Текст книги "Сдвиг. Как выжить в стремительном будущем"

И неслучайно это новообретенное обаяние эмерджентных систем совпало с текущим историческим моментом. Мы добились большого прогресса в понимании того, как свойства эмерджентности развиваются в природных системах, а те, в свою очередь, помогли понять, как нам подходить к эмерджентным системам, на которые мы стали очень активно полагаться. Помните муравьев? Два профессора из Стэнфорда, компьютерщик и биолог, недавно сделали совместный проект, изучая, как муравьи добывают пищу, и обнаружили, что колонии муравьев успешно изобрели протокол TCP/IP – базовый метод распространения информации в сети – за бессчетные миллионы лет до человека[59]59
  Prabhakar, Dektar, and Gordon, “The Regulation of Ant Colony Foraging Activity without Spatial Information”.


[Закрыть].

То, что люди, сами не зная того, повторили модель, уже существующую в природе, – случай весьма обычный. Действительно, тенденция определенных, не поддающихся упрощению паттернов (к примеру, фрактальная кривая, которой описывается снежинка) к новому и новому самоповторению сама по себе является свойством эмерджентности. Почти два десятка лет мы пользовались языком глубинных изменений для описания взлета интернета – «радикальной» и «революционной» новой среды. И это не было преувеличением. Но тогда нас не должно удивлять, что расширение сети, сама архитектура которой представляет собой эмерджентную систему узлов и нейронов, игнорирующих любой очевидный линейный порядок, оказало на нас влияние на самих глубоких уровнях мышления.

* * *

Биология – это исконная эмерджентная система. Факт столь же самоочевидный, сколь и трудный для его осознания на интуитивном уровне. Мы естественным образом предрасположены верить, что за каждой страной Оз стоит свой волшебник – единая личность, направляющая ее действие. Почти в каждой культуре имеется базовая история о том, как именно появилась Земля и ее наиболее неизменные виды. В начале был только Бог – или Гея, если вы происходите из Древних Афин, или Пангу в классической китайской традиции.

Эта центральная когнитивная предпосылка лежала в основе структуризации «знания» о мире. Мы верили, что колонии получают приказы от своей королевы и что некая организующая сила (очевидным образом) отвечает за безграничную сложность окружающего мира. Мы впечатывали это базовое непонимание в свои социальные организации – каждое племя относительно своего вождя, каждая компания со своим CEO. Лишь недавно мы пришли к пониманию по-видимому менее правдоподобного объяснения – что у королевы, выражаясь метафорически, нет другой власти, кроме власти самого маленького трутня. И что, в противоречие векам общих убеждений, не существует центральной власти, кроме видообразования, неумолимого генерирования различия и разнообразия окружающих нас форм жизни. Данный принцип – приоритет эмерджентности над авторитетом – является предшественником всех прочих, поскольку именно он и есть тот краеугольный камень, на котором покоятся остальные. Что если мы станем строить институты и правительства, которые будут отражать реальность, а не укреплять давно устаревшие заблуждения? На самом деле мы это уже делаем.

Давайте рассмотрим борьбу с туберкулезом.

Mycobacterium tuberculosis распространяется посредством воздушных частиц: кто-то чихнет, и вот уже в воздух выброшено 40 тысяч инфицированных капелек, притом что достаточно всего десяти, чтобы вызвать заболевание. Туберкулезные бациллы оседают в легких жертвы. Иммунная система человека направляет местных «полицейских», которые захватывают бациллы. Большинство клеток погибает, но хитроумная M. tuberculosis дожидается благоприятного случая. По оценкам, добрая треть человечества инфицирована туберкулезом, который может оставаться в латентном состоянии месяц, год, а то и целую жизнь. Примерно в 10 % случаев, однако, бациллы проникают через защитный барьер, который возводит вокруг них иммунная система, и начинают быстро размножаться, в итоге заполняя легкие и вызывая гибель почти половины инфицированных людей[60]60
  World Health Organization, “Tuberculosis: Fact Sheet No. 104,” reviewed March 2016, http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs104/en.


[Закрыть].

Древний, как и само человечество, туберкулез не достигал масштабов эпидемии вплоть до XVIII века[61]61
  Thomas M. Daniel, “The History of Tuberculosis,” Respiratory Medicine 100, issue 11 (November 2006): 1862-70, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095461110600401X.


[Закрыть], когда стал результатом великого переселения своих носителей в густонаселенные городские трущобы, где один чихнувший мог инфицировать целую семью[62]62
  Mark Nicas, William W. Nazaroff, and Alan Hubbard, “Toward Understanding the Risk of Secondary Airborne Infection: Emission of Respirable Pathogens”, Journal of Occupational and Environmental Hygiene 2, no. 3 (2005): 143-54, doi: 10.1080/15459620590918466, PMID15764538.


