Напечатать документ Послать нам письмо Сохранить документ Форумы сайта Вернуться к предыдущей
АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА На главную страницу
Институт Продления Жизни - Теория

А.Н. Стацкевич
Обращение Гильберта Линга к будущим поколениям

Oб авторе

Разгадывание кроссворда или охота на лис: две модели научной работы

Научный поиск в чем-то схож с разгадыванием кроссворда. Правда, обычный кроссворд легко может разгадать и один человек. Решить же головоломку Природы сложнее потому, что она родилась не в редакции дешевой газеты, а в глубинах мироздания. В решении такой неимоверно трудной задачи не обойтись без разделения труда. Так наука невольно начала фрагментироваться, впадая в опаснейший недуг — разрушение целостности. У физиологии клетки тоже возникли проблемы.

Если говорить о кроссворде «физиология клетки», то заполнять его надо не буквами или словами, а концепциями, физико-химическими концепциями. Поскольку познание истины происходит не по заранее написанному отточенному сценарию, а в процессе проб и ошибок, преждевременных озарений и запоздалых прозрений, первым физиологам неизбежно пришлось строить свои представления на неверных посылках. К тому времени, когда появились верные физико-химические идеи, ложные успели уже пустить глубокие корни в сознании ученых, оказались вписанными в учебники и через них заражали видимостью истины новые и новые поколения исследователей.

Как и у кроссворда, у загадки Природы может быть только одно верное решение. Но как к нему придти? Это как в охоте на лис: выберешь правильное направление погони — и добыча твоя. В науке направление задает теория, независимо от того, правильная она или нет. Если исследователь совершил ошибку и оказался в болоте заблуждений, он должен обладать смелостью и мудростью, чтобы признать свою ошибку. Но это в теории. На деле же карьера и жизнь, отданные ложным целям, безраздельно довлеют над человеком, а стремление сохранить хорошую мину при плохой игре разрушает ценности науки.


Секрет успехов прошлого — в радикальной смене направления научного поиска

Несмотря на значительные трудности, науке удавалось в прошлом совершать радикальные перемены. Эти перемены были названы научными революциями. Почему они удавались? Прежде чем попытаться найти ответ, давайте не будем забывать, что научные революции, вне зависимости от их успешности, никогда не проходили гладко. За свой научный подвиг Бруно был сожжен на костре, Галилей провел остаток жизни в темнице, а Земмельвейс умер в сумасшедшем доме только потому, что требовал от врачей дезинфицировать свои руки. Лишь с наступлением эпохи Просвещения начали появляться выдающиеся люди, которые успевали еще при жизни увидеть торжество своих идей.

Предложение заменить общепринятую, но неверную теорию на истинную обычно вносилось одним или несколькими учеными. Именно это и называется 1-м этапом научной революции. Однако наука — не аморфный конгломерат ученых, новую революционную теорию должно принять достаточно сплоченное научное сообщество. Именно эту перемену во мнении большинства историки называют научной революцией, но на самом деле это лишь 2-й этап революции. Второй этап, понятно, гораздо труднее первого. Великий физиолог и физик Герман фон Гельмгольц в лекции о Фарадее в 1881 году сказал: «...зачастую умному человеку легче открыть миру новую истину, чем понять, почему остальные ее не принимают».

Чтобы пояснить, как научные революции попадают в историю, приведем два примера:

1. Джозеф Пристли (1733-1804) был и ученым, и министром. Как уже было сказано, он открыл кислород, однако принял его за «дефлогистированный воздух». Пока Антуан Лавуазье не доказал, что это был именно кислород в нашем современном понимании, Пристли сражался с ним всеми доступными средствами, но, в конце концов, понял, что Лавуазье прав. Совершив поворот на 180°, Пристли начал превозносить «химическую революцию» Лавуазье с бьющим через край восхищением и энтузиазмом: «В науке можно найти совсем немного революций, столь великих, неожиданных и всеохватывающих...». Тут же новая теория Лавуазье была принята и всеми остальными учеными.

