Помоги проекту - поделись книгой:
Если что-то и объединяет героев первой части, так это наличие очень смелых заявлений на основе совсем не убеждающих аргументов. Однако выбранные мною истории не дают мне — и никому другому — право выстраивать обвинение против всей науки в целом и того, как научное сообщество ведет свои дела. Они лишь показывают, насколько широка бывает пропасть между мифом и реальностью, и некоторые гиганты в науке вели себя в реальном мире далеко не так безупречно, как повествует сложенные о них легенды.
Однако истинно великим ученым обнаружение такого несоответствия вряд ли повредит. В конце концов, манипулирование с экспериментальными данными — грех, характерный не только для небольшой когорты гениев. «Бородавки» на их лицах видны лишь потому, что их слава привлекает к себе историков. Я даже на мгновение не хочу предположить, что «трюкачество» Тейлора имело эндемические пропорции, но в то же время не могу не высказать гипотезу о том, что, если историки науки начнут исследовать менее великих ученых, то примеры такого рода не заставят себя ждать. Будут меняться только масштабы фальсификации. Соблазн, который охватил Пастера, Эддингтона, Милликена, Тейлора, Ротлисбергера и Диксона, был исключительно велик, а поэтому и риск, на который они готовы были сознательно или бессознательно пойти, был тоже не мал. В менее значимых областях научного поиска прегрешения могут иметь меньший масштаб, но они будут ни менее реальными, ни менее соблазнительными.
Если мы хотим извлечь какие-нибудь общие уроки, то, наверное, нужно начать с определения того, какое поведение меньше всего пристало ученому. Другими словами, мы должны решить, насколько плохо вели себя те ученые, поведение которых мы рассмотрели? Придерживающимся традиционного взгляда на научный метод самым серьезным прегрешением покажется то, что рассмотренные нами ученые не смогли преодолеть своих ранее существовавших убеждений. Мы знаем, как в учебниках говорится о том, что такое настоящая наука: великие люди прошлого — от Фрэнсиса Бэкона до Чарльза Дарвина — не пользовались дедуктивным методом мышления. Они утверждали: вместо того, чтобы идти от общетеоретических рассуждений к конкретике научного факта, ученый сначала должен озаботиться сбором достаточного количества фактов, на которых неизбежно вырастет теория. Вот поэтому в своей биографии Дарвин заявил, что он ни в чем не отступил «от истинных принципов Бэкона». Он имел в виду, что, только собрав «вполне достаточное количество фактов», он обратился к построению теорий, которые могли бы эти факты объяснить. Главным для нас здесь является убежденность философов в том, что темп развития науки определяется скоростью накопления необходимых данных.
Однако все дело в том, что такой подход совершенно неверен. Большинство ученых начинают с гипотезы, которая строится на очень небольшом количестве фактов. И как бы Дарвин ни протестовал, он не был исключением из этого правила. С первого момента, когда он заговорил об эволюции, он постоянно находился под воздействием той или иной из уже существовавших теорий, которые пытались объяснить, почему животный мир со временем претерпевает изменения. Если бы не имевшиеся у него представления о том, как действует природа, он вряд ли бы смог осмыслить собранные им данные. Экспериментальные или полевые данные почти всегда содержат долю неоднозначности, поэтому прежде всего их нужно упорядочить. Если этого не сделать, то прогресс недопустимо замедлится, если вообще не остановится.
Имеющиеся у человека представления действуют и на более глубоком уровне. Наш модус операнди — анализировать новые ситуации и смотреть, как их можно обратить в свою пользу. А это означает, что мы должны изучать причинно-следственные связи и лежащие в их основе принципы. В этом мы полагаемся на наш опыт. Поэтому мы реагируем на новые ситуации не случайным образом, а пользуясь имеющимися идеями и представлениями. Эти представления могут потребовать срочных изменений, но это совершенно не значит, что наш подход принципиально неверен. Пусть мы будем очень осторожны и сразу научимся определять, когда наша стратегия неверна, но все равно нам нужно благодарить имевшиеся у нас представления за то, что, благодаря им, у нас возникли основания для новых исследований. Большая ошибка заключается не в том, что мы начинаем с идеи, а в том, что мы, несмотря на все факты, говорящие об обратном, не хотим от нее отказываться.
Из всего вышесказанного напрашивается вывод о том, что превозносимый многими термин «научный подход» должен быть переосмыслен. Вряд ли кто будет возражать, что этот термин означает исследования, проводимые в полном соответствии с требованиями рациональности. Однако отделить то, что может и что не может себе позволить «чистый разум» в научном исследовании, довольно сложно. Насколько, по мнению многих теоретиков и экспериментаторов, имеющиеся представления являются частью рационально разработанного научного эксперимента, настолько же его неотъемлемой частью являются личные амбиции, периодическое использование административного ресурса и желание избавиться от «неудобных» или необъяснимых результатов. Личные амбиции являются побудительным мотивом для многих ученых, которые выдвигают новые идеи и отстаивают их даже тогда, когда первые результаты говорят не в их пользу. «Улучшение» результатов необходимо, чтобы те, кто не обладает достаточными знаниями и опытом, не смогли победить в научном споре. В конце концов, отбрасывание отдельных результатов оправдано в тех случаях, когда используются новые, непредсказуемые технологии.
Поскольку обычная модель честной науки не предполагает ни улучшения, ни отбрасывания результатов и рассматривает это как поведение, недостойное хорошего ученого, нам придется заменить эту модель на ту, что лучше соотносится с реальностью. Ошибки кроются иногда в стандартных определениях научного метода, а не в том, что реально сделал ученый. Поэтому, если нельзя дать четкое определение тому, какой должна быть наука, придется в каждом конкретном случае судить по его пользе. Для этого нам необходимо принять всеобъемлющее определение допустимого научного поведения и всегда помнить о том, что человеческий фактор может как ускорять, так и замедлять развитие науки. Кроме того, чтобы нам не попасть в ловушку презентизма, мы должны быть уверены в том, что наши сегодняшние суждения ни в коем случае не вступают в противоречие с теми, которые мы могли бы сделать в то далекое время.
Даже при таких допущениях мы должны согласиться, что Ф. У. Тейлор совершил серьезные прегрешения против науки. Нет никакого сомнения — он страстно верил, что грамотный инженер-производственник знает тот «единственный способ», которым должна делаться работа и который должен прийти на смену всему, чем мы пользуемся больше по привычке. Он также верил в то, что научный отбор способного персонала позволит компенсировать случайность, характерную для обычного рынка труда. Он был убежден, что правильно разработанная система материального стимулирования может существенно повысить производительность труда. Именно эти главные его идеи не раз подтверждались на практике. Однако лишь немногое из того, что происходило в Вифлеемской сталелитейной компании, говорит в их пользу. В науке искажение экспериментальных данных всегда считалось абсолютно недопустимым. Тейлор явно нарушил это главное требование.
Артур Эддингтон — пример, который приводят студентам, изучающим историю науки, когда хотят доказать ложность циничного высказывания Бисмарка о том, что мы не должны позволять нашим принципам мешать нашим возможностям. Но сегодня факты говорят сами за себя. Ни одна из групп, направленных для измерения отклонения света во время солнечного затмения 1919 года, не имела аппаратуры, способной произвести измерения с необходимой точностью. Нет ничего удивительного в том, что полученные ими результаты были неубедительными и отличались довольно большим разбросом. Причем наилучшие измерения говорили в пользу ньютоновских представлений, а не в пользу общей теории относительности. Эддингтон знал, чего он хочет, и отбирал или браковал результаты в зависимости от того, насколько они подтверждали теорию Эйнштейна. Те результаты, которые соответствовали этому требованию, включались в отчет, а те, которые не соответствовали, отбрасывались. Но вместо того, чтобы Эддингтона за это порицать, находятся те, кто особой вины в этом не видит.
