Текст книги "Машина творения: Новые организмы, редактирование генома и лабораторные гамбургеры"

ЖАЖДА СКОРОСТИ

Никто никогда не перепутает корпорацию Perkin-Elmer с Exxon или Procter & Gamble. Но в определенных кругах она была широко известна: ей принадлежало около 90 % рынка химикатов, необходимых ученым для секвенирования ДНК. В 1990-х гг. одно из подразделений компании, Applied Biosystems, работало над секретным проектом – автоматизированным секвенатором ABI Prism 3700, в котором высокоскоростное секвенирование ДНК производилось путем замены больших гелевых пластин, использовавшихся в то время, на тонкие, заполненные гелем капилляры, или трубки{85}85
  «3700 DNA Analyzer,» National Museum of American History, https://americanhistory.si.edu/collections/search/object/nmah_1297334.


[Закрыть]. Эндрю видел прототип этого устройства за несколько месяцев до собрания ASM. Он ездил в Эдмонтон (канадская провинция Альберта) к профессору Норману Довичи, выдающемуся химику-аналитику, имевшему опыт исследования одиночных молекул, чтобы обсудить сотрудничество в новом направлении – секвенировании путем синтеза. Профессор Довичи вежливо выслушал Эндрю, но сказал, что слишком занят и к тому же уже работает над новым секвенатором, который охотно продемонстрировал гостю. В образце было 32 капилляра, каждый из которых соответствовал «дорожке» на гелевой пластине. (В окончательной версии таких капилляров будет 96 – по числу ячеек на стандартном микропланшете, используемом в роботизированных лабораторных системах.) Довичи рассказал и о показателях производительности. Быстро прикинув в уме, Эндрю понял, что одна машина секвенирует бактерию за несколько недель{86}86
  Довичи не знал, что Хидеки Камбара из корпорации Hitachi в то же самое время разработал аналогичную технологию. В итоге компания Applied Biosystems лицензировала обе технологии и совместно с Hitachi создала устройство. В 2001 г. журнал Science назвал обоих исследователей «невоспетыми героями» проекта по расшифровке генома.


[Закрыть]. У одного аппарата ABI Prism 3700 не хватало мощности для автономного секвенирования генома человека, но руководство Perkin-Elmer считало, что совместная работа нескольких сотен таких машин обеспечит расшифровку молекулы человеческой ДНК за месяц. Код, скорее всего, будет содержать ряд пробелов, однако это можно считать первым шагом в решении проблемы. При повторных прогонах через компьютеры все отсутствующие или искаженные биты кода будут скорректированы. Этот момент беспокоил финансистов, поскольку, таким образом, на ресеквенирование – как называлась эта операция – могли уйти годы, а не месяцы, а на химикатах компания зарабатывала гораздо больше, чем на продаже компьютеров.

Руководство Perkin-Elmer знало о Вентере и его методе «стрельбы из дробовика» и считало, что их компьютеры вкупе с его методом способны обеспечить блестящий прорыв в геномике. Вентер тоже сразу понял, что это ускорит процесс расшифровки. Итак, в 1998 г. Вентер с коллегами пришел в NIH и объявил, что в целях секвенирования генома человека они собираются создать частную корпорацию, которая будет работать по его методу и с армией компьютеров ABI Prism 3700{87}87
  Jim Kling, «Where the Future Went,» EMBO Reports 6, no. 11 (November 2005): 1012–14, https://doi.org/10.1038/sj.embor.7400553.


[Закрыть]. Были изложены доводы в пользу государственно-частного партнерства: имеющаяся у них методика, компьютеры и более традиционный подход к исследованиям со стороны ученых из государственных учреждений позволят закончить расшифровку генома до истечения срока, установленного в 2005 г., и при этом сэкономить много бюджетных средств{88}88
  Douglas Birch, «Race for the Genome,» Baltimore Sun, May 18, 1999.


[Закрыть]. Вентер предложил обмениваться данными, а после публикации информации о геноме человека разделить триумф одного из величайших научных достижений в истории человечества. Никто не осмеливался произнести вслух, но подразумевалось, что, если будет присуждена Нобелевская премия, эту честь они тоже разделят.

