как автоматизация и цифровизация убивает науку
Мне напомнили, что я хотела дописать про книгу Нила Постмана "Технополия". Я дочитала книгу до середины и поняла, что она слишком плохо написана, чтобы ее пересказывать полностью. Я также поняла, почему его называют луддитом, и даже думаю, что он заслуживает этого звания - во всяком случае если он высказывает идеи именно таким образом, как описано у него в книге. Я не согласна с основным его тезисом в том виде, в каком он его разворачивает в книге; однако всю книгу у меня ощущение, что он силится сформулировать какую-то более умную мысль, которая у него вроде на кончике языка, а он ее не может сказать. "Ну не шмогла я, не шмогла".
Так что я скажу за него. На более близком к реальности примере, который бы очень пригодился Постману, если бы он хоть на секунду оторвался от своих потуг сформулировать мысли о науке без беседы с настоящими учеными. Кстати приведу цитату физика Фейнмана, которая тут как нельзя кстати. "[Когда гуманитарии пытаются изучать работу реальных ученых, их] наблюдения примерно настолько же полезны для науки, как орнитология полезна для птиц." Вот Постману надо было побеседовать с реальными учеными, прежде чем делать заключения об их деятельности. Но я могу сделать часть работы за него.
В науке, в частности в микроскопии и микробиологии, связанной так или иначе с использованием микроскопов, я действительно наблюдаю глобальный системный коллапс, связанный с теми феноменами, о которых Постман пытается говорить в Технополии: превращении так называемой "орудийной культуры", где люди используют вещи как орудия, в "цифровую культуру", где люди более не используют вещи как орудия, а оперируют компьютерными машинами. В чем выражается коллапс и почему это плохо?
Я начала свою научную работу в старой лабе Киотского университета, в которой стояли (и я думаю до сих пор пока еще стоят) старые микроскопы. Эти микроскопы используют минимум софта, практически все операции, кроме собственно фотографического снимка, производятся с помощью рук и глаз. То есть ученый смотрит в окуляры, как это принято изображать, то есть вот так:
и производит ДВЕ операции руками.
1) Крутит ручку на боку у микроскопа, чтобы двигать поле зрения вправо-влево,
2) Крутит другую ручку на другом боку у микроскопа, чтобы двигать фокус (т.е. точку фокусирования) вверх или вниз.
Эти движения называются в первом случае движениями по осям X-Y, а в случае движения фокуса вверх-вниз, соответственно, движением по оси Z.
Микроскоп выглядит в этом случае примерно вот так, а ручка для кручения на одном боку круглая черная выглядит так, как показывает оранжевая стрелка:
Почему это важно?
Потому что зрительная информация поступает НЕПОСРЕДСТВЕННО через оптические стекла и набор линз НАПРЯМУЮ в глаза ученого. Картинка, которую человек получает при использовании такого метода, наиболее точная, потому что она наиболее прямая. Ну как если бы вы смотрели в бинокль. Вы видите не то, что "бинокль рассчитал для вас что вам надо видеть", вы видите так, как если бы реально обладали зрением орла (в микроскопии - зрением куда более сильным, чем у орла). В любом случае вы можете СВОБОДНО перевести "бинокль" из любой точки в любую точку без всяких проблем, картинка у вас не будет ни топорщиться, ни мигать, и вы будете наблюдать вещи ЕСТЕСТВЕННЫМ образом, причем в том виде, в каком эти вещи есть на самом деле.
Но то были старые добрые времена, а примерно с начала двухтысячных все больше и больше микроскопы стали превращаться в... в компьютеры. И это ОЧЕНЬ, ОЧЕНЬ плохо. Почему?
Потому что современный микроскоп выглядит примерно вот так:
Я хочу, чтобы вы обратили внимание на КЛЮЧЕВЫЕ моменты.
