От Дарвина до Эйнштейна. Величайшие ошибки гениальных ученых, которые изменили наше понимание жизни и вселенной

Ливио Марио

В тот день осталось сделать всего две вещи. Сначала Крик бросился к Перуцу и Кендрю, чтобы убедить их, что дело не терпит отлагательства: если они с Уотсоном немедленно не примутся за свою модель, напирал он, Полинг вот-вот найдет у себя ошибку, а значит, пересмотрит свои результаты. По подсчетам Крика, на то, чтобы создать правильную модель, у них было не больше полутора месяцев. Второе, что сделали Уотсон и Крик, казалось им столь же понятным и естественным: они отправились отмечать радостное событие [248] в паб «Орел» на Бенет-стрит. Впоследствии Уотсон вспоминал: «Поскольку за последние несколько часов мы страшно переволновались, о работе в тот день не могло быть и речи, поэтому мы с Фрэнсисом двинулись в “Орел”. Открывался паб по вечерам, и едва его двери отворились, как мы уже были там и подняли кружки за ошибку Полинга».

248

Ibid, p. 95. Уотсон пишет: «Я даже разрешил Фрэнсису заказать для меня виски вместо шерри».

Как же Полинг мог так промахнуться? Почему подход к созданию моделей, который так прекрасно оправдался в случае

с альфа-спиралью, оказался столь катастрофически бессилен в случае тройной спирали?

Анатомия ляпсуса

Попробуем шаг за шагом проанализировать возможные причины ошибки Полинга. Во-первых, дело было в том, сколько времени и сил он на самом деле потратил на работу над моделью ДНК. Он начал обдумывать некоторые аспекты ДНК после появления статьи Ронвина в ноябре 1951 года. Однако всерьез размышлять над этой задачей Полинг начал лишь через год, в ноябре 1952 года. А статья у него была готова всего через месяц – к концу декабря 1952 года! Сравните это с усердной работой над структурой полипептидов, когда он обдумывал все тонкости около тринадцати лет, несколько раз откладывал публикацию – до тех пор, пока не оказался полностью уверен, что его модель верна. Так что даже с точки зрения временных затрат напрашивается мысль, что модель ДНК была сработана наспех, кое-как. Так, судя по всему, думал и Морис Уилкинс. В интервью об истории открытия структуры ДНК он отмечал: «Полинг просто не стал стараться. Сам он, наверное, и пяти минут не думал над задачей» [249] . К вопросу о том, почему, собственно, он так спешил и почему был так рассеян, мы еще вернемся.

249

Далее Уилкинс добавил: «Он, конечно, даже не уточнял, как образуются пары, хотя об этом подробно рассказано в той статье – он ошибся почти везде». Цит. по Judson 1996, p. 80. Сам Полинг признавался Джадсону (Ibid, p. 135): «Мы работали над этой задачей без особого усердия».

Во-вторых, есть большая разница в качестве данных, на основании которых Полинг строил модель молекулы белка и модель ДНК. В случае альфа-спирали коллега Полинга Роберт Кори собрал обширный арсенал структурной информации о размерах, объемах и углах расположения отдельных составляющих молекулы. А в случае ДНК Полинг, напротив, работал практически в вакууме. Рентгеновские снимки, которые ему удалось раздобыть, были скверного качества, к тому же на них изображалась смесь форм А и В, о чем Полинг не подозревал, так что толку от них не было никакого. Хуже того, Полинг не знал, что в препаратах, с которых делались снимки, содержалось значительное количество воды. А поскольку Полинг пренебрег тем фактом, что примерно треть материала в образцах ДНК составляла вода, то неверно подсчитал плотность, а это привело его к ошибочному выводу, что цепочек в спирали три. Наконец, Кори много и подробно изучал то, из каких «кирпичиков» состоят белки, а над основаниями – составляющими частями нуклеотидов – подобной работы проделано не было.

