«Компьютеры делают грязную работу в больших количествах»

Уже длительное время компьютеры помогают ученым хранить, обрабатывать и анализировать данные. Однако быстрое накопление новых знаний меняет научный мир, меняются и компьютеры-помощники. Они становятся более самостоятельными, могут не только анализировать данные, но и формулировать предположения по результатам анализа. Уже сейчас работа ученого немыслима без помощи автоматических систем, и в будущем их роль будет только возрастать.

Перспективам использования компьютеров в научных исследованиях посвящена философская научная статья Андрей Юрьевича Ржецкого, профессора медицины и генетики Университета Чикаго, и его коллеги Джеймса Эванса. Работа опубликована в разделе Perspective последнего номера Science.

Ученые рассказывают, как новое поколение компьютеров влияет на социальные и культурные аспекты научного производства, ломает языковые барьеры в общении ученых из разных стран.

Мощные компьютерные устройства в ближайшие десятилетия будут на переднем крае новых масштабных экспериментов в биомедицине, химии, физике и общественных науках.

Профессор Ржецкий поделился своим видением проблемы с «Газетой.Ru».

– Как появилась эта работа?
– Статья посвящена дисциплине, которая в США называется «вычислительной биологией» (Computational Biology), а в России когда-то именовалась «математической биологией». Она фигурирует в разделе «Философия науки»: фактически мы пишем о том, к чему мы стремимся в нашей работе. Но это не абстрактные теоретизирования. Многое из того, о чем там говорится, уже реализовано разными группами, разбросанными по всему земному шару.

История такая: мы изначально написали огромную обзорную статью, с гораздо большим количеством материала, фактов, более содержательную. А потом, как водится, наше сочинение редакция немилосердно порезала, переиначила, местами переформулировала – и получилось то, что опубликовано. То есть изначально это был обзор с элементами комментария – сейчас это комментарий, но он показывает возможное направление исследований, то, к чему мы стремимся в своей работе.

– Какова, по вашему мнению, будет роль человека и роль компьютеров, роботов в научной работе будущего?
– Роль человека, конечно, останется очень большой.

Все, что сейчас возможно сделать с помощью компьютеров, примитивно по сравнению с человеческими возможностями.

Как автоматическая проверка орфографии при написании статьи: это помогает написать статью, делает работу легче, но не пишет статью за вас. Еще одна метафора – экскаватор, помогающий строить дома, но не работающий без человека.

В журнале Nature была опубликована серия статей про роботов-ученых. Такой робот планирует эксперимент, ставит его, анализирует, а на основании анализа планирует дополнительные эксперименты. Конечно, это была очень узко поставленная задача: такой робот не конкурент реальным ученым. Но это робот, который может работать по 24 часа в сутки и может служить хорошим помощником.

Сейчас в науке нельзя обойтись без автоматизированной помощи. Яркий пример – химия: на данный момент уже ни один человек не знает, сколько разных молекул описано в литературе. Ни у одного химика в голове нет полного списка соединений, которые могут быть интересны потенциально. В больших профильных компаниях есть базы данных химических соединений, но самая большая из них, насколько я знаю, включает около 40 млн соединений – и это далеко не полный список. Сейчас объем информации так велик, что любая автоматизированная помощь, даже несовершенная, была бы очень большой подмогой для думающего ученого. Компьютеры могут делать, скажем так, «грязную работу» в больших количествах. Хороший пример – современные базы данных статей. Да, они далеки от полноты, несовершенно проиндексированы, но без них мы не смогли бы уже работать.

– Нужна ли современной науке философия?
– Наука постоянно сталкивается с философскими вопросами, динамично развиваясь в современных условиях. С одной стороны, наука – это сложная методология, эксперименты, но самое главное, на мой взгляд, – правильно выбранная цель, созданная воображением. Без воображения хорошей науки не бывает, а философские вопросы, связанные с выбором цели, возникают в науке постоянно.

Сейчас меняется мир научного диалога: публикации становятся все более легко (и часто бесплатно) доступными, в том числе для автоматизированного анализа. Однако в разных отраслях науки эта система работает по-разному. Отрицательный пример – химия. Она относится к более старым наукам, была основана совершенно в другие времена, когда можно было контролировать все публикации. И сейчас химические общества пытаются сохранить эту тенденцию – они владеют всеми публикуемыми данными. Статьи доступны по платной подписке и для «частного» пользования – их массовый автоматический анализ не разрешен.

А в молекулярной биологии, сравнительно молодой дисциплине, ситуация обратная. Идет мощное идеологическое движение за то, чтобы сделать все журналы открытыми. В результате этого появились новые авторитетные журналы «открытого доступа» (open-access), где все полнотекстовые статьи размещены в открытом доступе (пример – журналы PloS Biology и PLoS Genetics). Часть журналов, которые были закрытыми, стали открытыми. Все исследования, финансируемые Национальным институтом здоровья США, по закону оказываются в открытом доступе, вне зависимости от политики журнала, в котором они выходят.

И это очень сильное движение – я бы сказал, за права человека.

Потому что возможность получать и качественно анализировать информацию очень много дает ученому.

– Как русский ученый, работающий за границей, как вы относитесь к новой правительственной программе привлечения зарубежных ученых?
– Я считаю, что это очень интересное и очень важное предложение. Я сам получил образование в Новосибирском государственном университете, защитился в Институте цитологии и генетики там же, в Новосибирске. В 1991 году в качестве постдока поехал в США и с тех пор живу здесь. Я получил свою первую профессорскую позицию в Колумбийском университете в Нью-Йорке, теперь работаю в Чикагском университете. Если была бы возможность вести исследования в России и читать лекции на родном языке, я бы сделал это. После почти двадцати лет работы за рубежом я особенно остро осознаю связь со своей культурой (и чем я ей обязан), живое общение по-русски стало роскошью.