2. Майкл Фарадей (1791-1867) вырос в Лондоне, в бедной семье и не сумел получить регулярного образования. Однако его идеи в области электричества и магнетизма совершили революцию в физике, им был создан первый электрический двигатель. Но почти все коллеги-современники чурались его. Некоторые даже предлагали ему «заново пройти математику за шестой класс, прежде чем соваться в океан Лапласовой физики». Но мир не без проницательных людей.

Уильям Томсон (лорд Кельвин) и, в особенности, Джеймс Клерк Максвелл по достоинству оценили вклад Фарадея в науку. Максвелл позже сам совершил один из величайших прорывов в физике, предложив знаменитую волновую теорию света, согласно которой, свет представляет собой электромагнитные волны. Однако он всегда настаивал на том, что именно идеи Фарадея легли в основу его теории поля. Так завершилась другая научная революция.

Через 89 лет после смерти Фарадея, Альберт Эйнштейн — вероятно, величайший ученый всех времен — писал: «Нам, впитавшим идеи Фарадея, так сказать, с молоком матери, трудно оценить по достоинству все их величие и мужество их творца».

Самое удивительное, что Фарадей совершил все это, не воспользовавшись ни одной математической формулой.


Эти два исторических примера учат нас, что секрет успеха научных революций прошлого крылся в глубочайшей приверженности их главных действующих лиц и научного сообщества в целом принципам честной игры, спортивного поведения. Можно спросить: неужели эта формула успеха столь трудна, что ее соблюдения нельзя ожидать от простых людей?

Да, это так. В самом деле, спортсмен участвует в соревнованиях с намерением победить в честной борьбе без всякой задней мысли. Правда, время от времени сообщается, что кто-то пользовался запрещенными препаратами или пытался переубедить арбитра применением физической силы, но это лишь редкие исключения. Все спортсмены овладевают наукой побеждать и проигрывать. Именно в соблюдении общепринятого морального кодекса честной игры и заключен сам дух спорта. Однако этот дух не приходит сам. Ребенок начинает учиться ему в тот день, когда впервые участвует в игре — у родителей, тренеров и всех тех, кто бескорыстно любит игру, понимает ее и своим примером прививает остальным законы спортивной чести, зная, что без них торжество игры немыслимо. В спорте честная игра поощряется еще и тем обстоятельством, что любой зритель может вполне уверенно судить о ее честности.

Увы, спортивный дух, столь же важный для науки, как и для спорта, едва теплится в такой научной сфере, как физиология клетки, начиная со второй половины XX века. Упадок нравов начался тихо и незаметно, когда в 1940-е годы государство начало финансировать научные исследования через систему грантов. Чтобы проводить отбор тех, кому поддержку оказывать, а кому нет, была введена система экспертных оценок.

Само по себе государственное финансирование — огромное благо для науки и ученых. Однако люди, избираемые в экспертные комиссии, в отличие от арбитров в спорте, сами участвуют в соревнованиях за призы, которые присуждают. Часто они забывают, что науке не выжить без честной игры, и видят в неумолимо надвигающейся научной революции угрозу своей личной выгоде и авторитету. Пользуясь доверенной им властью, они пытаются ее сдержать. В отличие от спорта, деятельность этих арбитров обычно скрыта от зрителей и даже анонимна.


Фрагментация — угроза будущему науки

В своей «Истории физиологии» Карл Ротшух указал, что с ростом числа физиологов количество научных журналов возросло до такой степени, что «физиология перестала быть единым предметом для преподавания, что фактически равноценно концу этой дисциплины как области научного поиска с четкими границами».

Это было сказано в 1973 году по поводу так называемой органной физиологии — физиологии почек, физиологии пищеварения и т. д. Однако в физиологии клетки дела обстоят не лучше. Она тоже потеряла целостность очертаний, распавшись на биохимию, биофизику, фармакологию, биологию клетки, молекулярную биологию, математическую биологию, и т.д. Введение системы экспертных оценок раздробило эту область еще больше — по числу экспертов, мнению которых жизненно необходимо соответствовать.


Всеобъемлющая теория, которая могла бы собрать Шалтай-болтая

«Извечная тайна мира — его познаваемость» (Эммануил Кант). И познаваемость его во многом обязана тому, что природа часто оказывается проще, чем наше представление о ней. Это обстоятельство породило принцип «бритвы Оккама»: «То, что можно объяснить посредством меньшего, напрасно выражать посредством большего».

