Вскоре после этого я посетил симпозиум, организованный биологом Конрадом Уоддингтоном (для друзей – Уод) на вилле Сербельони на озере Комо. Там я впервые познакомился с математиком Рене Торном. Чуть ли не первые слова, которые я от него услышал, – что наши исследования акридиновых мутаций наверняка ошибочны. Поскольку до меня уже дошли вести, что наши идеи были доказаны биохимически, я несколько удивился и спросил его, почему он так считает. Он объяснил, что, создавая, например, тройную мутацию, мы неизбежно получим пуассоновское распределение одинарных, двойных, четверных и т. д., так что наши доводы неосновательны. Поскольку мы провели кропотливую сборку наших многочисленных мутантов (и каждый подвергался тщательной проверке), мне с первого взгляда стало ясно, что его возражение не имеет силы, будучи основанным на недоразумении. То ли он недостаточно внимательно прочел нашу статью, то ли прочел, но не понял. Впрочем, по моему опыту, математикам большей частью свойственна леность ума, и в особенности они не любят читать экспериментальные работы.
Мне Рене Торн показался хорошим математиком, но несколько чванным – его раздражала необходимость растолковывать свои идеи языком, понятным для не-математиков. К счастью, на симпозиуме присутствовал другой тополог, Кристофер Зиман, отлично умевший пересказать идеи Торна.
Еще мне показалось, что Торн по существу слабо понимает, как устроен процесс научного исследования. Того, чего он не понимал, он не одобрял и презрительно называл «англосаксонским». По моим впечатлениям, он был наделен недюжинной биологической интуицией, но, к несчастью, со знаком «минус». Подозреваю, любая высказанная им идея в области биологии наверняка оказалась бы ошибочной.
13. Заключение
Настал момент увязать все ниточки воедино. В картинах, набросанных выше, я попытался изобразить кое-какие стороны биологического исследования – как для того, чтобы представить его отличительный характер, так и для того, чтобы заодно дать несколько этюдов научных штудий как человеческой деятельности.
Неповторимый дух биологическому исследованию сообщает долгосрочная работа естественного отбора. Каждый организм, каждая клетка и все сколько-нибудь крупные биохимические молекулы – конечный итог длительного и затейливого процесса, нередко глубиной в несколько миллиардов лет. В этом биология существенно отличается от физики. Физика, что в фундаментальных ее разновидностях, таких как изучение элементарных частиц и их взаимодействий, что в более прикладных направлениях, таких как геофизика или астрономия, от биологии отличается значительно. Конечно, в последних двух областях ученые тоже имеют дело с изменениями, протекающими за сопоставимые сроки времени, и то, что мы наблюдаем, может быть конечным продуктом длительного исторического процесса. Примером могут служить наслоения пород в Большом каньоне. Однако, хоть звезды и «эволюционируют», они не эволюционируют путем естественного отбора. За пределами биологии мы не видим процесса точной геометрической репликации, который, наряду с репликацией мутантных генов, приводит к тому, что редкое становится типичным. Даже если нам порой попадается на глаза что-то вроде аналога этого процесса, он безусловно не повторяется снова и снова, не приводит к наращению сложности.
Другая ключевая особенность биологии – наличие множеств тождественных образцов сложных структур. Разумеется, многочисленные звезды в общем сходны друг с другом, а множество кристаллов в геологических породах должны обладать сходной структурой. Но ни в том, ни в другом случае никто не видел множества звезд или кристаллов, подобных друг другу во всем до мельчайших деталей. Напротив, молекула белка одного типа обычно представлена множеством полностью идентичных копий. Если бы они возникали по чистой случайности, без помощи естественного отбора, вероятность их появления следовало бы рассматривать как бесконечно малую.
Физика отличается и тем, что ее выводы можно выразить в виде могучих, емких и часто контринтуитивных общих законов. В биологии нет по сути ничего аналогичного специальной и общей теории относительности, или квантовой электродинамике, или даже таким простейшим законам сохранения, какие известны ньютоновской механике: сохранения энергии, момента и углового момента. У биологии есть собственные законы, например, менделевские законы генетики, но они нередко суть всего лишь довольно грубые обобщения, из которых имеются важные исключения. Законы физики, как считается, одинаковы повсюду во Вселенной. Вряд ли это утверждение справедливо для биологии. Мы не представляем себе, насколько внеземная биология (буде таковая существует) похожа на нашу. Можно с достаточной уверенностью предположить, что ею тоже будет управлять естественный отбор или что-то вроде него, но даже это всего лишь правдоподобная догадка.
Что присуще биологии, так это механизмы – механизмы, состоящие из химических компонентов и трансформирующиеся под влиянием других, более позднего происхождения, механизмов, которые наслаиваются на более ранние. Бритва Оккама – полезный инструмент в физических науках, но ею бывает весьма опасно орудовать в биологии. Потому в биологических исследованиях опрометчиво руководствоваться красотой и элегантностью. Хотя о ДНК можно сказать, что она проста и элегантна, следует помнить, что ДНК почти наверняка возникла на заре жизни, когда живая природа должна была быть устроена просто – иначе она не смогла бы функционировать.
Биологам следует постоянно помнить о том, что наблюдаемое ими не спроектировано, а развилось в ходе эволюции. Можно предположить, следовательно, что именно эволюционными соображениями биология должна руководствоваться в значительной степени, но это далеко не так. Достаточно трудно изучать то, что происходит сейчас. Пытаться точно установить, что происходило в ходе эволюции, еще труднее. Поэтому эволюционные соображения могут быть полезны как подсказки, обозначающие дальнейшие направления исследований, но весьма опасно чрезмерно полагаться на них. Слишком легко прийти к ошибочным умозаключениям, если еще не достигнуто ясное понимание изучаемого процесса.
Все это может серьезно помешать физикам освоиться в биологических исследованиях. Физики слишком склонны искать неверные обобщения, стряпать теоретические модели, которые оказываются слишком красивыми, слишком убедительными и слишком гладкими. Неудивительно, что такие модели редко согласуются с данными. Чтобы создать по-настоящему хорошую биологическую теорию, нужно вглядеться в кавардак, созданный эволюцией, и различить за ним базовые механизмы, понимая, что поверх них наверняка наслоились другие, вторичные механизмы. То, что физику представляется безнадежно запутанным процессом, природа могла посчитать простейшим решением, ведь она умеет лишь надстраивать поверх того, что уже имеется.
Хорошей иллюстрацией может служить генетический код. Кому бы пришло в голову изобрести столь сложное распределение 64 триплетов (см. Приложение В)? В теории очевидное решение – код без «знаков препинания» (см. с. 171). Элегантное решение, основанное на совсем простых посылках, – и притом совершенно неверное. Однако в генетическом коде есть своего рода простота. Все кодоны состоят лишь из трех оснований. Азбука Морзе, напротив, состоит из символов разной длины, более короткие последовательности кодируют более частотные буквы. Благодаря этому код более экономен, но подобные свойства слишком сложны, чтобы они могли возникнуть на раннем этапе эволюции. В биологии, следовательно, доводам от «экономии» не следует особенно доверять, ведь мы не знаем конкретных проблем, с которыми сталкивались мириады организмов в ходе эволюции. А не зная этого, как можно определять степень затратности и окупаемости?