Коллинз пообещал подумать над предложением. Однако Вентер был не вполне искренним. Он уже связался с The New York Times и выпустил пресс-релиз c информацией, что его новая компания Celera (в переводе с латинского «скорость») секвенирует геном человека к 2001 г. – на целых четыре года раньше, чем обещал всем известный проект. Сообщалось также, что у Celera уйдет на это гораздо меньше, чем заложено в бюджет государственного проекта, – менее 300 млн долларов, то есть меньше одной десятой от стоимости финансируемой государством и возглавляемой федеральным правительством работы. В статье, которую в итоге опубликовала The New York Times, сообщалось: поскольку у команды Вентера испытанный метод и передовые суперкомпьютеры, то применяемый в проекте «Геном человека» традиционный метод может из-за медлительности стать неактуальным{89}89
  Nicholas Wade, «In Genome Race, Government Vows to Move Up Finish,» The New York Times, September 15, 1998, www.nytimes.com/1998/09/15/science/in-genome-race-government-vows-to-move-up-finish.html.


[Закрыть]. После выхода статьи Вентер отправился на заседание участников проекта «Геном человека», где насмехался над собравшимися, предлагая им бросить работу, потому что скоро они все равно безнадежно отстанут.

На этом его выходки не закончились. После заседания была созвана пресс-конференция, на которой рассказывали о достигнутом прогрессе. Сидя за столом рядом с Коллинзом, Вентер заявил журналистам, что проекту лучше стремиться к более достижимой цели – секвенировать геном мыши. Сообразив, что перегнул палку, Вентер попытался выкрутиться. «Мыши крайне важны для чтения человеческого генома», – сказал он. Когда пресс-конференция закончилась, в фойе Уотсон (которого не было на сцене с Коллинзом и Вентером) рассвирепел и при всех сравнил Вентера с Гитлером{90}90
  Lisa Belkin, «Splice Einstein and Sammy Glick. Add a Little Magellan,» The New York Times, August 23, 1998, www.nytimes.com/1998/08/23/magazine/splice-einstein-and-sammy-glick-add-a-little-magellan.html.


[Закрыть]. А затем прилюдно набросился на Коллинза, посоветовав тому, пока не поздно, брать пример с Черчилля, а не с Чемберлена{91}91
  См. прим. 11.


[Закрыть]. Других ученых, работавших над «Геномом человека», огорчили не только манеры и оскорбительные комментарии Вентера. Они считали неуместным создание коммерческой корпорации для проведения столь важных исследований. Кроме того, они боялись, что Вентер не только достигнет цели быстрее, чем они, но и затруднит другим использование результатов исследования. Теоретически Celera могла предоставить генетический код любому, кто захочет его увидеть и использовать. Но без соответствующей компьютерной системы и глубокого понимания сути метода в общедоступной базе данных будет совершенно невозможно разобраться. К тому же, если кому-то понадобится реальный анализ – то есть важная информация о том, где и что в геноме находится, – придется платить.

Все эти волнения дошли до высокопоставленных лиц из лондонского фонда Wellcome Trust, крупного зарубежного спонсора «Генома человека», и, понятно, их обеспокоило, что частная корпорация (к тому же управляемая перебежчиком из проекта, который сам Wellcome Trust долго поддерживает) внезапно подает голос и заявляет, что на государственный проект спускают уйму денег. Высокопоставленные лица из Wellcome Trust срочно вылетели в США, переживая, что их большой благотворительный взнос уйдет впустую и весь проект окажется под угрозой. Коллинз пытался их убедить, что с проектом все в порядке, заявив, что Вентер хвастун с раздутым самомнением и его метод с компьютерами и дробовиком не сработает. В довершение ко всему в интервью газете USA Today Коллинз сказал, что Celera создаст «упрощенную версию»[3]3
  В оригинале Cliffs Notes or the Mad Magazine version – «выжимки в стиле Мэд», имелся в виду популярный американский сатирический журнал комиксов Mad (англ. «безумный»). Таким образом, слова Коллинза в интервью носили откровенно язвительный и пренебрежительный оттенок по отношению к оппоненту. – Прим. ред.


[Закрыть] генома человека{92}92
  Douglas Birch, «Daring Sprint to the Summit. The Quest: A Determined Hamilton Smith Attempts to Scale a Scientific Pinnacle–and Reconcile with Family,» Baltimore Sun, April 13, 1999, www.baltimoresun.com/news/bs-xpm-1999-04-13-9904130335-story.html.