Чтобы продолжить наши предположения, будем считать, что усилиями Эддингтона идеи Эйнштейна утвердились в умах на пять лет раньше, чем могло бы быть. Но оправдывает ли в этом случае цель средства? Я склоняюсь к отрицательному ответу. Объективный научный обозреватель в 1919 году тоже бы со мной согласился. Спору нет, приз был велик; однако использовать собственный авторитет и власть на то, чтобы ликвидировать «неудобные» данные, представляется слишком высокой ценой. Идеи Эйнштейна были достаточно сильны, чтобы самим пробить себе дорогу в мир, они не нуждались в помощи, дискредитирующей научный метод.
Аналогичное оправдание можно найти и Фрицу Ротлисбергеру и Уильяму Диксону. Разве можно считать грехом их уверенность в том, что люди хорошо откликаются на доброе к ним отношение? Но, я думаю, мы не должны соглашаться с такой позицией. Как и в случае с Тейлором, всегда могут возникнуть обстоятельства, при которых гуманность в человеческих отношениях может дать вполне ощутимые материальные плоды, однако, чтобы принять это за научный факт, нужна более тонкая экспериментальная работа, чем та, что проделали Ротлисбергер и Диксон. Действительно, их излишние старания мешали им самим.
Теперь поговорим о Луи Пастере и Роберте Милликене. Итак, работа Пастера привела к развитию теории микроорганизмов, ставшей центральной в современной медицине, и покончила с идеей повсеместного спонтанного размножения, а Милликен развил представления об электроне, которыми пользуются в современной физике. Ныне их обвиняют в том, что они скрыли часть имевшейся у них информации, причем Пастер даже якобы сознательно препятствовал исследованиям, которые могли бы воодушевить его оппонентов.
Мы симпатизируем им обоим. Глядя в прошлое, легко представить, какие неприятности могли ожидать Пастера. Поскольку научное сообщество полагало (ошибочно), что микроорганизмы не могут выжить при длительном пребывании в кипящей воде, любое заявление об обратном позволило бы истолковать имевшиеся данные как неопровержимое доказательство в пользу гипотезы спонтанного размножения. Пастер вынужден был бы распроститься со своей карьерой, а создание микробиологии пришлось бы отложить на долгие годы. При этом его идеи признали бы ложными на совершенно ложных основаниях. Но ведь у Пастера были все основания считать себя правым, и мне кажется, его прегрешения не столь уж велики.
То же можно сказать и про Милликена. Наивная искренность первого опубликованного отчета об эксперименте делает его образцовым, хотя вряд ли кто захочет следовать его примеру, видя, как открытость ученого может быть обращена против него самого. Однажды обжегшись, Милликен в следующий раз поступил более осмотрительно и проигнорировал все «неудобные» результаты. Как он оправдывался перед собой, мы не знаем. Занимающиеся науковедением философы склонны предполагать, что он честно хотел защитить потенциально важную идею от излишних нападок, которые, несомненно, появились бы, обойдись он более честно с полученными результатами.
Пройдет много времени, прежде чем появятся приборы, которые дадут более надежные результаты. Пытаясь определить заряд отдельного электрона по поведению сравнительно больших капель масла, Милликен не мог избежать некоторых необъяснимых результатов. Но он понимал, что теория электрона еще слаба, как новорожденный ребенок, и такие результаты могли ее погубить. Множество современников лишь ждали повода, чтобы объявить его доказательства недостаточными, а теории — далекими от реальности. Может быть, именно поэтому Милликен решил, что теория электрона выживет, только если он проигнорирует некоторые «неудобные» данные. Он был уверен — пройдет всего несколько месяцев и его результаты будут подтверждены, а значит, игра стоит свеч.
Если смотреть на то, что сделал Милликен с этой точки зрения, мы можем признать, что виноват во всем не столько он, сколько сама система. Он действовал в рамках существовавшей тогда научной культуры, в которой идеи могли быть уничтожены, еще не родившись. Почему? Потому что за каждой идеей стоит ее автор, и он всегда готов игнорировать реальные трудности на пути ее экспериментального доказательства, особенно если тут требуются новые приборы и установки. Лауреат Нобелевской премии физик-философ Перси Уильямс Бриджмен однажды заметил: «Научный метод — это такое, от чего защиты не найти». Однако между учеными всегда существует соперничество, и вот от его некоторых неприглядных сторон тоже «защиты не найти». До тех пор, пока ученые будут знать, что публикация всех данных не может быть обращена против них, формы обмана, к которым прибегли Пастер и Милликен, будут давать пищу любознательным историкам.
Часть вторая
О науке без прикрас
Джон Сноу, Грегор Мендель, Джозеф Листер, Чарльз Дарвин, Чарльз Бест, Александр Флеминг, Томас Гексли, Джеймс Янг Симпсон
В первой части мы говорили о том, как ученые искажают результаты своих экспериментов так, чтобы они соответствовали их теориям. Во второй части я хочу говорить о грехах, совершенных против истории. Очень часто то, как ученые изображаются в учебниках, телевизионных документальных фильмах и многочисленных биографиях, во многих отношениях не соответствует действительности — ни по фактам, ни потому, как они интерпретируются. Я хочу показать, что вместо реальных событий нам предлагается героический плакат. В значительной мере это можно объяснить желанием романтизировать прошлое. Описания многих исследований превращаются в беллетристику, а факты уступают место вымыслу. Однако развлекательная сторона в таких рассказах далеко не главное. В следующих восьми главах я надеюсь убедить читателя в том, что подобные опусы своим появлением обязаны стремлением их авторов воспринимать прошлое с позиций сегодняшнего дня.
Возвращаясь в прошлое, чтобы отыскать корни современной науки, нужно быть осторожным — всегда есть опасность вырвать обнаруженное из исторического контекста. Слова и идеи, которые имели определенное значение только в конкретном времени и месте, вдруг превращаются в ступени лестницы, ведущей вверх по пути непрерывного прогресса. Такой образ осмысления прошлого ничем не отличается от наших представлений об эволюционном развитии человека: он появился, чтобы стать вершиной эволюционной истории, а обезьяны и мириады «низших» организмов застыли на более низких уровнях развития.
Как сказал однажды палеонтолог из Гарварда Стивен Джей Гоулд, этот подход игнорирует тот фундаментальный факт, что у эволюции нет наперед заданных целей, как нет определенного направления. Единственным возможным определением «низшего организма» является его неспособность поспевать за меняющейся окружающей средой и условиями конкуренции среди себе подобных. Будучи людьми, мы, конечно, можем гордиться нашей несравненной способностью к рациональному мышлению, однако наличие развитого переднего мозга — это лишь одна из многих стратегий выживания. Если наше воздействие на окружающую среду окажется столь разрушительным, что вызовет ощутимые последствия, наши потомки и, может быть, представители других видов, будут сожалеть о том, что мы не выбрали иной путь развития.
