Внешняя оценка научных достижений. Можно ли выявлять и оценивать научные достижения и научную продуктивность? Зрение для слепых
Ученых в служении миру и прогрессу объединяют общие принципы познания законов природы и общества, хотя наука XX в. сильно дифференцирована. Крупнейшие достижения человеческого разума обусловлены обменом научной информацией, переносом результатов теоретических и экспериментальных исследований из одной области в другую. От сотрудничества ученых разных стран зависит прогресс не только науки и техники, но и человеческой культуры и цивилизации в целом. Феномен XX в. в том, что число ученых за всю предшествующую историю человечества составляет лишь 0,1 от работающих в науке сейчас, т. е. 90 % ученых - наши современники. И как оценить их достижения? Различные научные центры, общества и академии, многочисленные научные комитеты разных стран и различные международные организации отмечают заслуги ученых, оценивая их личный вклад в развитие науки и значение их научных достижений или открытий. Существует множество критериев для оценки важности научных работ. Конкретные работы оценивают по количеству ссылок на них в работах других авторов или по числу переводов на другие языки мира. При таком методе, который имеет много недостатков, существенную помощь оказывает компьютерная программа по «индексам цитируемости». Но этот или аналогичные методы не позволяют увидеть «леса за отдельными деревьями». Существует система наград - медалей, премий, почетных званий в каждой стране и в мире.
Среди самых престижных научных наград - премия, учрежденная 29 июня 1900 г. Альфредом Нобелем. По условиям его завещания премии должны присуждаться 1 раз в 5 лет лицам, которые сделали в предшествующем году открытия, внесшие принципиальный вклад в прогресс человечества. Но награждать стали и за работы или открытия последних лет, важность которых была оценена недавно. Первая премия в области физики была присуждена В. Рентгену в 1901 г. за открытие, сделанное 5 лет назад. Первым лауреатом Нобелевской премии за исследования в области химической кинетики стал Я.Вант-Гофф, а в области физиологии и медицины - Э. Беринг, ставший известным как создатель противодифтерийной антитоксичной сыворотки.
Многие отечественные ученые также были удостоены этой престижной премии. В 1904 г. лауреатом Нобелевской премии по фи-
зиологии и медицине стал И. П. Павлов, а в 1908 г. - И. И. Мечников. Среди отечественных Нобелевских лауреатов - академик Н.Н.Семенов (совместно с английским ученым С.Хиншельвудом) за исследования механизма цепных химических реакций (1956); физики И.Е.Тамм, И.М.Франк и П.А.Черенков - за открытие и исследование эффекта сверхсветового электрона (1958). За работы по теории конденсированных сред и жидкого гелия Нобелевская премия по физике была присуждена в 1962 г. академику Л. Д.Ландау. В 1964 г. лауреатами этой премии стали академики Н. Г. Басов и А. М. Прохоров (совместно с американцем Ч. Таунсом) за создание новой области науки - квантовой электроники. В 1978 г. Нобелевским лауреатом стал и академик П. Л. Капица за открытия и основополагающие изобретения в области низких температур. В 2000 г., как бы завершая век присуждения Нобелевских премий, академик Ж.И.Алферов (из Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе, Санкт-Петербург, Россия) и Г.Кремер (из Калифорнийского университета, США) стали Нобелевскими лауреатами за разработку полупроводниковых гетерострук-тур, используемых в высокочастотной электронике и оптоэлект-ронике.
Присуждение Нобелевской премии осуществляет Нобелевский комитет Шведской академии наук. В 60-е годы деятельность этого комитета была подвергнута критике, поскольку многие ученые, достигшие не менее ценных результатов, но работающие в составе больших коллективов или опубликовавшиеся в «непривычном» для членов комитета издании, не стали лауреатами Нобелевской премии. Например, в 1928 г. индийские ученые В. Раман и К. Кришнан исследовали спектральный состав света при прохождении его через различные жидкости и наблюдали новые линии спектра, смещенные в красную и синюю стороны. Несколько раньше и независимо от них аналогичное явление в кристаллах наблюдали советские физики Л.И.Мандельштам и Г.С.Ландсберг, опубликовав свои исследования в печати. Но В. Раман послал короткое сообщение в известный английский журнал, что обеспечило ему известность и Нобелевскую премию в 1930 г. за открытие комбинационного рассеяния света. В течение века исследования становились все более крупными и по количеству участников, поэтому присуждать индивидуальные премии, как это предусматривалось в завещании Нобеля, стало труднее. Кроме того, возникли и развились области знаний, не предусмотренные Нобелем.
