Текст книги "Эврики и эйфории. Об ученых и их открытиях"
Автор книги: Уолтер Гратцер
сообщить о нарушении
Текущая страница: 30 (всего у книги 33 страниц)
Как рождаются мифы
Этот анекдот биологи с удовольствием рассказывают уже два десятилетия подряд – каждый раз приукрашивая и вводя все новых и новых действующих лиц.
Напечатан он, вероятно, был всего однажды.
Исследователь направил в некую лабораторию письмо с просьбой предоставить ему λ-фаг, который был там недавно идентифицирован. Вскоре ему пришел ответ с отказом – ученому давали понять, что его не считают за своего. Однако тот не отчаялся. Немного поразмыслив, он сообразил, что фаги такого рода “разлетаются по всей лаборатории”, и с изяществом добился своего, выведя культуру микроорганизмов из материала полученного письма. Конец истории окутан мраком, но стоит надеяться, что с тех пор в лаборатории, из которой было получено отказное письмо, стали проводить стерилизацию всех исходящих бумаг.
λ-фаг, на который здесь ссылаются, – это ДНК-содержащий бактериофаг, каким активно пользуются в генной инженерии, а корни анекдота восходят к розыгрышу, устроенному Сидни Бреннером, сотрудником знаменитой Лаборатории молекулярной биологии, который до сих пор остается одним из самых уважаемых авторитетов в этой области. Как все было на самом деле, он охотно рассказывает сам.
Во-первых, бактериофаг, который наделал столько шуму, назывался f2, а не λ (причем, в отличие от λ-бактериофага, содержал РНК, а не ДНК) и был найден в нью-йоркских сточных водах генетиком Нортоном Циндером. Услышав об этом, Бреннер собрался было попросить у удачливого коллеги образец микроорганизма, но потом раздумал: Циндер наверняка не поверит, если сказать, что Бреннеру бактериофаг нужен для исследования на тему “половых факторов” бактерии, а скорее решит, что Бреннер вторгается в зону его интересов, то есть хочет заняться репликацией РНК. Другим, разумеется, фаг был тоже нужен, и Бреннер распустил слух про “проращивание” письма Циндера, намекая, что уже это проделал. В действительности же Бреннер придумал обратное: заражать другим бактериофагом, Т1, письма конкурентам или занудам, обращающимся с надоедливыми запросами. Т1 – сильный и грубый захватчик, который выдерживает даже высушивание, а попав в лабораторию, способен добраться до всех чашек с культурами микробов и поразить их – и тогда все исследования, посвященные бактериофагам, остановятся.
Бреннеру, как бы там ни было, не пришлось “культивировать” ни одного письма: он решил, что своими силами отыщет РНК-бактериофагов в местной канализации.
Сейчас из генетически модифицированных бактерий изготавливают великое множество фармацевтических препаратов, и биотехнологические компании весьма ответственно подходят к стерилизации всего, что покидает лабораторию. Бреннер, к примеру, вспоминает, как разглядывал образец присланного ему дорогостоящего белка интерферона, извлеченного из генетически модифицированных бактерий, – а вдруг там осталась хоть одна живая бактерия, которую можно было бы посеять и вывести культуру, но увы, ничего такого в препарате не оказалось.
A.C. Faberge, ‘Open information and secrecy in research', in Perspectives in Biology and Medicine, 25, 263 (1982). См. также статью Brenner Sydney, ,Bacteriophage tales’, Current Biology, 7, R736 (1997).
Гормоны Казимира Функа
Польского биохимика Казимира Функа (1884–1967) сейчас обычно вспоминают (если вообще вспоминают) за придуманное им слово “витамины”, однако он, несомненно, заслуживает большей славы. Карьера его начиналась в Варшаве, затем он эмигрировал во Францию, где работал на фармацевтическом концерне. Впоследствии он основал собственную лабораторию в пригороде Парижа с красивым названием Casa Biochemica (“Биохимический дом”) и там с 1928 по 1939 год занимался изучением гормонов. Он выделил мужской половой гормон из петушиных гонад, а вскоре сообщил о том, что следы гормонов присутствуют и в крови животных. Еще он искал (и нашел) гормоны в крови и моче беременных женщин, а также смог установить химические различия между мужскими и женскими гормонами. Его доклады об этих результатах на различных конференциях в США встречали с ощутимым недоверием.