Объяснение всех бед наличием некоторого плана развития — плохая услуга не только наукам о жизни, но и самой истории. Сегодня при рассмотрении идей и опыта прошлого неизбежно влияние презентизма. В следующих главах я постараюсь это доказать на примерах и убедить читателя, что Джон Сноу, Грегор Мендель, Чарльз Дарвин, Томас Гексли и Джеймс Янг Симпсон воспринимаются ныне совершенно неверно. Значимость каждого из них незаслуженно раздута, поскольку параллели между их идеями и теми идеями, которые господствуют сегодня, оказались серьезно преувеличены потомками.
У презентизма есть и другие негативные аспекты. Если смотреть на все с современной точки зрения, то многие прорывы в науке будут казаться настолько очевидными, что остается только удивляться, как это наши предки не сумели постичь эту истину значительно раньше. В таком отношении к достижениям прошлого кроется недооценка огромного знания, добытого в более поздние годы и повлиявшего на наше сегодняшнее восприятие той или иной проблемы.
Обычно героев науки, о которых пойдет речь в этой части, необоснованно наделяют силой предвидения и интуицией. Мы очень некритично относимся к общепринятым представлениям о научном гении как о человеке, который видит в природе то, что другие видеть не могут. Но при ближайшем рассмотрении мы убеждаемся, что наш герой прозрел только после того, как открытие совершилось. Наглядными примерами этого являются Джозеф Листер, Александр Флеминг и Чарльз Бест. Их имена связаны с важными достижениями в науке и медицине, они завоевали большой авторитет. Но им этого было мало. Каждый из них хотел стать национальным героем. Если немного перефразировать Томаса Маколея, каждый из них не хотел довольствоваться ролью луны, а хотел хоть как-то быть связанным с солнцем. Слегка искажая историю, они сумели убедить потомков, что являются авторами того, что на самом деле совершили другие. Но древнеримского историка Поллиона это вряд ли бы удивило.
Глава 6
Миф во время холеры
Джон Сноу однажды вечером сидел над картой Лондона, где в результате очередной вспышки холеры за ужасные 10 дней умерло более 500 человек.
Он отметил расположение домов тех, кто умер, и по отметкам на карте понял, что все смерти произошли рядом с Голден-сквер.
Тогда Сноу отправился на Брод-стрит… И жестом, который до сих пор приводит в восторг исследователей общественного здравоохранения, снял ручку с водопроводной колонки.
Как только колонка перестала работать, эпидемия прекратилась.
В центре Лондона, рядом с площадью Голден-сквер, есть паб «Джон Сноу», названный в честь легенды викторианской науки. В этом есть определенная ирония, поскольку сам Сноу был абсолютным трезвенником и посещал питейные заведения только для того, чтобы проверить в них состояние стоков. Однако причина, по которой паб на Голден-сквер получил такое название, совершенно понятна. Снятие ручки с колонки на Брод-стрит давно уже обросло легендами.
Кажется, это был один из таких моментов, когда ученый с криком «Эврика!» открывает то, что для других пока еще недоступно: вспышка холеры, которую ранее объясняли загрязнением воздуха и гнилостным запахом, была на самом деле связана с источником воды. Понадобилась сильная личность, которая, вдохновившись открывшейся Истиной, сможет противостоять предрассудкам и консерватизму современников. Чтобы больше не видеть сотен людей, умирающих от холеры, Сноу рискнул быть осмеянным за то, что снял ручку с водопроводной колонки. Затем следует триумфальное подтверждение его правоты, и это прекрасное в своей простоте действие Сноу превозносится как проявление гениальности и отваги. Поскольку число случаев холеры действительно резко пошло на убыль, появилась надежда, что это заболевание можно обуздать.
Впервые англичане столкнулись в подобных масштабах с холерой в Индии, в конце XVIII века. От местного населения заражались целые полки английской армии, а потом болезнь победно двигалась на Запад, где от нее погибали сотни тысяч европейцев и позднее американцев. Всего за несколько лет до того, как Сноу начал свои исследования, болезнь прошлась по английской и французской армиям в Крыму. Забрав больше жизней, чем русские пули и сабли, холера поставила союзников на грань поражения. Без всякого сомнения, холера в те времена была поистине страшным бедствием.
Рассказывая о Сноу, нам стараются продемонстрировать, что его деяния — наука в ее самой методологически чистой форме. Не строя никаких предположений, Сноу просто отмечал места, где люди умирали от холеры особенно в больших количествах. Карта показала, что все смертельные случаи концентрируются вокруг водопроводной колонки на одной из улиц города. Ранее предполагалось, что холера переносится по воздуху, однако Сноу, используя свои эмпирические данные, пришел к выводу, что переносчиком холеры является вода. Поскольку он был не только человеком науки, но и человеком действия, он снял ручку водопроводной колонки, и эпидемия прекратилась.
Эта история не может не впечатлить, но она лишь в некоторой степени соответствует истине. Действительно, летом 1854 года в районе Голден-сквер разразилась вспышка холеры. Ее источник Сноу определил правильно — колонка на Брод-стрит, где и была снята ручка. Сноу был также прав в том, что холера распространяется через источники питьевой воды, загрязненные фекальными стоками больных холерой. Тут все совпадения с реальными фактами заканчиваются. Ручку с колонки сняли по решению комитета, созданного для борьбы с эпидемией. Это означает, что важность источников питьевой воды как распространителей холеры была уже известна. Кроме того, когда с колонки сняли ручку, вода там, скорее всего, была уже снова безопасна для питья — вспышка холеры начала затихать еще до снятия ручки. Иными словами, рассказ о Сноу, где в центре внимания оказывается эта ручка, является чистейшим вымыслом.
При этом неизбежно возникает вопрос: а так ли уж это было важно? Как древних римлян вдохновлял придуманный Титом Ливием миф о Горацио, так и многие поколения эпидемиологов вдохновлял рассказ о Джоне Сноу, позволивший его биографам сделать свои опусы более живыми и увлекательными. Но мы все-таки должны спросить себя: так ли уж безобидно поступают те, кто сначала безоговорочно верит в миф, а потом его тиражирует? Я считаю это не совсем правильным, поскольку именно из-за таких людей возникает неправильное представление о том, как развивается наука. Моя основная цель в этой главе — переписать заново историю таким образом, чтобы читателю было понятно: наука — это эстафета гигантов, в которой эстафетная палочка открытия передается от одного гиганта другому тогда, как все остальные присутствуют при этом лишь как восхищенные зрители. Миф о Сноу годится для этой цели как нельзя лучше, поскольку, хотя его герой и выглядит гением и пионером науки, в реальности он таким не был. Сноу вполне мог быть «прекрасным научным синтезатором», как недавно выразился один историк, но новатором его назвать нельзя никак.
Рассмотрим, что было известно Джону Сноу о вспышке холеры в районе Голден-сквер. Во-первых, на основе обхода домов ему удалось установить, что улица Брод-стрит находится в центре эпидемии. Во-вторых, он выяснил, что почти 90 % умерших от холеры пользовались колонкой на этой улице. Начерченная им карта говорила об этом достаточно убедительно. «Столбики» смертности против каждого дома, как маленькие гробики, указывали на роль злополучной колонки в распространении эпидемии. В пользу сей гипотезы говорило и то, что кое-кто из жертв холеры, проживавших вдали от Брод-стрит, тоже вполне могли пользоваться водой из этой колонки. Например, одна женщина, долгое время квартировавшая на Брод-стрит, переехала в другой район, но воду ей все равно каждый день привозили с Брод-стрит. И эта дама оказалась единственной жертвой холеры в ее новом районе. Отсюда следовало, что, без сомнения, холера распространялась с водой, и лучшим средством борьбы с ней было улучшение качества канализации, стоков и системы питьевой воды.