[Закрыть]. Итак, гонка началась. Вентер заявил, что его группа получит рабочий вариант генома человека к 2001 г., а полную версию – к 2003 г. У причастных к проекту не осталось выбора: им тоже нужно было ускорить процесс. Уотсон стал добиваться от конгресса выделения дополнительных средств на покупку собственных компьютеров ABI 3700 стоимостью 300 000 долларов каждый. NIH усилили проект, сосредоточив работу в трех научных центрах: Бейлорском университете, Массачусетском технологическом институте и Вашингтонском университете. Но эти меры предполагали сокращение многих других людей. К тому моменту сотни ученых работали над темой уже на протяжении почти десяти лет, а финансирование внезапно урезали. Причины были понятны: нежданно-негаданно новое конкурирующее предприятие кардинально изменило планы. В результате ни Вентер, ни компания Celera новых друзей не приобрели.

ВЗЛОМ КОДА

В этой ситуации гонки предпринимались попытки наладить сотрудничество международного консорциума и Celera, но к февралю 2000 г., когда напряженность достигла предела, переговоры были сорваны. Большей частью споры велись в прессе. Вентер, возмущенный тем, что «Геном человека» рассекретил письмо, направленное в Celera и в подробностях описывающее проблемы, связанные с применяемой ею методологией, заявил журналистам, что конкуренты просто прибегли к «нечистоплотным» ответным действиям. Тем временем один из ведущих участников проекта назвал жульничеством намерения Celera продать собственные исследования вместе с общедоступными данными о геноме{93}93
  «Gene Firm Labelled a 'Con Job,'» BBC News, March 6, 2000, http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/667606.stm.


[Закрыть]. В марте 2000 г. Вентер сделал громкое заявление: Celera, используя его методы и компьютеры Prism, секвенировала геном дрозофилы (плодовой мушки){94}94
  Mark D. Adams, Susan E. Celniker, Robert A. Holt, Cheryl A. Evans, Jeannine D. Gocayne, Peter G. Amanatides, Steven E. Scherer, et al., "The Genome Sequence of Drosophila melanogaster," Science 287, no. 5461 (March 24, 2000): 2185–95, https://doi.org/10.1126/science.287.5461.2185.


[Закрыть]. Это свершение придало силу всем утверждениям Вентера, а также научной состоятельности Celera. Сотни компьютеров Prism теперь дружно рассчитывали код, подобно гигантским современным серверным фермам (вроде той, что представлена в очередной ленте о Джеймсе Бонде «007: Координаты „Скайфолл“», разве что дело было за несколько лет до того, как появилось само словосочетание «серверная ферма»). Вентер также заметил, что Celera начала работу над ДНК человека и вскоре составит «черновик» генома – примерно 1,2 млрд букв кода, а кроме того, оформит предварительные патенты на 6500 генов человека.

Патенты закрепляли за их владельцем прибыльный бизнес-проект и обещали несметное богатство. Один из способов осмыслить происходившее в то время – представить себе настольную игру «Монополия», но такую, в которой ходы и бонусы определяются не броском кубика или слепым случаем, а научными открытиями. Права получала та команда, которая первой расшифрует ген. Запатентовать его было все равно что построить дом или гостиницу: остальным желающим использовать этот ген предстояло платить за такую возможность (в данном случае лицензионный сбор). Игра Вентера основывалась на простой и четкой стратегии: он подавал предварительные патентные заявки практически на все гены, которые ему удавалось секвенировать, намереваясь позднее решить, права на какие из них стоит оставить за собой.

В здравоохранении, медицине и геномике патенты играют важную роль, поскольку обеспечивают владельцу возможность создавать прибыльные коммерческие продукты, например новые лекарства от плохо поддающихся лечению болезней. Из этого следует, что все полученное на основе запатентованных Celera генов должно было принадлежать компании на протяжении 17 лет. Но подумайте, чем бы обернулась ситуация, если бы у разных компаний были отдельные права на ключевые компоненты человеческой жизни: Celera претендовала бы на одни гены, проект «Геном человека» – на другие, а прочие компании или государственные ведомства – на третьи? Секвенирование генома человека оставалось важнейшей задачей, однако деление карты на части могло замедлить сбор требуемой информации, накапливаемой в результате всей этой работы, и сделать сотрудничество, необходимое для решения сложных проблем здравоохранения с помощью новых геннотерапевтических препаратов, трудным и неоправданно дорогим. Могла возникнуть проблема, если бы Вентер и Celera попытались добраться до всех генов, чтобы заполучить все красные и оранжевые карточки в «Монополии» (по статистике они выигрывают чаще всего); то есть до тех генов, которые скорее всего пригодятся в генной терапии.