[Закрыть]. К 1820 году «чахотка», как тогда именовалась эта болезнь, забирала жизни каждого четвертого жителя Европы. После Первой мировой войны заболевание резко пошло на спад в результате улучшения санитарных условий и разработки действенных антибиотиков. К 1985 году в США регистрировалось менее 10 случаев на 100 тысяч человек[63]63
  Centers for Disease Control and Prevention (CDC), “Tuberculosis Morbidity – United States, 1994”, Morbidity and Mortality Weekly Report 44, no. 20 (May 26, 1995): 387-89, 395, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7746263.


[Закрыть]. Казалось, полное истребление туберкулеза не за горами.

А потом M. tuberculosis снова нас обхитрила. Иногда антибиотики назначались неверно. Кто-то из пациентов забывал выполнять предписания. Обитатели тюрем и больные туберкулезом в развивающихся странах часто получали недостаточные дозы. Результатом стала версия Survivor[64]64
  Survivor Rusty Forest – компьютерная игра. Планету охватила смертельная эпидемия. Загадочный вирус выкосил целые мегаполисы, спастись удалось немногим. Вы – один из них. Перед вами единственная цель – выжить. Прим. пер.


[Закрыть] в миниатюре, поскольку такое отрывочное лечение уничтожало слабейшие M. tuberculosis, а сильнейшие – генные мутации, дававшие иммунитет против антибиотиков, – процветали. Эта линия, устойчивая к лекарствам, выжила и дала множество отпрысков с такой же мутацией[65]65
  World Health Organization, “What Is Multidrug-Resistant Tuberculosis (MDR-TB) and How Do We Control It?” updated October 2015, http://www.who.int/features/qa/79/en.


[Закрыть].

Туберкулез – не единственный патоген, для которого свойствен подобный путь эволюции. По данным Всемирной организации здравоохранения, болезни, резистентные к лекарственным средствам, годами создают одну из крупнейших кризисных ситуаций в здравоохранении. «Без неотложных и скоординированных действий множества заинтересованных лиц, – говорит доктор Кейдзи Фукуда, помощник генерального директора ВОЗ по обеспечению безопасности здоровья, – мир устремится в эру без антибиотиков, когда распространенные инфекции и мелкие травмы, которые успешно лечились годами, снова начнут нас убивать»[66]66
  World Health Organization, “WHO’s First Global Report on Antibiotic Resistance Reveals Serious, Worldwide Threat to Public Health”, press release, April 30, 2014, http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2014/amr-report/en.


[Закрыть].

В 2013 году группой ученых из девяти стран Европы была предпринята одна такая неотложная скоординированная мера. «Чтобы победить современные болезни, – заявили они, – нужно современное оружие»[67]67
  Team Bettancourt, “Fight Tuberculosis with Modern Weapons”, http://2013.igem.org/Team: Paris_Bettencourt.


[Закрыть]. И одним из таких видов вооружения стал новый, эмерджентный метод организации исследований.

Познакомьтесь, перед вами бактериофаг – вирус, нацеленный на бактерии. Похожий на «лунную капсулу» с длинными тонкими ножками, он мог бы стать вашим ночным кошмаром, не попади в умелые руки.

Исследователи-европейцы, называвшие себя «Команда Бетанкур» по имени парижского института, где проводился проект, перепрограммировали бактериофаг на некое полезное действие. Бактериофаг активирует протеин, нацеленный на генетическую мутацию, которая делает штамм M. tuberculosis иммунным к антибиотикам. Протеин обрезает штаммы двойной спирали, которые стоят в обоих концах опасной последовательности, с такой же легкостью, как любой из нас способен удалить это предложение, написав его на экране компьютера. С помощью этой небольшой уловки с ДНК M. tuberculosis – ее исходным кодом – бактерия снова становится восприимчивой к стандартному медикаментозному режиму. «Команда Бетанкур» также продемонстрировала, как можно создать особую ткань, способную оперативно диагностировать заболевание, – огромное преимущество в регионах, особо затронутых вспышками туберкулеза. Изменены несколько строчек кода ДНК бактерии – и один из главных убийц человеческого рода повторит судьбу оспы.

Наверное, пройдет еще несколько лет, прежде чем методы лечения «Команды Бетанкур» станут доступны широкой общественности. Пока что межклеточные войны, о которых мы рассказали, ограничиваются пробирками, где «безопасные» бактерии изображают M. tuberculosis, «Команда Бетанкур» разрабатывает свой предназначенный потрясти все основы метод лечения для конкурса «Международная машина генной инженерии», или iGEM[68]68
  Team Bettancourt, “Fight Tuberculosis with Modern Weapons”, http://2013.igem.org/Team: Paris_Bettencourt.