Возвращаясь к раздробленности науки, узкого специалиста можно уподобить астроному, изучающему небо со дна колодца. Не увидев целого, невозможно понять внутренней простоты и логичности Природы. Как же остановить развивающийся кризис? Ответ один: начать с объединяющей теории.

Мембранная теория одно время была такой теорией. К сожалению, с появлением новых данных не осталось сомнений в том, что мембранная теория уводит нас с верного пути. Тогда появились теории, в основе которых лежало представление о клетках как о плотных телах, состоящих из протоплазмы. Увы, физиологи протоплазматического направления не смогли тогда создать объединяющую теорию — ее время еще не наступило.

Не было ни развитых фундаментальных наук физико-химического направления, ни технологий, таких как меченые атомы, которые сыграли решающую роль в проверке истинности конкурирующих теорий. К тому же ученые прошлого не могли воспользоваться благами государственной поддержки науки, которая в тех же США появилась лишь к концу Второй мировой войны.

К моменту создания теории ассоциации-индукции (ТАИ) ситуация немного изменилась к лучшему, но станет ли ТАИ той единственной объединяющей теорией — покажет только будущее. Однако нельзя отрицать, что эта теория — первая в истории физико-химическая теория жизни на клеточном и субклеточном уровне, а книги ее автора — ясное свидетельство ее достоверности.


Система образования — ключ к будущему биологии

Начнем с того, чего преподаватель не желает. Ни один достойный своего звания учитель не желает сознательно выдавать ложную теорию за правду, или прививать своим ученикам красивые картинки вместо системного знания.

Однако великий учитель делает нечто большее. Кроме чистого знания, он утверждает учеников в глубоком понимании законов честной спортивной борьбы точно так же, как любящие отцы или тренеры обучают детей правилам и навыкам спортивной игры. Им удается вдохнуть в учеников непреходящую любовь к изучаемому предмету, подготовить их к служению науке, которое не может не вдохновлять. Чтобы понять, как это удается некоторым учителям, вернемся снова к жизни Майкла Фарадея.

В 14 лет Майкл работал учеником в небольшой переплетной мастерской. Он вполне мог продолжить эту карьеру и прожить жизнь безбедно. Но этого не случилось. Что же зажгло в маленьком переплетчике мечту о жизни, подобной жизни подвижников науки — Галилея и Ньютона? Все началось с двух статей об истории науки.

Когда старательный ученик-переплетчик склеивал разорванные страницы одного из томов Британской энциклопедии, что-то привлекло его взгляд. Это была статья под названием «История электричества», автором которой был Джеймс Тайтлер. Тот, в свою очередь, большую часть материала позаимствовал из книги Джозефа Пристли «История и современное состояние учения об электричестве». Фарадей был так взволнован прочитанным, что начал ставить опыты прямо на каминной полке в мастерской своего хозяина. Роль лабораторного оборудования сыграли две стеклянные бутылки, которые продал ему старьевщик за 6 пенсов и 1 пенни. Вскоре он уже защищал свою теорию электричества перед друзьями в целях «совершенствования их разума». К сожалению, чем жарче становилась его любовь к науке, тем призрачнее — перспектива стать профессиональным ученым. Его обучение переплетному делу близилось к завершению, и он оказался на перепутье.

Неожиданно в его судьбе произошел счастливый перелом. За драку был уволен швейцар Королевского института, где работал тогда такой прославленный ученый, как сэр Гемфри Дэви, и на страже парадного подъезда встал молодой Майкл Фарадей. Вот с этого незначительного эпизода началось восхождение Фарадея как исследователя, ставшего одним из величайших ученых в истории.

Сначала он просто помогал Дэви и другим ученым, но вскоре стал работать самостоятельно. Несмотря на напыщенное название, Королевский институт не имел постоянных источников дохода. Как и остальным сотрудникам, Фарадею приходилось самому зарабатывать на опыты. Одним из его заработков было чтение публичных лекций. Ему пришлось немало потрудиться, чтобы овладеть лекторским искусством, что удалось ему до такой степени, что порой школьники сбегали даже с празднования рождества, чтобы послушать его лекции, одна из которых называлась так: «Химическая история свечи».