1) Окуляры есть, но они, по сути, недоступны. Какой дебил планировал их расположение, я не знаю, но такого человека, который мог бы перед ними комфортно сидеть (точнее, теперь, в этом случае, СТОЯТЬ!!!) несколько часов - нет. Окуляры есть, но они фактически не-юзабельны. Если вы обратите внимание, вам и не предлагается сидеть перед окулярами, вам предлагается сидеть слева на стуле у компьютерного экрана. Это важно.
2) На практике это означает, что у вас отобрали "зрение орла". Вы более не можете иметь бинокль и наводить его туда, куда вам хочется, с той же легкостью, с какой вы вертите своими глазами. У вас отобрали НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ЗРЕНИЕ.
3) Так а как теперь смотреть-то? - спросите вы и будете правы. Смотреть теперь вам не разрешается. Вам теперь надо оперировать софтом, т.е. компьютерной программой, которая будет якобы (ЯКОБЫ) настолько же хороша, как и непосредственное зрение.
4) Так вот, нифига. Микроскопы теперь делятся на два вида - полностью автоматизированные (наихудший вариант) и частично автоматизированные. Что такое полностью автоматизированный микроскоп? Это такой микроскоп, где вы с самого начала отдаете все управление в руки компьютера. Первой ступенью при любом осмотре образца является наведение фокуса на ту часть (те клетки), которые вы хотите осмотреть. У полностью автоматизированных микроскопов эта часть выполняется автоматически. То есть вы на компьютере нажимаете кнопку, компьютер сканирует ваш образец, и наводит вас ЯКОБЫ на тот участок образца, который "вы хотите" осмотреть - а в реальности на тот, который программа посчитала нужным, что вам надо увидеть. Как правило это тупо участок, где компьютер смог сфокусироваться на клетках (а на тарелке таких мест бывает не всегда много и не всегда они то, что вы хотите увидеть!). Случай частично автоматизированных микроскопов рассмотрю отдельно ниже.
5) Нет человека, который был прыгал от окуляров к экрану. Вы ВЫНУЖДЕНЫ работать только с тем изображением, которое вас заставил смотреть компьютер. Насколько качественно это изображение? Давайте вдадимся в технические детали. Если в старом микроскопе вы могли свободно передвигаться по образцу и смотреть на разные его части, потому что световой сигнал поступал через линзы непосредственно в ваши глаза, то картинка на экране компьютера этих свойств не имеет. Картинка на экран компьютера может поступить только одним способом: СКАНИРОВАНИЕМ образца и переводом оптических сигналов в компьютерное изображение. Это было бы ок само по себе, если бы не один (и очень огромный) затык. Точнее два затыка.
а) Постоянное сканирование изображения уничтожает оптический сигнал от флюоресцентных протеинов. Если вы будете долго сканировать какой-то участок, через 5 минут у вас на экране будет черное пятно.
б) Сканирование для вывода на экран компьютера ЗАНИМАЕТ ДОЛГОЕ ВРЕМЯ. ДОООООООООООООЛГОЕ время. Другими словами, вы больше не можете по-быстрому поменять фокус по оси Z, потому что как только вы поменяли фокус хоть на микрометр, компьютер будет сканировать снова. И снова. И снова. Качественной картинки, какую дает бинокль, вы больше не увидите никогда.
Сканирование в высоком разрешении (таком, какой вы выдели бы в бинокль) занимает (я засекала на часах) 1,5 минуты. МИ-НУ-ТЫ. Уменьшить время сканирования можно. Но как только время сканирования становится меньше, качество изображения падает КРИТИЧЕСКИ. Вы становитесь старым, близоруким орлом, который нихрена не может разглядеть. Хотите разглядеть получше? Сканируйте дольше, но я вас предупреждаю, что через 5 минут у вас на экране будет тьма. Не хотите тьму?...
А вот тут наступает самый важный момент. Если вы не хотите тьму, РАБОТАЙТЕ ТОЛЬКО С ОПРЕДЕЛЕННЫМИ ОБРАЗЦАМИ. Теми, у которых флуоресценция зашкаливает, так что и 5 минут ее не выжигают. На всякий случай: подавляющее большинство протеинов НЕ ИМЕЮТ такой экспрессии. Как пример: экспрессия рецептора ковида ACE2 в легких и респираторном тракте настолько мала, что если сканировать 5 минут, будет черный экран. ВСЕ. Финита ля комедия. Никто не будет изучать это, потому что это ПЕРЕСТАЛО БЫТЬ ВИДНО в новомодные микроскопы.
