epinephrine.
177
514579
2726
Но на сегодня эпинефрин выглядит так.
08:49
This is also called adrenaline.
They're one and the same.
They're one and the same.
178
517886
2928
Он также известен как адреналин.
Это то же самое.
Это то же самое.
08:52
It's made by your adrenal glands.
179
520838
1612
Его производят ваши надпочечники.
08:54
You have this molecule swimming
through your body right now.
through your body right now.
180
522474
2952
У вас в теле сейчас плавает
эта самая молекула.
эта самая молекула.
08:57
It's a natural molecule.
181
525450
1690
Это естественная молекула.
08:59
This EpiPen would just give you
a quick quintillion more of them.
a quick quintillion more of them.
182
527164
4244
Этот EpiPen просто мгновенно дал бы вам
на квинтиллион больше таких молекул.
на квинтиллион больше таких молекул.
09:03
(Laughter)
183
531432
1650
(Смех)
09:05
We can extract epinephrine
184
533106
3191
Мы можем получить эпинефрин
09:08
from the adrenal glands
of sheep or cattle,
of sheep or cattle,
185
536321
3420
из надпочечников овец или другого скота,
09:11
but that's not
where this stuff comes from.
where this stuff comes from.
186
539765
2334
но мы взяли это вещество не оттуда.
09:14
We make this epinephrine in a factory
187
542123
2868
Мы производим этот эпинефрин на фабрике,
09:17
by stitching together smaller molecules
that come mostly from petroleum.
that come mostly from petroleum.
188
545015
5239
путём склеивания меньших молекул,
которые чаще всего мы берём из нефти.
которые чаще всего мы берём из нефти.
09:23
And this is 100 percent synthetic.
189
551322
1709
Это стопроцентная синтетика.
09:25
And that word, "synthetic,"
makes some of us uncomfortable.
makes some of us uncomfortable.
190
553862
3253
Слово «синтетический»
беспокоит некоторых из нас.
беспокоит некоторых из нас.
09:29
It's not like the word "natural,"
which makes us feel safe.
which makes us feel safe.
191
557964
3295
Это не слово «натуральный»,
означающee для нас «безопасный».
означающee для нас «безопасный».
09:33
But these two molecules,
they cannot be distinguished.
they cannot be distinguished.
192
561283
3642
Хотя эти две молекулы
ничего особенного из себя не представляют.
ничего особенного из себя не представляют.
09:38
We're not talking about two cars
that are coming off an assembly line here.
that are coming off an assembly line here.
193
566263
3896
Мы говорим не о двух автомобилях,
сходящих со сборочного конвейера.
сходящих со сборочного конвейера.
09:42
A car can have a scratch on it,
194
570183
2041
Автомобиль можно поцарапать,
09:44
and you can't scratch an atom.
195
572248
1855
но атом не поцарапаешь.
09:46
These two are identical in a surreal,
almost mathematical sense.
almost mathematical sense.
196
574127
4548
Они идентичны в каком-то нереальном,
почти математическом смысле.
почти математическом смысле.
09:50
At this atomic scale,
math practically touches reality.
math practically touches reality.
197
578699
3101
На уровне атомов математика
почти соприкасается с реальностью.
почти соприкасается с реальностью.
09:54
And a molecule of epinephrine ...
198
582128
1619
Также, молекула эпинефрина
09:56
it has no memory of its origin.
199
584779
1699
не помнит о своём происхождении.
09:58
It just is what it is,
200
586502
1405
Это просто молекула,
09:59
and once you have it,
201
587931
1151
и когда она у вас есть,
10:01
the words "natural" and "synthetic,"
they don't matter,
they don't matter,
202
589106
4411
слова «природный» или «синтетический»
не имеют значения,
не имеют значения,
10:06
and nature synthesizes
this molecule just like we do,
this molecule just like we do,
203
594284
3212
ведь природа синтезирует эту молекулу
точно так же, как и мы,
точно так же, как и мы,
10:09
except nature is much better
at this than we are.
at this than we are.
204
597520
2287
разве что природа намного способнее нас.
10:11
Before there was life on earth,
205
599831
2378
До зарождения жизни на Земле
10:14
all the molecules were small, simple:
206
602233
3007
все молекулы были маленькие и простые:
10:17
carbon dioxide, water, nitrogen,
207
605264
1651
диоксид углерода, вода, азот —
10:20
just simple things.