Научное сообщество изрядно нервничало по поводу этих аспектов интеллектуальной собственности. Celera вполне могла запатентовать тысячи человеческих генов, и кто знает, что затем пришло бы Вентеру в голову? Если можно было ввести «водяные знаки» с цитатой из Джойса в ДНК, не стали бы ее использовать как хранилище данных вроде жесткого диска? Прецедентов хранения защищенных авторским правом литературных произведений внутри биологического кода не существовало. И каким образом частная компания стала бы осуществлять выдачу разрешений на запатентованную ею работу?

За этими опасениями скрывались и страхи экзистенциального характера. Для окружающего мира потенциальный успех Celera мог послужить сигналом к пониманию того, что традиционный путь фундаментальных изысканий, отданных на откуп крупным исследовательским институтам и государственным учреждениям, не лучший способ добиться прогресса. Порой небольшие и более расторопные элитные группы бывают в этом более эффективны. То же самое относилось и к нетрадиционным методам Вентера.

Celera не просто разрабатывала экспериментальные научные технологии, но и пыталась создать новую бизнес-модель для биотехнологий{95}95
  Nicholas Wade, «Rivals on Offensive as They Near Wire in Genome Race,» The New York Times, May 7, 2000, www.nytimes.com/2000/05/07/us/rivals-on-offensive-as-they-near-wire-in-genome-race.html.


[Закрыть]. По замыслу Вентера, необработанные данные должны были стать общедоступными, а программное обеспечение, подписку на обработанные данные и доступ к громадному секвенатору, который сделает эту информацию пригодной для использования, компания должна продавать. В какой-то момент оценочная стоимость Celera достигла 3,5 млрд долларов, что на полмиллиарда долларов превышало объем средств, выделенных на «Геном человека».

Кроме того, многие были обеспокоены мотивом извлечения прибыли из чего-то универсального и присущего нам от рождения. Разве геном человека не всеобщее достояние? Тем более что до того момента исследования в этой области финансировались за счет средств налогоплательщиков нескольких стран. Почему финансовую выгоду должна получать только одна компания?

Пока деятели науки вели споры, Вентер 6 апреля 2000 г. объявил, что Celera закончила секвенирование выбранной для этого ДНК и переходит к «первичной сборке» генома человека{96}96
  Nicholas Wade, «Analysis of Human Genome Is Said to Be Completed,» The New York Times, April 7, 2000, https://archive.nytimes.com/www.nytimes.com/library/national/science/040700sci-human-genome.html.


[Закрыть]. Спустя всего несколько недель – гораздо раньше, чем кто-либо предполагал, – будет готов черновой вариант генома{97}97
  Там же.


[Закрыть]. Этот конкретный геном принадлежал одному человеку. (Кому именно – не называли, но некоторые задавались вопросом, не Вентер ли этот человек. Вентер не подтвердил, но и не опроверг слухи.) Что же касается проекта «Геном человека», то там использовался генетический материал нескольких людей.

Теперь было ясно, что Celera победит государственный проект, но по причине государственного финансирования стороны согласились, что гонка за расшифровку человеческого генома закончится вничью: Celera и HGP поделят между собой заслуги, как и знания, открытия и новые процессы, ставшие результатом всей проделанной работы. Но острые вопросы оставались. Фармацевтические предприятия и биотехнологические компании понимали, что доступ к последовательности и к патентам в конечном итоге понадобится и другим – научным работникам, государственным учреждениям, стартапам. Платить за необработанные данные генома или за возможность их интерпретации – то, что необходимо для создания новых лекарств, – им не хотелось. У Celera также было два мелких конкурента – Human Genome Sciences и Incyte, взявшие на себя огромные финансовые риски в попытке секвенировать геном, и им нужно было вернуть потраченные средства.

Все эти сложности отражали серьезнейшие последствия, связанные с проектом. Тот, кто контролировал доступ к генам, контролировал доступ к будущему биологии. Ни в какой другой сфере предпринимательской деятельности не возникнет споров о том, получит ли организация право контроля и извлечения прибыли в зависимости от того, как она оформит свои исследования. (Наиболее близкая аналогия, возможно, нынешние дебаты о доступе к нашим личным данным и контроле над ними, но на момент написания этой книги никаких реальных действий в этом отношении не предпринято, и пока они не предвидятся.) Это показывает, почему область биотехнологий и мир синтетической биологии, выходящей сейчас на передний план, не похожи ни на один другой бизнес, когда-либо созданный на земле.