Далее, у Полинга случилось два непостижимых провала в памяти. Один относился к соотношениям оснований, которые подсчитал Чаргафф, а другой – к принципу самокомплементарности, который сформулировал сам Полинг. Напомню, что Чаргафф обнаружил, что количество основания А равно количеству основания Т, а количество С – количеству G, так что напрашивался вывод, что основания так или иначе спарены, а значит, цепочек две, а не три. Впоследствии Полинг утверждал, что знал про эти соотношения, но забыл. Сам Чаргафф полагал, что в этом и кроется главная причина ляпсуса: «Полинг в своей структурной модели ДНК не принял в расчет мои результаты. В результате его модель была бессмысленна с химической точки зрения».

Второй провал в памяти Полинга был еще поразительнее. Вспомним, что Полинг еще в 1948 году говорил, что если гены состоят из двух частей, комплементарных друг другу, их воспроизводство получается легко и просто. В этом случае каждая из двух частей служит образцом для создания второй части, так что комплекс из двух комплементарных частей в целом может служить образцом для создания точной своей копии. Из этого принципа самокомплементарности [250] прямо следует, что архитектура должна состоять из двух цепочек, а конструкция из трех нитей ему явно противоречит. Однако Полинг, очевидно, ко времени построения модели ДНК начисто забыл об этом принципе.

250

Об этом упоминает сам Полинг во второй хичкоковской лекции «Химические связи в биологии», которую он прочитал в Калифорнийском университете в Беркли 20 февраля 1983 года.

Когда я говорил с Алексом Ричем и Джеком Дуницем [251] , которые в это время только получили ученую степень и работали под началом Полинга, они согласились, что если бы Полинг видел рентгеновский снимок № 51 В-ДНК, который сделала Розалинда Франклин, он бы сразу понял, что молекула зеркально симметрична, а значит, ее структура не тройная, а двойная. Однако, как мы уже заметили, Полинг не предпринимал никаких усилий, чтобы взглянуть на снимки Франклин.

В январе 2011 года я спросил Джеймса Уотсона, удивился ли он, когда увидел ошибочную тройную модель Полинга. Уотсон рассмеялся: «Удивился ли я? Да чтобы Лайнус сделал подобную ошибку – такого даже в фантастическом романе не сочинишь! Едва я увидел эту структуру, как сразу подумал: “Чепуха!”»

251

С Алексом Ричем я беседовал 15 ноября 2010 года, с Джеком Дуницем – 23 ноября того же года.

Если пристально взглянуть на множество вышеперечисленных причин, по которым у Полинга вышло такое фиаско с этой моделью, возникает ряд вопросов на более глубоком уровне. Как объяснить спешку, очевидный недостаток усердия, забывчивость и пренебрежение самыми фундаментальными химическими законами?

На самый поверхностный взгляд спешка – это особенно странно, если принять на веру слова Питера

Полинга о том, что не было никакой «гонки» к разгадке структуры ДНК. В той же занятной заметке, где Питер утверждал, что для его отца ДНК была не более чем интересным химическим соединением, он добавил: «История открытия структуры ДНК в популярной прессе описывается как “гонка за двойной спиралью”. Едва ли это было так. Гнался за ней разве что Джим Уотсон» [252] . Затем Питер пояснил, что «Морис Уилкинс никогда ни за кем не гонялся», а Фрэнсису Крику просто нравилось «задавать себе трудные задачки». Я спросил у Алекса Рича и Джека Дуница, как они считают, была ли гонка, и оба ответили, что нет – со стороны Полинга уж точно. Почему же тогда он так спешил публиковать результаты? «Просто у него всегда был силен дух соперничества», – предположил Рич. Это, конечно, так, однако это лишь часть объяснения, поскольку в случае альфа-спирали Полинг проявил куда больше терпения и осторожности. Парадоксально, но факт: триумф с альфа-спиралью, безусловно, поспособствовал катастрофе с тройной спиралью, поскольку Полинг решил, будто сможет повторить успех первой со второй. В этом смысле перед нами классический случай рассуждения по индукции, распространенного вероятностного метода, позволяющего строить догадки на основе накопленного опыта, – просто в данном случае Полинг слишком им увлекся.

252

Pauling, p. 1973.