[Закрыть], а большинство исследователей еще пишут диссертации.

iGEM – не традиционная «ярмарка знаний и умений». Но в этом случае синтетическая биология, создающая генетические последовательности для программирования живых существ с новыми свойствами и функциями, подобно новым формам шоколада или дрожжей, которые дают лекарство против малярии, – тоже не традиционная научная дисциплина. «Было время, когда науку двигали маленькие группки исследователей, которые запирались в лабораториях, пока не выдавали на-гора некое незначительное достижение, – говорит Рэнди Реттберг, бывший исследователь из MIT, стоявший у истоков iGEM. – Наука в будущем станет работать иначе, а синтетическая биология уже сейчас работает по-другому»[69]69
  Интервью с Джеффом Хоуи.


[Закрыть]. Возникнув в эпоху программного обеспечения с открытым исходным кодом и Wikileaks, синтетическая биология превращается в тренинг по радикальному сотрудничеству студентов, профессоров и целого легиона гражданских ученых, которые называют себя «биохакеры». Эмерджентность проникла в лаборатории.

Если судить с точки зрения истории развития различных дисциплин, синтетическая биология находится еще в младенческом возрасте, однако она обладает потенциалом воздействия на человечество путями, которые мы с трудом можем себе представить. Молекулярные компьютеры сработают там, где потерпит поражение кремниевый чип, и суперкомпьютер уместится на булавочной головке. Человеческая раса будет перепрограммирована и станет иммунной ко всем вирусам. Перепроектированная E. сoli сможет выдавать реактивное топливо, которого хватит трансатлантическому воздушному лайнеру[70]70
  Когда написание книги близилось к завершению, ученые Объединенного института биоэнергии (JBEI) в Национальной лаборатории Лоренса Беркли объявили, что достигнут заметный прогресс на пути к производству коммерчески рентабельного биотоплива из биомассы и бактерии E. coli. Согласно журналу Вашингтонского университета Conservation, новый процесс использует модифицированную E. сoli, которая не только толерантна к солевым расплавам, расщепляющим растительное сырье, но и производит энзимы, толерантные к этим солям. Конечная цель заключается в производстве биотоплива в рамках «малозатратного однореакторного процесса». Вице-президент департамента топливного синтеза JBEI Айндрила Мукхопадхья говорит: «Иметь возможность на определенном этапе свести все воедино, уйти по делам, затем вернуться и получить свое топливо – есть необходимый этап в прогрессе биотопливной экономики». См. Prachi Patel, “Green Jet Fuel in One Easy Step”. Conservation magazine, May 12, 2016, http://conservationmagazine.org/2016/05/green-jet-fuel-one-easy-step; Marijke Frederix, Florence Mingardon, Matthew Hu, Ning Sun, Todd Pray, Seema Singh, Blake A. Simmons, Jay D. Keasling, and Aindrila Mukhopadhyay, “Development of an E. Coli Strain for One-Pot Biofuel Production from Ionic Liquid Pretreated Cellulose and Switchgrass”, Green Chemistry, 2016, doi: 10.1039/C6GC00642F.


[Закрыть]. Представьте себе гигантские пруды-сборщики для бактерий, способные удовлетворить глобальную потребность в ископаемом топливе. Может, хотите экзотического домашнего питомца? Добро пожаловать в наш зоомагазин – выберите себе миниатюрного слона в местном филиале генной фабрики или спрограммируйте своего собственного.

«Невозможно предсказать будущее, когда дело касается науки», – говорит генетик из Гарварда и MIT Джордж Чёрч. Чёрча часто критикуют за пропаганду синтетической биологии – это он выдвинул идею «возрождения» неандертальца и мохнатого мамонта[71]71
  Nathaniel Rich, “The Mammoth Cometh”, New York Times Magazine, February 27, 2014, http://www.nytimes.com/2014/03/02/magazine/the-mammoth-cometh.html.


[Закрыть], – но выглядит он скорее реалистом, чем провокатором. Когда его спросили, не слишком ли притянуты за уши некоторые наиболее диковинные идеи из области синтетической биологии, он, пожав плечами, заявил, что никто не сумел предсказать даже возникновение простой скоростной технологии, позволившей нам составить карту человеческого генома. «Построение генных последовательностей снижается в цене и возрастает по скорости в темпе, в шесть раз превышающем закон Мура, – говорит Чёрч. – Десять лет назад никто не мог предсказать, что такое случится»[72]72
  Интервью с Джеффом Хоуи.


