Виллерме удалось добиться результатов потому, что он подкреплял свои выводы доказательствами. Он определил уровень смертности среди бедных, который оказался ужасающе высоким по сравнению с тем же показателем у богатых. Проводя измерения, он устанавливал значения задержки роста у бедняков. Рекруты, набранные из бедных регионов, были ниже тех, кого призывали из богатых. В Париже Виллерме зафиксировал, что жители богатых кварталов, проживавшие в собственных домах, были выше, чем население бедных кварталов, жилье снимавшее.
«Человеческий рост, – заключил Виллерме, – при прочих равных условиях становится тем больше и увеличивается тем быстрее, чем страна богаче и спокойнее, чем лучше жилье, одежда и питание и чем меньше труда, усталости и лишений в младенчестве и детстве».
В начале XIX в. подобное утверждение противоречило существовавшим тогда убеждениям. Многие врачи – коллеги Виллерме вслед за Гиппократом продолжали считать, что рост зависит от особенностей воздуха и воды, а не от экономики. Виллерме искал сторонников для продвижения своей идеи. Среди перешедших на его сторону большой вес имел астроном Адольф Кетле.
В 1823 г. 27-летний Кетле прибыл в Париж из Бельгии, чтобы осмотреть городские телескопы. Он отвечал за строительство первой бельгийской обсерватории и хотел ознакомиться с тем, как это устроено во Франции. В Париже Кетле встретился с величайшими математиками того времени, которые выводили уравнения для движения небесных тел и находили скрытые закономерности в случайностях. Кетле был рад знакомству с Виллерме и с удовольствием узнавал его представления об обществе, но его собственные устремления были направлены совершенно в другую сторону. Он собирался заняться поиском законов устройства Вселенной, сопоставимых по уровню с ньютоновскими, – как только построит свою обсерваторию. Однажды он написал на полях одной из книг свой девиз:
Но едва Кетле завершил свой грандиозный тур по парижским телескопам и собрался домой, в Бельгии началась революция. Повстанцы обосновались в его недостроенной обсерватории, и Кетле понял, что его путь к славе никак не будет связан с астрономией.
И он решил последовать примеру Виллерме. Кетле занялся изучением людей, надеясь найти порядок в том хаосе, что перевернул его жизнь и его страну[580]. Он приступил к созданию научной области, которую назвал социальной физикой. Как и Виллерме, он взялся изучать статистику роста. Собрав множество результатов его измерения у детей, он начал поиски уравнения, которое бы предсказывало скорость их роста. Когда Кетле изучил полученные данные, он был поражен, увидев знакомую картину. Большинство детей имели рост, близкий к среднему, высокие и низкорослые встречались реже. На графике распределение их роста образовывало плавную горку, верх которой был в области среднего значения.
Кетле уже видел подобную горку – когда изучал небесный свод; она называлась «колоколообразная кривая». Чтобы рассчитать скорость той или иной планеты, астрономы наблюдали, как она перемещается в поле зрения телескопа между двумя прочерченными параллельными линиями, и засекали, за какое время она пройдет от одной линии до другой. В случае когда одну и ту же планету отслеживали два астронома, они нередко получали разные значения ее скорости. Один астроном мог взглянуть на карманные часы слишком поздно, другой – слишком рано. Если результаты измерений, выполненных многими астрономами, помещали на один график, они тоже образовывали колоколообразную кривую.
В ходе своей поездки в Париж Кетле общался с математиками, которые сделали поразительный вывод касательно колоколообразной кривой. Даже если большинство астрономов и ошибались в своих измерениях, среднее значение всех их наблюдений было близко к истинному. Кетле начал осознавать особую важность пика этого колокола. И когда он обнаружил, что измерения высоты образуют такую же кривую, то решил, что средний рост идеален для человека. Те, кто оказался выше или ниже, были несовершенны. Бывший астроном распространил это правило на все характеристики тела человека и его черты – от веса до формы лица. В 1835 г. Кетле говорил, что если бы нашелся кто-то, у кого все свойства оказались бы «средними для человека», то он «стал бы олицетворением величия, красоты и великолепия»[581].
Весть об исследованиях Кетле распространилась по Европе. Концепция, которую он применил к измерению роста, стала известна как закон распределения ошибок. С ее помощью оказалось возможным упорядочивать статистические данные во многих областях, будь то регистрация преступлений или параметры погоды. Фрэнсис Гальтон считал закон распределения ошибок революционным достижением для всей науки. «Он царит безмятежно и скромно среди дикой путаницы, – писал Гальтон. – Чем больше толпа и сильнее анархия, тем совершеннее его власть. Это высший закон неразумности»[582].
Гальтон начал измерять рост британцев. Для этого он изобрел специальное устройство со скользящей вертикальной доской, блоками и противовесами. Разработав свой механизм, он разослал его учителям по всей Англии вместе с инструкцией, как его использовать для измерения учеников. И присланные Гальтону в ответ результаты измерений дали на графике колоколообразную кривую, очень похожую на ту, что получил Кетле.
Гальтон счел эти две кривые доказательством наследования роста. Он полагал, что только наследственностью можно объяснить, почему его колоколообразная кривая спустя поколение повторила кривую, нарисованную Кетле. Однако Гальтон не мог объяснить, каким образом наследственность воссоздает кривую в каждом поколении. Кроме того, он обнаружил огромное противоречие, в котором ему никак не удавалось разобраться. Он отмечал: «Высокие не всегда порождают высоких, а низкие – низких, но все же наблюдаемое соотношение каждого размера и качества остается постоянным из поколения в поколение»[583].
Чтобы разрешить эту загадку, Гальтон предложил новый способ изучения наследственности[584]. Тогда как Мендель исследовал передачу между поколениями дискретных признаков, которые либо проявляются, либо нет, Гальтон собрался изучать характеристику, которая могла принимать любое значение в интервале между двумя крайностями. Работа в этой области, пожалуй, была самой важной в его карьере. И если евгенические призывы Гальтона спустя долгое время стали считаться источником позора, его работа по изучению роста остается одной из базовых для современных исследований наследственности.
Для нового проекта Гальтону уже стало недостаточно колоколообразной кривой. Ему нужен был способ сравнивать рост представителей одного поколения и их потомков. Позже он вспоминал: «Мне пришлось самому собирать все данные, поскольку, как мне было известно, не существовало ничего, удовлетворявшего даже моим начальным требованиям»[585].
Когда Гальтон описал свой проект Дарвину и другим ученым, они посоветовали ему начать с чего-то простого. Вместо того чтобы изучать рост людей, можно было бы выращивать душистый горошек и измерять диаметр семян. А если уж работать с животными, то лучше анализировать размах крылышек у мотыльков. Гальтон выбрал душистый горошек и стал растить его в саду Дарвина, чтобы получить достаточно семян для исследований. Первые же измерения дали многообещающий результат. Но Гальтону не хватало терпения ждать, пока его горошек раскроется, и он решил, что сведения о росте людей соберет быстрее, «не говоря уж о том, что это намного интереснее, чем душистый горошек и мотыльки», добавлял он.
Гальтон опубликовал в газете объявление с просьбой к читателям присылать ему информацию о членах своих семей, пообещав вознаграждение за лучшие письма. Он отправил своим друзьям открытки с вопросами о росте их братьев. В 1880-х гг. Гальтон значительно увеличил свою базу данных, превратив измерения в некоторое подобие развлечения для широкой публики – в 1884 г. он открыл на Международной медицинской выставке в Лондоне измерительную лабораторию. Он заказал печать и раздачу листовок, в которых сообщалось, что эта лаборатория организована «для тех, кто хочет, чтобы его точно измерили разными способами, а также тех, кто заинтересован в своевременном предупреждении о поправимых нарушениях развития, или же просто желает узнать свою силу»[586]. В том году к сотрудникам Гальтона на выставке обратились за разного вида измерениями 9337 человек. В 1888 г. исследователь устроил аналогичную лабораторию в Научных галереях музея Южного Кенсингтона и измерил еще тысячи человек. Гальтон оценивал рост и многие другие показатели, в числе которых были и слух, и сила рук.
«Вычислитель» – некая дама, которая умела проводить вручную быстрые и точные подсчеты, – обработала тысячи записей о росте, разместив их в табличной сетке. В строках было отложено среднее значение для родителей (с поправкой на более низкий рост матерей). В столбцах – рост детей. В каждой клеточке вычислитель записала число семей с соответствующей комбинацией высот.
Гальтон часто разглядывал эту таблицу, пытаясь понять заключенный в ней смысл. В некоторых областях сетки было пусто. В нескольких квадратах было указано всего по одной семье. В других же – десятки. Когда однажды в ожидании поезда исследователь очередной раз рассматривал сетку, его наконец осенило. Числа образовывали облако, по форме напоминавшее мяч для игры в регби. Они толпой окружали невидимую прямую, идущую из нижнего левого угла в верхний правый. Чем более высокими были родители, тем обычно более высокими были и их дети. Иногда дети оказывались выше или ниже родителей. Если родители были слишком низкорослые, то обычно дети были выше их, и наоборот, так что рост детей приближался к среднему значению.
Как и Мендель, Гальтон обнаружил в наследовании выраженную закономерность. Но он не понимал, что это значит. Гальтон пытался объяснить свои результаты исходя из предположения, что каждый ребенок унаследовал меньше чем половину каждой черты от каждого родителя. Остальное каким-то образом наследовалось от более давних предков. Эта дополнительная наследственность, по мнению Гальтона, как раз и вернула свойства детей от крайних значений к средним. Хотя гальтоновское «наследование от более давних предков» в дальнейшем будет опровергнуто, описание им особенностей наследственности останется его огромным достижением.
В 1890-х гг. молодой коллега Гальтона Карл Пирсон осознал важность работы Гальтона и дал ей правильное математическое обоснование[587]. Пирсон создал формулу, которая позволяла оценить, насколько дети похожи на своих родителей. Эту же формулу он мог использовать для сравнения братьев и сестер. С целью опробовать свое уравнение на реальных детях Пирсон заплатил учителям, чтобы те измерили рост своих учеников (а также другие характеристики вроде окружности головы или размаха рук). Он обнаружил, что эти свойства взаимосвязаны. Иначе говоря, у пары братьев обычно бывало сходное строение, предположительно из-за наследственности.
Примерно в то время, когда Пирсон разрабатывал новые математические методы, произошло переоткрытие работы Менделя. Группа генетиков – это были так называемые менделисты – критиковала измерения, которые проводили Гальтон и Пирсон. Они считали, что важнее исследовать наследственность по способу Менделя, отслеживая рецессивные и доминантные признаки. Пирсон собрал своих сторонников – биометристов, которые указывали менделистам на то, что в силу своей одержимости несколькими странными признаками, случайно соответствующими простому закону Менделя, те зря тратят свое время. Такие черты, как рост, не формируются по принципу «или-или». Люди не делятся на только высоких или только низких – в отличие от менделевского гороха, который может быть либо гладким, либо морщинистым. Пирсон призывал искать более эффективное объяснение наследственности, которое учитывало бы и такого рода плавные переходы.