От мечты к открытию: Как стать ученым
| Вид материала | Документы |
СодержаниеОшибка упущенного контроля. Пересекающиеся кривые "доза -- эффект". Расходящиеся кривые "время -- эффект". Передаточная станция. |
- Ганс Селье. От мечты к открытию, 5951.77kb.
- Труды преподавателей уо «мгуп» за 35 лет, 490.68kb.
- Обращение Президента нпф сбербанка, 127.88kb.
- «Запорожье мое цветущее», 31.14kb.
- Час общения: до мечты нужно сделать всего один шаг. Цель, 28.83kb.
- Отечественное предпринимательство, 108.53kb.
- Когда сбываются мечты?, 117.13kb.
- Парки развлечения Америки!!!, 33.74kb.
- Конкурс макетов «Город моей мечты», 23.82kb.
- И. В. Вишев на пути к практическому бессмертию москва 2002 Человек может и должен стать, 4128.67kb.
бы косвенно?
Заблуждения
Природа, насколько может, говорит нам явную ложь.
Чарльз Дарвин
В логике заблуждения, как правило, делятся на материальные
(ошибочное утверждение о каком-либо факте), вербальные
(неправильное применение терминов) и логические, или формальные
(некорректное выведение следствия). Согласно известной
классификации, предпринятой Аристотелем в "Органоне", а именно
в работе "О софистических опровержениях", существует восемь
основных типов заблуждений37.
1. От привходящего--когда привходящий факт принимается за
существенный (например, данный гормон белый, вывод -- все
гормоны белые).
2. Secundum quid ("следует из общего".--лат.)-- ошибочное
распространение общего правила на частный случай, и наоборот,
без учета изменяющихся обстоятельств (например, если стресс
вызывает дегенерацию вилочковой железы, то у крысы с удаленными
надпочечниками стресс должен повлечь за собой такую же
дегенерацию. На самом деле стресс воздействует на вилочковую
железу через надпочечники, поэтому его действие блокируется при
их удалении).
3. Неверные заключения -- особый способ убеждения за счет
отвлечения внимания на какой-либо посторонний факт (например,
вместо доказательства ложности теории--нападки на ее
приверженцев).
4. Предрешение основания -- выдвижение в качестве
доказательства того, что само требует доказательства, выбор
таких посылок, которые заранее предопределяют вывод еще не
доказанных посылок (например, отрицание довода на том
основании, что он "ненаучен", что также нужно доказать).
5. Ошибка следования -- рассуждение от последовавшего
события к его условию (например, удаление паращитовидной железы
вызывает судороги, следовательно, судороги указывают на
отсутствие гормона паращитовидной железы).
6. Non sequitur ("не следует"--лат.)--обоснование
заключения исходя из недостаточного или ложного факта
(например, холод является стрессором, холод вызывает дрожь,
следовательно, дрожь является неспецифическим проявлением
действия всех стрессоров).
7. Post hoc ergo propter hoc ("после этого -- значит, по
причине этого"--лат.)--если изменение появляется после
воздействия какого-либо фактора, оно должно быть обусловлено
этим фактором (например, если эксперимент удался весной, но не
удался осенью, его успех зависит от смены времен года).
8. Ошибка совмещения множества вопросов -- когда несколько
вопросов неправомерно объединяются в один (например: "Почему
кортизон является самым полезным из всех кортикоидов?" В данном
случае утверждение о полезности кортизона вводится
"контрабандой" как доказанный факт).
Такая систематизация всех возможных ошибок, сводящая их в
конечное количество групп, весьма соблазнительна, но она сама
таит в себе явную ошибку: кроме того что группы взаимно
перекрывают друг друга, сама по себе классификация ошибочных
толкований и их наименование мало чем помогают ученому в его
повседневной работе. Клод Бернар заканчивает свой классический
труд "Введение в изучение экспериментальной медицины" словами:
"Когда такие философы, как Бэкон или же более близкие к нам по
времени, предлагали общую систематизацию правил научного
исследования, это было очень заманчиво для всех, кто знаком с
наукой лишь издали, но для опытных ученых, так же как и для
тех, кто намеревается посвятить себя науке, такие предложения
лишены смысла, ибо, подразумевая в вещах ложную простоту, они
вводят в заблуждение; кроме того, они обременяют ум массой
туманных и ненужных предписаний, которые следовало бы поскорее
забыть всякому, кто хочет всерьез заниматься наукой и стать
настоящим экспериментатором" ( 1895).