Будучи человеком инициативным, Функ спровоцировал небольшой дипломатический скандал в 1936 году, во время итало-абиссинской войны. Из газет ему стало известно, что эфиопские повстанцы завели обычай кастрировать пленных итальянцев: вот, решил он, и идеальный источник биоматериала, который был так ему нужен, и попробовал договориться с эфиопскими властями о поставках отрезанных яичек. Итальянское правительство, узнав об этом, истолковало планы Функа как покушение на честь страны. Более того, у эфиопских племен, надо думать, нашлось другое применение ценным трофеям, и Функу ничего не досталось.
Перед началом Второй мировой войны Функ бежал в Соединенные Штаты, там он продолжил изучать гормоны – извлекая их миллиграммовые количества из сотен галлонов мочи и из других биоматериалов, и занимался этим до самой смерти.
Жизнь и труды Казимира Функа описаны в работе: Schulz Bernhard, Casimir Funk und der Vitaminbegriff (thesis, University of Düsseldorf, 1997 )-
Ученый мерзавец
И в среде ученых бывают негодяи. Были такие и в XX веке. Один из них, Эмиль Абдерхальден, родился в Швейцарии, но жил и работал в Германии. Абдерхальден был учеником Эмиля Фишера, великого химика-органика. Фишер в те времена занимался структурой белков и придумал способ синтезировать пептиды – цепочки из нескольких аминокислотных остатков, соединенных так же, как и в белках естественного происхождения. Но если в одном белке таких остатков, выстроенных в строгом порядке, сотни или даже тысячи (правда, с неизбежными повторами: природа использует всего 20 разных аминокислот), то во времена Фишера химики могли получать искусственно только короткие цепочки. Когда Абдерхальден, уйдя от профессора, обосновался в ветеринарной школе в Халле, область его интересов осталась прежней – белковые пептиды, которые он с помощниками синтезировал в огромном количестве. Чтобы извлечь хоть какую-то пользу из этих веществ, Абдерхальден попробовал заняться протеолитическими ферментами, которые расщепляют белки на мелкие фрагменты.
В1909 году Абдерхальден объявил об открытии, явно отдававшем фальсификацией: ученый уверял, что, когда в организм попадают чужеродные вещества, он тут же начинает вырабатывать новые ферменты, способные их разрушить. Ученым уже было известно о существовании антител, однако “защитные” ферменты Абдерхальдена к ним никакого отношения не имели. Вскоре Абдерхальден счел возможным вторгнуться в медицину. Теперь он провозгласил, что белки плода поступают в кровь беременных женщин, вызывая образование защитных ферментов. Это делало возможным ранний тест на беременность. Метод Абдерхальдена с энтузиазмом взяли на вооружение многие клинические лаборатории и вскоре подтвердили его действенность, однако сами ферменты, как выяснилось, были всего-навсего иллюзией. Возражения оппонентов привели Абдерхальдена в ярость и многих заставили замолчать – к тому времени Абдерхальден стал публичной и очень влиятельной фигурой в немецком научном сообществе.
Распространение теорий Абдерхальдена уже было не остановить: опухоли, нервные заболевания и другие болезни, как считалось теперь, вызывают появление защитных энзимов. Медицинские центры публиковали бессчетные статьи на эту тему, а нацистский антрополог Отмар Фрайхер фон Фер-шуер и его любимый ученик, печально известный Йозеф Менгеле, приступили к изучению защитных энзимов у представителей разных рас: образцы им доставлялись из подконтрольного Менгеле Освенцима. Только в 1947 году в Германии на конференции, посвященной защитным энзимам, выяснилось, что их существование по меньшей мере не доказано.
Абдерхальден умер в 1950 году, однако кое-где в Германии еще продолжали исследовать его ферменты, а сын Абдерхальдена сделался главным защитником дела отца.
Что за человек был Абдерхальден, можно понять из истории, рассказанной Джоном Эдсаллом, профессором Гарвардского университета. В 1920-х годах юный Эдсалл проработал несколько лет в кембриджской лаборатории Фредерика Гоуленда Хопкинса, одного из ведущих биохимиков того времени. Там он встретился с молодым английским биохимиком, вернувшимся из поездки в Германию, он, этот ученый, и поделился с ним впечатлениями о лаборатории Абдерхальдена. По прибытии в Халле он рассказал герру профессору о своих только что полученных в Кембридже результатах. “Когда опубликуете, герр доктор?” – спросил Абдерхальден, явно заинтересовавшись. Англичанин ответил, что скоро и черновик статьи уже готов. В тот день он собирался в путешествие в горы. Предупрежденный заранее о том, что все может случиться, он на всякий случай запер все свои бумаги в ящике стола, а для большей надежности повесил замок. Вернувшись, он обнаружил, что замок взломан, а рукопись исчезла. Расследование, затеянное англичанином, показало, что статья уже отправлена в печать практически без изменений – только список авторов теперь начинался с Абдерхальдена!