Это идея, которую Постман силился передать в Технополии, но не смог, поскольку не имел достаточно конкретных примеров. Идея такова: вы теперь видите не то, что есть на самом деле, вы видите то, что компьютер сказал вам разрешено видеть, а все остальное видеть не будете - куда уж там "объемная картина", какой там орел, тут бы на костыли опереться и в близорукие очки че-то разглядеть.
6) Частично автоматизированные микроскопы. В таких микроскопах возможно довольно быстрое сканирование с достаточно высокой точностью картинки, однако, во-первых, такие микроскопы страшно дорогие, а во-вторых, у них даже наверное еще хуже дела с враньем. Если полностью автоматизированный микроскоп заставит вас материться, рвать на себе волосы и проклинать все на свете, потому что быстрое сканирование заставит вас чувствовать себя близоруким, но в итоге вы все равно будете иметь какую-то более или менее (близорукую) картинку реальности, то частично автоматизированные микроскопы имеют подстроенную подлянку. Они ЗА ВАС решат, насколько сильный сигнал. В смысле, там сигнал можно искусственно усилить. То есть в реальности сигнала почти нет, но компьютер вам может нагенерить побольше света, чтоб темного окна не было. Реальный ли это сигнал? А хз. Компьютер может усилить все, что угодно. И если у вас мало опыта, вы будете смотреть на это и не знать, что это искусственно сгенерированная картинка, там, где ее быть не должно.
Другими словами, подводя итог сказанному, переход с "орудийных" микроскопов с действующими окулярами на компьюьтерный экран - КРАЙНЕ хреновая вещь. Вот сильно хреновая. В лабе можно иметь 1 новомодный микроскоп, но лучше иметь 3 старых и один новомодный. По той причине, что как только ученый пересаживается с окуляров на компьютер, может произойти такая вещь, которую Лем описал в своем рассказе "Условный Рефлекс", а также "Ананке" (крайне советую, всячески, не разочаруетесь!).
http://www.serann.ru/text/uslovnyi-refleks-9363
http://www.serann.ru/text/ananke-8923
Так что я скажу за него. На более близком к реальности примере, который бы очень пригодился Постману, если бы он хоть на секунду оторвался от своих потуг сформулировать мысли о науке без беседы с настоящими учеными. Кстати приведу цитату физика Фейнмана, которая тут как нельзя кстати. "[Когда гуманитарии пытаются изучать работу реальных ученых, их] наблюдения примерно настолько же полезны для науки, как орнитология полезна для птиц." Вот Постману надо было побеседовать с реальными учеными, прежде чем делать заключения об их деятельности. Но я могу сделать часть работы за него.
В науке, в частности в микроскопии и микробиологии, связанной так или иначе с использованием микроскопов, я действительно наблюдаю глобальный системный коллапс, связанный с теми феноменами, о которых Постман пытается говорить в Технополии: превращении так называемой "орудийной культуры", где люди используют вещи как орудия, в "цифровую культуру", где люди более не используют вещи как орудия, а оперируют компьютерными машинами. В чем выражается коллапс и почему это плохо?
Я начала свою научную работу в старой лабе Киотского университета, в которой стояли (и я думаю до сих пор пока еще стоят) старые микроскопы. Эти микроскопы используют минимум софта, практически все операции, кроме собственно фотографического снимка, производятся с помощью рук и глаз. То есть ученый смотрит в окуляры, как это принято изображать, то есть вот так:
и производит ДВЕ операции руками.
1) Крутит ручку на боку у микроскопа, чтобы двигать поле зрения вправо-влево,
2) Крутит другую ручку на другом боку у микроскопа, чтобы двигать фокус (т.е. точку фокусирования) вверх или вниз.