МИРНЫЕ ПЕРЕГОВОРЫ

Затруднения, вызванные всеми этими вопросами, были наконец урегулированы на самом высоком правительственном уровне. Все разрешилось 26 июня 2000 г., когда Вентер и Коллинз, изображая коллегиальность, прибыли в Белый дом к президенту Биллу Клинтону, а премьер-министр Великобритании Тони Блэр, чье лейбористское правительство инструктировали по теме обсуждения Коллинз и Wellcome Trust, присоединился к ним по спутниковой связи{98}98
  «Press Briefing by Dr. Neal Lane, Assistant to the President for Science and Technology; Dr. Frances Collins, Director of the National Human Genome Research Institute; Dr. Craig Venter, President and Chief Scientific Officer, Celera Genomics Corporation; and Dr. Ari Patrinos, Associate Director for Biological and Environmental Research, Department of Energy, on the Completion of the First Survey of the Entire Human Genome,» White House Press Release, June 26, 2000, Human Genome Project Information Archive, 1990–2003, https://web.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/project/clinton3.shtml.


[Закрыть]. Уотсона на встречу не пригласили. Первым выступил Клинтон:

Почти два столетия назад в этом зале, на этом полу, Томас Джефферсон и его верный помощник разложили великолепную карту, которую Джефферсон долго мечтал увидеть при жизни. Помощника звали Меривезер Льюис, а карта была результатом его смелой экспедиции через американскую границу до Тихого океана. Это карта обозначила контуры и навсегда расширила границы нашего континента и нашего воображения.

Сегодня весь мир присоединяется к нам здесь, в Восточном зале, чтобы созерцать карту еще более великого значения. Мы собрались, чтобы отметить завершение первого исследования полного генома человека. Без сомнения, это самая важная, самая удивительная карта, когда-либо созданная человечеством.

Не прошло и пятидесяти лет с того времени, как молодой англичанин по фамилии Крик и дерзкий, еще более молодой американец по фамилии Уотсон первыми обнаружили изящную структуру нашего генетического кода. Доктор Уотсон, объявляя о своем открытии в журнале Nature, вы проявили величайшую сдержанность: «Эта структура имеет новые особенности, представляющие значительный интерес с точки зрения биологии»{99}99
  Там же.


[Закрыть]. Спасибо, сэр.

Клинтон объявил, что, хотя гонка по составлению карты завершена, с этого момента государственные и частные исследовательские группы ради всеобщего блага будут работать вместе над полным, безошибочным черновиком генома. Затем они идентифицируют каждый ген и в итоге будут использовать все эти данные для разработки новых методов лечения.

Однако в конце этого исторического заявления прозвучало предупреждение. Клинтон сказал, что наука не может быть арбитром «этической, моральной и духовной силы», которой теперь обладает человечество. Генетическую информацию нельзя использовать для стигматизации или дискриминации какой-либо группы населения. Она ни в коем случае не должна использоваться для того, чтобы взламывать двери частной жизни. Далее премьер-министр Блэр подчеркнул: «Все мы обязаны обеспечить свободное использование общего достояния – человеческого генома – на благо всего человечества».

Прежде чем дело дошло до поздравительных рукопожатий, Вентер напоследок произнес: «Одно из удивительных открытий, сделанных мною и моими коллегами в процессе расшифровки кодов ДНК более двух десятков видов – от вирусов до бактерий, растений, насекомых, а теперь и человека, – заключается в том, что всех нас связывает общность генетического кода и эволюция. Если свести жизнь к самой ее сути, мы обнаружим, что в наших генах много общего с генами каждого вида на Земле и что мы не так уж сильно отличаемся друг от друга. Вас, наверное, удивит, что ваши последовательности более чем на 90 % совпадают с белками других животных»{100}100
  Там же.


[Закрыть].

Слова атеиста{101}101
  Andrew Brown, «Has Venter Made Us Gods?,» The Guardian, May 20, 2010, www.theguardian.com/commentisfree/andrewbrown/2010/may/20/craig-venter-life-god.