[Закрыть]. (Согласно закону Мура, скорость компьютерной обработки удваивается каждые два года.)

Проект «Команды Бетанкур», несмотря на весь его блеск, носил во многом теоретический характер – создать вирус, репрограммирующий туберкулез, должно быть возможно при наличии обширной экспертной поддержки, времени и финансирования. Реалистичные преимущества проведения подобной терапии получили мощный импульс с ускоренным развитием генного редактирования, ныне ставшего стандартной рабочей процедурой для «биолюбопытных» (bio-curious), как называют штатских лиц, посещающих «общинные» лаборатории биохакеров, создающиеся по всему миру. «Наука развивается очень быстро, – говорит Чёрч, стоявший у истоков множества методов синтетической биологии. – Многие чудеса мир увидит еще при нашей жизни… Или, – заявляет он с саркастической улыбкой, – какой-нибудь скучный тридцатилетка создаст вирус, который сотрет с лица земли человеческую расу. Возможно все, вопрос лишь в том, повезет нам или нет?»

* * *

Экзотические научные дисциплины – не единственная область человеческой деятельности, претерпевающая переход к новым способам совершать открытия или продвигать вперед инновации. Зовите это гражданской наукой, или краудсорсингом, или открытыми инновациями, однако подъем синтетической биологии говорит о том, что в самом скором времени это станет для нас стандартной операционной процедурой. Триумф эмерджентности (опыта и знаний, возникающих в распределенных сетях наподобие интернета) над авторитетом равносилен тектоническому сдвигу в способах продуцирования и распространения знаний. Век эмерджентности сменил эпоху авторитета. Институты вроде iGEM не стоят на обочине академических дисциплин, но интегрированы в них.

В традиционных системах – от производства до управления – большинство решений принимаются наверху. Хотя работников порой побуждают вносить предложения о продуктах и программах, но именно менеджеры и прочие лица, обладающие авторитетом, консультируются с экспертами и решают, какое предложение пойдет в дело. Процесс этот, как правило, медленный, отягощенный бюрократией консервативных процедур.

Суть эмерджентных систем в том, что каждый индивид внутри такой системы обладает уникальными знаниями, действующими на пользу группы. Эта информация распространяется между всеми, и люди делают выбор относительно того, какие идеи или проекты поддержать, или, что принципиально, пользуются ею для инновационной деятельности.

Подобный сдвиг стал возможен потому, что стоимость обновлений резко упала, когда стал широко доступен новый инструментарий. Дешевые и эффективные 3D-принтеры сделали прототипирование легкой задачей; знание, доступное только внутри крупных корпораций или академических институтов, теперь можно найти в учебных онлайн-программах или в сообществах наподобие DIYbio – это собрание штатских ученых, занятых генетическими экспериментами, которые ранее были полем деятельности дорогостоящих уникальных лабораторий[73]73
  DIYBio, https://diybio.org.


[Закрыть].

Наконец, краудфандинговые сайты, такие как Kickstarter и Indiegogo, создали очень слаженно работающие платформы получения средств для разработки чего угодно – от небольших арт-проектов до крупных бытовых устройств. Таковы реальные примеры эмерджентности в действии. Они позволяют создателям проверять валидность уникальной информации – бутылка для воды превращается в водяной бластер Super Soaker! – среди большой группы потенциальных потребителей. Подобный «встроенный» социальный аспект делает краудфандинг полезной вещью даже для проектов, имеющих венчурный капитал или иные источники финансирования, и бесценной для тех, которые этого не имеют. Быстрый успех на краудфандинговых сайтах – это еще и сигнал для профессиональных инвесторов, что проект входит в резонанс с общественностью, обеспечивая новаторам возможность доступа к источникам капитала, которые иначе оставались бы для них недосягаемыми[74]74
  Ryan Mac, “Already Backed with Millions, Startups Turn to Crowdfunding Platforms for the Marketing”, Forbes, August 6, 2014, http://www.forbes.com/sites/ryanmac/2014/08/06/backed-with-millions-startups-turn-to-crowdfunding-for-marketing/#6cfda89c56a3.


[Закрыть].

С капиталом под рукой наши новаторы-предприниматели могут с легкостью расширить свои ресурсы и найти те, которых им недоставало, при помощи краудсорсинга. Вместо того чтобы нанимать большие команды инженеров, дизайнеров и программистов, стартапы и отдельные лица могут войти в глобальное сообщество фрилансеров и волонтеров и получить навыки, которых им не хватает[75]75
  Для более подробного обсуждения краудсорсинга Джефф скромно рекомендует свою первую книгу, Crowdsourcing: Why the Power of the Crowd Is Driving the Future of Business (New York: Crown Business, 2009).


