Новые темные века - Джеймс Брайдл

кто из нас поддержит возврат к более рискованным препаратам ради того, чтобы отменить закон Рума, особенно если в случае необходимости могут быть сделаны исключения, как произошло с некоторыми препаратами против ВИЧ в 1980-х годах.

Последнюю проблему, связанную с исследованиями лекарств, специалисты считают самой значительной, и она беспокоит нас больше всего. Фармакологи называют ее предвзятостью «фундаментальных исследований и грубой силы», но мы можем сформулировать ее как проблему автоматизации. Исторически сложилось так, что процесс открытия новых лекарств был прерогативой небольших коллективов исследователей, интенсивно занимавшихся ограниченными группами молекул. Когда интересное соединение идентифицировалось в природных материалах, из библиотек синтезированных химических веществ или в результате случайного открытия, его активный ингредиент выделялся и подвергался проверке на биологических клетках или организмах, чтобы оценить терапевтический эффект. В течение последних двадцати лет этот процесс был автоматизирован, в результате чего появилась технология, известная как скрининг высокой производительности. Высокопроизводительный скрининг – это переход открытия лекарств на промышленные рельсы за счет обширного автоматизированного поиска потенциальных реакций в огромных библиотеках соединений.

Современная лаборатория не похожа на то, как мы привыкли о ней думать: преимущественно мужчины в белых халатах возятся с пробирками пузырящейся жидкости. Чтобы получить более точную картину, нужно представить нечто среднее между современным автомобильным заводом со всеми его конвейерными лентами и манипуляторами и центром обработки данных с характерными стеллажами оборудования, вентиляторами и средствами мониторинга. Высокопроизводительный скрининг ставит во главу угла объем, а не глубину: обширные библиотеки химических соединений загружаются в машины и тестируются в различных сочетаниях. Этот процесс, при котором почти одновременно тестируются тысячи комбинаций, подрывает привычный уклад химических исследований и в то же время показывает почти непостижимые горизонты исследований и невозможность моделирования всех потенциальных взаимодействий.

Конечно, исследователи в курсе экономического давления из-за существующих открытий и более строгих законов, но именно в лабораториях эти запутанные проблемы накладываются на безудержное технологическое давление новых изобретений. Богатые фармацевтические компании не в силах сопротивляться непреодолимому желанию отдать решение своих проблем на откуп самым новым и эффективным технологиям. Как говорится в одном отчете, «автоматизация, систематизация и измерение процессов сработали в других отраслях. Зачем группе химиков и биологов неизвестно сколько времени ковыряться методом проб и ошибок, когда можно быстро и эффективно проверять миллионы вариантов, сравнивать с найденными генами, а затем просто повторять тот же производственный процесс для каждой следующей цели?»(24)

С другой стороны, именно в лаборатории ограничения такого подхода становятся совершенно очевидными. Высокопроизводительный скрининг ускорил, а не ослабил действие закона Рума. И некоторые начинают подозревать, что осуществляемый людьми хаотичный эмпирический поиск на самом деле может быть более, а не менее эффективным, чем машинные вычисления. Возможно, закон Рума упорядочил и подтвердил данными то, что многие ведущие ученые говорили уже в течение некоторого времени.

В 1974 году, выступая перед Комитетом по науке и астронавтике США, австрийский биохимик Эрвин Чаргафф посетовал: «Теперь, когда я прохожу по лаборатории… там все сидят перед одними и теми же высокоскоростными центрифугами или сцинтилляционными счетчиками, создавая одни и те же суперпозиционные графики. Почти не осталось места для немаловажной игры научного воображения»(25). Он также прояснил связь между чрезмерным доверием к автоматическим устройствам и вызвавшим его экономическим давлением: «Человек играющий уступил место серьезности корпоративных финансов». В результате, как сказал Чаргафф, «пелена однообразия заволокла ранее самую оживленную и самую привлекательную из всех научных профессий». Такие настроения вряд ли оригинальны, в целом, они повторяют критику технологического вмешательства в восприятие человека, будь то телевидение или видеоигры, с той разницей, что вычислительная фармакология создает эмпирический массив данных, свидетельствующих о ее собственной несостоятельности – машина на своем языке ведет хронику своей же неэффективности.

Чтобы ясно понять, чем это чревато, необходимо отказаться от однозначных оценок технологического прогресса и признать серые области мышления и понимания. Теперь, когда мы осознали, что полностью механический подход ошибочен, как нам снова вовлечь «человека играющего» в научные исследования? Один из ответов можно найти в другой лаборатории, в другом чудовищно сложном наборе экспериментального оборудования, которое собрано, чтобы раскрыть секреты ядерного синтеза.

Один из святых Граалей научных исследований, ядерный синтез, обещает почти безграничную чистую энергию, способную обеспечить функционирование целых городов и запустить космические ракеты всего на нескольких граммах топлива. Такую энергию заведомо трудно получить. Несмотря на то, что строительство экспериментальных реакторов началось в 1940-х годах и развитие этой научной области никогда не стояло на месте, ни один проект так и не произвел положительную чистую энергию, то есть не выработал большей мощности, чем требуется для запуска реакции термоядерного синтеза. Единственными рукотворными реакциями термоядерного синтеза, которым когда-либо удалось произвести больше энергии, чем было затрачено на их запуск, была серия термоядерных испытаний «Операция Касл» на Маршалловых островах в 1950-х годах. Последующее предложение генерировать энергию путем взрыва водородных бомб в пещерах глубоко под землей на юго-западе Америки было отвергнуто, когда выяснилось, что создание достаточного количества бомб для непрерывной генерации энергии обойдется слишком дорого.

Реакции термоядерного синтеза, происходящие в плазме перегретых газов, аналогичны реакциям, которые производят энергию и тяжелые элементы в звездах, поэтому энтузиасты термоядерного синтеза в шутку называют его «звездой в банке». При экстремальных температурах атомные ядра могут объединяться в более тяжелые; если используются правильные материалы, реакция будет экзотермической, то есть высвобождающей энергию, которую затем можно уловить и использовать для выработки электричества. Вот только сдерживать перегретую плазму чрезвычайно проблематично. Обычно в современных реакторах с помощью мощных магнитных полей или лазеров из плазмы формируется стабильное кольцо в форме пончика, так называемый тор плазмы, но необходимые для этого расчеты чрезвычайно сложны и взаимообусловлены. На стабильность плазмы влияет множество факторов: форма защитного сосуда; используемые материалы; состав топлива; время действия, сила и углы магнитов и лазеров; давление газов; электрическое напряжение. На момент написания этой книги максимальное время непрерывной работы термоядерного реактора составляло двадцать девять часов и было зафиксировано в токамаке, реакторе «пончикового» типа, в 2015 году, но для поддержания этой реакции требовалось огромное количество энергии. Другой многообещающий метод, известный как обращенная магнитная конфигурация, создает цилиндрическое плазменное поле и требует гораздо более низких энергетических затрат, однако его максимальное время работы составляло всего одиннадцать миллисекунд.

Это достижение принадлежит частной исследовательской компании Tri Alpha Energy из Калифорнии. Тороидальный реактор Tri Alpha запускает два «дымовых кольца» плазмы друг в друга со скоростью миллион километров в час, создавая сигарообразное поле до трех метров длиной и до сорока сантиметров в поперечнике(26). В этом реакторе в отличие от большинства установок используется бороводородная, а не дейтерий-тритиевая смесь. Хотя бор