Недавно я получил письмо от одного антрополога с комментариями к новому докладу в журнале Proceedings of the Royal Society. Темой доклада стал снежный человек, а вернее, генетический анализ разных волос, которые, как утверждали люди в разное время, принадлежат гигантскому, волосатому и неопознанному примату.
Международная группа ученых, которую возглавил генетик из Оксфордского университета Брайан Сайкс (Bryan Sykes), не нашла доказательств того, что ДНК этих волос принадлежит таинственному примату. В основном эти волосы принадлежали совершенно не загадочным млекопитающим типа дикобразов, енотов и коров.
Автор письма изложил свое мнение по этому поводу очень скупо и выразительно: «Ну, понятное дело».
Новый доклад не войдет в историю как одно из величайших научных исследований всех времен и народов. Он не изменит наши представления о мире природы или о нас самих. Но он показывает ту нелогичность и парадоксальность, с которой действует современная наука.
Люди часто думают, что задача ученых доказывать истинность гипотез — о существовании электронов, например, или о способности лекарств излечивать рак. Однако очень часто ученые занимаются прямо противоположным делом: они опровергают гипотезы.
У них ушло много десятилетий на разработку этой методики, но один из дней в начале 1920-х годов занимает особое место в истории. На опытной сельскохозяйственной станции в Англии трое ученых решили сделать перерыв и попить чаю. Статистик по имени Рональд Фишер (Ronald Fisher) налил чашку и предложил ее своей коллеге Муриэль Бристоль (Muriel Bristol).
Та отказалась. Ей больше нравился вкус чая в той чашке, куда сначала наливают молоко.
«Чепуха, — заявил Фишер. — Безусловно, здесь нет никакой разницы».
Но Бристоль упорствовала, утверждая, что ощущает разницу.
Третий ученый из этой компании по имени Уильям Роуч (William Roach) предложил провести эксперимент. (На самом деле, здесь был момент научного флирта, ибо Роуч и Бристоль в 1923 году поженились.) Но как проверить утверждение Бристоль? Самое простое, что могли сделать Фишер и Роуч, это налить чашку чая так, чтобы она этого не видела, дать ей попробовать и предложить догадаться, в какой последовательности его наливали.
Но если бы Бристоль дала верный ответ, это нельзя было считать доказательством того, что у нее есть какие-то сверхъестественные способности по поводу чая. Поскольку шансы на верный ответ составляли 50 процентов, она вполне могла дать его совершенно случайно.
Спустя несколько лет в 1935 году Фишер написал книгу «Проектирование экспериментов» (The Design of Experiments), где рассказал, как можно проверить подобное утверждение. Вместо попыток доказать, что Бристоль в состоянии определить разницу между двумя чашками чая, надо попытаться опровергнуть гипотезу о том, что свой выбор она делает наугад. «Мы можем говорить о такой гипотезе как о „нуль-гипотезе“, — написал Фишер. — Нуль-гипотезу невозможно доказать или обосновать, но ее можно опровергнуть в ходе экспериментов. Можно сказать, что каждый эксперимент существует лишь для того, чтобы дать фактам шанс опровергнуть нуль-гипотезу».
Фишер изложил способ, как можно опровергнуть нуль-гипотезу о том, что выбор Бристоль является случайным. Надо приготовить восемь чашек, в первые четыре сначала налить молоко, а во вторые четыре сначала чай. Затем смешать чашки и предложить Бристоль попробовать чай из всех по очереди. В итоге она должна разделить чашки на две группы: первая, куда сначала налили молоко, и вторая, куда молоко налили после чая.
Говорят, что Бристоль сдала экзамен блестяще, правильно определив все восемь чашек. Благодаря замыслу эксперимента Фишера шансы на то, что она правильно поделит восемь чашек на две группы, были малы. У нее было 70 разных способов разделить восемь чашек на две группы по четыре в каждой; а это значит, что определить чашки верно по воле случая Бристоль могла лишь в одном случае из 70 попыток.
Тестом Фишера нельзя было полностью устранить возможность того, что Бристоль действует по догадке. Он просто показывал ничтожность шансов на то, что она угадывает случайно. Фишер мог еще больше уменьшить эти шансы, предложив Бристоль продегустировать больше чашек чая, но свести шанс того, что она угадывает, к нулю, он не мог никак.
