Katrs var atšķirt enciklopēdiju vai ķīmijas mācību grāmatu un pārliecināties par to, cik nepievilcīga un neinteresanta ir ķīmijas definīcija: «Ķīmija ir mācība par vielām un to pārvērtībām.
Ko dara ķīmiķi?
Lūdzu, ņemiet vērā, ka raksts ir vairāk nekā piecus gadus vecs un ir pārvietots uz mūsu arhīvu. Mēs neatjauninām arhīvu saturu, tāpēc var būt nepieciešams meklēt jaunākus avotus.
» Šaubos vai daudziem šāda definīcija vispār ko izsaka, tādēļ arī šī raksta pamatideja ir ieskicēt to, kas tad īsti ir ķīmija un kā «modernā ķīmija» visai būtiski atšķiras no «vidusskolas ķīmijas».
Pasaule, kurā mēs dzīvojam, sastāv no atomiem un molekulām. Viss, ko mēs redzam (un arī neredzam), ir veidots no vielām, un ķīmiķi būtībā interesē tas, kā šīs vielas (molekulas un atomi) uzvedas viena otras klātbūtnē. Šādā skatījumā ķīmiju varam aplūkot kā mikropasaules socioloģiju.
Tā ir zinātne par sabiedrību — molekulu un atomu sabiedrību. Šajā sabiedrībā ir savi likumi, arhitektūra, dažādi tabu, un pat nauda (zinātnē to sauc par enerģiju). Atomu un molekulu valoda ir tas, ko māca universitāšu ķīmijas fakultātēs, gluži tāpat kā konservatorijās māca mūzikas valodu.
Klasiski ķīmija ir veidojusies kā zinātne, kas pēta nedzīvus objektus — dažādus metālus, pulverus, šķidrumus un ar tiem saistītās pārvērtības. Diemžēl šāds ir arī stereotips par ķīmiju un ķīmiķiem kopumā.
Lai gan filmās ķīmija visai bieži tiek saistīta ar alķīmiju un maģiju, pēdējo 50 gadu gaitā pašus ķīmiķus aizvien vairāk un vairāk interesē dzīvības procesu izpēte un vārdi «maģija» vai «sintētisks» ķīmiķu sarunās parādās aizvien retāk.
Ir interesanti, ka cilvēks (kā jebkura cita dzīva radība) savā būtība ir komplicēta mašīna, tikai tās zobrati ir ķīmiskās reakcijas. Ķīmiskās reakcijas mūsu organismā ļauj kustēties muskuļiem, tās ļauj mums sajust pieskārienus, domāt, atcerēties un pat mīlēt.
Diemžēl ir visai maz zināms par šo procesu īsteno mehānismu, un tas paliek 21. gadsimtā veicamo atklājumu sarakstā.
Ķīmiķa sūtība ir palīdzēt izzināt pasauli un tādēļ an ķīmiķi pēta šo pasauli, esot ciešā kontaktā ar to. Pētījumi risinās ne tikai laboratorijās, tie var notikt Amazones mežos, Austrālijas koraļļu rifos vai Ēģiptes piramīdās.
Atklājumi, ko veikuši ķīmiķi, ir būtiski mainījuši mūsu dzīvi. Svarīgi apzināties, ka ķīmijas zinātne ir kas vairāk par vidusskolu grāmatās ietvertajām formulām, kuras jāatceras no galvas.
No penicilīna sintēzes līdz perfekta pesticīda izveidošanai, no DNS struktūras izzināšanas līdz AIDS vakcīnas izstrādāšanai — ķīmijai ir nozīmīga loma mūsu dzīves kvalitātes nodrošināšanā.
Ķīmijas zināšanu veiksmīga izmantošana ļauj īstenot dažādus cilvēces sapņus. Tā, piemēram, 1921. gadā izveidotā smarža Chanel No. 5 bija pirmā «modernā» smarža, kurā par pamatu tika izmantota sintētiski iegūta smaržviela, nevis augu ekstrakti. Aromātu klāsts, ko ķīmiķi spēja piedāvāt, lāva atdzimt smaržu dizaina industrijas slēptākajām ilūzijām par visskaistāko aromātu.
