Что за безумное стремленье!

По мере ознакомления с основной проблемой я стал тревожиться о том, как же ее возможно разрешить. Как я уже говорил, рентгенограммы содержали только половину необходимой информации, причем было известно, что часть из нее, по-видимому, лишняя. Существовал ли какой-то системный метод, позволяющий ее использовать? Как выяснилось, существовал. За несколько лет до того специалист по кристаллографии Линдо Паттерсон продемонстрировал, что экспериментальные данные можно использовать для создания карты плотности, которая теперь называется картой Паттерсона [Все амплитуды компонентов Фурье возводятся в квадрат и все фазы обнуляются.]

Что означала эта карта плотности? Паттерсон продемонстрировал, что она отражает все возможные интервалы между максимумами на карте реальной электронной плотности, все в суперпозиции, так что, если на карте реальной плотности часто присутствует высокая плотность на расстоянии в 10 ангстрем в определенном направлении, то на карте Паттерсона в соответствующем направлении будет пик на расстоянии в 10 ангстрем от начала координат. (Ангстрем – единица измерения, которая равняется одной миллиардной доле метра.) Выражаясь математически, получится трехмерная карта автокорреляционной функции электронной плотности. Для кристаллической ячейки из совсем небольшого количества атомов, если использовать рентгеновскую дифракцию в высоком разрешении, порой можно расшифровать такую карту всех возможных межатомных расстояний и получить реальную карту расположения атомов. Увы, в белках атомов слишком много, а разрешение было слишком низким, так что дело было практически безнадежным. И все же выделяющиеся закономерности на карте Паттерсона могли указывать на общие особенности расположения атомов, и более того, Перуц предсказывал, что белковая молекула при укладке дает «стержни» электронной плотности, уложенные в определенном направлении, поскольку наблюдал «стержни» в соответствующем направлении на карте Паттерсона. Как выяснилось впоследствии, «стержни» в реальности оказались не такими высокими, как он представлял себе (на тот момент он располагал только относительной интенсивностью пятнышек на рентгенограмме, но не их абсолютным значением), так что укладка белка была не так проста, как он предполагал.

Его расчеты карт Паттерсона для кристаллов конского гемоглобина были сложной и трудоемкой работой, поскольку в те времена методы – как обработки данных рентгеновских снимков, так и расчетов преобразований Фурье – были по современным меркам до крайности примитивны. Требовалось выращивать много кристаллов (так как каждый из них мог вынести лишь определенную дозу рентгеновских лучей, а потом разрушался), делать много рентгенограмм, заниматься их перекрестной калибровкой, измерять «на глазок» и вносить систематические поправки. Расчеты проводились не на компьютере в нынешнем смысле слова (он появится позже), а на табуляторах IBM с перфокартами. Они отнимали у ассистентов до трех месяцев и были очень трудоемкими. Затем все полученные данные следовало нанести на карту и вычертить контуры, пока в конце концов не получалась стопка прозрачных листов, отображавших отдельные участки Паттерсоновой плотности в виде изолиний. Насколько мне помнится, изолинии отрицательных значений (средняя корреляция была принята за ноль) отбрасывались, а учитывались только положительные значения.

Еще один урок я получил, когда Перуц докладывал свои результаты небольшой группе специалистов по рентгеновской кристаллографии со всех концов Великобритании, собравшихся в Кавендишской лаборатории. После его доклада встал Бернал, чтобы высказать свои замечания. Я считал Бернала гением. Почему-то я вбил в себе голову идею, что всем гениям присущи дурные манеры. И потому я удивился, услышав, как он высказывает самые сердечные одобрения смелости Перуца, взявшегося за столь сложную и по тем временам беспрецедентную задачу, а также тщательности и упорству, с которыми тот подошел к делу. Лишь после этого Бернал посмел выразить – в самой любезной форме – сомнения в возможностях метода Паттерсона, в особенности его применения в данном случае. Я усвоил, что, если у вас имеются критические замечания в адрес какого-то научного исследования, лучше высказать их твердо, но дружелюбно, предварив похвалами положительных сторон работы. Остается только пожалеть, что я не всегда придерживался этого полезного правила. На беду, случалось так, что из-за недостатка терпения меня заносило, и я выражался слишком резко и уничтожающе.

Как раз на таком семинаре я делал свой первый доклад по кристаллографии. Хотя мне было уже за тридцать, это был всего лишь второй мой исследовательский семинар (после посвященного движению частиц магнетита в цитоплазме). Я сделал типичную ошибку новичка, попытавшись втиснуть слишком много в отведенные двадцать минут, и огорчился, заметив, как на середине доклада Бернал стал ерзать и явно слушал вполуха. Лишь потом я узнал, что он волновался, куда делись слайды для его доклада, который шел следующим после моего.