Джон Сноу мог привести и другие свидетельства в пользу распространения холеры с питьевой водой, поскольку с 1853 года занимался изучением причин болезни, а приватизация водопровода облегчала получение данных. Конкуренция на рынке питьевой воды была столь интенсивной, что в некоторых районах компании параллельно прокладывали трубы по одной и той же улице. Таким образом, люди в соседних домах могли пить воду, взятую из различных участков Темзы. Одни и те же улицы обслуживали компания «Саутварк и Воксхолл», которая качала воду прямо из реки, беря ее в черте города, и компания «Ламбет», которая создала водозабор выше по течению, где вода была не столь загрязнена городскими стоками.
Сноу понял, что если заболевание холерой непропорционально часто встречается у пользователей одного водопровода (например, «Саутварк и Воксхолл»), то тезис о том, что холера распространяется по воде, получает достаточное подтверждение, и теория о воздушном распространении холеры должна быть опровергнута. Во всем районе он провел поквартирный обход, чтобы узнать, какая компания поставляет питьевую воду жильцам и как это соотносится со смертностью от холеры. Результаты не заставили себя ждать. Оказалось, что среди клиентов компании «Саутварк и Воксхолл» холера вспыхивает значительно чаще, чем среди клиентов «Ламбет», которая поставляла более чистую воду.
Для современного уха выводы Сноу звучат вполне убедительно. Но почему Комитет по научному изучению при Генеральном совете здравоохранения практически опроверг гипотезу Сноу, объяснявшую распространение холеры качеством подаваемой воды? Почему, когда Сноу отправил статью со своими исследованиями во Французскую академию наук, ее там проигнорировали и так и не напечатали? Почему самый известный медицинский журнал «Ланцет» столь упорно отвергал идеи Сноу? Зная сегодня, что Сноу был прав, мы не можем рассматривать эти примеры враждебного отношения к Сноу иначе как проявления невежества, излишнего консерватизма и предвзятости. Кроме того, некоторые местные власти и занимавшиеся канализацией компании отнюдь не стремились навлечь на себя финансовые санкции, грозившие им, если всем станет ясно, что в распространении холеры виноваты общественные стоки. Да и санитарным врачам, боявшимся за свою профессиональную репутацию, правота Сноу тоже была не нужна.
Одним из таких врачей был Эдмунд Паркес. Чтобы понять его позицию, напомним: в середине XIX века считалось, что холера возникает из-за «ядовитых миазмов», которые обычно ассоциировались с гниением. Многие ученые верили, что эти «миазмы» проникают в кровоток человека, вызывая воспаление и иногда смерть. Совершенно естественно, что среди исследователей были и такие, кто отвергал эту теорию, стараясь понять, как крохотные частицы вещества, или, другими словами, микробы, могут спровоцировать серьезные осложнения в таком большом организме, как человеческий. Кроме того, что Паркес был самым большим авторитетом по холере в викторианской Англии, а его «Учебник по гигиене» являлся стандартным руководством для всех специалистов по гигиене, он был ярым сторонником теории миазмов. Для него сделанная Сноу карта с отмеченными на ней смертями от холеры говорила лишь о том, что распространение болезни идет радиально из некоторого эпицентра. Он объяснял все так:
Таким образом, карта Сноу могла быть истолкована в пользу совершенно противоположной точки зрения, чем та, которой он придерживался. Рядом с колонкой, говорил Паркес, должна быть какая-нибудь гнилостная масса, из которой распространяется болезнь, и вода тут ни при чем:
Утверждения Паркеса показывают, что данные Сноу не смогли опровергнуть бытовавшие в то время представления. Если нам удастся стереть все наше более позднее знание, то и мы с трудом решим, в пользу какой из имевшихся теорий говорят. Виновата колонка или какое-то расположенное поблизости гнилье? В середине XIX века в Лондоне гнилостные кучи были не такой уж редкостью, и, как вполне разумно заметил Паркес, воздействие загрязненного воздуха на человека может оказаться не менее серьезным, чем переносимая в емкостях вода.
Есть и еще один факт, заставлявший сомневаться в правоте Сноу. Первой жертвой холеры оказался ребенок, проживавший по адресу Брод-стрит, дом 40. Перед его смертью мать, как обычно, стирала пеленки в воде, которую выливала в выгребную яму, а из ямы стоки попадали в местный водозабор. Однако даже те, кто поверил Сноу, что в данном случае виновата вода, не были убеждены в том, что все вспышки холеры происходят из-за заражения водных источников. Они не исключали возможности возникновения эпидемий холеры по иным причинам. Сноу же не мог утверждать без достаточных эпидемиологических исследований, что у всех вспышек холеры одни и те же причины. Тут требовалась серьезная работа, но Сноу слишком торопился, и, если бы он усомнился в своих выводах, о нем сегодня никто бы и не вспомнил, несмотря на его правоту. Но он был прав, и это определяет наше сегодняшнее к нему отношение и не дает относиться с симпатией к его критикам. Хотя их тоже можно понять, ведь они просто стремились приостановить слишком ретивого коллегу.
В июне 1855 года журнал «Ланцет», игравший в те времена определяющую роль в формировании научных представлений в медицине, перешел в наступление. Основатель журнала, воинственный и радикально настроенный Томас Уокли, предвзято относился к микробиологической теории. Его авторы камня на камне не оставили от логики Сноу. В своей передовице журнал изошелся такими сарказмом и обвинениями, которых сегодня не встретишь в научных журналах:
Все, сказанное в адрес доктора Сноу на страницах «Ланцета», — и грубо и жестоко, но с научной точки зрения по существу. Да, вода, загрязненная экскрементами больного холерой, может передавать болезнь, но сие не означает, что отныне можно забыть о других болезнях, передающихся воздушным путем. Однако агрессивность критиков Сноу нельзя объяснить только их желанием защитить то, что они считали «настоящей наукой». Теорию миазмов очень легко примирить с гипотезой Сноу о «виновности» водопроводной колонки. Для большинства сторонников теории миазмов было ясно, что «ядовитые запахи» могут переноситься и водой — миазмы возникают как в воде, так и в кучах гниющего вещества. Так, в мае 1850 года доктор А. Ч. Макларен озвучил общее представление о том, что миазмы холеры способны не только «путешествовать по ветру», но и «распространяться по потокам». Недостаточность доказательств, представленных Сноу, была рассмотрена в 2000 году группой историков и ученых из Университета штата Мичиган. Они писали в своей статье, опубликованной в том же уважаемом журнале «Ланцет»:
Это еще раз подчеркивает недостаточность представленных Сноу данных. Мы также видим, что теория миазмов, которая, по его мнению, должна была быть забыта, оказалась более жизнеспособной, чем ему казалось. Совершенная теория миазмов, которую разделяло большинство врачей-современников Сноу, идеально соответствовала его данным и могла дать ответы на все его возражения. Другими словами, когда Сноу наконец опубликовал свои результаты в 1855 году, их не хватило, чтобы дать достойный ответ критикам.