[Закрыть] Вентера прозвучали так, будто он узрел божественное начало и отреагировал на это с новообретенным чувством смирения. Для смирения у него были и другие причины. Несмотря на масштабы своих достижений в секвенировании генома, он понимал, что выиграл лишь забег до стартовой линии. Настоящая игра – воплощение в жизнь будущего синтетической биологии – только начиналась.

3
Кирпичики жизни

Клетки – это совершенные универсальные машины, которые передают информацию. Хотя клетки работают как компьютеры – хранят, извлекают и обрабатывают данные, внешне они ничем компьютеры не напоминают. Их действие также сходно с работой высокотехнологичных, полностью автоматизированных фабрик, цеха которых выполняют конкретные задачи по производству нужных продуктов. Эти аналогии бросают вызов нашей модели мышления, согласно которой мы представляем жизнь в виде «черного ящика»: мы знаем (и, возможно, даже контролируем) данные на входе и можем видеть данные на выходе. Однако внутреннее устройство «ящика», позволяющее создавать жизнь и управлять ее системами, не ясно. Имей мы возможность манипулировать клетками – главными кирпичиками, из которых строится жизнь, – мы могли бы заставить эти машины выполнять наши приказания.

Если мы согласны, что клетки подобны влажным биологическим компьютерам, исполняющим команды производить продукты и предоставлять услуги, то может оказаться полезным представить ДНК как язык программирования – цифровой, но не двоичный. Компьютеры на ваших столах и в смартфонах понимают цифры 1 и 0 – это двухсимвольный (двоичный) язык, обозначающий истину (1) или ложь (0). Единицы и нули обычно связываются в наборы по восемь цифр – в байт, стандартную единицу цифровой информации. Двоичный код буквы A – 01000001. Чтобы написать A-M-Y, потребуется три байта, в которых 1 и 0 расставлены в правильном порядке.

В языке ДНК используются буквы A-C-T-G, а версия байта в ДНК – это кодон, в котором три, а не восемь позиций. Например, кодон ATG кодирует аминокислоту метионин. Как только клетка видит этот самый первый кодон ATG, она понимает, что нужно начать производство белка. ATG – это "hello world"[4]4
  «Привет, мир!» или «Всем привет» (англ.) – в информатике программа для новичков, выполняющая задачу выведения этого приветственного словосочетания на экран. – Прим. ред.


[Закрыть] в биологии.

Когда консорциум, реализующий проект «Геном человека», и команда Крейга Вентера секвенировали геном человека, они идентифицировали примерно 20 000 генов. Такой результат позволил лучше понять наш исходный код: набор инструкций, подробно описывающих структуру, организацию и направление нашего развития и эволюции. Это был детальный анализ клеток человека, дающий возможность выявлять, лечить и предотвращать заболевания. И мыслить гораздо шире.

Клетки содержат полные копии генома, и каждая клетка наделена способностью принимать решения о своем будущем. Клетка не может одновременно быть мышечной клеткой и клеткой кожи – здесь необходим выбор. В течение жизни клетки делятся и разветвляются, при этом с каждым новым поколением степень их специализации повышается. Но существуют клетки другого типа – стволовые, не специализированные, а универсальные, способные делиться и воспроизводиться вновь и вновь, что делает их бесценным возобновляемым ресурсом. Стволовые клетки производят клетки, замещающие те, что разрушены химиотерапией, помогают иммунной системе бороться с болезнями крови и способствуют регенерации поврежденных тканей.

В самом начале XXI столетия у нас была карта генома – базовое понимание того, как располагаются гены на хромосомах и каково расстояние между ними, – и были дерзкие гипотезы относительно того, как можно усовершенствовать жизнь. Не хватало лишь инструментов и стандартизированного языка, необходимых для программирования клеток. На дальних рубежах этого смелого нового пересечения биологии и технологии ученые задавались вопросом: может быть, жизнь вовсе не так уж загадочна и представляет собой лишь вопрос механики – то есть она сложный инженерный проект в ожидании своего научного исследования? Однако в отсутствие стандартизации, общего, совместно используемого лексикона и иерархических систем (комплектующих, устройств и методов) исследователи не могли делиться открытиями, раскрывать патенты на вновь выявленные биологические конфигурации и пользоваться публикациями коллег. В других материальных сферах основные конструктивные элементы давно стандартизированы: в хозяйственном магазине можно купить горсть болтов, не спрашивая, подойдет ли резьба по размеру. Болты, винты, гвозди – все это изготовлено по определенным стандартам. Металлы, полимеры и другие материалы, использующиеся в машиностроении, изготавливаются по аналогичным технологиям. Это верно и в отношении компьютерного оборудования: жесткие диски и память выполнены в соответствии с одним и тем же базовым форм-фактором, так что, если диск вышел из строя, его можно заказать через интернет и заменить. Почему так не получится в случае с комплектующими из сферы биологии?