[Закрыть].

Еще один важный компонент при переходе от авторитета к эмерджентности – распространение бесплатного и недорогого онлайнового и муниципального образования. Сюда входят не только формальные занятия в классах, как edX[76]76
  Проект Гарвардского университета в области дистанционного образования. Его главная цель – в объединении усилий по созданию современных онлайновых курсов бесплатного обучения и предоставлению их студентам по всему миру. Планируется, что эта система бесплатного онлайн-обучения объединит до 1 миллиарда человек. Прим. пер.


[Закрыть], но и образовательные веб-сайты, такие как Khan Academy[77]77
  Khan Academy – некоммерческая образовательная организация, созданная в 2006 году выпускником MIT и Гарварда Салманом Ханом. Цель академии – «предоставление высококачественного образования каждому, всюду». Прим. пер.


[Закрыть], практикумы в «комнатах хакеров» и «рабочих пространствах», а также неформальное коллегиальное наставничество, которое осуществляется онлайн или лично. Чем больше у людей возможностей для обучения новым навыкам, тем легче им освоить дух инновации[78]78
  См., например, Christina E. Shalley and Lucy L. Gilson, “What Leaders Need to Know: A Review of Social and Contextual Factors That Can Foster or Hinder Creativity”, Leadership Quarterly 15, no. 1 (2004): 33–53, doi: 10.1016/j.leaqua.2003.12.004: «[Учеными] выявлен набор ключевых личностных свойств, которые проявляют относительную стабильность в различных областях, обеспечивая у одних людей более высокий уровень креативности, чем у других… Данные свойства включают в себя разнообразие интересов, независимость суждений, автономию и прочное осознание себя творческой личностью. Помимо личностных свойств творческое поведение требует наличия ряда специфических навыков… способность мыслить творчески, видеть альтернативы, иметь склонность к дивергентному мышлению или не спешить с выводами. Эти навыки необходимы потому, что креативность подразумевает когнитивно-перцептуальный стиль выражения, включая сбор и применение разнообразной информации, хорошую память, эффективное использование эвристических техник, а также способность и склонность к глубокому сосредоточению в течение продолжительного времени. Оценивая различные альтернативы, примеры решений или потенциально взаимосвязанные идеи, индивиды с большей вероятностью налаживают связи, способствующие креативности». (Внутренние цитаты не указаны.)


[Закрыть].

Все эти достижения создают де-факто систему, в которой люди по всему миру свободны учиться, проектировать, разрабатывать и принимать участие в актах творческого неподчинения. В отличие от авторитарных систем, которые допускают только отрывочные изменения, эмерджентные системы способствуют нелинейному обновлению, которое сможет быстро реагировать на ускоренные перемены, свойственные сетевой эпохе.

* * *

Среди наиболее недооцененных качеств великого ученого числится искреннее желание выглядеть невеждой.

В конце 1995 года Том Найт, изобретатель нескольких ключевых технологий в компьютерных разработках и основатель публичной компании, был старшим научным сотрудником в MIT. Но в один сентябрьский день он обнаружил, что сидит в аудитории в окружении недорослей, где читают начальный курс биологии. «Думаю, они задавали себе вопрос, что это за чудаковатый дяденька, – усмехается Найт. – Но мне нужно было научиться отличать один конец пипетки от другого»[79]79
  Интервью с Джеффом Хоуи.


[Закрыть]. (Лабораторная пипетка – это очень утонченный вариант глазной пипетки.)

Найт осознавал центральный факт наступающего века: биология – это технология. Но он был одним из немногих, кто это знал. Найт получил докторскую степень за проектирование интегральных схем – технологию, которая управляет всем, от вашей машины и компьютера до вашего будильника. К 1990-м годам он осознал, что кремниевым чипам приходит конец. «Можно было предвидеть, что к 2014 году или около того закон Мура упрется в потолок». Наблюдение, гласящее, что количество транзисторов на данном конкретном чипе удваивается каждые пару лет, продержалось более 50 лет, однако «в итоге, как можно видеть, оно столкнулось с законами физики». Другими словами, транзистор может составлять вот столько атомов в ширину. Случилось так, что предсказание Найта оказалось верным, и в последние годы кривая закона Мура приняла форму плато.

«Было ясно, что нам необходимо уходить от физической сборки объектов (а именно так мы изготовляли полупроводники) к химической». А лучшая химия в мире, как он понимал, творится на клеточном уровне. И Найт решил, что самым вероятным преемником интегральных схем будет живая клетка: «Я решил, что пора переквалифицироваться в студенты-биологи».