Постыдная карьера Абдерхальдена, и в особенности печальная история его воображаемых ферментов, изложена в статье: Deichmann Ute and Müller-Hill Benno, The fraud of Abderhalderis enzymes, Nature 393,109 (1998).
Исторический треск
В январе 1891 года сэр Уильям Прис, главный инженер британского почтового министерства, заявил в газетном интервью, что “в области беспроволочной телеграфии все возможное уже сделано” Прошло всего лишь десять лет, и на продуваемой всеми ветрами возвышенности на острове Ньюфаундленд Гульельмо Маркони поднес к уху телефонную трубку и услышал сквозь треск сигнал, переданный из бухты Польду в графстве Корнуолл. Передатчик и приемник разделяли 1800 миль (примерно 3 тысячи километров). В том своем интервью главный почтальон Англии Прис утверждал (и многие специалисты с ним соглашались), что связать два берега Атлантического океана радиоканалом – несбыточная мечта, поскольку “из-за кривизны Земли волны отправятся в космос” Прис, стоит заметить, к тому времени уже нажил себе сомнительную репутацию в деле предсказаний. После того как Александер Грейам Белл продемонстрировал свой первый телефон, Прис, присутствовавший при этом, выступил перед комитетом палаты общин и уверенно произнес: “Американцам это открытие нужно, а нам нет. У нас сколько угодно мальчишек-посыльных” (Американцы, напротив, проявляли хоть и осторожный, но оптимизм. “Наступит день, – провозгласил мэр Чикаго после того, как ему продемонстрировали возможности телефона, – когда такая вещь будет установлена в каждом городе”.
С другой стороны, некий техасский сенатор, услышав, что штат Мэн и Техас скоро смогут поговорить друг с другом, воскликнул: “Да что может Мэн сказать Техасу!”)
Молодому, но весьма амбициозному Маркони было тогда 27 лет. Его Англо-американская телеграфная компания, обосновавшаяся в здании старой больницы, едва справлялась с долгами. Окна его лаборатории выходили на гавань Сент-Джонса. У Маркони была цель – зарегистрировать трансатлантический сигнал, однако в целях конспирации он рассказывал всем, что испытывает систему предотвращения кораблекрушений и хочет всего-навсего связаться с пароходом “Люцинда” Этим он никого не удивил, поскольку в те времена передать сигнал на расстояние в сотню миль было уже обычным делом. 12 декабря, в четверг, разыгралась жестокая буря, однако Маркони решил продолжать работу и поднял антенну, прикрепленную к воздушному змею, на высоту 120 метров. Телефонную трубку он выбрал потому, что, как ему представлялось, человеческое ухо лучше любого другого приемника различит на фоне шума сигнал в форме слабых щелчков, которые, надеялся он, все-таки пробьются сквозь потрескивание. Впоследствии Маркони вспоминал:
Внезапно около половины первого прозвучали три отчетливых коротких щелчка, какие издает телеграфный ключ. Это означало, что сейчас нечто произойдет. Я стал сосредоточенно вслушиваться.
Ошибки быть не могло: три коротких отчетливых щелчка, отвечающие трем точкам (то есть букве Б в азбуке Морзе), прозвучали у меня в ухе несколько раз, однако я не мог считать себя удовлетворенным прежде, чем получу дополнительные доказательства.
Маркони передал трубку своему ассистенту Джорджу Кемпу, и он подтвердил, что слышит то же самое.
Теперь я мог быть уверен, что мои расчеты верны. Электрические волны, отправленные из Польду, пересекли Атлантический океан, невзирая на кривизну Земли (т. е. отразились от плотных слоев атмосферы), которую столь многие сомневающиеся считали неизбежным препятствием.