208
608018
1150
только простые вещи.
10:21
The emergence of life changed that.
209
609192
1948
Появление жизни это изменило.
Жизнь создала биосинтетические фабрики,
работающие на солнечном свете,
работающие на солнечном свете,
10:23
Life brought biosynthetic factories
that are powered by sunlight,
that are powered by sunlight,
210
611164
3236
10:26
and inside these factories,
small molecules crash into each other
small molecules crash into each other
211
614424
3515
и внутри этих фабрик маленькие
молекулы сталкиваются
молекулы сталкиваются
10:29
and become large ones:
carbohydrates, proteins, nucleic acids,
carbohydrates, proteins, nucleic acids,
212
617963
3308
и становятся большими: углеводами,
протеинами, нуклеиновыми кислотами
протеинами, нуклеиновыми кислотами
10:33
multitudes of spectacular creations.
213
621295
2453
и множеством удивительных творений.
10:37
Nature is the original organic chemist,
214
625613
2325
Природа — подлинный органический химик,
10:40
and her construction also fills our sky
with the oxygen gas we breathe,
with the oxygen gas we breathe,
215
628932
3423
и её творения наполняют наше небо
кислородом, которым мы дышим,
кислородом, которым мы дышим,
10:44
this high-energy oxygen.
216
632379
1468
высокоактивным кислородом.
10:47
All of these molecules are infused
with the energy of the sun.
with the energy of the sun.
217
635597
3261
Все эти молекулы наполнены
солнечной энергией.
солнечной энергией.
10:50
They store it like batteries.
218
638882
1468
Они хранят её, как батарейки.
10:52
So nature is made of chemicals.
219
640810
2842
Так что природа состоит
из химических веществ.
из химических веществ.
10:56
Maybe you guys can help me
to reclaim this word, "chemical,"
to reclaim this word, "chemical,"
220
644251
2937
Возможно, вы поможете мне
вернуть слово «химический»,
вернуть слово «химический»,
10:59
because it has been stolen from us.
221
647212
2499
потому что его у нас украли.
11:01
It doesn't mean toxic,
and it doesn't mean harmful,
and it doesn't mean harmful,
222
649735
2699
Оно не означает токсичный,
и оно не означает вредный,
и оно не означает вредный,
11:04
and it doesn't mean man-made or unnatural.
223
652458
2635
и оно не значит сделанный человеком
или ненатуральный.
или ненатуральный.
11:07
It just means "stuff," OK?
224
655117
3253
Оно просто значит «вещество», понимаете?
11:10
(Laughter)
225
658394
1521
(Смех)
11:11
You can't have
chemical-free lump charcoal.
chemical-free lump charcoal.
226
659939
4036
Не существует угля,
не содержащего химических веществ.
не содержащего химических веществ.
11:15
That is ridiculous.
227
663999
1210
Это смешно.
11:17
(Laughter)
228
665233
1001
(Смех)
11:18
And I'd like to do one more word.
229
666258
1833
И я хочу объяснить ещё одно слово.
11:20
The word "natural" doesn't mean "safe,"
230
668932
2675
«Натуральный» не значит «безопасный»,
11:23
and you all know that.
231
671631
2508
и вы все это знаете.
11:26
Plenty of nature's
chemicals are quite toxic,
chemicals are quite toxic,
232
674163
4483
Многие из натуральных химических веществ
достаточно токсичные,
достаточно токсичные,
11:30
and others are delicious,
233
678670
2603
а другие — очень вкусные,
11:33
and some are both ...
234
681297
1922
а третьи — всё сразу...
11:35
(Laughter)
235
683243
1371
(Смех)
11:36
toxic and delicious.
236
684638
1690
токсичные и вкусные.
Единственный способ узнать,
является ли вещество вредным, —
является ли вещество вредным, —
11:38
The only way to tell
whether something is harmful
whether something is harmful
237
686813
2778
11:41
is to test it,
238
689615
1872
это проверить его,
11:43
and I don't mean you guys.
239
691511
2158
но я не имею в виду вас.
11:45
Professional toxicologists:
we have these people.
we have these people.
240
693693
2809
Для этого у нас есть
профессиональные токсикологи.
профессиональные токсикологи.
11:48
They're well-trained,
241
696526
1514
Они хорошо подготовлены,
11:50
and you should trust them like I do.
