Айзек Азимов - Удивительные свойства тиотимолина

Давно известно, что растворимость органических соединений в полярных растворителях, к которым принадлежит, например, вода, повышается, если к углеводородному остову молекул присоединены гидрофильные, то есть влаголюбивые группы. Исследовавшие эту проблему Файншрайбер и Хравлек [1] Э. Дж. Файншрайбер, И. Хравлек. Скорости растворения и гидрофильные группы. «Журнал растворимости вещества», 1939, № 22, 57–68. утверждают, что с увеличением гидрофильности время растворения приближается к нулю. То, что этот вывод не совсем верен, было доказано, когда обнаружилось свойство тиотимолина растворяться в воде — в соотношении 1 грамм на миллилитр — за минус 1,12 секунды, другими словами, до того, как к нему добавляют воду.

Установлено, что тиотимолин содержит 14 гидроксильных групп, две аминогруппы и одну сульфогруппу. Присутствие вдобавок к этому нитрогруппы пока не подтверждено, и нет еще никаких данных о строении углеводородной основы, хотя представляется несомненным наличие по меньшей мере частичной ароматической структуры.

Тот факт, что вещество растворяется перед добавлением воды, естественно привел к попыткам не добавлять воду после того, как тиотимолин растворился. К счастью для закона сохранения массы — энергии это еще ни разу не удалось, так как растворение никогда не происходило, если потом на самом деле не добавляли воду.

Конечно, тут же встал вопрос о том как тиотимолин может «знать» заранее, будет ли в конце концов добавлена вода или нет. Хотя это, строго говоря, и не относится к нашей области — физической химии, в течение прошлого года было опубликовано много новых материалов, касающихся психологических и философских проблем отсюда вытекающих [2] Дж. X. Фрейдлер. Инициатива и решительность; влияет ли на них питание? По данным экспериментов с растворимостью тиотимолина. «Журнал психохимии». 1945, № 2, 476–488. .

Определение времени растворения тиотимолина затруднено тем, что оно изменяется в широких пределах в зависимости от душевного состояния экспериментатора. Даже непродолжительные, легкие колебании при добавлении воды уменьшают отрицательное время растворения и нередко вообще сводят его к нулю (в пределах точности наблюдений). Чтобы избежать этого, было сконструировано механическое устройство, названное эндохронометром [3] П. Крам. Устройство для количественного измерения скорости растворения тиотимолина. «Журнал растворимости вещества», 1918, № 29, 719–818. .

Впервые об эндохронных свойствах тиотимолина было сообщено нами еще несколько лет назад [4] А. Азимов. Эндохронные свойства ресублимированного тиотимолина. «Журнал потрясающей научной фантастики», 1948 № 50, 1, 120–125. . Однако, несмотря на заманчивые теоретические перспективы исследования тиотимолина шли вяло, преимущественно из-за разочаровывающего скептицизма, которым были встречены первые сообщения. Тем не менее наша лаборатория благодаря пожертвованиям Американской ассоциации развития количественной психиатрии успешно расширила свои ранние наблюдения в направлении, столь же непредвиденном, сколь и плодотворном.

Эндохронность тиотимолина неизбежно должна быть следствием его молекулярной структуры.

Уже не раз шаг вперед в наших знаниях об атоме углерода вызывал важные открытия в химии. В XIX веке было установлено, что четыре валентных связи углерода направлены не к сторонам квадрата (как ради удобства мы и сейчас их изображаем на доске и в учебниках), а к четырем сторонам тетраэдра (рис. 1). Разница здесь в том, что в первом случае все четыре связи расположены в одной плоскости, а во втором — распределены по две между двумя взаимно перпендикулярными плоскостями. Тетраэдральная модель позволила объяснить такие явления, как оптическая изомерия, которою невозможно было понять в свете старой плоскостной модели атома углерода.

Теперь можно расширить наши взгляды, и перейти от "тетраэдрального атома углерода" к "эндохронному атому углерода", в котором одна из двух плоскостей расположения валентных связей находится не в пространстве, а во времени. Во временной плоскости одна валентная связь простирается в будущее, а другая в прошлое. Такой атом углерода невозможно изобразить на бумаге, и мы даже не будем пытаться это сделать.

Эндохронный атом углерода, очевидно, очень нестабилен и встречается крайне редко — насколько нам известно, только в молекуле тиотимолина. Почему именно структура тиотимолина способна вызвать такое явление, в чем заключается свойственное ей суперстереонарушение, пока неизвестно, но эндохронный атом углерода, несомненно, существует. В результате, некоторая часть молекулы тиотимолина находится в будущем.