Когда о результатах объявили газеты, местные чиновники немедленно выдворили Маркони и его небольшую команду из города, поскольку Англо-американская телеграфная компания, заявили они, не уполномочена передавать или получать сигналы на их территории. Более того, воодушевление, которое вызвали успехи Маркони, разделяли далеко не все. Что позволяет ему с уверенностью говорить, что он зафиксировал именно оригинальные щелчки, а не какое-нибудь атмосферное явление? К числу скептиков принадлежали и Прис, и сэр Оливер Лодж (физик, открывший радиоволны независимо от Герца), а неучтивый Томас Эдисон назвал новость “газетной уткой” Однако вскоре стало ясно, что Маркони прав.
Прошло время, Маркони стал маркизом и – вступил в фашистскую партию.
Reade Leslie, Marconi and the Discovery of Wireless (Faber, London, 1963), Polly W.P., Marconi: A Biography (Constable, London, 1962).
Приключения Араго
Хотя французские революционеры и отрубили голову Антуану Лавуазье, провозгласив, что революция в ученых не нуждается, республика тем не менее все-таки признавала главенство разума и поощряла развитие наук. Одним из памятников ей стала метрическая система. Введенный тогда стандарт длины – метр – определили как стомиллионную долю расстояния от Северного полюса до экватора вдоль парижского меридиана.
В 1806 году Бюро долгот обязали измерить это расстояние с максимально возможной точностью. Был проведен ряд предварительных замеров: за основу расчетов взяли расстояние от Дюнкерка до Барселоны, благо сделанный начерно эталон для этого уже имелся в Париже. Однако требовалась еще большая точность; тогда измерили дистанцию до Балеарских островов, которые заметно южней Барселоны и через которые парижский меридиан проходит тоже. Исполнителями этого задания назначили Доминика Франсуа Жана Араго (1786–1853) и Жана Батиста Био (1774–1862); Араго тогда только исполнилось 20, а Био – 32.
Из-за большой удаленности увидеть из Барселоны вспышки света на островах не представлялось возможным. Поэтому <…> Био и Араго сначала выбрали для триангуляции вершины гор и точку в испанском прибрежном городе Дения, затем измерили расстояние оттуда до Ибицы и Форментеры и, наконец, до Майорки. На Ибице к их услугам была вершина горы Кампвей, а на Форментере – наивысшая точка острова Ла-Мола. В конце 1807 года Био вернулся в Париж, оставив Араго заканчивать замеры на Майорке. На вершине С’Эслоп соорудили хижину, где Араго и поселился в окружении инструментов, необходимых для заключительной серии наблюдений. Однако дальше события развивались совсем не по плану.
В июне 1808 года завязалась война между Францией и Испанией. Вскоре на Майорке заговорили о том, что костры на горе по ночам – это сигналы и что Араго, должно быть, французский шпион; решено было отправить на гору отряд солдат, чтобы те арестовали подозрительного француза. Слухи об этом дошли до Араго. Что произошло потом, он рассказывает в своих мемуарах: “Мы отправились в Пальму и по пути встретили военных, которые пришли меня искать. Никто меня не узнал, поскольку я владею местным наречием в совершенстве. Я посоветовал отряду следовать той же дорогой, а мы продолжили наш путь в город”. (Араго свободно разговаривал на диалекте каталанского, поскольку был уроженцем Французских Пиренеев – области Франции, где говорят по-каталански.) Скрыться, однако, ему удалось только на время: в конце концов Араго очутился в Бельверском замке, в камере с видом на Пальма-да-Майорка. Теперь это туристическая достопримечательность, а тогда замок был тюрьмой.
Сумев убедить чиновников, что он не шпион, Араго покинул остров и отправился в Алжир. Там он сел на корабль, направлявшийся в Марсель, но невезение просто преследовало несчастного физика: корабль захватили испанские пираты и повели его в Каталонию, где Араго снова попал в тюрьму. Огромными усилиями он добился освобождения и поплыл в Марсель. Теперь помешали уже не пираты, но погода – стоял декабрь 1808 года. Начались бури, корабль был вынужден прервать плавание и переждать зиму в небольшом алжирском порту. Араго ничего не оставалось, как отправиться в Алжир по суше. Тут его захватили в плен снова – на этот раз алжирцы, которые требовали, чтобы Франция расплатилась с ними за направленные туда грузы.
Проблема разрешилась в июле 1809 года, и после годовой одиссеи, полной опаснейших приключений, Араго прибыл во Францию, дабы наконец закончить свой научный отчет. Париж встретил его с ликованием. Работа Араго и Био подтвердила точность прежних измерений; эталон метра, изготовленный в итоге, отличался от своего прототипа всего на 0,02 процента.