Найт всегда считал биологию невероятно беспорядочной наукой. «Предположение, из которого я исходил (и к которому, думаю, пришли все инженеры в мире), состояло в том, что жизнь так невероятно сложна, что любой в здравом уме должен поднять лапки кверху и воскликнуть: “Оставь надежду”». Но внезапное открытие изменило его мышление: коллега дал ему почитать работу биофизика Гарольда Моровица[80]80
  Harold J. Morowitz, “The Understanding of Life: Defining Cellular Function at a Molecular Level and Complete Indexing of the Genome”, дата публикации точно не известна, предположительно 1984 год, статья предоставлена Томом Найтом.


[Закрыть].

Официальная «вертикаль власти» в биологии такова: «Мой организм намного сложнее, чем ваш». Финансирование и престиж строятся по той же схеме. Но Моровица не интересовали эукариотические, или многоклеточные, формы жизни. Вместо этого он посвятил свою многолетнюю карьеру изучению происхождения жизни на Земле, что означало внимание к простейшей из жизненных форм – скромной одноклеточной Mycoplasma.

Для сравнения, геном человека содержит примерно 3,2 миллиарда пар нуклеотидов (мельчайших фундаментальных составных частей нашего генетического кода). Наука совершила большой шаг в секвенировании, или чтении, генома. Но с учетом размеров «текста» мы до сих пор немногое понимаем в прочитанном. Напротив, M. tuberculosis содержит всего полмиллиона пар нуклеотидов. «Она проще примерно в три тысячи раз, – говорит Найт. – Поэтому можно, по крайней мере, обманывать себя, думая, что вы знаете о ней все, что можно».

Летом 1996 года Найт на конференции DARPA – научно-исследовательской группы Министерства обороны США – предложил исследовать то, что назвал «клеточным компьютером». Идея заключалась в том, что клетки можно программировать для выполнения полезных функций – например, выходить за пределы, где кончаются возможности кремниевых интегральных схем. В течение нескольких лет в своем «гнездышке» на кафедре информатики MIT он выстроил целую лабораторию, заполненную инкубаторами, пробирками и автоклавами. «Коллеги считали, что я ума лишился, – смеется он. – Все это мистическое оборудование биолога в сердце компьютерной лаборатории!»

Найт – инженер вовсе не по профессии. Это его призвание, страсть, дело жизни и система верований. Инженеры мыслят не так, как биологи, убежден он. «Мои друзья-биологи говорят: «Мы узнали все, что можно узнать о E. сoli, Том. Зачем их изучать?» В переводе это означает: «Я узнал все, что узнать собирался… из исследований E.сoli, а все остальное – детали, и мне они неинтересны».

Инженеры, по словам Найта, мыслят иначе. «Если твоя цель – изучать сложные разделы биологии, очень хорошо. Но если твоя цель – взять эти очень простые биологические системы и добиться понимания всего, что можно о них узнать, если иметь намерение обрести способность их модифицировать и построить на их основе нечто иное, тогда это совершенно другая перспектива, требующая особого уровня понимания, – говорит Найт. – Намного более глубинного уровня, чем им доступен». Для инженера понимание означает, что надо разобрать нечто на части, а потом собрать заново.

В 1998 году Найт занялся исследованием Vibrio fischeri – биолюминесцентной бактерии, найденной внутри короткохвостого кальмара. Кальмар питает бактерию сахаром и аминокислотами. В обмен бактерия излучает свет, по интенсивности сравнимый с лунным, делая кальмара практически невидимым ночью.

Но Найта заинтересовало, что запускает механизм биолюминесценции, поскольку Vibrio fischeri светится только внутри кальмара. «Бактерия выделяет небольшое количество определенного химического вещества, – объясняет он. – В открытом океане это вещество просто вымывается, но внутри кальмара оно скапливается, а когда достигает определенной плотности, запускается биолюминесценция». Иными словами, клетки посылают друг другу сигналы. Найт рассчитал, что сможет изолировать генетические последовательности, которые управляют биолюминесценцией, и «использовать их так, как не предполагала природа».

Воспроизведение клеточного сообщения по команде оказалось трудным делом. К тому времени Найт начал собирать вокруг себя молодых ученых, мыслящих в том же направлении. Двое из его сотрудников того периода, Дрю Энди и Рон Вайс, внесли основополагающий вклад в развитие синтетической биологии. (Вот почему Найта иногда называют «отцом синтетической биологии».) Подобно Найту, Энди и Вайс были захвачены волнующей перспективой – применить принципы программирования в генетике – и, как и Найт, не имели профессионального биологического образования. Энди изначально планировал стать инженером-экологом. Вайс, виртуоз программирования, пришел в биологию из проекта «интеллектуальной пыли», где нанокомпьютеры впечатываются в пластичные материалы, вроде краски или дорог. «Я думаю, будет честно, если я скажу, что на том этапе все мы находились в ранге любителей, – смеется Найт. – Но мы быстро учились».