Метод индукции применяют [253] все и всегда, и почти всегда он позволяет принимать верные решения на основании сравнительно скудных данных. Предположим, я попрошу вас закончить фразу: «Шекспир был необычайно талантливый _________». Большинство, вероятнее всего, скажет «драматург», и с полным на то основанием. Хотя можно закончить фразу и словами, например, «кулинар» или «картежник», и никакого логического противоречия в этом не будет, скорее всего, верный ответ и в самом деле «драматург». Подобно опытным шахматистам, мы обычно не анализируем все возможные логичные ответы, а выбираем тот, который, по нашему мнению, наиболее вероятен. Это неотъемлемая черта когнитивного процесса. Вот как сказал о методе индукции психолог Даниэль Канеман: «Нельзя жить в постоянных сомнениях, поэтому мы сочиняем самую лучшую историю и живем так, словно это правда» [254] . Однако индукция предполагает вероятностные догадки, а следовательно, иногда приводит к неверным выводам, а случается, что и к совсем неверным. Полинг решил, что можно пойти напролом [255] , поскольку опыт показал, что все его догадки о структуре молекул оказывались верны. В катастрофической истории с ДНК автор ляпсуса стал жертвой собственной блистательности.

253

Канеман и Тверски подробно говорят об этом в цикле программных статей, см., например, Kahneman and Tversky 1973, 1982, а также Kahneman, Slovic, and Tversky 1982 и Cosmides and Tooby 1996. Отличное популярное изложение – Kahneman 2011. В книге Schulz 2010, p. 115–132, прекрасно изложены некоторые аспекты метода индукции, приводящего к ошибочным выводам.

254

Интервью «New Scientist»; Else 2011.

255

Подробный разбор этого процесса принятия решения дает Lehrer 2009.

Но почему же Полингу казалось, что нужно идти напролом? Конечно, не из-за Уотсона и Крика, об их ученых занятиях он едва ли задумывался, а потому, что ему стало известно, что в Королевском колледже, а может быть, и в лаборатории Кавендиша, есть доступ к прекрасным рентгеновским данным. Скорее всего, Полинг решил, что верную структуру вот-вот обнаружат его старые соперники – Брэгг, Перуц, Кендрю, а может быть, и Уилкинс. Поэтому он решил пойти ва-банк, и проиграл.

Однако не приходится сомневаться, что если бы Полинг надолго отложил публикацию своей модели, исследователи из Кембриджа или Лондона успели бы первыми обнародовать верную модель. Даже если Полинг и не задумывался именно об Уотсоне и Крике, он понимал, что у противника карта лучше. Так что, вероятно, продуманный риск был не таким уж и безумием.

Если же позволить себе немного пофантазировать, решение поспешить с публикацией, вероятно, было у Полинга связано и с присущим человечеству когнитивным искажением, получившим название «фрейминг-эффект» [256] или «эффект постановки проблемы»; суть его в том, что мы очень боимся потерь. Вам никогда не приходило в голову, почему на ценнике, например, говяжьего фарша в магазине пишут «90 % мяса», а не «10 % жира и добавок»? По той простой причине, что с первым вариантом ценника фарш будут покупать гораздо охотнее, хотя написано на ценниках одно и то же. Точно так же избиратели охотнее проголосуют за экономическую программу, которая сулит 90 % занятости, а не за ту, которая обещает 10 % безработицы. Многочисленные исследования показывают, что мучения от потерь для нас субъективно всегда сильнее, чем радость от выгоды. Поэтому, если поставить проблему в негативном ключе, «фрейме», мы склонны рисковать, вот и Полинг, вероятно, предпочел рискнуть перед лицом возможных потерь.

256

Много познавательных примеров дает Kahneman 2011, p. 363–374. Интересно, что исследования при помощи МРТ показывают, что эмоциональные реакции миндалевидного тела (области мозга, ответственной за отрицательные чувства) у тех, кто понимает, что «90 процентов мяса» – это в точности то же самое, что «10 процентов жира и добавок», очень похожи на реакции тех, на кого негативный фрейм действует в полной мере. Различаются лишь реакции в префронтальной коре, которая контролирует эмоции посредством рациональных размышлений о них. См., в частности, de Martino et al. 2006.