Ierastā rožu smarža nu jau tika uzskatīta par pagātni. Attīstoties instrumentālajām pētīšanas metodēm, drīz radās iespēja precīzi noskaidrot jebkādas dabā esošas smaržas ķīmisko identitāti, un līdz ar to izgatavot laboratorijā šīs smaržas kopiju.
Mūsdienu sabiedrība nav iedomājama bez smaržām, krāsainiem audumiem, medikamentiem vai dažādiem plastmasas izstrādājumiem, bet tomēr jāatceras, ka visu šo labumu pirmsākums ir meklējams ķīmijas laboratorijās…
Tradicionālās arheoloģijas metodes pēdējos gados ir būtiski progresējušas, izmantojot jaunākos ģenētikas un bioķīmijas sasniegumus. Turīnas līķauta analīzes, Tiroles sniega cilvēka izpēte, Galileja vēstuļu datēšana pēc to tintes sastāva, nekronētā Francijas karaļa Luija XVII DNS analīzes, Noasa šķirstam piedēvēto Ararata kalnā atrasto koka fragmentu datēšana un Neandertāles cilvēka atlieku DNS analīzes ir tikai daži spilgti piemēri, kur ķīmijas zināšanām bijusi būtiska loma arī sabiedrības kultūrvides mantojuma izzināšanā.
Molekulas var interpretēt kā visai savdabīgus dokumentus. Šie dokumenti ir neredzami un tos bieži vien nav iespējams iznīcināt.
Lielisks piemērs tam ir Romanovu (Krievijas cara) ģimenes mirstīgo atlieku identificēšana. Vienīgais drošais dokuments, kas 1994. gadā ļāva viennozīmīgi identificēt atrasto kaulu atliekas, bija tajos esošās DNS molekulas.
Molekulārie dokumenti ir visai interesanta (un arī jauna) izpētes joma. Šādu dokumentu eksistence pati par sevi ir visai fascinējošs moments — jebkurš auduma gabals, piemēram, satur oglekļa savienojumus, kas glabā informāciju par auduma izgatavošanas laiku; vīnā esošo cukuru analīze spēj pateikt to, kādos platuma grādos vīnogas ir audzētas, iespējams noteikt arī to, cik vecs ir vīns, vai alkohols tajā ir pievienots mākslīgi, vai tas radies dabīgā ceļā; mākslas darbu vecumu var noteikt pēc svinu saturošā baltā pigmenta; Antarktīdas ledus slāņi glabā informāciju par pagātnes klimatu; no cilvēku zobiem un kauliem ķīmiķi spēj novērtēt, vai kaulu īpašnieks ir bijis veģetārietis, vai arī ēdis galu utt.
Šie ir tikai daži piemēri, kas veido samērā jaunu zinātnes nozari — molekulāro arheoloģiju. Ķīmiķi pēta molekulas, tomēr tās parasti neviens neredz (lai gan tās ir iespējams ieraudzīt). Tas ir
gluži ka strādāt kopa ar Herberta Velsa neredzamo cilvēku, tādēļ arī ķīmijā liela nozīme ir iedvesmai un spējai strādāt ar neredzamo. Šī iemesla dēļ veids, kādā tiek veikti atklājumi modernajā ķīmijā, nemaz būtiski neatšķiras no tā, kā jauninājumi rodas mākslā — iedvesmai un intuīcijai ir būtiska loma ķīmijas izzināšanā.
Daudzi 20. gadsimta būtiskie atklājumi, kā neilona zeķbikses, penicilīns vai arī saldinātāji — cukura aizstājēji, ir veikti nejauši. Ķīmijas atklājumi nerodas izolētā akadēmiskā vidē un no tiem iedvesmojas arī sabiedrība kopumā.
Impresionisma rašanās mākslā un otrā termodinamikas likuma postulēšana ķīmijā ir vienas monētas divas puses, gluži tāpat kā kvantu ķīmijas un abstraktās mākslas attīstība 20. gadsimta sākumā. Runa ir par līdzīgu ideju izvirzīšanu un attīstību mākslā un zinātnē.
No šiem piemēriem skaidri redzams, ka modernā ķīmija nav izolēta zinātne. Ķīmijā plaši tiek izmantotas matemātikas, bioloģijas vai fizikas atziņas.
(turpmāk vēl)