Задумайтесь на мгновение, какое чудо сотворил бы в итоге такой подход. Со временем мы получили бы блестящие результаты: магазин стандартных биологических комплектующих и специальных принтеров для синтеза молекул. ДНК можно было бы представить как хранилище данных с возможностью перезаписи, а клетки – как микроскопические производственные предприятия. Но прежде возникла бы потребность в специалистах по биотехнологии, которые должны были бы создать единый биологический интерфейс. Для того чтобы мы могли написать новый код для управления природой – а возможно, и программы, способные задать вектор будущего развития человечества, – кто-то должен был бы построить «хозяйственный магазин».

* * *

Во время учебы в школе Марвин Мински предавался масштабным мечтам: размышлял о мышлении. Он отличался приветливым нравом и общительностью. У него были круглые очки и копна каштановых волос, в которую он запускал пятерню, сидя за книгами в отцовской библиотеке. Пока другие дети в Бронксе, одном из районов Нью-Йорка, гоняли в стикбол, Мински взахлеб читал сочинения Фрейда. Он представлял себе создание точной копии человеческого мозга – не автоматизированной, а настоящей когнитивной машины. Такой, которая соответствовала бы нашим реальным вычислительным ресурсам, а также обладала бы нашими способностями к творчеству, фантазированию и восприятию. Развивать эту идею он начал, еще будучи учеником престижной школы с углубленным изучением наук в Бронксе, среди выпускников которой было несколько лауреатов Нобелевской премии, а затем и студентом Академии Филлипса, где впоследствии учился известный генетик Джордж Чёрч. В 1946 г. Мински поступил в Гарвард с намерением изучать математику, однако вскоре стало неясно, какую образовательную траекторию он на самом деле избрал. Он изучал математику и физику, а также психологию и язык, даже учился музыкальной композиции у Ирвинга Файна, среди учеников которого были Аарон Коупленд и Леонард Бернстайн. Будучи студентом, Мински также руководил и собственными лабораториями. Для студента это было редкое достижение, особенно учитывая, что лаборатории работали на пересечении разных дисциплин. Одна специализировалась на биологии, другая на психологии. При этом большую часть своего рабочего времени он посвящал попыткам разобраться в человеческом разуме: почему он работает, как возникают мысли, как наш ум управляет другими функциями организма, как мозг взаимодействует с органами и клетками и действительно ли у нас есть свобода воли. Все чаще его неутолимое любопытство концентрировалось на трех самых интересных, по его мнению, проблемах в мире: генетике, физике и интеллекте человека{102}102
  «Marvin Minsky, Ph.D.,» Academy of Achievement, https://achievement.org/achiever/marvin-minsky-ph-d.


[Закрыть], {103}103
  Martin Campbell-Kelly, «Marvin Minsky Obituary,» The Guardian, February 3, 2016, www.theguardian.com/technology/2016/feb/03/marvin-minsky-obituary.


[Закрыть], {104}104
  Jeremy Bernstein, «Marvin Minsky's Vision of the Future,» The New Yorker, December 6, 1981, www.newyorker.com/magazine/1981/12/14/a-i.


[Закрыть].

К середине 1950-х гг. Мински получил ученую степень в области математики, но так и не избавился от навязчивой идеи выяснить – на элементарном уровне, – как работает мозг. В 1956 г. он и несколько его друзей: Джон Маккарти (математик), Клод Шеннон (математик и криптограф из корпорации Bell Labs) и Натаниэль Рочестер (специалист по информатике из IBM) – организовали двухмесячный семинар, целью которого было изучить человеческий разум и установить, смогут ли когда-нибудь машины мыслить так же, как люди. Вместе с группой независимых исследователей различного профиля из многих областей – информатики, психологии, математики, нейробиологии, физики – они провели два летних месяца в Дартмутском колледже, изучая связь между разумом и машиной. В итоге была предложена новая область исследований, которую назвали искусственным интеллектом – речь о том самом ИИ, который мы знаем сегодня{105}105
  Amy Webb, The Big Nine: How the Tech Titans and Their Thinking Machines Could Warp Humanity (New York: PublicAffairs, 2019).