Меридиан Араго и Био обозначен в Париже цепочкой дисков, вмурованных в тротуары. Оба ученых добились впечатляющих успехов в физике. Имя Био увековечено законами Био и Био-Савара. Именно Био поручили провести проверку знаменитого эксперимента Пастера по разделению оптических изомеров. Араго также принадлежат множество важных результатов в оптике: достаточно вспомнить диск Араго и призму Араго. Он отметился и в политике, успев побывать министром республики. Араго дружил с Жюлем Верном, который описал его приключения на Балеарских островах в одном из своих романов.
Жители Форментеры вымысел ценят больше, чем реальность: на Ла-Мола установлен памятник не Араго и не Био, а Жюлю Верну, который на Балеарских островах никогда не был.
Замечательная биография Араго: Dumas Maurice, Arago: La Jeunesse de la Science, 2nd edn. (Berlin, Paris, 1943); отрывок, приводимый выше, взят из превосходной статьи: Julian Cartwright, Nature 412, 683 (2001).
История хлорида лития, или Как превратить безумца в нормального человека
Из всех лекарств, открытых за последние 50 лет (или около того), больше всего пользы человечеству принес, пожалуй, хлорид лития. Вещество, весьма близкое по свойствам к хлориду натрия, обычной поваренной соли, принимают в больших количествах люди с клинической депрессией или близкими к ней расстройствами психики. Он дешев и практически лишен долговременных побочных эффектов, и при этом облегчил жизнь многим, уже, казалось бы, совсем отчаявшимся людям. А появился этот препарат благодаря причудливой цепи ошибочных рассуждений.
Доктор Джон Кейд, психиатр небольшого медицинского центра в Австралии, свято верил, что причина маниакальных психозов – некий токсин, но если это так, то он, как и многие другие известные токсины, должен непрерывно выводиться из организма; стало быть, его можно обнаружить в моче.
Гипотеза представлялась разумной, особенно в свете сообщений (впоследствии опровергнутых) об особом веществе, встречающемся в моче шизофреников. Кейд решил искать свой токсин, вводя мочу пациентов морским свинкам. Животные и в самом деле заболевали, однако то же самое происходило, когда им вводили мочу здоровых людей. Однако Кейд не сдавался. Он предпринял следующий забавный шаг – повторил свои опыты с чистой мочевиной. Это один из ключевых продуктов метаболизма, который составляет заметную часть от всех растворенных в моче веществ. Эффект оказался еще больше – свинки гибли уже при впрыскивании довольно разбавленной мочевины, предположительно от отказа почек. Было показано, что концентрация мочевины в моче пациентов и здоровых людей примерно одинакова.
Дальше из поступков исследователя исчезает всякая логика: теперь Кейд решил проверить, как действует на животных мочевая кислота. Это вещество, с точки зрения химии, состоит с мочевиной в отдаленном родстве и содержится в выделениях некоторых животных, в особенности птиц. Сама мочевая кислота нерастворима в воде. С другой стороны, Кейд заглянул в библиотеку и узнал, что в воде растворяется ее литиевая соль. Опыт он поставил прежде, чем подумал, зачем это ему нужно. Соль лития оказалась безвредной, причем она даже ослабила токсическое действие мочевины и оказала успокаивающее воздействие на возбужденных морских свинок. Теперь доктор Кейд спустился наконец с небес на землю: он спросил себя, не следует ли приписать благотворный эффект литию, а вовсе не мочевой кислоте? Раздобыв банку карбоната лития, он попробовал его на грызунах – вещество и вправду подействовало как успокоительное. Воодушевленный результатом, Кейд дал карбонат лития своему пациенту. И случилось чудо: больному, пребывавшему в состоянии глубокого сумасшествия, стало значительно лучше! Это конечно же не было клиническим испытанием препарата (на подобную процедуру у Кейда просто не нашлось бы средств), но все же Кейд написал статью и отправил ее в некий не очень известный журнал, и она была опубликована там в 1949 году. Пять лет спустя, роясь в библиотеке, эту статью обнаружил датский ученый Могенс Шоу. Шоу счел работу Кейда достойной того, чтобы довести ее до конца. В результате медицина получила новый замечательный препарат.
А в моче пациентов с маниакальным психозом так и не нашли никаких токсинов, и морские свинки доктора Кейда становились вялыми только из-за карбоната лития.
Kohn Alexander, Fortune of Failure: Missed Opportunities and Chance Discoveries in Science (Blackwell, Oxford, 1989).