242
698064
2002
и вы можете доверять им,
как это делаю я.
как это делаю я.
11:52
So nature's molecules are everywhere,
243
700893
1770
Так что молекулы природы повсюду,
11:54
including the ones that have decomposed
244
702687
1873
включая те, что уже разложились
11:56
into these black mixtures
that we call petroleum.
that we call petroleum.
245
704584
2310
в эти чёрные смеси,
которые мы зовём нефть.
которые мы зовём нефть.
11:58
We refine these molecules.
246
706918
2230
Мы фильтруем эти молекулы.
12:01
There's nothing unnatural about them.
247
709695
1819
В них нет ничего ненатурального.
12:03
We purify them.
248
711538
1150
Мы очищаем их.
12:06
Now, our dependence on them for energy --
249
714228
2968
Сейчас наша энергия зависит от них,
12:09
that means that every one of those carbons
gets converted into a molecule of CO2.
gets converted into a molecule of CO2.
250
717220
4009
и это означает, что каждый углерод
превращается в молекулу CO2.
превращается в молекулу CO2.
12:13
That's a greenhouse gas
that is messing up our climate.
that is messing up our climate.
251
721253
2944
Это парниковый газ, который
вносит беспорядок в наш климат.
вносит беспорядок в наш климат.
12:16
Maybe knowing this chemistry
will make that reality easier to accept
will make that reality easier to accept
252
724221
3691
Возможно, эти знания по химии
помогут кому-то смириться с реальностью,
помогут кому-то смириться с реальностью,
12:19
for some people, I don't know,
253
727936
1470
я не знаю.
12:21
but these molecules
are not just fossil fuels.
are not just fossil fuels.
254
729430
2283
Но эти молекулы — не просто
ископаемое топливо.
ископаемое топливо.
12:24
They're also the cheapest
available raw materials
available raw materials
255
732523
2642
Они также являются и самым дешёвым сырьём
12:27
for doing something
that we call synthesis.
that we call synthesis.
256
735189
2334
для того, что мы называем синтезом.
12:30
We're using them like pieces of LEGO.
257
738195
2102
Мы используем их как частички LEGO.
12:33
We have learned how to connect them
or break them apart with great control.
or break them apart with great control.
258
741083
4287
Мы научились соединять и разбивать их,
великолепно контролируя процесс.
великолепно контролируя процесс.
12:37
I have done a lot of this myself,
259
745394
1606
Многое из этого я делаю сам,
12:39
and I still think it's amazing
it's even possible.
it's even possible.
260
747024
2349
думаю, что это замечательно,
раз такое возможно.
раз такое возможно.
12:41
What we do is kind of like assembling LEGO
261
749397
3302
То, что мы делаем, напоминает то,
как мы собираем конструктор LEGO,
как мы собираем конструктор LEGO,
12:44
by dumping boxes of it
into washing machines,
into washing machines,
262
752723
3032
выгружая целые ящики всего этого
в стиральные машины,
в стиральные машины,
12:47
but it works.
263
755779
1305
но это работает.
12:49
We can make molecules that are
exact copies of nature, like epinephrine,
exact copies of nature, like epinephrine,
264
757108
4213
Мы можем делать точные копии
таких молекул, как эпинефрин,
таких молекул, как эпинефрин,
12:53
or we can make creations of our own
from scratch, like these two.
from scratch, like these two.
265
761345
3992
или же с нуля создавать свои, как эти две.
12:57
One of these eases the symptoms
of multiple sclerosis;
of multiple sclerosis;
266
765361
4270
Одна из них облегчает симптомы
рассеянного склероза,
рассеянного склероза,
13:01
the other one cures a type of blood cancer
that we call T-cell lymphoma.
that we call T-cell lymphoma.
267
769655
3787
другая лечит вид рака крови, который
называется Т-клеточная лимфома.
называется Т-клеточная лимфома.
13:05
A molecule with the right size and shape,
it's like a key in a lock,
it's like a key in a lock,
268
773466
4232
Молекула правильного размера и формы —
как ключ в замкé:
как ключ в замкé:
13:09
and when it fits, it interferes
with the chemistry of a disease.
with the chemistry of a disease.
269
777722
3475
когда она подходит, она вмешивается
в химические процессы болезни.
в химические процессы болезни.
13:13
That's how drugs work.
270
781221
1293
Так лекарства и работают.