Эти движения называются в первом случае движениями по осям X-Y, а в случае движения фокуса вверх-вниз, соответственно, движением по оси Z.
Микроскоп выглядит в этом случае примерно вот так, а ручка для кручения на одном боку круглая черная выглядит так, как показывает оранжевая стрелка:
Почему это важно?
Потому что зрительная информация поступает НЕПОСРЕДСТВЕННО через оптические стекла и набор линз НАПРЯМУЮ в глаза ученого. Картинка, которую человек получает при использовании такого метода, наиболее точная, потому что она наиболее прямая. Ну как если бы вы смотрели в бинокль. Вы видите не то, что "бинокль рассчитал для вас что вам надо видеть", вы видите так, как если бы реально обладали зрением орла (в микроскопии - зрением куда более сильным, чем у орла). В любом случае вы можете СВОБОДНО перевести "бинокль" из любой точки в любую точку без всяких проблем, картинка у вас не будет ни топорщиться, ни мигать, и вы будете наблюдать вещи ЕСТЕСТВЕННЫМ образом, причем в том виде, в каком эти вещи есть на самом деле.
Но то были старые добрые времена, а примерно с начала двухтысячных все больше и больше микроскопы стали превращаться в... в компьютеры. И это ОЧЕНЬ, ОЧЕНЬ плохо. Почему?
Потому что современный микроскоп выглядит примерно вот так:
Я хочу, чтобы вы обратили внимание на КЛЮЧЕВЫЕ моменты.
1) Окуляры есть, но они, по сути, недоступны. Какой дебил планировал их расположение, я не знаю, но такого человека, который мог бы перед ними комфортно сидеть (точнее, теперь, в этом случае, СТОЯТЬ!!!) несколько часов - нет. Окуляры есть, но они фактически не-юзабельны. Если вы обратите внимание, вам и не предлагается сидеть перед окулярами, вам предлагается сидеть слева на стуле у компьютерного экрана. Это важно.
2) На практике это означает, что у вас отобрали "зрение орла". Вы более не можете иметь бинокль и наводить его туда, куда вам хочется, с той же легкостью, с какой вы вертите своими глазами. У вас отобрали НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ЗРЕНИЕ.
3) Так а как теперь смотреть-то? - спросите вы и будете правы. Смотреть теперь вам не разрешается. Вам теперь надо оперировать софтом, т.е. компьютерной программой, которая будет якобы (ЯКОБЫ) настолько же хороша, как и непосредственное зрение.
4) Так вот, нифига. Микроскопы теперь делятся на два вида - полностью автоматизированные (наихудший вариант) и частично автоматизированные. Что такое полностью автоматизированный микроскоп? Это такой микроскоп, где вы с самого начала отдаете все управление в руки компьютера. Первой ступенью при любом осмотре образца является наведение фокуса на ту часть (те клетки), которые вы хотите осмотреть. У полностью автоматизированных микроскопов эта часть выполняется автоматически. То есть вы на компьютере нажимаете кнопку, компьютер сканирует ваш образец, и наводит вас ЯКОБЫ на тот участок образца, который "вы хотите" осмотреть - а в реальности на тот, который программа посчитала нужным, что вам надо увидеть. Как правило это тупо участок, где компьютер смог сфокусироваться на клетках (а на тарелке таких мест бывает не всегда много и не всегда они то, что вы хотите увидеть!). Случай частично автоматизированных микроскопов рассмотрю отдельно ниже.
5) Нет человека, который был прыгал от окуляров к экрану. Вы ВЫНУЖДЕНЫ работать только с тем изображением, которое вас заставил смотреть компьютер. Насколько качественно это изображение? Давайте вдадимся в технические детали. Если в старом микроскопе вы могли свободно передвигаться по образцу и смотреть на разные его части, потому что световой сигнал поступал через линзы непосредственно в ваши глаза, то картинка на экране компьютера этих свойств не имеет. Картинка на экран компьютера может поступить только одним способом: СКАНИРОВАНИЕМ образца и переводом оптических сигналов в компьютерное изображение. Это было бы ок само по себе, если бы не один (и очень огромный) затык. Точнее два затыка.