На заре нового тысячелетия синтетическая биология как инженерная дисциплина являлась скорее теорией, чем практикой. Небольшое, но постоянно растущее число компьютерщиков, инженеров и физиков признавали революционные новшества, которые однажды могут быть созданы при помощи синтеза генетического материала, но пока с концептуальными доказательствами было туговато.

Все изменилось в январе 2000 года, когда биоинженер из Бостонского университета Джеймс Коллинз и его коллеги продемонстрировали «генетический тумблер» в E. сoli[81]81
  James J. Collins, Timothy S. Gardner, and Charles R. Cantor, “Construction of a Genetic Toggle Switch in Escherichia Coli”, Nature 403, no. 6767 (January 20, 2000): 339-42, doi: 10.1038/35002131.


[Закрыть]. Посылая внешний сигнал, ученые смогли инициировать в гене процесс транскрипции (первый этап генной экспрессии, когда ДНК транскрибируется в РНК, а затем, как правило, в белок). После посылки нового сигнала клетка отключалась, как переключатель, но только в бактерии.

В том же месяце журнал Nature опубликовал еще одну знаковую работу. Ученые спроектировали колебательный контур, продуцировавший белки с заданными интервалами. Они назвали его «репрессилятор», по названию репрессивного гена, помогающего контролировать вариант экспрессии гена[82]82
  Michael B. Elowitz and Stanislas Leibler, “A Synthetic Oscillatory Network of Transcriptional Regulator”s, Nature 403, no. 6767 (January 20, 2000): 335-38, doi: 10.1038/35002125.


[Закрыть]. Эти две работы показали, что сложные биологические процессы можно синтезировать с нуля. И уже на следующий год Найту и Вайсу удалось разработать межклеточную коммуникацию между Vibrio fischeri, то есть они смогли «включать свет». Теперь подобные проекты осуществляются на школьной выставке научных знаний и умений, но даже тогда, утверждает Найт, это не казалось чем-то исключительным в сфере биологии. «Однако в инженерной области это было новаторство. Биолог взглянул на то, что мы сотворили, и сказал: «А зачем это вам?» Но инженеры посмотрели и увидели, что мы сделали первый младенческий шажок в совершенно новом направлении».

И все же повторение любого подобного эксперимента было невероятно скучным делом. Начали появляться производственные лаборатории, синтезирующие необходимые генетические последовательности, давая Найту и его команде возможность сосредоточиться собственно на эксперименте. Затраты были немалые. А кроме того, будучи инженерами, Найт и коллеги желали воспроизводить эксперимент не единожды, но снова и снова с тем же уровнем достоверности, каковой имеет место в любой области инженерной мысли. А это означало необходимость создания набора стандартизированных частей.

Идея была в том, чтобы создать коллекцию последовательностей ДНК, выполнявших заданные и хорошо понятные функции. Их можно было комбинировать в бесчисленных вариациях. Речь шла о своего рода «кирпичиках»; и вот в 2003 году Найт опубликовал работу, где излагался план по созданию каталога строительных блоков генетического кода[83]83
  Tom Knight, Randall Rettberg, Leon Chan, Drew Endy, Reshma Shetty, and Austin Che, “Idempotent Vector Design for the Standard Assembly of Biobricks”, http://people.csail.mit.edu/tk/sa3.pdf.


[Закрыть]. Эти «биокирпичики», как окрестил их Найт, должны были собираться в Реестре стандартных биологических частей. Один из них, промотор, инициировал транскрипцию сегмента ДНК. Другой биокирпичик генерировал определенный белок. Эти предсказуемые части должны были проявлять предсказуемые функции – снова, снова и снова.

Вдохновение исследователи черпали из двух разных источников. Первым был список компонентов интегральной схемы под названием TTL Data Book, где каталогизировались тысячи компонентов схемы и их функции. «Вы ищете свою деталь, записываете номер и требуете ее. Быстро». Другой источник был существенно приземленнее: «Скороспелое мышление, скороспелые метафоры, люди, которым нравится ломать голову и делить вещи на части, как в конструкторе Lego. И вот метафоры вращались вокруг идеи таких деталей многократного использования, этаких блоков Lego, которые можно собирать вместе».