13:15
Natural or synthetic,
271
783580
1620
Натуральные или синтетические,
13:17
they're all just molecules that happen
to fit snugly somewhere important.
to fit snugly somewhere important.
272
785224
3460
это просто молекулы, которые могут
встать как раз на нужное место.
встать как раз на нужное место.
13:20
But nature is much better
at making them than we are,
at making them than we are,
273
788708
2680
Хотя у природы получается
лучше, чем у нас,
лучше, чем у нас,
13:23
so hers look more impressive than ours,
274
791412
2112
её молекулы больше впечатляют.
13:25
like this one.
275
793548
1578
Например, эта,
13:27
This is called vancomycin.
276
795150
1945
которая называется ванкомицин.
13:29
She gave this majestic beast
two chlorine atoms
two chlorine atoms
277
797119
3063
Этому величественному творению
природа дала два атома хлорина,
природа дала два атома хлорина,
13:32
to wear like a pair of earrings.
278
800206
2185
как пару серёжек.
13:34
We found vancomycin in a puddle of mud
in a jungle in Borneo in 1953.
in a jungle in Borneo in 1953.
279
802415
5167
Мы обнаружили ванкомицин в луже грязи
в джунглях Борнео в 1953 году.
в джунглях Борнео в 1953 году.
13:39
It's made by a bacteria.
280
807606
1816
Его производят бактерии.
13:42
We can't synthesize this
cost-efficiently in a lab.
cost-efficiently in a lab.
281
810355
2746
Мы не можем незатратно
синтезировать его в лаборатории.
синтезировать его в лаборатории.
13:45
It's too complicated for us, but we
can harvest it from its natural source,
can harvest it from its natural source,
282
813798
4319
Это очень сложно. Но мы можем его собрать,
используя натуральные источники,
используя натуральные источники,
13:50
and we do, because this is
one of our most powerful antibiotics.
one of our most powerful antibiotics.
283
818141
4183
и мы делаем это, так как это один
из самых мощных антибиотиков.
из самых мощных антибиотиков.
13:54
And new molecules are reported
in our literature every day.
in our literature every day.
284
822348
2955
Сообщения о новых молекулах
появляются в печати каждый день.
появляются в печати каждый день.
13:57
We make them or we find them
in every corner of this planet.
in every corner of this planet.
285
825327
3230
Мы создаём эти молекулы
или находим их в каждом уголке планеты.
или находим их в каждом уголке планеты.
14:01
And that's where drugs come from,
286
829982
1691
Вот откуда берутся лекарства
14:03
and that's why your doctors
have amazing powers ...
have amazing powers ...
287
831697
2245
и удивительные способности наших врачей...
14:05
(Laughter)
288
833966
1022
(Смех)
14:07
to cure deadly infections
and everything else.
and everything else.
289
835012
2206
излечивать опасные инфекции
и всё остальное.
и всё остальное.
14:09
Being a physician today
is like being a knight in shining armor.
is like being a knight in shining armor.
290
837242
3715
Сегодняшние врачи подобны рыцарям
в блестящих доспехах.
в блестящих доспехах.
14:13
They fight battles
with courage and composure,
with courage and composure,
291
841948
2901
Они сражаются смело и с достоинством,
14:16
but also with good equipment.
292
844873
1620
но также и с хорошим снаряжением.
14:18
So let's not forget the role
of the blacksmith in this picture,
of the blacksmith in this picture,
293
846517
4018
Так что давайте не будем забывать
о роли кузнеца в этой истории,
о роли кузнеца в этой истории,
14:22
because without the blacksmith,
things would look a little different ...
things would look a little different ...
294
850559
3463
потому что без кузнеца
всё бы выглядело немного иначе...
всё бы выглядело немного иначе...
14:26
(Laughter)
295
854046
2093
(Смех)
14:28
But this science is bigger than medicine.
296
856163
2333
Но эта наука не ограничивается медициной.
14:30
It is oils and solvents and flavors,
fabrics, all plastics,
fabrics, all plastics,
297
858520
6219
Это и маслá, и растворители,
и ароматизаторы, и ткани, и пластмасса,
и ароматизаторы, и ткани, и пластмасса,
14:36
the cushions that
you're sitting on right now --
you're sitting on right now --
298
864763
2270
и подушки, на которых вы сейчас сидите, —
14:39
they're all manufactured,
and they're mostly carbon,
and they're mostly carbon,
299
867057
2460
всё это изготавливается,
и чаще всего из углерода.