а) Постоянное сканирование изображения уничтожает оптический сигнал от флюоресцентных протеинов. Если вы будете долго сканировать какой-то участок, через 5 минут у вас на экране будет черное пятно.
б) Сканирование для вывода на экран компьютера ЗАНИМАЕТ ДОЛГОЕ ВРЕМЯ. ДОООООООООООООЛГОЕ время. Другими словами, вы больше не можете по-быстрому поменять фокус по оси Z, потому что как только вы поменяли фокус хоть на микрометр, компьютер будет сканировать снова. И снова. И снова. Качественной картинки, какую дает бинокль, вы больше не увидите никогда.
Сканирование в высоком разрешении (таком, какой вы выдели бы в бинокль) занимает (я засекала на часах) 1,5 минуты. МИ-НУ-ТЫ. Уменьшить время сканирования можно. Но как только время сканирования становится меньше, качество изображения падает КРИТИЧЕСКИ. Вы становитесь старым, близоруким орлом, который нихрена не может разглядеть. Хотите разглядеть получше? Сканируйте дольше, но я вас предупреждаю, что через 5 минут у вас на экране будет тьма. Не хотите тьму?...
А вот тут наступает самый важный момент. Если вы не хотите тьму, РАБОТАЙТЕ ТОЛЬКО С ОПРЕДЕЛЕННЫМИ ОБРАЗЦАМИ. Теми, у которых флуоресценция зашкаливает, так что и 5 минут ее не выжигают. На всякий случай: подавляющее большинство протеинов НЕ ИМЕЮТ такой экспрессии. Как пример: экспрессия рецептора ковида ACE2 в легких и респираторном тракте настолько мала, что если сканировать 5 минут, будет черный экран. ВСЕ. Финита ля комедия. Никто не будет изучать это, потому что это ПЕРЕСТАЛО БЫТЬ ВИДНО в новомодные микроскопы.
Это идея, которую Постман силился передать в Технополии, но не смог, поскольку не имел достаточно конкретных примеров. Идея такова: вы теперь видите не то, что есть на самом деле, вы видите то, что компьютер сказал вам разрешено видеть, а все остальное видеть не будете - куда уж там "объемная картина", какой там орел, тут бы на костыли опереться и в близорукие очки че-то разглядеть.
6) Частично автоматизированные микроскопы. В таких микроскопах возможно довольно быстрое сканирование с достаточно высокой точностью картинки, однако, во-первых, такие микроскопы страшно дорогие, а во-вторых, у них даже наверное еще хуже дела с враньем. Если полностью автоматизированный микроскоп заставит вас материться, рвать на себе волосы и проклинать все на свете, потому что быстрое сканирование заставит вас чувствовать себя близоруким, но в итоге вы все равно будете иметь какую-то более или менее (близорукую) картинку реальности, то частично автоматизированные микроскопы имеют подстроенную подлянку. Они ЗА ВАС решат, насколько сильный сигнал. В смысле, там сигнал можно искусственно усилить. То есть в реальности сигнала почти нет, но компьютер вам может нагенерить побольше света, чтоб темного окна не было. Реальный ли это сигнал? А хз. Компьютер может усилить все, что угодно. И если у вас мало опыта, вы будете смотреть на это и не знать, что это искусственно сгенерированная картинка, там, где ее быть не должно.
Другими словами, подводя итог сказанному, переход с "орудийных" микроскопов с действующими окулярами на компьюьтерный экран - КРАЙНЕ хреновая вещь. Вот сильно хреновая. В лабе можно иметь 1 новомодный микроскоп, но лучше иметь 3 старых и один новомодный. По той причине, что как только ученый пересаживается с окуляров на компьютер, может произойти такая вещь, которую Лем описал в своем рассказе "Условный Рефлекс", а также "Ананке" (крайне советую, всячески, не разочаруетесь!).
http://www.serann.ru/text/uslovnyi-refleks-9363
http://www.serann.ru/text/ananke-8923