Что такое наука, и как она работает - Джеймс Цимринг

Гораздо более важным аспектом для этой книги является то, что эксперименты, предназначенные для проверки одного предположения (можно ли синтезировать цианат аммония), иногда приводят к результату, который служит убедительным средством для проверки совершенно постороннего предположения (идея о том, что органические соединения могут происходить только из органических источников). Это происходит именно из-за целостного устройства мира. В конечном итоге все природные явления так или иначе связаны друг с другом. У Велера была гипотеза, которая предсказывала синтез цианата аммония из двух неорганических соединений при определенных условиях — его предсказание оказалось ошибочным, и получилась мочевина. Одновременно теория витализма была гипотезой, предсказывающей невозможность синтеза мочевины из неорганических соединений. Если две совершенно разные гипотезы предсказывают результат одного и того же эксперимента, ученый, работающий в одной области, может непреднамеренно предоставить доказательства для совершенно другой области исследований, даже ничего о ней не зная. Ведь из-за взаимосвязанности природных явлений это происходит постоянно. Человек, генерирующий данные, скорее всего, не оценит или не поймет значение своей работы для других областей, поскольку они выходят за границы его интересов. Именно по этой причине в науке уделяют такое внимание публикации научных результатов, их распространению и доступности для максимально широкой аудитории.

Последствия целостной природы Вселенной и взаимосвязанности идей наиболее сильны, когда усилия науки в некоторой степени близоруко сосредоточиваются на ближайшей проблеме, которую необходимо решить. При финансировании биомедицины как государство, так и частные фонды уделяют особое внимание лечению болезней и смягчению их последствий. Кажется самоочевидным, что именно так и должно быть. Заявки на финансирование исследований, предназначенных для проверки фундаментальных принципов биологии (без акцента на болезни), часто отклоняются как бесполезная деятельность, движимая любопытством. Насмешки над такими исследованиями неоднократно звучали на слушаниях в конгрессе, где законодатели просят федеральные агентства объяснить, почему деньги налогоплательщиков расходуются на изучение непонятных вещей. Однако это порочный подход. Безусловно, важны целенаправленные усилия по излечению болезней; тем не менее следует подчеркнуть, что прорывы в одной области зачастую являются результатом информации, полученной из, казалось бы, посторонней области, которая имела нераспознанное, но тем не менее перекрывающееся ретродуктивное пространство.

Возможно, величайшим прорывом в медицинской биологии за последнее время стало открытие новых средств модификации генетического состава животных и растений с высокой степенью целенаправленности и специфичности. Этот прорыв (биотехнология под названием CRISPR/CAS9) был совершен не учеными, пытающимися целенаправленно выяснить, как изменить генетическую структуру организма для лечения болезней; напротив, это открытие сделали бактериологи, которым было любопытно, почему некоторые бактерии имеют длинные повторяющиеся последовательности на концах их хромосом[275]. Другой пример: в 1949 году в Национальной лаборатории Ок-Ридж биологи, занимавшиеся разведением мышей, заметили животных со странной внешностью. Им было любопытно, почему эти так называемые «грязные мыши» выглядят столь забавно, поэтому они начали их разводить и изучать[276]. В конце концов ученые определили ответственный ген и тем самым положили начало целой области биологии, которая исследует, когда иммунная система человека атакует собственное тело (аутоиммунитет), а когда нет, что привело к существенному прорыву в лечении многих болезней человека. Как вы думаете, насколько хорошо сегодня воспримут заявку на грант от ученых, которые просто решили выяснить, почему у некоторых мышей забавная окраска?

Многие из наших крупных медицинских прорывов были сделаны биологами, которые изучали плодовых мух и микроскопических червей просто потому, что им было любопытно узнать больше о странных признаках, которые они заметили. Почему такие, казалось бы, странные исследования привели к важным открытиям в медицине? Причина в том, что все живое на Земле взаимосвязано. На самом деле даже не имеет значения, происходим ли мы от общих предков или нас сотворило божество. Между земными формами жизни есть сложные, но прочные взаимосвязи. Таким образом, изучение биологии какого-либо организма часто имеет прямое или опосредованное отношение к биологии человека, даже если при планировании или проведении исследования не ставилась такая цель. Это еще одна причина, по которой необходимо максимально широко публиковать результаты научных исследований, поскольку те, кто проводит наблюдения, чаще всего не знают о множестве гипотез, которые их наблюдения одновременно проверяют.

Этот тип взаимосвязей не ограничивается научными гипотезами. Возьмем, к примеру, группу детективов в Майами, которые пытались раскрыть дело об убийстве. У них были улики в виде образцов ДНК, указывающие на того, кто мог быть преступником, но профиль ДНК не имел совпадений в национальной базе данных, и дело осталось нераскрытым. Несколько лет спустя детективы в Детройте пытались раскрыть дело об изнасиловании. У следствия было несколько подозреваемых, и каждого из них попросили добровольно сдать ДНК-тест. Все подозреваемые согласились на анализ и сдали образец ДНК. Ни один из образцов ДНК не совпал с уликами по изнасилованию, что фактически сняло с подозреваемых все обвинения по текущему делу. Однако когда эти профили ДНК внесли в национальную базу данных, один из профилей ДНК, который не соответствовал делу об изнасиловании в Детройте, совпал с профилем подозреваемого в убийстве в Майами (на тот момент это было «зависшее» дело, которое активно не расследовали). Система зафиксировала совпадение, и детективы Майами поближе присмотрелись к подозреваемому. Как оказалось, в момент убийства он проживал в Майами и работал с жертвой. Дальнейшее расследование показало, что у него был мотив, и судья выдал ордер на обыск его квартиры, где детективы обнаружили пистолет. Пули, выпущенные из этого пистолета, соответствовали пулям, извлеченным из тела жертвы. Преступление было раскрыто в результате совершенно независимого расследования, проведенного детективами, которые даже не подозревали о преступлении, которое они в конечном итоге раскрыли[277].

Как профессиональным ученым, так и обывателям сложно смириться с тем, как часто величайшие научные открытия происходят в силу банального стечения обстоятельств. Это даже не столько случайность (как в случае открытия пенициллина Александром Флемингом); скорее, это ситуация, когда открытие в одном направлении исследования непреднамеренно проверяет предсказания гипотезы совершенно другого направления исследований. Это происходит именно потому, что, по большому счету, мир природы представляет собой единую сущность — сеть взаимосвязей. Мы стремимся разделить безграничный мир на части осознаваемого размера и раскладываем объекты по категориям. Звезды отличаются от планет и комет. Животные отличаются от растений, а те и другие вместе отличаются от камней. Тем не менее железо, которое является необходимым химическим элементом почти для всех форм земной жизни, включая людей, и которое является основным компонентом некоторых горных пород, может образовываться (насколько нам известно) только в центре звезды.