Поскольку абсолютное доказательство было невозможно, Фишер отдал предпочтение практичности при проведении экспериментов. В лаборатории, где он работал вместе с Бристоль, Фишер отвечал за анализ копившихся десятилетиями данных, чтобы определить, может ли эта информация дать указание на какие-то детали типа оптимального состава удобрения для сельскохозяйственных культур. Ученые могли воспользоваться этими данными для проектирования все более масштабных экспериментов со все более точными результатами. Фишер полагал, что бессмысленно проектировать эксперимент, которому нужны столетия, чтобы дать результаты. В какой-то момент, считал Фишер, ученым просто придется его прекратить.
Он считал, что разумный порог равен пяти процентам. Если мы предположим, что нуль-гипотеза соответствует действительности, и выясним, что шансы провести научные наблюдения за этими данными составляют менее пяти процентов, то от такого эксперимента мы можем спокойно отказаться. В истории с Бристоль шансы были существенно ниже фишеровского порога, составляя всего 1,4 процента.
Благодаря в основном Фишеру, нуль-гипотеза стала важным средством в научных открытиях. Тесты по проверке нуль-гипотезы сегодня можно найти во всех отраслях научных знаний, от психологии и вирусологии до космологии. И ученые следуют рекомендации Фишера, используя пятипроцентный порог.
Но вернемся к снежному человеку.
Люди десятилетиями утверждают, что они наблюдали волосатых гуманоидов. Они показывают зернистые фотографии, сомнительные слепки следов и загадочные пучки волос. В последние годы они даже пытаются извлекать ДНК из этих волос, однако ученые отмахиваются от таких генетических исследований, потому что там отсутствуют стандартные предупредительные меры, обычно используемые в исследованиях такого рода.
Сторонники гипотезы о существовании снежного человека неоднократно утверждали, что профессиональные ученые умышленно игнорируют убедительные доказательства. Но на самом деле проблема заключается в том, что эти сторонники подходят к вопросу о существовании снежного человека не с научных позиций. Поэтому два года назад Сайкс и его коллеги решили провести научное исследование этих волос «аномального примата». Для этого нужно было создать нуль-гипотезу, чтобы попытаться ее опровергнуть.
Нуль-гипотезу они разработали следующую. Волосы, якобы принадлежащие снежному человеку (йети, бигфуту или как еще это создание называют в разных местах), принадлежат не какому-то прежде неизвестному примату, а известным млекопитающим. Они извлекли фрагменты ДНК из 30 разных образцов волос и сумели изолировать одни и те же короткие отрезки ДНК друг от друга. Затем они сравнили такой отрезок с соответствующим отрезком ДНК, секвенированным у многих живых млекопитающих.
Результат был ясен и понятен: ученые нашли точные соответствия для всех 30 образцов, обнаружив их у известных млекопитающих.
Доказали ли Сайкс и его коллеги, что снежный человек не существует? Нет. Это означает лишь то, что Сайкс, в отличие от Фишера с его чайным экспериментом, не смог опровергнуть нуль-гипотезу. Вопрос остается открытым, и если снежный человек не существует, он так и останется без ответа навсегда.
Надо сказать, что эксперимент Сайкса преподнес некоторые сюрпризы. Два образца волос из Гималаев соответствовали последовательности оснований ДНК, которая была извлечена из ископаемых останков белого медведя 40 000-летнего возраста. Еще более странным оказалось то обстоятельство, что его ДНК не соответствует ДНК ныне живущих белых медведей.
В своем докладе Сайкс с коллегами предлагает сценарий того, как мог получиться такой результат. Возможно, что древние белые медведи и бурые медведи скрещивались, и у некоторых ныне живущих в Гималаях медведей до сих пор осталось чуточку ДНК от древних белых медведей.
Некоторые скептики выдвигают другое объяснение находок Сайкса. Возможно, что ДНК, будто бы принадлежащая белому медведю, на самом деле принадлежит какому-то ныне живущему млекопитающему — может, бурому медведю, который перенес несколько мутаций, создавших ложное сходство с ДНК древнего белого медведя. Получается, что эти скептики по сути дела создали нуль-гипотезу. И существует простой и верный способ ее опровергнуть. Ученым понадобится найти побольше ДНК этих таинственных медведей. Если другие области ДНК также соответствуют ДНК древнего белого медведя, то ученые смогут опровергнуть нуль-гипотезу.
Так и движется наука, от одной нуль-гипотезы к другой.
Карл Циммер обозреватель New York Times и автор 12 книг, среди которых «Планета вирусов» (A Planet of Viruses).