и чаще всего из углерода.
14:41
so that makes all of it organic chemistry.
300
869541
2034
Так что, всё это — органическая химия.
14:43
This is a rich science.
301
871599
2189
Это очень богатая наука.
14:45
I left out a lot today:
302
873812
1854
Многое из своего рассказа я упустил:
14:47
phosphorus and sulfur and the other atoms,
303
875690
3185
фосфор, серу, атомы других веществ,
14:51
and why they all bond the way they do,
304
879812
2285
а также и то, почему
они соединяются именно так,
они соединяются именно так,
14:54
and symmetry
305
882121
1255
и симметрию,
14:55
and non-bonding electrons,
306
883400
1821
и свободные электроны,
14:57
and atoms that are charged,
307
885245
1544
и заряженные атомы,
14:58
and reactions and their mechanisms,
and it goes on and on and on,
and it goes on and on and on,
308
886813
3096
и реакции и их механизмы,
и так далее, и синтез,
и так далее, и синтез,
15:01
and synthesis takes a long time to learn.
309
889933
2010
который нужно изучать много времени.
15:03
But I didn't come here to teach
you guys organic chemistry --
you guys organic chemistry --
310
891967
2881
Но ведь я не пришёл сюда,
чтобы учить вас органической химии:
чтобы учить вас органической химии:
15:06
I just wanted to show it to you,
311
894872
1842
я лишь хотел вам её показать.
15:08
and I had a lot of help with that today
from a young man named Weston Durland,
from a young man named Weston Durland,
312
896738
5039
Сегодня мне очень помог молодой человек
по имени Уэстон Дюрланд,
по имени Уэстон Дюрланд,
15:13
and you've already seen him.
313
901801
1476
и вы его уже видели.
15:16
He's an undergraduate
student in chemistry,
student in chemistry,
314
904427
2151
Он студент бакалавриата по химии,
15:18
and he also happens to be
pretty good with computer graphics.
pretty good with computer graphics.
315
906602
3278
а также он неплохо разбирается
в компьютерной графике.
в компьютерной графике.
15:21
(Laughter)
316
909904
1737
(Смех)
15:23
So Weston designed
all the moving molecules
all the moving molecules
317
911665
4088
Уэстон сделал все движущиеся молекулы,
15:27
that you saw today.
318
915777
1412
которые вы видели сегодня.
15:29
He and I wanted to demonstrate
through the use of graphics like these
through the use of graphics like these
319
917213
3240
Мы с ним хотели показать вам,
как такая графика
как такая графика
15:32
to help someone talk
about this intricate science.
about this intricate science.
320
920477
2458
помогает нам говорить
о такой замысловатой науке.
о такой замысловатой науке.
15:35
But our main goal was just to show you
321
923316
2341
Однако нашей главной задачей
было показать вам,
было показать вам,
15:37
that organic chemistry
is not something to be afraid of.
is not something to be afraid of.
322
925681
2959
что органической химии не стоит бояться.
15:41
It is, at its core, a window
323
929418
3190
Это, по своей сути, окно,
15:44
through which the beauty
of the natural world looks richer.
of the natural world looks richer.
324
932632
3709
через которое вся красота природного мира
выглядит ещё богаче.
выглядит ещё богаче.
15:48
Thank you.
325
936365
1151
Спасибо.
15:49
(Applause)
326
937540
3267
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Jakob Magolan - Organic chemistProfessor Jakob Magolan is a synthetic chemist who assembles new molecules to discover new medicines.
Why you should listen
Jakob Magolan holds the Boris Family Endowed Chair in Drug Discovery at McMaster University in Canada. As a graduate student, he was trained to synthesize the complex and beautiful molecules made by nature from simple chemical building blocks. His medicinal chemistry laboratory now partners with biologists and clinicians to find new molecules and innovative strategies to treat disease. He and his colleagues at McMaster's Institute for Infectious Disease Research are working to discover new antibiotics to combat the threat of drug-resistant microbial infections.
Magolan has taught organic chemistry to hundreds of undergraduate students. He believes in the tremendous value of scientific literacy in society and loves to share his appreciation of science with the public. Magolan prepared this TEDx talk together with graphic designer Weston Durland, who was one of his chemistry students.
Jakob Magolan | Speaker | TED.com