Но если данные Джона Сноу были недостаточно убедительны, почему он занял столь крайнюю позицию? Почему он исключил все формы заражения, кроме поглощения фекальных масс? Ответа на сей вопрос не нужно искать в результатах его исследований. Как мы видим, все, кто этим занимался, остались неудовлетворенными. Чтобы хорошо понять Сноу и его критиков, мы должны знать источники, из которых Сноу черпал свои идеи, знать, как он и его современники понимали эпидемические заболевания. Изучение этих вопросов показывает, что Сноу был значительно больше человеком своего времени, чем это представляется сегодня.
В середине XIX века все медицинские споры относительно причин различных заболеваний велись в двух направлениях. Ученых волновало, как происходит заражение болезнью и как она влияет на различных людей. Что касается заражения, то тут ученые делились на два лагеря — «локалистов» и «контагионистов». И те и другие относились к миазматистам — они рассматривали инфекцию как результат действия болезнетворной среды, выделяющей ядовитые миазмы, которые попадают внутрь своих жертв. «Локалисты», однако, считали, что только непосредственный контакт с ядовитыми болезнетворными веществами вызывает заболевание, а сторонники «контагионизма» утверждали, что инфицированные лица могут покинуть зону первоначального заражения и передать болезнь другим людям в виде болезнетворного вещества, выдыхаемого или выделяемого больными. Нет ничего удивительного в том, что «контагионисты» были активными сторонниками карантинных мер. В середине XIX века, благодаря в основном нескольким тщательным изучениям эпидемий, они занимали довольно уверенную позицию.
Когда Джон Сноу приступил к написанию своей знаменитой книги «О способах передачи холеры», опубликованной в 1855 году, у него была возможность процитировать десятки отчетов других докторов, говоривших об инфекционном характере болезни. Один из наиболее интересных отчетов был представлен доктором Симпсоном из Йорка, автором известной книги «Наблюдения азиатской холеры». Симпсон описал, как вскоре, после Рождества 1832 года, сельскохозяйственный рабочий Джон Барнс, проживавший в пригороде Йорка, неожиданно умер от болезни, которую быстро распознали как холеру. Все были поражены — нигде поблизости никаких источников миазматической инфекции обнаружить не удалось. В последующие дни еще несколько местных жителей стали жертвами этой болезни, однако доктора так и не смогли обнаружить причин этого заболевания. Но вдруг все прояснилось само собой. Сын покойного вернулся в деревню и сообщил, что его тетка, проживавшая в Лидсе, недавно скончалась от холеры. У нее не было детей, поэтому всю оставшуюся от нее одежду сразу переправили Джону Барнсу, чтобы он сумел приодеть свое семейство. Посылка с одеждой прибыла на Рождество, ее вскрыли, и вещи стали носить — без всякой стирки. Доктора поняли, что это может быть единственным объяснением последовавших за этим смертей от холеры. Трагедия унесла не только Джона Барнса, но и родителей и младшую сестру его жены. Подобных историй было много. Например, в мае 1850 года другой доктор сообщал, что «сведения об инфекционном распространении болезни встречаются повсеместно».
Когда Сноу напал на миазматическую теорию в целом на том основании, что, по его наблюдениям, болезнь передается от человека к человеку, он привел аргументы, которыми пользовались и многие миазматисты. Джон Сноу просто принимал во внимание лишь один из множества способов передачи болезни, о которых говорили «контагионисты», при этом напрочь отметая все их остальные идеи.
Однако в теории холеры Сноу присутствовали не только идеи контагионизма. После 1849 года он утверждал, что возбудители холеры имеют размеры, могут размножаться и являются настоящими живыми существами и даже микроорганизмами. Лучше всего позицию Сноу изложил один из его современников, выдающийся реформатор здравоохранения Джон Саймон:
Хотя вибрион холеры был впервые выделен немецким исследователем Робертом Кохом только в 1883 году, Сноу быстро шел по направлению к современным представлениям. Многие его современники были убеждены, что одни и те же миазмы могут у одного человека вызывать грипп, у другого — хроническую диарею, а у третьего — холеру, и зависит это от физического состояния больного, состояния его психики, но особенно — от «врожденной конституции». Эта теория настаивала на важности конституции каждого человека и отрицала необходимость поиска возбудителей конкретных заболеваний, поскольку считалось, что различные заболевания — всего лишь индивидуальная реакция каждого человека на одинаковые болезнетворные агенты. Сноу же, наоборот, утверждал, что холеру возбуждает всегда один и тот же агент, причем делает он это в желудочно-кишечном тракте.
Но и в этом рассуждения Сноу не отличались новизной. Теория микробного заражения холерой была широко представлена в медицинской литературе того времени, хотя и не отражала мнения большинства. Так, например, немецкий врач Якоб Хенле в статье, опубликованной в 1840 году, писал, что за возникновение «конкретных» инфекционных заболеваний отвечают «конкретные организмы-паразиты». В последующие годы роль многоклеточных паразитов в возникновении болезней у людей и животных уже признавалась достаточно широко. В 1842 году шотландец Джон Гудстир произвел почти сенсацию, показав наличие вполне определенных бактерий в рвотных массах некоторых своих пациентов. Далее, в середине XIX века, врачи стали понемногу понимать, что и у оспы есть вполне материальный возбудитель, который может размножаться и вызывать у своих жертв вполне предсказуемые симптомы. Лишь немногие ученые продолжали отрицать, что оспа передается через рукопожатие или что для вакцинации требуется свежий инфицирующий материал. Все эти факты работали против теории врожденной конституции и давали почву для развития микробиологических представлений. К 1848 году Сноу мог уже рассчитывать на то, что и другие болезни будут рассматриваться в русле теории оспы.
Идея о том, что холера является желудочно-кишечным заболеванием, распространяющимся посредством загрязненной воды, тоже не принадлежит Сноу. В 30-е годы XIX века француз Франсуа Лере накопил достаточно фактов, подтверждавших ее. В сентябре 1849 года, т. е. до того как Сноу стал расследовать вспышку холеры в районе Годенсквер, еще один гигиенист, Уильям Бадд, писал в газете «Таймс» о том, что холера вызывается определенным видом грибка, который, попадая внутрь человека, начинает стремительно размножаться, что приводит к заболеванию и вода является основным его переносчиком, поскольку заражение происходит тогда, когда фекалии больного попадают в воду, а оттуда — в рот новой жертвы. Как раз такое объяснение и предлагал Сноу. Утверждать, что Бадд написал это под влиянием Сноу, нельзя. Родившийся в Девоне, Бадд практиковал в Бристоле и считался там местным героем — отстаивая важность гигиены, он тратил много сил, организуя бесплатную раздачу средств дезинфекции, благодаря чему в городе удалось снизить смертность от холеры более чем на 90 %!
И Бадд и Сноу разделяли взгляды другого британского санитарного врача, Генри Купера. В 1850 году Купер опубликовал подробное исследование вспышки холеры в Халле. Хотя он был не склонен связывать возникновение холеры лишь с одним способом распространения, но подчеркивал несомненную связь между интенсивностью вспышки и состоянием системы сточных вод. Он объяснял, что эпидемия 1849 года убедила местный совет по здравоохранению учредить широкомасштабную программу развития санитарии. Точно так же в 1850 году, после вспышки холеры в Салфорде, занимавшийся статистикой А. Макларен опубликовал статью, в которой он тоже утверждал, что холера может распространяться через зараженные воды. Макларен, как Бадд и Сноу, считал, что холера — это особая желудочно-кишечная инфекция. На одном из престижных собраний научной общественности в Лондоне он утверждал, что «гастро-холерическое раздражение — это и есть холера».