Кто-то скажет, что Найт и его соратники подходили к изучению биологии как все инженеры: разобрать объект на части; понять, из чего он состоит, а потом посмотреть, как можно его улучшить посредством реконфигурации. Но подобный подход не учитывает более дерзкие цели, заложенные в iGEM. Создание библиотеки стандартизированных биокирпичиков – это, помимо прочего, акт социального инжиниринга. Работая с Lego, не нужно быть архитектором, чтобы выразить уникальное видение сопряжения формы и пространства. И хотя синтетическая биология пока пребывает в пеленках, она уже несет на себе безошибочный отпечаток этого эгалитарного видения. Найт, Энди и Реттберг не то чтобы «создали» или «инициировали» новую научную дисциплину; с первых дней их усилия были направлены на формирование условий для ее органичного роста за счет получения подпитки от непредвиденных людей и идей. В большей степени, чем любая область до нее, синтетическая биология стала продуктом эмерджентности.

«И это не так уж неожиданно, – говорит Дэвид Сун Конг, многообещающий молодой ученый, участвовавший в ряде первых конкурсов iGEM еще в бытность свою в аспирантуре MIT Media Lab. – Как бы то ни было, синтетическая биология родилась к жизни, потому что – в каком-то смысле – чей-то шоколад оказался на чьем-то арахисовом масле. Пионерами стали инженеры-строители, компьютерщики и инженеры-электрики». Пионерам, возможно, не понравится аналогия, однако, как и в случае с отдельными клетками грибов-слизевиков, синтетическая биология – это целое, которое превосходит сумму своих частей».

Снизив планку входа и смоделировав правила игры, Найт и остальные способствовали привлечению к делу умов, которым были свойственны разнообразие и креативность. «Существует фундаментальное убеждение, что биология обязана быть исключительно демократичной в том смысле, как это знание работает, но еще и в смысле понимания, как им распоряжаться», – говорит Конг, который также является руководителем EMW – Центра искусств, технологий и спорта рядом с MIT. Одна из его программ, Street Bio, исследует взаимодействие между инженерной биологией и жизнью улицы – людьми, культурой и продуктами, – которое определяет, в какой форме биология покидает пределы лаборатории и входит в нашу повседневную жизнь. «Существует общепринятая в нашей области идея, что биология в целом и биотехнология в частности слишком важны, чтобы оставлять их на произвол экспертов»[84]84
  Интервью с Джеффом Хоуи.


[Закрыть].

Но выдвинуть идею о создании реестра было гораздо проще, чем создать его в действительности. В отличие от строительной арматуры, сервомоторов или интегральных схем, не существует стандартизации в отношении деталей, составляющих живые существа. Каждый биокирпичик должен состоять из генетической последовательности, свойства которой – способность активировать близлежащие клетки на люминесценцию – хорошо известны. Затем эту последовательность нужно синтезировать из нуклеотидов – одного за другим. В то время лишь малая часть генома, даже простейшего генома прокариотических жизненных форм, была «охарактеризована», не говоря уже – установлена или понята. Найт и его сотрудники не нуждались в дополнительном времени на лабораторные исследования или в финансировании – им нужна была армия. И вскоре они ее получили.

P. S. Качнуть обратно маятник

В 2003 году, через несколько лет после того, как сеть породила феномен блогинга, при содействии оптимистичного сообщества блогеров я написал работу по «эмерджентной демократии». Мы с моими соавторами твердо верили, что новая революция фундаментально и очень быстро изменит к лучшему природу демократии.

Когда в 2010 году разразилась «арабская весна», мы полагали, что наша правота доказана. Вскоре, однако, стало ясно, что мы поспособствовали созданию инструментария для эмерджентного свержения правительств, но далеко не обязательно для эмерджентности ответственного самоуправления. Наши надежды обратились в отчаяние, когда мы были вынуждены наблюдать, как происходил разворот от оптимизма «жасминовой революции» в Тунисе к эмерджентности ИГИЛ.

Не добавила оптимизма и тенденция к использованию этого инструментария все менее для открытой и «демократической» сети блогов, которые часто велись на серверах с собственными хостами, и все более в «огороженном стенами саду» Facebook и в чатах с кратковременным доступом, как Twitter. К несчастью, стало совершенно ясно, что самая одиозная и равнодушная часть интернета теперь столь же (если не более) организованна и эффективна в использовании этой новой социальной среды для продвижения своих резонов и возвышения своих голосов, как и та, что видела в интернете новый широкий путь для открытых обсуждений и демократических движений.

Ныне мы находимся в фазе эмерджентной демократии, которая приносит множество треволнений. Но признание этого факта придало тем из нас, кто разделял оптимистичные взгляды десятилетие назад, еще больше решимости развивать как инструментарий, так и движущие силы для исполнения изначальной мечты о технологии, которая будет двигать демократию в позитивном направлении.