Вокруг Фарадея, в институтской среде, постоянно обсуждали историю того или иного вопроса. Может быть, в истории есть нечто особенное, что делает ее столь притягательной для юности? В этом, видимо, нет ничего удивительного, ведь английское слово history (история) одного корня со словом story (рассказ). Неспроста ребенку читают рассказы и истории. Они всегда так динамичны и последовательны. В них рассказывается о вещах, понятных юным слушателям, а конец всегда такой сладостно-счастливый.

А что можно рассказать про физиологию клетки? На протяжении своей истории она неуклонно деградировала (появились даже голоса, что близится закат науки вообще). Раздробленная, растасканная по углам узкими специалистами, упорствующими в своих заблуждениях, некогда неделимая физиология клетки уже не способна предложить ничего, кроме отрывков из обрывков целостного знания. Если такое положение дел не будет исправлено, ее конец и в самом деле близок, потому что питающих науку юных дарований нечем зажечь, нечем пробудить в них искреннего интереса к науке, разбитой на тысячи осколков. Но, может быть, еще есть надежда?

ТАИ впервые сделала физиологию клетки по-настоящему последовательной. Каждый может самолично убедиться в том, что подлинная история физиологии клетки является поистине интригующим рассказом, способным привлечь внимание юных фарадеев.

ТАИ рассчитана не только на учителей и учеников — в равной мере она адресована всем заинтересованным ученым, в особенности связанным с биологией и медициной, которые хотят освежить свои фундаментальные знания. Она может заинтересовать молекулярных биологов, ищущих ускользающие связи генетики с клеточной и субклеточной физиологией. Физики, ищущие новые сферы применения своим талантам, смогут найти в ней отправные точки для своих исследований. Биотехнологам и фармакологам, пытающимся найти новые способы лечения заболеваний и новые лекарства, знакомство с ТАИ может быть особенно полезным. Тем не менее, главную роль должны сыграть именно учителя и преподаватели вузов вместе с их подопечными. Только взращивание поколений людей с действительно широким кругозором сохранит нам надежду, что мы когда-нибудь вырвемся из порочного круга давно отживших идей.

«Предел науки — бесконечность», мысль, которая всегда будет маяком для истинного исследователя

Прошло 55 лет с тех пор, как советник президента по науке Ваннавер Буш направил президенту Франклину Делано Рузвельту доклад, озаглавленный «Предел науки — бесконечность». Те, кого убедила книга Хоргана «Конец науки», могут решить, что Буш все-таки ошибался, и наука действительно должна иметь свое завершение. Те же, кто прочел эту книгу, почувствует, возможно, в себе силы признать правоту Ваннавера Буша, выразившего глубокую мысль в столь блистательной форме.

Например, изобретение МРТ — это не только знаменательный этап в развитии физиологии клетки, оно доказывает, что физика жива как никогда. Более того, именно физика и есть сверхсовременная физиология клетки. И наоборот, физиология клетки придает физике совершенно новое дыхание, открывает перед ней новые горизонты. В конце концов, благодаря именно физиологическим процессам в триллионах нервных клеток физиков и была сотворена сама физика.

Каковы перспективы физиологических исследований? Приведем лишь два примера:

1. Во-первых, ТАИ поможет понять, что забытые ныне работы многих поколений ученых, пылящиеся на полках библиотек, на самом деле являются замечательными открытиями в биохимии, биофизике и молекулярной биологии. И пусть какие-то из них будут противоречить ТАИ — главное, что эти противоречия (действительные или мнимые) дадут новый импульс для дальнейшего развития физиологии клетки.

2. Во-вторых, пора ответить на вопрос, которым начиналось наше знакомство с ТАИ: как найти путь к новым технологиям создания средств против рака, СПИДа и других смертельных заболеваний, угрожающих человечеству? Эти средства — лекарственные препараты, спроектированные рационально, в соответствии с требованиями теории, а вовсе не методом научного тыка.