[Закрыть].

Ни Мински, ни его коллеги, вместе с которыми он тем летом вел исследования, не были пионерами в изучении человеческого мышления и причин автономного, казалось бы, функционирования наших клеток. Платон и Сократ размышляли над тем, что значит «познать самого себя», пытаясь подвергнуть инженерному анализу мыслительную деятельность и самовосприятие. Аристотель построил логическую теорию силлогизмов и первую формальную систему дедуктивного мышления, используя которую Евклид создал первый математический алгоритм для нахождения наибольшего общего делителя двух чисел. Хотя эта работа представляется не имеющей отношения к клеткам и геному человека, она заложила основу для важнейших идей синтетической биологии, заключающихся в том, что определенные физические системы могут функционировать как набор логических правил и что само человеческое мышление может быть системой символов, набором кодов и правил.

В результате на протяжении сотен лет ученые пытались выяснить, как наш разум связан с телом – резервуаром, содержащим миллионы клеток, каждая из которых работает отдельно и в виде комплексной системы, принимающей решения и поддерживая в нас жизнь. Почему наша биология устроена как дедушкины часы филигранной работы, с которыми ее часто сравнивают? Французский математик и философ Рене Декарт задался вопросом о сознании и о том, каким образом мы вообще можем проверить, что наши мысли реально существуют. В книге «Размышления о первой философии» он предложил мысленный эксперимент, попросив читателей представить себе, как демон создает иллюзию окружающего их мира. Если физический, сенсорный опыт читателя от плавания в озере был всего лишь конструктом демона, то этот человек не мог знать о том, что плавал. Но, с точки зрения Декарта, если читатель осознает собственное существование, значит, он отвечает критериям истинного знания. «Я есть, я существую, когда бы это ни было произнесено мною или осмыслено разумом, обязательно истинно», – писал он. Иными словами, факт нашего существования не подлежит сомнению, даже если среди нас есть вводящий в заблуждение демон. Или: «Я мыслю, следовательно, я существую». Позже в своем «Трактате о человеке» Декарт настаивал на том, что люди могли бы создать автомат (в данном случае – небольшое животное), который будет неотличим от настоящего. Но даже если мы однажды создали бы механизированного человека, ему никогда не сойти за настоящего, утверждал Декарт, потому что он был бы лишен разума, а следовательно, и души. В отличие от человека, машина никогда не будет отвечать критериям знания: у нее никогда не будет самосознания, как у нас. По мнению Декарта, сознание совершается внутри человека. Душа же – это дух в машинах наших тел.

В 1836 г. Чарльз Дарвин вернулся из совершённого на корабле «Бигль» кругосветного путешествия, во время которого он нашел массивные кости черепа, останки вымерших гигантских ленивцев и другие окаменелости доисторических животных, а на Галапагосских островах наблюдал за разнообразными видами вьюрков и гигантских черепах, удивляясь небольшим различиям этих существ от острова к острову. После своего возвращения Дарвин с головой ушел в размышления о цикле жизни – происхождении и вымирании, задаваясь вопросами об иерархии и наследственности, и разработал теорию, согласно которой за выживанием видов стоит процесс естественного отбора. Живые существа, сумевшие успешно адаптироваться к окружающей среде и эволюционировать, обретя способность отвечать на ее вызовы, продолжали благополучно плодиться и размножаться; а те виды, которым не удалось приспособиться и эволюционировать, в итоге вымирали. Это касалось птиц и черепах, животных, чьи окаменевшие останки Дарвин обнаружил, папоротников и деревьев, а также и людей. Он утверждал, что все живое произошло от общих предков и эволюционировало в течение очень долгого времени. Не было никакого вмешательства свыше; не было дня, в который Бог создал женщину и мужчину, а затем и всех населяющих землю животных, как считали викторианцы. Бог был не Творцом, а сильной, впитавшейся в кровь и плоть стратегией выживания племени, выработанной у нас в процессе естественного отбора{106}106
  «HMS Beagle: Darwin's Trip Around the World,» National Geographic Resource Library, n.d., www.nationalgeographic.org/maps/hms-beagle-darwins-trip-around-world.


[Закрыть].