Нельзя говорить, что и удаление ручки с водопроводной колонки не имело до этого прецедентов: связь между зараженным источником воды и холерой была обнаружена в Америке, когда во время нескольких вспышек холеры с водопроводных колонок снимались ручки. Известно, что и в Англии, в самый разгар холерной эпидемии в Салфорде, с некоторых колонок тоже снимали ручки. Как и четыре года спустя при вспышке холеры на Брод-стрит, закрытие колонок быстро привело к прекращению эпидемии. Однако мы уже знаем, что в случае с Бонд-стрит это было совпадением — смертность от холеры шла на убыль уже до снятия ручки с колонки.
Итак, зная о наличии источников, откуда Сноу мог почерпнуть идеи для своей теории распространения холеры, мы можем утверждать, что вниманием к себе он обязан исключительно страсти, с которой пропагандировал свои идеи. Аналогичных взглядов придерживались и другие ведущие гигиенисты, и Сноу, несомненно, был под влиянием и своих предшественников, и современников. В середине XIX века многие врачи считали, что холера передается по воде в виде материальной инфекции, а потому, хоть Сноу и заслуживает какой-то доли своей нынешней славы, мне трудно назвать его гением и новатором.
Серьезным недостатком Сноу можно считать то, что он не отличался научной беспристрастностью. Его собственные записи показывают, что он заранее был уверен в заразном характере холеры и в том, что она передается через питьевую воду, загрязненную фекальными выделениями. Как и его ученые противники, Сноу рассматривал имеющиеся у него данные сквозь призму собственных теоретических представлений.
Ранее мы говорили о том, что в последние несколько десятилетий в философии принято считать, что ученый изучает то или иное явление природы, руководствуясь уже готовой теорией. Это в основном происходит потому, что мир невероятно сложен, и наше восприятие всегда формируется под воздействием определенной теории, и по-другому быть не может. Единственной альтернативой комплексу уже сформировавшихся идей является неупорядоченный туман из обрывочных мыслей и впечатлений. Теории играют большую роль в установлении связей между явлениями, которые на первый взгляд никак не связаны. Без теоретической базы, позволяющей осмыслить наблюдения, многие важнейшие факты могут показаться несущественными и неважными. Например, археоптерикс, окаменелое «недостающее звено» между рептилиями и птицами, был обнаружен через два года после выхода книги Дарвина «Происхождение видов», и важность находки стала понятна лишь потому, что натуралисты тогда занялись поиском доказательств эволюции. Аналогичным образом основная заслуга Джона Сноу как ученого заключалась в правильном выборе нужного комплекса идей. Именно благодаря им ему и удались его блестяще задуманные исследования.
Теперь мы можем быть абсолютно уверены в том, что теория водопроводной колонки возникла у Сноу не потому, что он составил свою знаменитую карту. В отличие от того, что пишется в учебниках, Сноу решил, что вода из колонки является главным виновником вспышки холеры, еще за три месяца до появления его первой карты. Конечно, понимание диагностической ценности эпидемиологических карт приходило к нему не сразу, и поначалу он использовал их лишь как иллюстративный материал. В первом издании его знаменитой книги «О способах передачи холеры» нет ни одной карты. Создается впечатление, что титул «отца эпидемиологии» является самым неудачным аспектом мифа о Джоне Сноу. Мы уже знаем, что до того как он начал размышлять о заразных заболеваниях с точки зрения топографии (т. е. связывая распределение смертельных случаев с особенностями местной среды), ему пришлось изучить работы многих своих предшественников, живших в XVIII и XIX веках, и прежде всего труды Валентина Симена, Бенуастона де Шатонеф, Мишеля Шевалье, Уильяма Фарра, Джорджа Баска, Томаса Шаптера, Генри Купера и Джорджа Менденхолла. Если мы захотим найти истинного отца эпидемиологии, то на это звание может претендовать каждый из перечисленных ученых, но только не Сноу, у которого перед ними лишь одно преимущество — лучшая легенда.
Во Франции, где государство расходовало средства весьма бережно, и Бенуастон де Шатонеф, и Мишель Шевалье провели очень подробные эпидемиологические исследования. Работа, выполненная Шевалье в 1830-х годах, убедительно показала связь между болезнями и беднейшими районами Парижа. В Британии Уильям Фарр, один из самых известных специалистов в области прикладной статистики XIX века, осуществлял исключительно сложные комплексные эпидемиологические исследования начиная с 1840 года. Имея внушительную внешность и живой интеллект, Фарр использовал доступ к основным статистическим данным страны для обоснования миазматической теории. В статье 1852 года он показал наличие обратной корреляции между высотой над уровнем моря и вероятностью заражения холерой и убедительно доказал, что в низинных областях имеется больше органического вещества, способного передавать болезнетворные миазмы. Правда, в последующие годы он изменил свою позицию и стал страстным сторонником микробиологической теории, что, однако, не мешает нам восхищаться его первоначальной аргументацией.
И карту Джон Сноу использовал в эпидемиологических исследованиях не первым. В 1798 году американский врач Валентин Симен применил аж две карты Нью-Йорка для изучения смертности от желтой лихорадки. Для Симена, как и для всех его последователей, карта города с распределением смертельных случаев явилась хорошим подспорьем для подтверждения миазматических теорий распространения заболеваний. В 1849 году санитарный врач Генри Купер так же использовал карты, позволившие получить блестящие результаты при изучении вспышки холеры в Халле. Как он отмечал в докладе, сделанном в Лондонском статистическом обществе, «точки или темные отметки обозначают места, где была зарегистрирована холера… Плотное распределение этих точек показывает на места с наибольшей смертностью». Сразу после начала эпидемии в районе Голден-сквер тот же Генри Купер был приглашен для проверки страшных слухов — люди говорили, будто строительство новой канализации потревожило кладбище жертв эпидемии чумы, случившейся в 1665 году. Многие местные жители были убеждены, что при этом произошло выделение в атмосферу вредных газов через отверстия колодцев, расположенных по всей длине канализации. Купер тут же нарисовал карту смертности, которая оказалась первой картой района Голденсквер и Брод-стрит. Она показывала, что чем ближе оказывалось место к чумному могильнику, тем смертность от холеры была ниже. Он также обратил внимание на то, что канализация, проходившая поблизости от чумного могильника, устремлялась на север к Риджент-стрит, где признаков холеры совсем не наблюдалось. В отличие от Сноу Купер использовал карту смертности в качестве аналитического инструмента.
До сих пор утверждалось, что канонизация таких личностей, как Сноу, ухудшает качество истории и искажает картину того, что происходит в науке. Но есть и еще одна проблема. Переоценка важности вклада давно почивших ученых сопряжено с неким риском: когда правда открывается, происходит то, что военные называют «обоюдными невосполнимыми потерями». Возьмем, например, специалиста по статистике и «измерителя умов» Сирила Бёрта. Данные, которые он накопил за все годы своих исследований IQ и наследственности, считались самыми авторитетными и убедительными. Но стоило ему умереть, и его тут же разоблачили как научного мошенника. Оказалось, он не только подделывал результаты, но и выдумал лаборантов, которые их якобы получали! Уважение к Бёрту растаяло стремительно и безвозвратно. И, хотя его реальная вина до сих пор не доказана, обвинения в его адрес позволили критикам наследственности усилить свои нападки на всю эту науку. Известный психолог Ганс Айзенк отмечал в автобиографии, что шумиха вокруг этого дела заставила «многих людей отказываться от любых теорий, если в них говорилось о наследовании интеллектуальных способностей человека». Мысль Айзенка понятна. Никого из почивших или живых не стоит возносить так высоко, чтобы их личная репутация становилась неотделимой от репутации целой области науки, в которой они работали.