Странно слышать на политических дебатах обещания предотвратить неминуемое банкротство программ бесплатного медицинского страхования, несмотря на неуклонное старение населения США. Ясно, что спрос на лекарства будет неуклонно расти, а эмпирические методы создания новых препаратов оставаться крайне дорогостоящими потому, что их поиск ведется практически вслепую. Огромные средства бросаются на ветер, в то время как в бедных странах больные СПИДом остаются умирать, как брошенные кошки или собаки.

Можно ли надеяться на улучшение ситуации, если мы будем и дальше упрямо следовать мембранной теории, которую физиологическая роль содержимого клетки на теоретическом уровне не интересует? Механизм действия лекарств, излагаемый в учебниках, остается неизменным на протяжении десятилетий: это все тот же ключ с замком. Действие лекарства начинается и заканчивается взаимодействием с рецептором, но к чему сводится это взаимодействие, кроме стерических соответствий, остается настолько туманным, что об этом все предпочитают молчать. Такой уровень понимания действия лекарств уже привел фармакологию в глухой тупик.

С другой стороны, одно только название конкурирующей теории — теория ассоциации и индукции — предлагает совершенно новый механизм действия лекарств. Он, по своей сути, электронный. На основе обнаруженной зависимости между плотностью зарядов (плотностью электронов) на ключевых функциональных группах белков, благодаря которой происходит смена их избирательности с К+ на Na+ (свободные карбоксильные группы) или с фиксированных катионов на молекулы воды (группы пептидной связи), можно в несложных опытах определить, является ли какое-либо лекарство или иной кардинальный адсорбат электроноакцепторным (ЭАКА) или электронодонорным кардинальным адсорбатом (ЭДКА). Одно это — уже огромный шаг вперед, подобного которому прежде не было.

Такой подход уже начал приносить плоды в виде новых данных об особенностях ряда клеток, как нормальных, так и злокачественно измененных. Среди кардинальных адсорбатов, к которым относятся все без исключения лекарства, самым важным является АТФ. Согласно полученным нами данным о ее влиянии на клетки, АТФ является ЭАКА. Уабаин, напротив, является ЭДКА.

Чтобы понять, почему же АТФ играет в клетке роль ЭАКА, а уабаин — ЭДКА, потребуются самые напряженные усилия будущих поколений биологов, химиков и физиков, в особенности тех, кому будут по силам все эти дисциплины вместе. Хочется надеяться, что ТАИ будет способствовать появлению таких ученых. Но это все дело будущего. А пока вернемся на наш, еще крайне примитивный, уровень знаний.

Повторим еще раз: ответственейшим этапом проверки любой теории в физиологии клетки является проверка теоретических положений на неживых, искусственных моделях. Такая модель должна обладать основными физико-химическими характеристиками настоящих клеток, и потому эти характеристики легко будет изучить и убедиться, верна теория или нет. К 1992 году почти все положения ТАИ получили подтверждение на искусственных моделях, за одним заметным исключением.

До сих пор не удавалось найти модель, на которой было бы видно, как лекарства и прочие кардинальные адсорбаты в ничтожных концентрациях способны вызывать перераспределение электронной плотности в макромолекуле с соответствующим изменением селективности ее ключевых функциональных групп.

Но теперь Линг, вместе со своими сотрудниками доктором Чжэнь-дун Чэнь и Маргарет Оксенфельд, с гордостью могут объявить, что несколько таких неживых моделей найдено, и предсказанные ТАИ изменения в них ориентировочно подтверждены. Следует добавить, что зарегистрированные изменения хоть и весьма невелики, но статистически достоверны. В конце концов, это всего лишь модели, а не настоящие клетки.

В заключение позвольте дать напутствие молодому поколению физиологов, опирающееся на опыт непопулярных, так сказать, ученых: никогда не изменяйте своему призванию, повсюду следуйте за своим увлечением, будьте упорны в достижении целей, в которые вы верите, будьте в согласии с самим собой. Сейчас у вас гораздо больше возможностей для этого, чем у Майкла Фарадея, который был невыразимо счастлив даже тогда, когда стал мальчиком на побегушках в Королевском институте, казавшемся ему, без сомнения, волшебным миром физики

Подготовлена с использованием материалов книги Гильберта Линга "Физическая теория живой клетки"


А.Н. Стацкевич, Обращение Гильберта Линга к будущим поколениям // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.18027, 13.05.2013

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru