Что нужно для научного прорыва

В науке достижения — повседневное явление, но настоящие прорывы случаются редко.

Что нужно для достижения научных прорывов, которые изменят мир?

Некоторые из них являются результатом счастливой случайности в сочетании с любопытством: ученые, идущие по одной дороге, вдруг находят причину свернуть на другую дорогу, по которой они никогда не планировали идти — дорогу, которая вполне может привести в никуда.

Другие крупные прорывы связаны с тем, что ученые преследовали очень конкретную мечту. Однажды, обычно в начале своей карьеры, им приходит в голову идея, о которой они не могут перестать думать.

Это сумасшествие, говорят они себе, но неужели это невозможно?

Они разговаривают с уважаемыми коллегами, которые часто напоминают им обо всех причинах, по которым их идея может не сработать, и о том, какой ущерб это может нанести их карьере.

Это отрезвляющее сообщение, но идея не умрет.

Поэтому они изо всех сил пытаются найти финансовую поддержку и ищут коллег, готовых рискнуть пройти с ними этот путь — путь, который вполне может привести в никуда.

Но иногда дорога ведет к крупным прорывам, таким как пенициллин и мРНК-вакцины.

Прорывы благодаря удачным случаям и любопытству

Однажды в 1928 году доктор Александр Флеминг из больницы Святой Марии в Лондоне выращивал бактерии в лабораторной посуде. Флеминг не преследовал научную мечту. Он был микробиологом, просто выполнял свою работу.

Затем он заметил кое-что странное: ночью другой вид микроба, грибок, путешествовал по воздуху, приземлился на лабораторную посуду и начал расти и распространяться по той посуде, где росли бактерии.

Флеминг вскоре заметил, что растущий грибок, похоже, убивает бактерии. Он предположил, что это производило какое-то вещество, убивающее бактерии. Поскольку название гриба было Penicillium rubens, он назвал вещество, которое грибок производил, «пенициллином».

Когда Флеминг опубликовал статью о своем открытии, это мало кого заинтересовало. Потребовалось еще 10 лет, прежде чем другие ученые попытались создать большое количество пенициллина, чтобы посмотреть, сможет ли он вылечить бактериальные инфекции и спасти жизни. Мы все знаем, как это получилось.

Научный прорыв Флеминга, как и некоторых других, произошел не потому, что у Флеминга возникла гениальная идея и он воскликнул «Эврика!» Наоборот, это произошло потому, что он что-то заметил и сказал: «Это странно», а затем попытался это понять.

Прорывы благодаря настойчивости и стойкости в погоне за мечтой

История мРНК-вакцин, таких как вакцины Pfizer/BioNTech и Moderna от COVID-19, сильно отличается от истории пенициллина.

В течение 30 лет небольшая группа ученых считала, что мРНК-вакцины будут иметь большие преимущества перед традиционными вакцинами — если только удастся преодолеть несколько препятствий.

Многие из этих ученых сдались, когда столкнулись с этими препятствиями, но некоторые упорствовали и в конечном итоге добились успеха. (Я описал, что такое мРНК-вакцины, как они работают и как преодолевались препятствия, в предыдущем посте в блоге.)

Один ученый, доктор Каталин Карико, присоединилась к факультету Пенсильванского университета в начале 1990-х годов с мечтой о создании мРНК-вакцины.

Она подавала заявку на гранты для поддержки своей работы, но неоднократно получала отказ: рецензенты заявляли, что маловероятно, что она или кто-либо сможет преодолеть препятствия, что поддержка ее исследований будет напрасной тратой денег. Ее университет согласился продолжать поддерживать ее работу только в том случае, если она согласится на понижение в должности и сокращение заработной платы. Она приняла оба варианта и упорно следовала за своей мечтой.

Одно серьезное препятствие на пути к мРНК-вакцинам особенно очаровало ее: бурная реакция иммунной системы, когда она сталкивается с мРНК вируса. Десять лет упорной работы помогли Карико и ее коллеге Дрю Вайсман понять, как внести небольшое изменение в мРНК, которое предотвратило этот сильный иммунный ответ — важный шаг на пути к созданию всех мРНК-вакцин. Без этого сегодня в мире не было бы мРНК-вакцин от COVID.

Двое других ученых, создавших вакцину против COVID от Pfizer/BioNTech, Угур Шахин и Излем Туречи, являются турецкими иммигрантами в Германии, которые встретились, влюбились в идею создания мРНК-вакцины, а затем влюбились друг в друга.

Согласно The Wall Street Journal, однажды в 2002 году они сделали перерыв на обед, поженились, а затем вернулись после обеда в свою лабораторию, чтобы закончить эксперимент — еще один из многих, проведенных за 30 лет.

Каждый эксперимент был еще одним возможным шагом на пути к их заветной мечте, пока, наконец, в 2020 году они не осуществили эту мечту: их мРНК-вакцина против COVID-19 оказалась очень безопасной и эффективной.

Крепко держась за свои мечты

Какой бы путь ни выбрали ученые, достигшие спасительных прорывов, они часто терпят равнодушие, как Флеминг, или повторяющийся скептицизм, насмешки и неприятие, как Карико, Вайсман, Шахин и Туречи.

Только благодаря исключительной настойчивости эти ученые смогли воплотить свои мечты в жизнь.

Они были вознаграждены славой и богатством и чем-то еще более ценным: знанием того, что благодаря их работе сотни миллионов людей во всем мире никогда не болели, а миллионы никогда не умирали раньше времени.

Конечно, неустанная одержимость невероятной мечтой не окупается для многих ученых.

Их идеи, хотя и весьма блестящие, в конце концов оказываются ошибочными: оказывается, что природа действует не так, как они предсказывали. В конце концов, их красивая теория убита бандой жестоких фактов.

Другие мечтатели-ученые в конце концов оказываются на правильном пути и осуществили бы свою мечту — если бы только они провели эксперимент немного по-другому, если бы они только продержались немного дольше или если бы их работа была поддержана. не иссяк.

В результате ни они, ни остальные из нас не получили выгоды от того, что было бы — до тех пор, пока другие ученые не открыли заново их работу много лет спустя.

В конечном счете, научные прорывы возможны только в том случае, если общество готово инвестировать в мечтателей, признавая, что не все инвестиции приведут к крупным прорывам.

Однако инвестиции, которые действительно приводят к прорывам, приносят экономическую отдачу, которая намного превышает инвестиции, а также предотвращают страдания и смерть и изменяют мир.

Автор Энтони Л. Комарофф.