Если мы согласимся с тем, что фигура одинокого гения почти всегда является невероятным преувеличением, то людей типа Джона Сноу следует воспринимать как действительно великих, хотя и сделавших лишь небольшой шаг вперед. Как только мы поймем, что огромных шагов почти никто не делает, у нас появится более реалистичное понимание того, что такое «величие» в науке. Между 1848 и 1855 годами Сноу посчитал правильной одну из существовавших тогда теорий холеры и стал изучать ее вспышки с помощью эпидемиологических инструментов. Ни его теория, ни его методология не отличались новизной. Но, поскольку нам удалось умерить наши ожидания, это и не так уж важно. Проведенный Сноу анализ эпидемии в районе Голден-сквер и еще в большей степени изучение водопровода в северной части Лондона являются ярким примером правильной компиляции теории и методологии. Трудно сказать, какое из его исследований оказало наибольшее влияние на современников, но, оценивая все, что он сделал, с позиций, принятых и в его время и сейчас, можно смело сказать — Сноу был исключительно талантливым и оригинальным исследователем.
Глава 7
«Священник, у которого был ключ»
Грегор Мендель. Факты и вымысел
В 1900 году три биолога повторно открыли законы Менделя, в соответствии с которыми признаки организма определяются наследственными единицами, причем каждая единица присутствует либо в гамете, либо в сперме, либо в яйце, и, следовательно, в оплодотворенном яйце она присутствует дважды. По сути, это была атомная теория наследственности.
Гений Менделя — это не Божий дар. Он всего достигал тяжелым трудом. Но при этом у него было еще что-то, то вдохновение, которое помогало ему видеть результаты не так, как все остальные. Такое прозрение, пусть даже после продолжительного тяжелого монотонного труда, и сделало Менделя великим. Оно позволило ему совершить гениальное — предложить законы наследственности, которые легли в основу генетики.
«Часто очень трудно определить, когда и где возникло новое направление в науке, однако генетика является исключением из правила — ее создал всего один человек, Грегор Мендель, изложивший принципы этой науки 8 февраля и 8 марта 1865 года в городе Брно». Такое гордое заявление сделал английский эволюционист сэр Гэвин Де Бир, когда «сливки» генетики отмечали рождение своей науки. Случилось это в апреле 1965 года, и все происходившее было пронизано особыми эмоциями и гордостью за генетику. Прошло сто лет с тех пор, как странный моравский монах опубликовал статью, которая произвела революцию в изучении наследственности. Де Бир был явно восхищен тем, как в небольшом монастырском саду Мендель самостоятельно обнаружил принципы наследственности, скрывавшиеся от всего мира тысячелетиями.
Тем не менее, сокрушался Де Бир, в жизни Менделя трагического было больше, чем славы. На его прекрасную статью современники не обратили никакого внимания, и только после его смерти люди осознали грандиозность его открытий. А затем последовал интеллектуальный взрыв, выдвинувший до того никому не известную науку о наследственности на самый передний край. Де Бир объяснил, что до повторного открытия идей Менделя наследственность рассматривалась как смесь из надуманных законов, случайных наблюдений, фольклора и эмпирических правил. Благодаря идеям Менделя родилась новая наука. Если, как утверждал Де Бир, значение гения определяется тем, насколько он опередил свое время, то для Менделя эта величина составляет 40 лет: его эпохальная статья впервые была опубликована в 1865 году, а по-настоящему оценена только в начала XX века.
В 1965 году отдать должное Менделю жаждали не только генетики. Его идеи придали новый импульс развитию эволюционной теории, и она обрела то, о чем мечтал Чарльз Дарвин, — убедительную теорию наследственности, которая придавала естественному отбору биологический смысл. Здесь, по мысли Де Бира, история биологии открылась с самой неожиданной стороны. Статья Менделя была опубликована почти в неизвестном австрийском журнале, поэтому Дарвин ее прочесть не смог. А вот если бы он это сделал, то теория эволюции получила бы генетическую основу на полвека раньше. Отмечая столетие генетики, американский историк Лорен Эйсли говорил примерно то же самое. Он назвал Менделя «священником, у которого оказались ключи от эволюции», и добавил, что из-за того, что Дарвин и Мендель «разошлись, как в ночном море корабли», биология долгое время пребывала в тупике, причем этого времени хватило, чтобы общество почти полностью утеряло веру в дарвинизм. «Ни один человек, любящий познание, не может допустить, чтобы эта история повторилась», — не без печали заключил Эйсли.
Аудитория Де Бира и читатели Эйсли с удовольствием восприняли восторженные слова в адрес Менделя, признанного основателя и «отца» генетики. Но сегодня совершенно ясно, что оба этих ученых, не стесняясь, старались отлакировать миф, который начал складываться вокруг имени Менделя в начале XX века. Воспользовавшись работами нескольких современных историков, я позволю себе в этой главе утверждать, что сущность вклада Менделя в современную науку более века воспринималась совершенно ошибочно. На самом деле этот монах и ученый был упрямым исследователем, который просто хотел получить новые устойчивые сорта растений на основе имевшихся гибридов, а после смерти получил одну из наивысших научных наград, будучи введен в пантеон научной мысли.
Поскольку я, ставя под сомнение заслуженность его славы, опираюсь на современные научные данные, то по совершенно понятным причинам хотел бы тут привести свидетельство Рональда А. Фишера, известного дарвиниста и специалиста по математической статистике: «Каждое поколение находит в статье Менделя только то, что предполагает найти, — писал он в 1936 году в „Анналах науки“, — и игнорирует то, что не соответствует его собственным ожиданиям». Другими словами, современные истории о Менделе демонстрируют классические недостатки презентизма — трудно найти более показательный пример того, как поколение за поколением пытается отразить свое настоящее в прошлом.
Чтобы понять, как вокруг имени Менделя сформировался миф, я для начала расскажу о том, чем этот монах прославился. Его известность основывается на трех вещах: два научных закона, которые носят его имя, и открытие так называемых менделевских соотношений.
Первый закон Менделя назывался законом расщепления. Чтобы понять его смысл, необходимо понимать значение нескольких терминов и знать ряд фактов из репродуктивной биологии. Ключевыми терминами являются: гаметы, хромосомы и аллели. Гаметами называются половые клетки — сперматозоиды и яйцеклетки. Хромосомы — это комплексы белков и ДНК, на которой расположены гены. Аллели — разновидности генов, расположенных в одинаковых участках хромосом. Например, ген, задающий карие глаза, является аллельным по отношению к тому, который кодирует голубой цвет глаз.
То, как эти различные элементы взаимодействуют, будет ясно, если мы рассмотрим два типа клеток человеческого организма. Большинство из них являются «соматическими» («клетками тела»), т. е. биологическими «кирпичиками», из которых мы все состоим. В них содержатся два полных набора из 23 хромосом, где хранится вся информация о человеке. Другими словами, всего у человека имеется 46 хромосом: один набор из 23 хромосом наследуется от одного родителя, а второй набор — от другого. Гены человека строятся из этих двух дополняющих друг друга наборов хромосом. Во многих случаях два гена, составляющие пару, являются практически идентичными, но есть случаи, когда пары состоят из двух различных аллелей.