И тем не менее логические ловушки подстерегают ученого на
каждом шагу, и мне хотелось бы предостеречь его от наиболее
типичных из них.
Я не претендую на то, что сумею дать такую классификацию
заблуждений, где они не будут перекрывать друг друга и где
БУДЕТ дан их исчерпывающий перечень. Просто я хочу описать те
ловушки, в которые я лично попадал или чуть не попал. Как
говорят французы, "L`homme averti en vaut deux"
("Предупрежденный стоит двоих").
Заранее оговорюсь, если эти заметки попадут в руки
читателя, мало знакомого с моей областью интересов, я бы
посоветовал ему просто бегло просмотреть последующие страницы
или же перевернуть их, ибо обдумывание способов преодоления
ловушек потребует определенных усилий. Я мог бы придумать
нужные мне примеры, но если уж эти записки и обладают
каким-либо достоинством в сравнении с привычными теоретическими
работами по логике и психологии, то как раз тем, что они
целиком основаны на личном опыте. Как я уже говорил, в высшей
степени абстрактные законы мышления мало применимы к нуждам
практической научной работы. В отличие от них способы
преодоления типичных ловушек, использованные в конкретной
области исследования, вполне можно распространить на другие
сферы знания и даже на повседневную жизнь.
Поразительной характеристикой ошибок, которые совершали
даже наиболее выдающиеся ученые, является их наивность. И все
же мои примеры реальны. Все они взяты из истории биологии и
действительно были совершены. опытными профессиональными
учеными. Большинство из этих ошибок объясняется тем, что, когда
мы смотрим на предмет с определенной точки зрения, у нас
вырабатываются определенные психологические преграды,
препятствующие восприятию этого предмета в другом ракурсе. Наше
понимание зависит от прошлого опыта, но в той же степени, в
какой наши воспоминания помогают мыслительному процессу, они
могут и тормозить его. В нашем сознании образуются "белые
пятна". Все необычное мы воспринимаем как невероятное, в то
время как именно необычное и является богатейшим источником
великих открытий.
ОШИБКА УПУЩЕННОГО КОНТРОЛЯ.
Это наиболее распространенная ошибка в биологических
экспериментальных исследованиях. Каждый знает, что если мы
хотим изучить какое-либо воздействие, то для сравнения нам
необходимы контрольные объекты, не подвергавшиеся этому
воздействию. Однако в реальных экспериментах для обеспечения
осмысленных границ сравнения могут понадобиться и другие формы
контроля. Например, если мы хотим установить специфическое
действие вводимого путем инъекции препарата, то соответственно
контрольным объектом будет не такое животное, которому не
делали инъекций, а такое, которому сделали аналогичные инъекции
вещества -- растворителя препарата, исследуемого на
экспериментальном животном. Таким образом устраняются любые
неспецифические воздействия как раствора, так и самой процедуры
инъекции, которые являются потенциальным источником ошибок.
Необходимость подобных видов контроля, как правило, не
вызывает сомнений, а вот более скрытые источники ошибок нередко
упускаются из виду. Например, если испытываемый препарат
является мочегонным, обезболивающим или просто высокотоксичным
веществом, необходимо провести контрольные воздействия,
вызывающие равнозначные мочегонный, обезболивающий или
токсический эффекты, прежде чем наблюдаемое изменение можно
будет приписать изучаемому препарату как специфическое.
Я особенно остро осознаю потребность в контроле такого
типа, ибо берусь утверждать, что без него концепция стресса
никогда бы не возникла. Когда проводимые нами инъекции
формальдегида вызвали гипертрофию надпочечников и атрофию
тимуса, было слишком соблазнительно заключить, что эти эффекты
обусловлены формальдегидом. На самом деле все было и так, и не
так. Верно, что формальдегид вызывает названные изменения, но
такие же изменения вызывает и ряд других факторов, таких, как
атрофии, морфин, адреналин, холод, жара и любой другой
стрессор. Поэтому утверждение, из которого следовало бы, что
гипертрофия надпочечников и атрофия вилочковой железы суть
характерные результаты действия формальдегида, подобно тому как
анестезия является типичным результатом действия эфира, было бы
ошибочным. Мы знаем теперь, что стресс, вызванный
формальдегидом -- точно так же как и любым другим фактором,--
приводит к увеличению надпочечников и к атрофии тимуса. Но для
того чтобы подтвердить такую формулировку, нам пришлось
провести огромное множество контрольных опытов, в том числе
показать, что различные факторы, во всех прочих отношениях не
связанные с формальдегидом (воздействие других препаратов,
травмы, изменения температуры), вызывают такие же изменения и
что формальдегид обусловливает их пропорционально другим своим
воздействиям в качестве стрессора.
ПЕРЕСЕКАЮЩИЕСЯ КРИВЫЕ "ДОЗА -- ЭФФЕКТ".
Мы так привыкли к тому, что большие дозы эффективнее
малых, что наш разум плохо подготовлен к восприятию наблюдений,
противоречащих этому правилу. Нередко исследователь,
потерпевший неудачу при попытке подтвердить результаты работы
своего коллеги, с жаром заявляет, что он не смог сделать этого,
"хотя" и применял дозы, во много раз превосходящие те, которые
использовались его предшественником.
Некоторое время назад нам удалось обнаружить, что мужской
половой гормон, тестостерон, вызывает атрофию надпочечников.
Это положение было оспорено другими исследователями -- они не
получили такого же изменения, "хотя" вводили в несколько раз
большее количество тестостерона, чем мы. Повторение этих
экспериментов показало, что наблюдения наших критиков были
верными. Но столь же верными были и наши. Специфическое
воздействие этого соединения состоит в том, что в малых дозах
тестостерон вызывает атрофию надпочечников, в то время как его
большие дозы обусловливают их гипертрофию. По-видимому,
воздействие тестостерона в качестве стрессора пересиливает его
специфическое воздействие в качестве гормона, ведущее к атрофии
надпочечников. Именно эта работа впервые привлекла наше
внимание к очень распространенному в фармакологии явлению,
которое мы назвали "закон пересекающихся кривых "доза --
эффект"". В рамках этого закона получили объяснение многие
очевидные парадоксы фармакологии.
В эндокринологии принято считать, что, если неочищенная
вытяжка железы может быть разделена на две фракции, обладающие
качественно различным действием, то это служит доказательством
того, что первоначальный неочищенный препарат содержал две
активные составляющие, которые различались по химическому
составу и которые теперь отделены друг от друга. В отношении
таких желез (как, например, гипофиз и плацента), вырабатывающих
различные гормоны, эта аксиома была и продолжает оставаться
основой каждой дискуссии, касающейся предполагаемого открытия
новых гормонов. И при всем при том она ложна, и вот каким
образом мы это доказали.
Если приготовить раствор, содержащий в определенной
пропорции (скажем, 1:1) два химически чистых, но
фармакологически антагонистических гормона, то, давая один и
тот же раствор в малых и больших дозах, мы можем получить
качественно различные (а иногда и диаметрально противоположные)
эффекты. Давно известно, к примеру, что фолликулоид или
"эстрогенное" соединение (например, эстрадиол) вызывает у крыс
ороговение влагалища, в то время как соединение желтого тела
(например, прогестерон) -- выделение слизи. Если малые дозы
эстрадиола, как раз достаточные, чтобы вызвать ороговение,
даются совместно с высокими дозами прогестерона, эффект
ороговения полностью устраняется вторым соединением и влагалище
начинает выделять слизь. Мы показали, впрочем, что раствор,
содержащий в фиксированной пропорции смесь эстрадиола и
прогестерона, в низких дозах вызывает ороговение, а в высоких
-- выделение слизи. По-видимому, очень малые дозы эстрадиола
способны производить практически максимальный эффект, который
не устраняется малыми дозами прогестерона. Но по мере того как
дозы обоих соединений возрастают, блокирующее действие
прогестерона постепенно начинает преобладать, поскольку
интенсивность его продолжает возрастать по мере увеличения
дозы, в то время как противоположное действие эстрадиола не
усиливается.
Чтобы продемонстрировать широкую применимость этой
концепции, рассмотрим еще один пример из другой области
эндокринологии. Хорошо известно что у крыс с удаленными
надпочечниками развитие экспериментально вызванного воспаления
может быть приостановлено с помощью обладающего
антивоспалительным действием кортикоида (например, кортизола) и
что такое ингибирование воспалительного процесса в свою очередь
блокируется способствующим воспалению гормоном (например,
дезоксикортикостеронацетатом, или ДКА). Однако можно
приготовить смесь, содержащую оба этих гормона в некоей
заданной пропорции, и тогда ее малое количество будет
стимулировать, а большое ингибировать воспаление.
Действительно, если теперь разбавить часть этого раствора, то
воспалительному действию разведенного раствора можно
воспрепятствовать одновременным введением более
концентрированного исходного раствора. Это явление опять-таки
объясняется законом пересекающихся кривых "доза -- эффект", как
это показано на рисунке.
Заметим, что эффект действия ДКА резко возрастает, но
быстро достигает постоянного уровня при величине дозы,
обозначенной "1". Эффект действия кортизола возрастает
медленнее, но в итоге достигает значительно более высокого
плато при дозе "2". Эти кривые подходят также и для иллюстрации
ранее упомянутого антагонизма между эстрадиолом и
прогестероном, с той лишь разницей, что при этом "мишенью"
является не воспаление, а ороговение влагалища.
Следует помнить, что закон пересекающихся кривых "доза --
эффект" обусловлен не взаимной химической нейтрализацией двух
соединений, а противодействующими взаимосвязями между двумя
фармакологическими свойствами. Вот почему он может проявляться
кортизол
1 доза 2
даже в различных дозах одного и того же соединения, если
последнее обладает двумя независимыми и потенциально
антагонистическими фармакологическими свойствами. Тестостерон
как раз и является таким соединением, поскольку он вызывает
ороговение влагалища при низких дозах и выделение слизи -- при
высоких. Мы также видели, что в силу аналогичных причин
тестостерон вызывает атрофию надпочечников при низких, а
гипертрофию -- при высоких дозах.
Из сказанного может сложиться впечатление, что явление
пересекающихся кривых "доза -- эффект" способно ввести в
заблуждение только в том случае, если фармакологические
свойства одного препарата противоречат свойствам другого. В
действительности же это явление может даже порождать
качественно новые эффекты. Например, как видно из
вышеприведенного рисунка, ни воспалительные, ни
противовоспалительные свойства кортикоидной смеси не являются
однозначными в точке пересечения; таким образом, ни одно из
действий этой смеси избирательно устраняется из общей картины.
А поскольку другие свойства ДКА и кортизола не являются взаимно
противоречивыми (например, согласно рисунку, влияние кортизола
на отложение гликогена в печени не подавляется ДКА ни при каких
дозах), постольку их другие действия (скажем, поддержание
кортикоидами жизнеспособности при недостаточности
надпочечников) взаимно усиливаются. Легко представить себе, что
исследователь, имеющий несколько пробирок, содержащих только
эти два стероида в одной и той же пропорции, но с различной
концентрацией раствора, может прийти к заключению, что во всех
пробирках содержатся совершенно различные гормоны в чистом виде
или по крайней мере ряд гормонов в различных пропорциях.
Я рассмотрел явление пересекающихся кривых "доза --
эффект" довольно подробно, поскольку оно представляет собой
наиболее распространенную причину ошибок в тех областях науки,
которыми я занимаюсь,-- эндокринологии и исследовании стресса.
РАСХОДЯЩИЕСЯ КРИВЫЕ "ВРЕМЯ -- ЭФФЕКТ".
Аналогичная проблема возникает в том случае, когда
различные действия одного и того же фактора проявляются не
одновременно.
Приведем пример из наших исследований по стрессу и общему
адаптационному синдрому. Переход между тремя типичными стадиями
синдрома (реакция тревоги, стадия устойчивости и стадия
истощения) не резкий: наблюдается некоторая размытость границ и
определенные признаки проявления двух стадий. Справедливость
сказанного не зависит от того, каким стрессором вызван синдром,
поэтому нижеприведенный рисунок может послужить иллюстрацией
расходящихся кривых "время -- эффект" при стрессе вообще.
Мы видим, что кривые, описывающие соответственно тенденцию
к отеку, липиды надпочечников, устойчивость к стрессу и вес
тимуса, не пересекаются одновременно при смене стадии реакции
тревоги стадией устойчивости и затем стадией истощения. Это
объясняется различной степенью "инерции" у разных "мишеней"
стресса.
Очевидно, если любой агент вызывает такие расходящиеся
кривые "время -- эффект" в разных "мишенях", то общий вид
реакции может оказаться совершенно различным в двух
экспериментах просто потому, что они были закончены и
подвергнуты анализу в разное время. Разумеется, степень
развития синдрома в целом к данному моменту времени зависит
также от множества прочих факторов, которые нелегко
контролировать и даже распознавать (например, состояние
питания, дозировка и скорость поглощения вводимого вещества --
стрессора, влияние не поддающихся контролю загрязнений,
температура окружающей среды).
ПЕРЕДАТОЧНАЯ СТАНЦИЯ.
Предположим, наблюдения показали, что как стимул S, так и
гормон эндокринной железы Т могут действовать на "мишень" Т1. В
таком случае, несомненно, теория, утверждающая, что только Т
способен воздействовать на Т1, будет явно ложной. Но если
проблема сформулирована именно таким образом, весьма
соблазнительно счесть вышеупомянутое "утверждение
самоочевидным. Однако оно оставляет без внимания возможные
осложнения, обусловленные тем, что передача осуществлялась
через Т. Хотя любой эндокринолог знает, что в конечном счете
всякое стимулирующее воздействие "гландулотропных" гормонов
гипофиза на железы передается именно таким образом, тем не
менее на практике эта ошибка весьма распространена.
Ложность вышеприведенной и, казалось бы, не вызывающей
сомнения аксиомы становится очевидной при рассмотрении
следующей схемы:
Хотя, как показано на схеме, 8 может очевидным образом
воздействовать на Т1, однако столь же справедливо было бы
утверждать, что только Т в состоянии воздействовать на Т1,
поскольку 5 оказывает действие на конечную "мишень" именно
через эту передаточную станцию.
В нашем институте мы столкнулись с данной проблемой с
связи с воспроизведением одного почечного заболевания,
нефросклероза, с помощью метиландростендиола (МАД). Как я ранее
показал в систематических экспериментах с несколькими сотнями
стероидов, нефросклероз вызывают только те из них, которые
обладают минералокортикоидной активностью. Поэтому обобщение,
согласно которому нефросклеротическое действие тесно связано с
минералокортикоидным эффектом, представлялось оправданным.
Затем один из моих бывших студентов, Флойд Скелтон,
опубликовал чрезвычайно интересную статью, в которой он
показал, что МАД также вызывает нефросклероз. Это соединение
представляет собой тестоид, или мужской половой гормон. Оно
определенно не обладает никакими минералокортикоидными
свойствами, более того, ему вообще не свойственна кортикоидная
активность. Даже в химическом отношении оно совершенно отлично