Введение

Британский полимат (1890–1962)
новозеландский крикетист
Уолтер Бодмер
Д. Дж. Финни
Мэри Ф. Лайон
К. Р. Рао (17 февраля 1890 – 29 июля 1962) – британский полимат, активно работавший в области математики, статистики, биологии, генетики и академической деятельности. За его вклад в статистику его описывали как «гения, почти в одиночку заложившего основы современной статистической науки» и «самую важную фигуру в статистике XX века». В генетике его работа использовала математику для объединения менделевской генетики и естественного отбора, что способствовало возрождению дарвинизма в начале XX века в пересмотре теории эволюции, известном как современный синтез, наиболее полно объединив идеи Грегора Менделя и Чарльза Дарвина. За его вклад в биологию Ричард Докинз назвал Фишера «величайшим из последователей Дарвина». Он считается одним из отцов-основателей неодарвинизма. С 1919 года он работал на экспериментальной станции Ротхамстед в течение 14 лет, где проанализировал огромный массив данных, полученных в результате полевых экспериментов с 1840-х годов, и разработал дисперсионный анализ (ANOVA). В последующие годы он зарекомендовал себя там как биостатистик. Вместе с Дж. Б. С. Холдейном и Сьюоллом Райтом Фишер известен как один из трех главных основателей популяционной генетики. Он сформулировал принцип Фишера, теории полового отбора – «эффект бегства» и «гипотезу о сыновьях-самцах». Его вклад в статистику включает в себя продвижение метода максимального правдоподобия и вывод свойств оценок максимального правдоподобия, фидуциальный вывод, получение различных выборочных распределений, основополагающие принципы планирования экспериментов и многое другое. Фишер придерживался твердых взглядов на расу и евгенику, настаивая на расовых различиях. Хотя он, безусловно, был сторонником евгеники, существуют споры о том, поддерживал ли Фишер научный расизм (см.). Он был гальтоновским профессором евгеники в Университетском колледже Лондона и редактором «Анналов евгеники».

Ранние годы и образование

Фишер родился в Ист-Финчли, Лондон, Англия, в семье среднего класса; его отец, Джордж, был успешным партнером в компании Robinson & Fisher, аукционеров и дилеров изящных искусств. Он был одним из близнецов, но его брат-близнец родился мертвым. Фишер рос младшим ребенком в семье, с тремя сестрами и одним братом. С 1896 по 1904 год они жили в доме Инверфорт-Хаус в Лондоне, где в 2002 году организация English Heritage установила мемориальную доску. Затем они переехали в Стрейтхэм. Его мать, Кейт, умерла от острого перитонита, когда ему было 14 лет, а его отец потерял свой бизнес спустя полтора года. В это же время он развил способность визуализировать проблемы в геометрической форме, не прибегая к математическим вычислениям или доказательствам. В 14 лет он поступил в школу Харроу и выиграл медаль Нилда по математике. В 1909 году он получил стипендию для изучения математики в колледже Гонвилл и Каюс Кембриджского университета. В 1912 году он с отличием окончил курс математики. В 1915 году он опубликовал статью «Эволюция сексуальных предпочтений» о половом отборе и выборе партнера.

Карьера

В 1913–1919 годах Фишер работал статистиком в лондонском Сити и преподавал физику и математику в нескольких частных школах, в Темзском морском училище и в колледже Брэдфилда. Там он поселился со своей новой женой, Эйлин Гиннес, с которой у него было двое сыновей и шесть дочерей. В 1918 году он опубликовал работу «Корреляция между родственниками при допущении менделевского наследования», в которой ввел термин дисперсия и предложил методы ее формального анализа. Он представил концептуальную генетическую модель, показывающую, что непрерывная изменчивость фенотипических признаков, измеряемых биостатистиками, может быть обусловлена совместным действием множества дискретных генов и, следовательно, являться результатом менделевского наследования. Это был первый шаг к становлению популяционной генетики и количественной генетики, продемонстрировавших, что естественный отбор способен изменять частоты аллелей в популяции, согласовывая дискретный характер наследственности с постепенной эволюцией. Джоан Бокс, биограф и дочь Фишера, утверждает, что Фишер решил эту проблему еще в 1911 году. Сегодня аддитивная модель Фишера по-прежнему регулярно используется в полногеномных исследованиях ассоциаций.