Второй тип клеток — это гаметы, т. е. клетки для полового размножения. Гаметы отличаются от соматических клеток тем, что в них содержится только один набор хромосом (
Менделевский закон расщепления (при моногибридном скрещивании) основывается на том, как гаметы формируются из обычных клеток тела (мейоз). Генные пары, которые находятся рядом в соответствующих парах хромосом в соматических клетках, прежде всего расщепляются, чтобы эти два набора хромосом сначала копировались, затем смешивались и, наконец, делились на четыре новых набора, каждый из которых формирует гамету.
Может показаться, что вся эта терминология интересна только для ученых-биологов. На самом деле процесс полового размножения определяет человеческое существование и индивидуальность каждого из нас. Кроме того, он подсказывает нам две важные вещи, касающиеся природы генов: во-первых, они независимы, а во-вторых, даже близость со схожими генами не ведет к их изменению. Как будет показано, ген кареглазости подавляет ген, определяющий голубой цвет глаз. Тем не менее, если во время репродукции в зиготе оказались два «голубоглазых» гена, то у ребенка глаза будут голубые. Как писал в своей книге «Эгоистичный ген» (1976) английский философ Ричард Докинз, по сравнению с нашими недолгими жизнями, «гены, как бриллианты, существуют вечно». Менделевский закон расщепления (первый закон Менделя) утверждает: два гена каждой родительской генной пары расщепляются и идут каждый своим путем, и это и является важнейшим элементом полового размножения.
Второй закон Менделя тесно связан с первым. Он называется законом независимого наследования признаков и утверждает, что физиологическая независимость генов такова, что каждая гамета содержит случайное сочетание хромосом, полученных из отцовского и материнского геномов. Мы можем взять пример из работы самого Менделя. Горох дает семена двух типов — гладкие и морщинистые, зеленые и желтые. Предположив, что это результат действия двух наборов конкурирующих аллелей, Мендель утверждает, что если в конкретную гамету попадает ген, дающий гладкие семена, или ген, дающий морщинистые семена, то это никак не сказывается на «конкуренции» генов, отвечающих за цвет семян. Например, гладкие и зеленые семена могут появиться с той же вероятностью, что и гладкие и желтые. Другими словами, гены — это совершенно свободные, независимые путешественники.
Теперь нам известно, что этот закон справедлив, но с одной оговоркой. Как я уже указывал, в перемешивании, которое происходит при формировании гаметы, участвуют не гены, а хромосомы. Если, например, гены, определяющие цвет глаз и прямоту волос, расположены на одной и той же хромосоме, то карие глаза могут одновременно указывать и на волнистость волос. Но и это не всегда соблюдается. Естественный отбор отдает столь явное предпочтение вариативности, что появились средства, с помощью которых пары хромосом могут комбинироваться друг с другом. В результате мы можем уверенно утверждать, что закон независимого наследования соблюдается «как правило», но бывают и исключения.
Нам осталось только рассмотреть менделевские соотношения. Они стали очевидными для Менделя, поскольку при гибридном скрещивании сортов гороха он получил растения, в которых некоторые пары генов соответствовали легко распознаваемым аллелям. Например, он скрестил сорта гороха с красными и с белыми цветами. Исключительно важно то, что, если у некоторых растений парные аллели, ответственные за цвет, действовали совместно, давая цветы переходных оттенков, отвечающие за цвет гены гороха действовали по принципу абсолютной победы: доминантные аллели всегда проявляют себя, полностью подавляя рецессивные. Для гороха красный цвет является доминантным по отношению к белому цвету. В результате все растения у него получились с красными цветками — в первом поколении у всех гибридов проявляется доминантный признак. Затем Мендель скрестил пары гибридов первого поколения. Из этого он получил первое соотношение: в среднем из каждых четырех полученных растений три имели красные цветы, а одно — белые. При скрещивании таких образцов (второе поколение) получалось соотношение не 3:1, а 1:2:1. Это объясняется тем, что если скрещенные растения с белыми цветами всегда давали в потомстве только белые цветы, то растения с красными цветами при скрещивании в любом случае давали одно растение с белыми цветами. Поэтому он знал, что его первоначальное соотношение 3:1 содержало одно растение с аллелями, соответствующими красной окраске цветов, два гибрида и одно растение с аллелями, соответствующими белой окраске цветов.
То, что Мендель сумел почерпнуть из этого факта, будет рассмотрено в конце настоящей главы, а пока лишь скажем, почему соотношение 1:2:1 столь важно. В биологических формулах обычно обозначают доминантные аллели прописной курсивной буквой, а рецессивные аллели — курсивными латинскими маленькими буквами. Итак, обозначим красный, доминантный цвет буквой
Итак, в четырех клетках оказываются одна пара СС, две пары Сс и одна
| РЕШЕТКА ПЕННЕТА | ||
|---|---|---|
| Родительские гены | ||
Вот, собственно, и все, что нужно читателю для понимания этой главы. Таковы основы генетики Менделя. Теперь наша задача — показать, что из всего этого оказалось бы для него полной неожиданностью, если бы случилось чудо и он вдруг оказался бы сегодня среди нас.
Досконально исследовав этот вопрос, британский историк Роберт Олби спросил себя, а был ли Мендель менделистом? Другими словами, Олби полагает, что многое из того, что приписывается Менделю в современных учебниках по биологии, могло бы этого основоположника генетики весьма удивить.
Для проверки выводов Олби для начала разберемся, почему в конце 50-х годов XIX века Мендель стал исследовать растения гороха. Если мы это поймем, то поймем и то, что он меньше всего надеялся открыть законы наследственности. На самом деле Мендель посвятил большую часть своей жизни в науке теориям, которые сегодня считаются абсолютно тупиковыми.
Начнем с названия самой знаменитой статьи Менделя — «Эксперименты по гибридизации растений». Отметим, что в названии нет упоминания о законах передачи наследственных свойств или о механизме наследственности, как нет упоминания и о горохе, с которым он экспериментировал. Слово «гибридизация» часто встречается в трудах Менделя, тогда как слово «наследственность» мы вряд ли найдем, и это говорит о многом. Прочитав внимательно введение в статью, мы узнаем, что думал сам Мендель о своей работе. Тут он ничего не скрывал и открыто говорил, что представляет результаты «подробного эксперимента», целью которого было обнаружение «общеприменимого закона, управляющего образованием и развитием гибридов». В конце работы он еще раз повторяет эту мысль. И ни слова о том, что он открыл статистические законы передачи наследственности. Вместо этого он заявляет, что ему удалось пролить свет на теорию некоего ботаника по фамилии Гёртнер, и его, Менделя, результаты опровергают мнения тех натуралистов, которые оспаривали устойчивость растительных видов и верили в непрерывную эволюцию растительного мира. Для нас в этом есть только одна трудность — понять, что все это означает!
Краткий экскурс в ботанику XVIII и XIX веков позволяет прояснить смысл его высказывания. В 60-е годы XIX века Мендель активно занимается проблемой, ставшей ключевой для всего сообщества тогдашних ботаников. Впервые ее сформулировал знаменитый шведский натуралист Карл Линней, предложивший классификацию организмов, которой ученые пользуются до сих пор.
Поделиться книгой: