Текст книги "Двойная спираль. Забытые герои сражения за ДНК"

Через три года после окончания войны газете Times удалось связаться с 67 из оставшихся в живых подписантов; 60 из них выразили сожаление, «в некоторых случаях почти доходящее до угрызений совести», а другие заявили о своем незнании о том, что подписывали. Редактор Times не скрывал своего презрения: «В обоих случаях они показали себя недостойными когда-либо считаться людьми, принципиальными в интеллектуальных или моральных вопросах. Если они стали лгать о фактах войны, то где гарантия, что они не станут так же бойко лгать о фактах химии, геологии или биологии».

К 93 интеллектуалам принадлежали многие из величайших немецких ученых, в том числе лауреаты Нобелевской премии: Эмиль Фишер (химия, 1902 год), который внес ясность в сахара и пурины; Адольф Байер (химия, 1905 год), изобретатель индиго и барбитуратов; Вильгельм Рентген (физика, 1901 год), открыватель рентгеновских лучей; Макс Планк (физика, 1918 год), отец-основатель квантовой теории; и Фриц Габер (химия, 1918 год), изобретатель синтеза аммиака и организатор операции «Дезинфекция».

Но не Альбрехт Коссель (физиология или медицина, 1910 год). Мы полагаем, что горячо любимая Косселем Луиза, если бы она прожила еще год и увидела, куда привел Германию национализм, была бы горда им.

Глава 9
Печальный конец многообещающего кандидата

Сегодня мы представляем ДНК как чрезвычайно длинную молекулу, в которой прописаны все миллиарды элементов генома человека. Зная истоки такого понимания, мы можем также представить двойную спираль как переплетение нитей исследования, представляющих собой «химию ДНК», «структуру ДНК» и «гены». Однако в начале 1920-х годов не было и намека на подобную взаимосвязь. Каждая из нитей исследования казалась идущей изолированно через концептуальный вакуум, исключавший все остальные направления. И любая попытка связать все нити в единое целое была бы отвергнута как сумасбродство, а не скачок вперед, вдохновленный всесторонним подходом.

После Первой мировой войны нить, символизирующая направление «гены», постоянно продвигалась вперед. Даже Уильям Бэтсон, первоначально видевший «значительные трудности»[270]270
  Bateson 1913, p. 271; Benson K. R. T. H. Morgan’s resistance to the chromosome theory. Nature Reviews Genetics 2001; 2:469–474.


[Закрыть] в признании хромосом хранилищами наследственной информации, был беззастенчиво соблазнен идеей генов на ниточке. В декабре 1921 года Бэтсон отправился в Торонто, чтобы принести покаяние перед Американской ассоциацией содействия развитию науки. В своей приветственной речи[271]271
  Bateson 1922.


[Закрыть] он восхищался «чудесами цитологии, которые до недавних пор я видел как бы сквозь тусклое стекло, гадательно» и добавил: «Я приехал в эти рождественские дни, чтобы принести дань уважения звездам, которые взошли на Западе». Ярчайшей из этих звезд был тот самый «тупоголовый» Томас Хант Морган, которого Бэтсон столь презирал десятилетием раньше и который стал мировым лидером в генетике, теперь уже устоявшейся науке, обязанной Бэтсону своим названием.

Несколькими месяцами позже Морган был приглашен в Лондон Королевским обществом для прочтения Крунианской лекции в 1922 году. Конвейер «Мушиной комнаты» продолжал штамповать новые мутации, и Морган мог сообщить о последовательности более чем 2000 «факторов» на четырех хромосомах дрозофилы. Его выступление было настолько блестящим, а доказательства настолько вескими, что никому бы теперь и в голову не пришло опровергать его утверждение, что «гены – это материальные частицы, расположенные в хромосоме и являющиеся ее составными частями».

Тем временем исследования в области химии и структуры нуклеиновых кислот не шли вперед так гладко. Некоторое время эти нити исследования шли в никуда, и их вскоре должны были обрезать – два человека, знавшие об этих соединениях больше, чем кто-либо другой.

В память

Когда для всех остальных война закончилась, для Феба Левена продолжали греметь бои. Продолжались перестрелки с запальчивым Уолтером Джонсом из университета Джонса Хопкинса и, в стенах Рокфеллеровского института, с Саймоном Флекснером. Джон все еще настаивал на том, что неопознанный сахар в тимусной нуклеиновой кислоте является гексозой и пользовался любой возможностью, чтобы разозлить Левена; естественно, его имя оставалось под запретом в лаборатории Левена.

Флекснеру не удалось[272]272
  Письма Саймона Флекснера Фебу Левену, от 17 февраля 1919 года и 9 июля 1929 года, из собрания Флекснера, Am Phil Soc Library, Philadelphia.


[Закрыть] умерить расходы Левена. Его раздраженные фразы «Вы удивляете Исполнительный комитет… Казначей не будет оплачивать счета сверх установленного бюджета» пропускались мимо ушей; то же относилось и к печальному высказыванию: «Один момент грозит испортить наши в остальном хорошие отношения – бюджет». Парочка сцепилась и из-за резонансного ограбления[273]273
  Portugal & Cohen, p. 79; New York Evening Post выпуск от 13 июля 1923 года; письмо Саймона Флекснера Фебу Левену от 14 июля 1923 года, из собрания Флекснера, Am Phil Soc Library, Philadelphia.


[Закрыть] на Центральном вокзале в Нью-Йорке. В июле 1923 года Иван Павлов совершил турне по Америке, направляясь на празднование столетия Пастера в Париже и Международный физиологический конгресс в Эдинбурге. Возбужденный покорением Нью-Йорка Павлов только сел на поезд, отправлявшийся в Йель, как два хулигана схватили 74-летнего ученого и вытащили у него кошелек и паспорт. Этот инцидент привел в замешательство тех, кто принимал Павлова в Америке, и стал поводом для сенсационного заголовка в New York Times: «Русскому ученому запрещен въезд в Британию». Дружелюбный русский эмигрант спас положение и помог с деньгами и визой как раз вовремя, чтобы Павлов мог отплыть в Англию. Спасителем великого ученого был его бывший студент Феб Левен, а средства поступили из казны Рокфеллеровского института. Как и ожидалось, Флекснер отчитал Левена, на этот раз за нарушение институтского правила, запрещавшего сотрудникам принимать участие в какой-либо «политической» деятельности.

Именно благодаря Павлову в 1929 году после 20-летних попыток Левену наконец удалось определить неуловимый сахар тимусной нуклеиновой кислоты. Свежее сообщение о том, что пищеварительный сок собак расщепляет нуклеиновые кислоты, побудило Левена провести хирургическую операцию⁵, которую он наблюдал при посещении лаборатории Павлова в Санкт-Петербурге. Посредством этой процедуры он ввел тимусную нуклеиновую кислоту в тонкую кишку живой собаки и отсасывал содержимое через определенные интервалы. Собаку ничто не беспокоило протяжении всей процедуры; Левен вывел петлю ее кишки на кожу и проделал крошечное отверстие в стенке[274]274
  Левену не было необходимости идти таким сложным путем. Павлов недавно начал продавать(Specter M. Drool. The New Yorker выпуск от 24 ноября 2014 года. https://www.newyorker.com/magazine/2014/11/24/drool.) собачий желудочный сок в качестве тонизирующего средства.


[Закрыть]. Условия in canem (с лат. «в собаке») были более мягкими, чем в пробирке, и деликатный сахар должным образом проявился в кишечном соке.

Загадочный ингредиент[275]275
  Levene P. A., Mikeska L. A., Mori T. On the carbohydrate of thymonucleic acid. J Biol Chem 1930; 85:785–7.


[Закрыть] оказался ранее неизвестным пентозным сахаром, представлявшим собой вариацию на имеющуюся тему. Он был похож на D-рибозу, пентозу дрожжевой нуклеиновой кислоты, но с H (атомом водорода) вместо OH (гидроксильной группы). Поскольку фактически это была рибоза минус атом кислорода, Левен назвал ее дезоксирибозой (Рис. 9.2).

Левен сделал большой шаг вперед, выявив последний компонент дезоксирибонуклеиновой кислоты, но он также сделал как минимум два шага назад – и потащил за собой всех, кто имел значение. Его «тетрануклеотидная гипотеза», согласно которой молекула нуклеиновой кислоты содержала лишь по одному каждого из четырех нуклеотидов, каким-то образом стала общепризнанной. Предлагались различные структуры: от линейной цепочки Левена (Рис. 7.2) до закрытой «циклической» формы[276]276
  Takahashi H. Über fermentative Phosphorierung der Nucleinsäure. J Biochem Japan 1932; 16:463–81.


[Закрыть], где нуклеотиды соединялись вместе как четыре человека, держащиеся за руки. Все это было писано вилами по воде, но выглядело правдоподобно и исходило от крупнейшего в мире авторитета по нуклеиновым кислотам.

Рис. 9.2. Рибоза и дезоксирибоза, пентозные сахара в РНК и ДНК. Найдите отличие.

Любые свидетельства, ставившие под сомнение тетрануклеотид Левена, быстро втаптывались в грязь[277]277
  Portugal & Cohen, p. 82–6; Klug J. Commentary on Gáspár Jékeley’s article in EMBO Reports, July 2002. EMBO Reports 2002; 3:1024.


[Закрыть]. Когда некто показал, что молекулярная масса нуклеиновых кислот значительно больше, Левен сначала попытался дискредитировать исследование, а потом уступил: молекула нуклеиновой кислоты может содержать больше четырех нуклеотидов – если она состоит из одинаковых тетрануклеотидных единиц, объединенных в единую цепь. Тетрануклеотидная гипотеза завела в тупик всю область химии нуклеиновых кислот. Она породила убеждение, что нуклеиновые кислоты было гораздо меньше типичных белков и обладали скучной негибкой структурой, которая исключала какую-либо важную биологическую функцию.

В 1929 году Левен подвел итог 25 годам исследований, написав книгу[278]278
  Levene & Bass 1931.


[Закрыть]. Труд «Нуклеиновые кислоты» был всеобъемлющим и ультрасовременным, но вступление могло оставить читателя в недоумении, к чему было писать целую книгу: «Химию нуклеиновых кислот можно изложить очень кратко. Действительно, нескольких графических формул, которые даже не заполнят одного печатного листа, может быть достаточно, чтобы изложить все наше знание об этом предмете на сегодняшний день».

В Гейдельберге Альбрехт Коссель уже написал[279]279
  Jones M. E., p. 94–5.


[Закрыть] подводящую итог книгу о собственном величайшем увлечении. У него ушло на это три года после выхода на пенсию летом 1924 года. Он окончил свою рукопись как раз вовремя, пока не слег с ужасным приступом ангины, но недостаточно быстро, чтобы иметь возможность подержать в руках плод своего бескорыстного труда. Книга была опубликована в начале осени 1927 года, через несколько недель после того, как Гертруда и Вальтер Коссель поместили в газетах краткое уведомление. В уведомлении, озаглавленном Zum Gedächtnis («В память»), сообщалось о смерти их любимого отца, наступившей 5 июля.

Покойного редактора «Журнала Гоппе-Зейлера по физиологической химии» вспоминали с уважением[280]280
  Zum Gedächtnis. Albrecht Kossel. Hoppe-Seylers Zeitschrift für Physiol Chemie 1928; 74:125–30.


[Закрыть] и любовью на вечере памяти, проведенном журналом в марте 1928 года. Были представлены плоды чрезвычайно богатой научной жизни: открытия и статьи Косселя, Нобелевская и другие премии – и книга, благодаря которой он хотел остаться в памяти поколений[281]281
  Kossel 1928.


[Закрыть]. Она была посвящена молекулам, которые больше всего волновали его в течение 40 лет занятий биохимией, и называлась «Протамины и гистоны». Нуклеиновые кислоты упоминались лишь мимоходом, как второстепенные фигуры, которым довелось выйти на сцену вместе с этими интереснейшими белками, которые были «с биологической точки зрения самыми важными из всех веществ ядра»[282]282
  Там же, с. vii.


[Закрыть].

«В память» было бы хорошим заголовком и для той одной страницы, на которой Феб Левен мог бы подытожить «все наше знание на сегодняшний день» о нуклеиновых кислотах. Они были списаны со счетов как не заслуживающие дальнейшего интереса двумя величайшими экспертами в данной сфере – как раз к шестидесятой годовщине открытия нуклеина. И этот отрицательный вердикт неизбежно сказался на зарождающихся дебатах о химической природе «вещества наследственности», которое обеспечивало передачу характеристик живого организма его потомкам.

Единственный претендент

Гены далеко ушли с момента появления этого термина в 1909 году, но две большие загадки оставались нерешенными, пока «ревущие» 20-е набирали обороты. Как работают гены? И какой первый шаг на пути к ответу на этот вопрос, из чего состоят гены?

Научное представление ушло от идиоплазмы, геммул и других призрачных понятий, обсуждавшихся 20 годами ранее. Нильс Бор, великий датский квантовый физик, зашел в чуждую ему область биологии после получения Нобелевской премии в 1922 году. Бор утверждал, что жизнь не вливается в организм какой-то загадочной «жизненной» силой, а, как и все остальное во вселенной, должна основываться на атомах и молекулах, которые подчиняются законам физики и химии[283]283
  Bohr 1933.


[Закрыть]. Тот же принцип должен применяться и к генетике, хотя было сложно увидеть, как голые факты квантовой физики могли преобразоваться в наследственность таких недоступных пониманию признаков, как цвет глаз, рост или разум.

Это означало, что гены должны состоять из какого-то химического вещества или веществ – отсюда взялось предсказание Германа Мёллера[284]284
  Muller H. Variation due to changes in the individual genes. American Naturalist 1922; 56:32–50.


[Закрыть] 1922 года, согласно которому «возможно, мы можем измельчить гены в ступке и сварить их в мензурке». Было всего два кандидата на звание «генетического материала», а именно единственные вещества, которые на тот момент обнаружили в ядре: белки (любимые Косселем протамины и гистоны) и нуклеиновые кислоты. И был лишь один серьезный претендент, потому что белки казались соответствующими этой роли, а нуклеиновые кислоты – нет.

Казалось, что только белки обладают достаточным структурным разнообразием, чтобы переносить наследственную информацию. Их «кирпичики» – к тому времени было известно почти 20 разных аминокислот – могли соединяться впритык, «как вагоны поезда»[285]285
  Kossel 1912.


[Закрыть], в любом порядке и любой длины, создавая миллиарды различных структур. Так же, как при помощи 26 букв алфавита можно выразить «бесконечно большое число мыслей», так различная последовательность аминокислот в определенных белках могла прописать все инструкции относительно жизни. Белки поступали в «неисчерпаемом разнообразии» форм и размеров, и, если окинуть быстрым взглядом человеческое тело, усиливалось впечатление, что белки способны на все. Коллаген удерживает вместе кожу и кости; миозин заставляет мышцы сокращаться; гемоглобин доносит кислород до каждой клетки; пищеварительные ферменты, такие как пепсин и амилаза, легко справляются с завтраком; а инсулин может победить метаболическую анархию при диабете и спасти от смерти больных диабетом детей. Если все это могли сделать белки, то, конечно, гены должны состоять из «наследственных белков», отличающихся большой продолжительностью жизни и передающихся от одного поколения следующему.

Нуклеиновые кислоты, наоборот, были лишены гибкости, имеющей ключевое значение. Тетрануклеотидная гипотеза Левена нанесла сокрушительный удар их кандидатуре. Даже если тетрануклеотиды соединялись в длинную цепочку, все ее элементы были идентичными и, таким образом, могли перенести немного полезной информации. Более того, нуклеиновые кислоты выглядели «примечательно однообразными» по строению, даже у совершенно разных видов животных и растений. Казалось, что это исключает какую-либо регулирующую роль нуклеиновых кислот. Как может одна и та же молекула велеть растению выделять хлорофилл, а млекопитающему – наполнить красные клетки крови гемоглобином?

Приговор был очевиден. Белки имели «первостепенное значение»[286]286
  Kossel A. Herter Lecture, ‘The proteins’. Bull Johns Hopk Hosp 1912; 23:65–75.


[Закрыть] в передаче того, что Коссель красноречиво назвал «особенностью вида», следующему поколению, а нуклеиновые кислоты просто «не могли быть веществом наследственности». Чтобы исключить дальнейшее бесцельное обсуждение, Феб Левен был прямолинеен в свойственной ему манере: «Нуклеиновые кислоты не несут никакой индивидуальности или своеобразия… Может быть, правильно будет принять заключение биолога, что они не определяют своеобразия видов и не являются носителями менделевских признаков»[287]287
  Levene P. A. The chemical individuality of tissue elements and its biological significance. J Am Chem Soc 1917; 39:828.


[Закрыть].

Разрыв

Год смерти Альбрехта Косселя (1928 год) ознаменовал также свертывание «Мушиной комнаты». Томасу Ханту Моргану было сделано предложение, от которого невозможно отказаться[288]288
  Lewis E. B. Thomas Hunt Morgan and his legacy. The Nobel Prize in Medicine, 1933. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1933/morgan-article.html.


[Закрыть], – организовать новый Институт биологии в Калифорнийском технологическом институте (Калтехе) в Пасадине. Ему было 62 года и оставалось всего два года до пенсии в Колумбийском университете. Калтех обещал щедрое финансирование, среду, которая уже вскормила двух нобелевских лауреатов, и новый старт в жизни. После 17 лет, проведенных в окружении всех этих бутылок из-под молока, Морган решил, что настало время уйти. Он взял с собой двух самых старослужащих ветеранов в сфере дрозофил – Альфреда Стёртеванта и Кэлвина Бриджеса. Стёртевант, который выдумал оригинальную хромосомную карту, продолжил разрабатывать этот в высший степени производительный пласт[289]289
  Smith D. The first genetic linkage map. Из Архивов Калтеха (Caltech Archives), 21 марта 2013 года. www.caltech.edu/news/first-genetic-linkage-map-38798.


[Закрыть]. Бриджес показал, что мутации дрозофилы объединяются в четыре группы разного размера, что соответствовало четырем хромосомам мухи[290]290
  Bridges C. Non-disjunction as proof of the chromosome theory of heredity. Genetics 1916; 1:1–52, 107–63. Эта была еще одна веха: самый первый выпуск Genetics, который быстро стал ведущим в мире журналом в своей области.


[Закрыть]. Это было важным доказательством, свидетельствующим о том, что хромосомы содержат всю наследственную информацию и что гены расположены в фиксированном порядке вдоль каждой хромосомы.

Морган и его группа процветали в Калтехе. Он привлек генетиков, находящихся на пике своих возможностей, и приветствовал поток видных посетителей, среди которых был и романист Г. Дж. Уэллс[291]291
  Lewis, см. выше.


[Закрыть], фантаст в другом измерении, написавший об опасностях, которые таит наука, работающая вхолостую. Неудивительно, что было лишь вопросом времени, когда Нобелевский комитет в Стокгольме обратит внимание на работу Моргана[292]292
  Морган получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине 1933 года за демонстрацию «связи генетики с физиологией и медициной». См. Lewis, данные приведены выше.


[Закрыть]. На тот момент (1933 год) он и его команда определили точное физическое расположение почти 3000 генов вплоть до уровня тонкой полосы на конкретной хромосоме.

Тем не менее другая великая загадка генетики не стала ближе к решению. На рубеже веков ген был непроницаемой черной коробкой; теперь, спустя почти три десятилетия, он все еще оставался ею. Природа гена была все еще совершенно неизвестна. К концу 1928 года видный биолог Эдмунд Уилсон описал ген[293]293
  Wilson E. B. The Physical Basis of Life. New Haven: Yale University Press, 1928, p. 46.


[Закрыть] как «комплекс особых автокаталитических коллоидных частиц в половых клетках», которые «в соответствии с признанными физическими принципами могут спроектировать строение позвоночного организма» – это был многословный способ выразить мысль, что он не имеет ни малейшего представления о том, чем на самом деле является ген.

Тем не менее одно было совершенно очевидно. Услышав отрицательные вердикты Феба Левена и Альбрехта Косселя, двух величайших людей героической эпохи химии нуклеиновых кислот, только смелый человек или дурак рискнули бы предположить, что нуклеиновые кислоты имеют какое-то отношение к генам или передаче наследственных признаков.

Глава 10
Изобретения и усовершенствования

Редко когда река научных открытий течет ровно и прямо. Кроме как течь в гору, эта река способна практически на все, в основном потому, что она пополняется притоками, поведение которых неуправляемо и непредсказуемо. Некоторые из таких притоков вносят ясность, свежие идеи и новые перспективы, словно горный поток, переполненный кислородом и жизненной силой. Другие практически безжизненны, мутны от осадка истощенной мысли и готовы сбросить свою ношу при первой возможности.

Продолжая эту метафору, можно сказать, что история ДНК является наглядной иллюстрацией этого принципа. Феб Левен и Альбрехт Коссель практически убили все живое в своих притоках, которые затем грозили отравить куда более широкие воды ниже по течению. Тем временем другой приток набирал силу и преобразовывал окружающий ландшафт – но не подавал каких-либо признаков того, что ему суждено слиться с другим потоком, вившимся в сторону понимания генов и их загадок.

Этим другим притоком была дисциплина рентгеновской кристаллографии. Каждый, кто знаком с кульминацией саги о двойной спирали, знает, что она была решающей технологией, сделавшая возможным это открытие. Тем не менее роль рентгеновской кристаллографии и ее специалистов куда больше, чем этот драматичный, но краткий эпизод. Обойти молчанием 20 лет исследований, благодаря которым все произошло, – как поступили многие авторы – будет еще одним плевком в лицо нескольких безвестных героев, без которых финальная глава не была бы написана в той форме, в какой мы ее знаем. Кроме того, отказав им в заслуженных минутах славы, мы лишимся возможности встретить некоторых из самых колоритных персонажей в этой истории.

После этого вступления мы оказываемся в Лондоне на пороге «ревущих» 20-х в некогда славном институте, который срочно нуждался в возвращении к жизни.

Распространение знаний

Если окинуть беглым взглядом аудиторию, можно было убедиться, что это давалось Уильяму Брэггу необыкновенно хорошо. Он был приглашен прочитать Рождественские лекции[294]294
  Andrade & Lonsdale, p. 286.


[Закрыть] в 1919 году в Королевском институте Лондона и выбрал тему «Звук». Шесть вечеров подряд темы выступлений варьировались от «Звука и музыки» до «Звуков природы», а последняя лекция касалось предмета, который был еще свеж в памяти каждого. «Звуки войны» отражали интересы семьи Брэггов в обнаружении немецких подводных лодок и артиллерийской звукометрии – при соблюдении границ того, о чем ему можно было рассказывать согласно закону «О государственной тайне». На протяжении всех своих лекций Брэгг просто приковывал внимание аудитории. Слушатели молча наполняли все ряды многоярусной аудитории, смотрели во все глаза и слушали во все уши человека, стоящего в ее центре, а затем спускались и возбужденно толпились вокруг демонстрационного стола, когда им было предложено подойти и посмотреть на эксперименты поближе.

В то время усиливались опасения, что немецкая технология, теперь оправляющаяся после послевоенных лишений с помощью значительных американских финансовых вливаний, восстановит свою былую мощь и обгонит Британию. Как бы то ни было, любой, кому довелось бы наблюдать за Рождественскими лекциями, почувствовал бы огромный оптимизм в отношении будущего британской науки. По заветам Майкла Фарадея, установившего традицию в 1825 году, лекции были рассчитаны на «юных слушателей»[295]295
  Там же, с. 285.


[Закрыть], поскольку целевой аудиторией были дети. Брэгг интуитивно знал, как заинтересовать эти юные умы, и в том, что касается молодых людей, он был на высоте.

Так Уильям Брэгг был формально представлен Королевскому институту. После новогоднего перерыва он вернулся в Университетский колледж Лондона, где он был назначен на должность профессора физики в 1915 году. Там было все так же, как и перед Рождеством: скучная неблагодарная работа и удушливая напыщенная политика, которой упивались в университетах.

В 1923 году подоспело предложение занять руководящий пост в Королевском институте. К должности прилагалась меблированная квартира (ни много ни мало в районе Мейфэр), зарплата была приемлемой, хотя и не впечатляющей. В былые времена руководство Королевским институтом было так же престижно, как и любая другая должность профессора в стране, но теперь институт переживал тяжелые времена и был на задворках исследований. Устройство туда было странным ходом для нобелевского лауреата, но Брэгг (к тому времени сэр Уильям) пошел на этот риск и согласился на предложенную должность директора. В этот раз он прибыл туда навсегда: он стал жить при институте, провел там остаток своей карьеры и там и умер.

Королевский институт был задуман[296]296
  Thomas J. M. Michael Faraday and the Royal Institution: the Genius of Man and Place. Abingdon: Taylor & Francis, 1991.


[Закрыть] в Лондоне 8 марта 1799 года группой наиболее выдающихся ученых страны. Чтобы показать, насколько тесен может быть мир, они встретились в бывшем доме сэра Джозефа Бэнкса в Сохо, где позднее Роберт Броун добывал ядра из растительных клеток; а возглавлял собрание сэр Генри Кавендиш, чьим именем названа лаборатория в Кембридже, в которой Лоренсу Брэггу, Джиму Уотсону, Фрэнсису Крику и изящной двойной спирали ДНК суждено было встретиться полутора столетиями позже.

Новый институт принял четкие очертания за элегантной колоннадой дома № 20 по Альбемарль-стрит в районе Мейфэр и раскрыл свои двери в 1800 году. С самого начала его миссия состояла в том, чтобы прокладывать новые пути и просвещать, «распространяя знания и способствуя широкому ознакомлению с механическими изобретениями и усовершенствованиями; а также посредством философских лекций и экспериментов обучать применению науки в повседневной жизни».

Первым профессором химии стал Гемфри Дэви, и для института сразу же наступил золотой век. Три бурных месяца 1808 года Дэви открывал один элемент за другим, пропуская электрический ток через расплавленные соли – натрий, калий, бор, кальций и стронций и заканчивая барием, чтобы отметить новый, 1809 год. Слава Дэви озаряла институт и науку в целом. Он стал знаменитостью, занявшей столь же высокую позицию в обществе, как Уильям Вордсворт и сэр Вальтер Скотт (и покорил с ними обоими гору Хелвеллин в 1806 году).

Наследие Дэви включало в себя молодого человека, назначенного им на должность ассистента и секретаря после того, как сам он повредил глаза в результате лабораторного взрыва в 1812 году. Майкл Фарадей был уже известен своими экспериментами с «веселящим газом» (закисью азота), который стал применяться как анальгетик в то время, когда с хирургией шутки были плохи. Фарадей быстро раскрыл свою сущность как теоретик и изобретатель, а также гордый обладатель ума, как минимум столь же блестящего и оригинального, как у Дэви. Они работали вместе над созданием безопасной лампы для шахтеров, а затем поссорились и держались подальше друг от друга до самой смерти Дэви в Женеве в 1829 году.

Именно Фарадей превратил задачу Института по «распространению знаний» в искусство и захватывающее зрелище для широкой публики. Помимо «Лекций для юных слушателей» на Рождество он учредил еженедельные Пятничные вечерние беседы, на которых один из ведущих ученых рассуждал о своем предмете без колебаний, повторов или отступлений ровно час и ни минутой дольше. Он подал отличный пример, прочитав 19 Рождественских лекций и проведя множество бесед. Во время этих бесед состоялось первое появление на публике его электрогенератора в 1831 году и сногсшибательная демонстрация растормаживающих свойств закиси азота, игриво проведенная сэром Джоном Гипписли. К ярким моментам Пятничных вечеров и института относится беседа, проведенная в августе 1897 года, во время которой Дж. Дж. Томсон представил миру электрон. Многие из этих событий проходили в переполненном зале с как минимум 1000 слушателей (что больше чем в два раза превышало количество сидячих мест в аудитории) и регулярно вызывали такое скопление людей, что Альбемарль-стрит была обозначена как первая в столице улица с односторонним движением.

Впоследствии институт стал спокойнее и скучнее. В 1877 году «безжалостный» шотландский химик[297]297
  Там же, с. 286; Armstrong H.E. Obituary. Sir James Dewar, 1872–1923. J Chem Soc 1928; 0:1066–76.


[Закрыть] Джеймс Дьюар занял пост профессора химии, а 20 годами позднее был назначен первым директором новой Исследовательской лаборатории Дэви – Фарадея. Дьюар интересовался чрезвычайно низкими температурами и изобрел вакуумную колбу для сохранения жидкостей очень горячими или очень холодными. Ему удалось получить сначала жидкий, а потом твердый водород. Это было в 1899 году. Затем его исследования сошли на нет, точно так же, как молекулярная активность прекращается, когда температура газа снижается до абсолютного нуля. На момент смерти в 1923 году ему был 81 год, он не сделал ничего нового за последние более чем 15 лет и совсем не собирался уходить из института.

Когда на смену Дьюару прибыл Уильям Брэгг, институт превратился в печальное место, производившее «унылое впечатление гавани, когда прилив прошел»[298]298
  Bragg L., Caroe G. G. Sir William Bragg FRS (1862–1942). Notes & Records Roy Soc Lond 1962; 17:162–82.


[Закрыть]. Высвободить институт из посредственности, в которой он закоснел, было более сложной задачей, чем та, с которой он столкнулся в Аделаиде почти 40 годами ранее, но он был полон решимости вернуть институту былую славу. Помимо блестящего ума и непреклонной воли к успеху 61-летний Брэгг принес с собой «очарование и учтивость»[299]299
  Andrade & Lonsdale, p. 287.


[Закрыть], которые «быстро покорили все сердца».

Брэгг увлекал за собой, как некогда Фарадей, перенося радостное возбуждение науки из лаборатории в реальный мир. Его средствами были лекционный зал института, радио и печатные издания. Его собственные Рождественские лекции[300]300
  Там же, с. 286–7; James F.A.J.L. Christmas at the Royal Institution: an Anthology of Lectures. New York: World Scientific, 2007.


[Закрыть], особенно «Вселенная света» (1931 год), пользовались огромной популярностью, как и книги, в виде которых издавалась каждая серия бесед. Одной из бесчисленных «юных слушательниц», которой Брэгг раскрыл глаза на мир, была 13-летняя Дороти Кроуфут. Ей удалось достичь своей цели и пойти по его стопам, но, в отличие от него, она поехала в Стокгольм, чтобы забрать свою Нобелевскую премию по рентгеновской кристаллографии.

Отдельные сообщения не были абсолютно ясными. Когда Эрвин Шрёдингер, лауреат Нобелевской премии по физике, посетил институт в 1929 году, чтобы поговорить о теории волн[301]301
  Andrade & Lonsdale, p. 288.


[Закрыть], среди слушателей оказался «полный энтузиазма, но далекий от математики» яхтсмен, который, по-видимому, не прочел написанное мелким шрифтом. В остальном же Королевский институт вернулся на свое законное место – на передний край общественных мероприятий, а сэр Уильям Брэгг утвердился в роли величайшего популяризатора науки, жившего в то время в Британии.

Молодая кровь

Самым большим вызовом для Брэгга было воскресить в институте исследовательскую деятельность. Отчасти он сам был в этом виноват, поскольку ставил перед собой довольно амбициозную цель – сделать институт центром рентгеновской кристаллографии мирового уровня. Для начала он привел в институт трех молодых ученых, на которых обратил внимание в Университетском колледже. Всем им было 20 с небольшим, и они были одарены в различных взаимодополняющих сферах; они хорошо работали вместе и служили живым доказательством, что целое больше, чем сумма частей. Когда впоследствии их пути разошлись, они перенесли традиции Брэгга в Оксфорд, Кембридж и Лидс и каждый прославился созданием новой отрасли рентгеновской кристаллографии. А еще позднее одному из них было суждено получить первое подтверждение того, что молекула ДНК имеет правильную спиральную структуру.

«Столпом» нового исследовательского отдела Брэгга была 21-летняя Кэтлин Ярдли, на которую он положил глаз годом ранее. Он принимал экзамены у бакалавров естественных наук в области физики в Лондонском университете, и она обратила на себя внимание[302]302
  Andrade & Lonsdale, p. 286; Lonsdale K., Reminiscences, in Ewald, p. 595–6.


[Закрыть], получив высочайшие оценки (у нее был самый высокий балл более чем за десятилетие). Ярдли приехала из Норфолка, но родилась на юге Ирландии. Как и Джон Десмонд Бернал, уехавший из Ирландии и получивший стипендию в Кембриджском университете[303]303
  Hodgkin, p. 21–7.


[Закрыть] для изучения естественных наук. Он окончил его первым в выпуске, получив прозвище «Мудрец» (за кажущееся всезнание) и убеждение, что коммунизм является единственной панацеей от всех зол на планете. Бернал представлял собой своеобразную фигуру – с развевающимися волосами, наплевательским отношением к верности и страсти вещать что-то среднее между Марксом и Лениным.

Третьим сооснователем группы рентгеновской кристаллографии Брэгга был Уильям (для всех – Билл) Астбери, непринужденный словоохотливый уроженец городка Поттериз неподалеку от Сток-он-Трента. Как и Бернал, Астбери поступил в Кембриджский университет и стал получать высшие баллы[304]304
  Hall, p. 25, 46; Olby 1974, p. 44–7; Bernal 1963, p. 1–3.


[Закрыть] по химии и минералогии. Война вынудила его прервать обучение, но зато познакомила с рентгеновскими лучами. Первая встреча произошла не то чтобы на переднем крае науки. В качестве скромного ассистента подразделения Медицинской службы армии Великобритании в графстве Корк Астбери представал перед военным судом (дважды) за то, что недосмотрел за рентгеновским оборудованием Его Величества, но оба раза был оправдан, когда повреждения списали на «действия непреодолимой силы или врагов короля». Из положительного – он встретил ирландскую девушку, Фрэнсис Гоулд, и вернулся в Корк после войны, чтобы увезти ее в Лондон в качестве жены.

Ярдли, Бернал и Астбери образовали сплоченную команду[305]305
  Там же, с. 2–3.


[Закрыть], с тем же либеральным стилем руководства, свободными дискуссиями и общим воодушевлением, что и в группе Томаса Моргана, но без провоцирующей клаустрофобию тесноты «Мушиной комнаты». Для разнообразия у них был пинг-понг, введенный Астбери, чтобы оживить обеденный перерыв. Каждый из них набирался опыта на проектах, не имевших ничего общего с исследованием, которое принесет им известность, и не приведших ни к каким увлекательным результатам. Бернал занимался кристаллами металлических сплавов, а Ярдли и Астбери – структурой простых органических кислот. Астбери и Ярдли также составили точное руководство[306]306
  Astbury W. T., Yardley K. 1924. Tabulated data for the examination of the 230 space-groups by homogeneous X-rays. Phil Trans Roy Soc A 1924; 224:221–257.


[Закрыть] по рентгеновским характеристикам всех возможных форм основных элементов, которые образуют кристаллы. «Табличные данные рентгеновского исследования 230 пространственных групп посредством однородного рентгеновского анализа» (1925 год), возможно, не звучат как название бестселлера, но «Таблицы Астбери – Ярдли» мгновенно приобрели популярность и стали настоящей «библией» для кристаллографов.