Экспериментальная станция Ротемстед, 19191933

В 1919 году он начал работать на экспериментальной станции Ротамстед в Хертфордшире, где оставался в течение 14 лет. Исследование «Изменчивость сельскохозяйственных культур. II», написанное совместно с его первым ассистентом Виннифред Маккензи, стало образцом для последующих работ по дисперсионному анализу (ANOVA). Позже ассистентами, освоившими и распространившими методы Фишера, были Джозеф Оскар Ирвин, Джон Вишарт и Фрэнк Йейтс. В период с 1912 по 1922 год Фишер рекомендовал, анализировал (с эвристическими доказательствами) и значительно популяризировал метод максимального правдоподобия. В статье Фишера 1924 года «О распределении, порождающем функции ошибок нескольких известных статистик» был представлен критерий хи-квадрат Пирсона и t-распределение Стьюдента, разработанное Уильямом Госсетом, в единой структуре с нормальным распределением. Именно там он разработал z-преобразование Фишера – новый статистический метод, который десятилетиями позже широко использовался как F-распределение. Он был пионером в принципах планирования экспериментов, статистики малых выборок и анализа реальных данных. В 1925 году он опубликовал «Статистические методы для научных работников», одну из самых влиятельных книг XX века по статистике. Метод Фишера – это техника объединения данных или «мета-анализ» (анализ анализов). Эта книга также популяризировала p-значение, которое играет центральную роль в его подходе. Фишер предложил уровень значимости p=0,05, или вероятность 1 к 20, что отклонение произошло случайно, в качестве границы статистической значимости, и применил это к нормальному распределению (как двусторонний тест), получив правило двух стандартных отклонений (для нормального распределения) для определения статистической значимости. Значение 1,96, приблизительное значение 97,5-го процентиля нормального распределения, используемого в теории вероятностей и статистике, также впервые появилось в этой книге. «Значение, при котором P = 0,05, или 1 к 20, равно 1,96 или почти 2; удобно принимать эту величину в качестве границы при оценке того, следует ли считать отклонение значимым или нет». В таблице 1 работы он привел более точное значение 1,959964. В 1928 году Фишер впервые использовал диффузионные уравнения для попытки расчета распределения частот аллелей и оценки генетической связи методами максимального правдоподобия в популяциях. В 1930 году «Генетическая теория естественного отбора» была впервые опубликована издательством Clarendon Press и посвящена Леонарду Дарвину. Эта основополагающая работа неодарвиновского синтеза помогла определить популяционную генетику, которую Фишер основал совместно с Сьюоллом Райтом и Дж. Б. С. Холдейном, и возродила пренебрегаемую Дарвином идею полового отбора. Одним из любимых афоризмов Фишера было: «Естественный отбор – это механизм, создающий чрезвычайно высокую степень маловероятности». Слава Фишера росла, и он начал много путешествовать и читать лекции. В 1931 году он провел шесть недель в Статистической лаборатории при Государственном университете Айовы, где читал три лекции в неделю и встретился со многими американскими статистиками, включая Джорджа Снедекора. Он вернулся туда снова в 1936 году.

Университетский колледж Лондона, 1933-1943

В 1933 году Фишер стал главой Департамента евгеники в Университетском колледже Лондона. В 1934 году он стал редактором "Анналов евгеники" (ныне называемых "Анналами человеческой генетики"). В 1935 году он опубликовал "Дизайн экспериментов", который был также фундаментальным трудом, [способствовавшим] развитию статистических методов и их применению. Математическое обоснование этих методов не акцентировалось, а доказательства часто были лишь схематичными или вовсе отсутствовали. [Это] побудило Х. Б. Манна заполнить пробелы строгим математическим обоснованием. В этой книге Фишер также описал задачу о дегустации чая леди, теперь известный пример статистического рандомизированного эксперимента, использующего точный критерий Фишера и являющийся первым изложением концепции нулевой гипотезы Фишера. В том же году он опубликовал статью о фидуциальном выводе и применил его к проблеме Бехренса — Фишера, решение которой, предложенное сначала Уолтером Бехренсом, а спустя несколько лет Фишером, является распределением Бехренса — Фишера. В 1936 году он представил набор данных о цветках ириса в качестве примера дискриминантного анализа. В своей статье 1937 года "Волна распространения благоприятных генов" он предложил уравнение Фишера в контексте динамики популяций для описания пространственного распространения благоприятного аллеля и исследовал его волновые решения. Из этого также вытекает уравнение Фишера — Колмогорова. В 1937 году он посетил Индийский статистический институт в Калькутте и его единственного штатного сотрудника, П. С. Махаланобиса, часто возвращаясь, чтобы поддержать его развитие. Он был почетным гостем на 25-летнем юбилее института в 1957 году, когда там работало 2000 сотрудников. В 1938 году Фишер и Фрэнк Йейтс описали перестановку Фишера — Йейтса в своей книге "Статистические таблицы для биологических, сельскохозяйственных и медицинских исследований". В их описании алгоритма использовались карандаш и бумага, а случайность обеспечивалась таблицей случайных чисел.

Кембриджский университет, 19431956

В 1943 году вместе с А. С. Корбетом и С. Б. Уильямсом он опубликовал статью об относительном обилии видов, в которой разработал логарифмический ряд распределений (иногда называемый логарифмическим распределением) для соответствия двум различным наборам данных об обилии. В том же году он занял кафедру генетики Бальфура, где в 1948 году был приглашен итальянский исследователь Луиджи Лука Кавалли-Сфорца, создав одноместную группу по бактериальной генетике. В 1936 году Фишер использовал критерий хи-квадрат Пирсона для анализа данных Менделя и пришел к выводу, что результаты Менделя были слишком идеальными, предполагая, что в данные были внесены корректировки (намеренные или неосознанные), чтобы наблюдения соответствовали гипотезе. Позднее авторы утверждали, что анализ Фишера был ошибочным, предлагая различные статистические и ботанические объяснения чисел Менделя. В 1947 году Фишер совместно с Сирилом Дарлингтоном основал журнал Heredity, а в 1949 году опубликовал труд «Теория инбридинга». В 1950 году он опубликовал «Частоты генов в клине, определяемые отбором и диффузией». Он разработал вычислительные алгоритмы для анализа данных, полученных в результате его сбалансированных экспериментальных схем, с различными изданиями и переводами, став стандартным справочным трудом для ученых во многих областях. В экологической генетике он и Э. Б. Форд показали, что сила естественного отбора была намного сильнее, чем предполагалось, и что многие экогенетические ситуации (такие как полиморфизм) поддерживаются силой отбора. В это время он также работал над картированием хромосом мышей, разводя мышей в лабораториях, расположенных в его собственном доме. Фишер публично выступил против исследования 1950 года, показавшего, что курение табака вызывает рак легких, утверждая, что корреляция не означает причинно-следственную связь. По словам его биографов Йейтса и Мэтера, «было предположено, что тот факт, что Фишер был консультантом табачных компаний в этом споре, ставит под сомнение ценность его аргументов. Это неправильная оценка человека. Он не отказывался от финансового вознаграждения за свой труд, но причина его интереса, несомненно, заключалась в его неприязни и недоверии к пуританским тенденциям всех видов; и, возможно, также в личном облегчении, которое он всегда находил в табаке». Он был заядлым курильщиком трубки. Зимой 1954–1955 годов Фишер встретил Дебабрату Басу, индийского статистика, который в 1988 году написал: «С помощью аргумента о референцном множестве сэр Рональд пытался найти золотую середину между двумя полюсами статистики – Беркли и Бэйесом. Мои усилия по пониманию этого компромисса Фишера привели меня к принципу правдоподобия».

Личная жизнь и убеждения

Фишер женился на Эйлин Гиннес, с которой у него было два сына и шесть дочерей. Его дочь Джоан, написавшая биографию отца, вышла замуж за статистика Джорджа Э. П. Бокса. По мнению Йейтса и Мэзера, "Его многочисленная семья, особенно воспитанная в условиях значительных финансовых ограничений, являлась личным отражением его генетических и эволюционных взглядов". В 1955 году в радиопередаче "Наука и христианство"

Расовые взгляды

В 1950–1951 годах Фишера, наряду с другими ведущими генетиками и антропологами того времени, попросили высказать свое мнение о заявлении, которое ЮНЕСКО готовила о природе расы и расовых различий, опубликованном в 1950 году как Заявление ЮНЕСКО о расе. Заявление, вместе с комментариями и критикой большого числа ученых, включая Фишера, опубликовано в книге «Концепция расы: результаты исследования» (1952). Фишер был одним из четырех ученых, выступивших против этого заявления. По его собственным словам, его оппозиция основана на «одном фундаментальном возражении к Заявлению», которое «разрушает сам дух всего документа». Он полагал, что человеческие группы существенно различаются «в своей врожденной способности к интеллектуальному и эмоциональному развитию», и на основании этого заключал, что «практическая международная проблема заключается в том, чтобы научиться мирно разделять ресурсы этой планеты с людьми, существенно отличающимися по своей природе, и что эта проблема затушевывается вполне благонамеренными усилиями преуменьшить реальные существующие различия». Мнения Фишера проясняются его более подробными комментариями к разделу 5 заявления, посвященному психологическим и ментальным различиям между расами. Раздел 5 завершается следующим образом:

С научной точки зрения, мы осознали, что любой общий психологический признак, скорее всего, обусловлен общим историческим и социальным контекстом, и что такие признаки могут скрывать тот факт, что в различных популяциях, состоящих из множества типов людей, можно обнаружить примерно одинаковый диапазон темперамента и интеллекта. Практически все работы Фишера посвящены человеческим популяциям или человечеству в целом, без упоминания расы или конкретных расовых групп, и ни в одной из его работ явно не поддерживается идея расового превосходства или превосходства белой расы.

Эвгеника

В 1911 году Фишер стал председателем-основателем Общества евгеники Кембриджского университета, среди других членов-основателей которого были Джон Мейнард Кейнс, Р. С. Паннет и Гораций Дарвин. После того как члены Кембриджского общества, включая Фишера, организовали Первый международный конгресс евгеники в Лондоне летом 1912 года, была установлена связь с Обществом евгеники (Великобритания). Фишер рассматривал евгенику как способ решения актуальных социальных и научных проблем, которые охватывали и стимулировали его интерес к генетике и статистике. Во время Первой мировой войны Фишер начал писать рецензии для журнала The Eugenics Review и предложил брать на себя все рецензирование для этого издания, после чего был принят на работу на неполный рабочий день. Последняя треть книги «Генетическая теория естественного отбора» посвящена евгенике, в ней падение цивилизаций объясняется снижением рождаемости в высших классах, а данные переписи населения Великобритании 1911 года используются для демонстрации обратной зависимости между рождаемостью и социальным классом, что, по его мнению, частично связано с меньшими финансовыми затратами и, как следствие, повышением социального статуса семей с небольшим количеством детей. Он предложил отменить дополнительные выплаты многодетным семьям, сделав размер выплат пропорциональным доходам отца. Фишер участвовал в работе нескольких официальных комитетов по продвижению евгеники, в том числе в Комитете по легализации евгенической стерилизации, который разработал законопроект, направленный на ограничение репродуктивных возможностей «слабоумных дефективных лиц высокого уровня, составляющих десятую часть населения». Предполагалось, что эта политика позволит проводить стерилизацию на добровольной основе, и Фишер выступал против принудительной стерилизации. Начиная с 1934 года, Фишер стал разочаровываться в Обществе евгеники из-за опасений, что его деятельность все больше ориентирована на политику, а не на науку; он официально порвал с Обществом в 1941 году. Он поддерживал обширную переписку с фон Вершуэром на протяжении десятилетий, которая хранится в Университете Аделаиды.

Оценка научных достоинств

Фишер был избран в члены Королевского общества в 1929 году, Американской академии искусств и наук в 1934 году, Американского философского общества в 1941 году и Национальной академии наук США в 1948 году. В 1952 году королева Елизавета II посвятила его в рыцари-бакалавры и наградила медалью Дарвина – Уоллеса Лондонского Линнеевского общества в 1958 году. Он был удостоен медали Копли и Королевской медали. В 1924 году в Торонто и в 1928 году в Болонье он выступил в качестве приглашенного докладчика на Международном математическом конгрессе (ММК). В 1950 году Морис Уилкс и Дэвид Уилер использовали Электронный автоматический калькулятор с задержкой для решения дифференциального уравнения, связанного с частотами генов, в работе Рональда Фишера. Лекция имени Р. А. Фишера была ежегодной премией Североамериканского комитета президентов статистических обществ (COPSS), учрежденной в 1963 году, пока в 2020 году название не было изменено на COPSS Distinguished Achievement Award and Lectureship. 28 апреля 1998 года в его честь была названа малая планета 21451 Фишер. В 2010 году в Университетском колледже Лондона была учреждена кафедра статистической генетики имени Р. А. Фишера в знак признания его выдающегося вклада в статистику и генетику. Андерс Халд назвал Фишера «гением, практически в одиночку заложившим основы современной статистической науки», а Ричард Докинз – «величайшим биологом со времен Дарвина»: он был не только самым оригинальным и конструктивным из архитекторов неодарвиновского синтеза, но и отцом современной статистики и экспериментального дизайна. Таким образом, можно сказать, что он предоставил исследователям в области биологии и медицины важнейшие инструменты для исследований, а также современную версию центральной теоремы биологии. Джеффри Миллер сказал о нем: «Для биологов он был архитектором «современного синтеза», который использовал математические модели для интеграции менделевской генетики с теориями отбора Дарвина. Для психологов Фишер был изобретателем различных статистических тестов, которые до сих пор рекомендуется использовать в психологических журналах. Для фермеров Фишер был основателем экспериментальных сельскохозяйственных исследований, спасая миллионы от голода благодаря рациональным программам селекции сельскохозяйственных культур».

Спорные взгляды на евгенику

Фишер и Сьюолл Райт внесли вклад в развитие популяционной генетики, которая стала частью современного синтеза. Интерпретация математических теорий популяционной генетики к середине 1920-х годов стала яблоком раздора между Фишером и Райтом, и этот вопрос приобрел острый характер. Разногласия сохранялись на протяжении всей жизни Фишера. В статье 2021 года, опубликованной попечителями "Fisher Memorial Trust", отмечалось, что недавняя критика Фишера в основном может быть охарактеризована как «пересмотр признания, оказанного личностям прошлых эпох, которые, как считается, способствовали социальной несправедливости в прошлом или придерживались взглядов, способствующих ей». В том же месяце Rothamsted Research опубликовала заявление, осуждающее участие Фишера в евгенике, заявив: «Rothamsted Research и Lawes Agricultural Trust категорически отвергают использование псевдонаучных аргументов для поддержки расистских или дискриминационных взглядов». Жилое здание, построенное в 2018 году и ранее названное в его честь, впоследствии было переименовано. Университетский колледж Лондона также принял решение исключить его имя из названия своего Центра вычислительной биологии.

Спорные взгляды на курение

Фишер отверг представление об опасности курения сигарет, назвав это "пропагандой".