Организовались и новые международные премии. Так, в 1951 г. была учреждена Международная премия А. Галабера, присуждаемая за научные достижения в освоении космоса. Ее лауреатами стали многие советские ученые и космонавты. Среди них - главный теоретик космонавтики академик М. В. Келдыш и первый космонавт Земли Ю.А.Гагарин. Международная академия астронавтики учредила свою премию; ею отмечены работы М. В. Келдыша, О.Г.Газенко, Л.И.Седова, космонавтов А.Г.Николаева и
В. И. Севастьянова. В 1969 г., например, Шведский банк учредил Нобелевскую премию по экономическим наукам (в 1975 г. ее получил советский математик Л.В.Канторович). Международный математический конгресс стал присуждать молодым ученым (до 40 лет) премию имени Дж. Филдса за достижения в области математики. Этой престижной премии, присуждаемой раз в 4 года, были удостоены молодые советские ученые С. П. Новиков (1970) и Г.А. Маргулис (1978). Многие премии, присуждаемые различными комитетами, приобрели в конце века статус международных. Например, медалью У. Г. Волластона, присуждаемой Лондонским геологическим обществом с 1831 г., были оценены заслуги наших геологов А. П. Карпинского и А. Е. Ферсмана. Кстати, в 1977 г. фонд г. Гамбурга учредил премию А. П. Карпинского, русского и советского геолога, президента Академии наук СССР с 1917 по 1936 г. Эта премия присуждается ежегодно нашим соотечественникам за выдающиеся достижения в области естественных и общественных наук. Лауреатами премии стали выдающиеся ученые Ю. А. Овчинников, Б. Б. Пиотровский и В. И. Гольданский.
В нашей стране самой высокой формой поощрения и признания научных заслуг являлась Ленинская премия, учрежденная в 1957 г. До нее была премия им. Ленина, просуществовавшая с 1925 по 1935 г. Лауреатами премии им. Ленина стали А. Н. Бах, Л. А. Чугаев, Н.И.Вавилов, Н.С.Курнаков, А.Е.Ферсман, А.Е.Чичибабин, В.Н.Ипатьев и др. Ленинской премии были удостоены многие выдающиеся ученые: А.Н.Несмеянов, Н.М.Эмануэль, А.И.Опарин, Г.И.Будкер, Р.В.Хохлов, В.П.Чеботаев, В.С.Летохов, А. П. Александров, Ю. А. Овчинников и др. Государственные премии СССР присуждались за исследования, вносившие крупный вклад в развитие науки, и за работы по созданию и внедрению в народное хозяйство наиболее прогрессивных и высокотехнологичных процессов и механизмов. Сейчас в России существуют соответствующие премии Президента и правительства Российской Федерации.
^ 1.8. Современная научно-техническая революция: достижения и проблемы
Современную эпоху называют эпохой научно-технической революции (НТР). Это значит, что наука превратилась в ведущий фактор развития общественного производства и всей жизни общества, стала непосредственной производительной силой. Если обратиться к началу XX в., когда были сделаны крупные открытия в науке и технике, то можно проследить процесс подготовки НТР. За четверть века в физике был открыт электрон, раскрыта сложная структура атома, установлен корпускулярно-волновой
дуализм света и вещества, открыты явления естественной и искусственной радиоактивности, созданы квантовая механика, теория относительности. В жизни стали широко использовать электричество, механизацию и автоматизацию производства; развились средства связи, появились радио и телевизор, автомобиль, самолет, электропоезд; развивались новые источники энергии. Успехи в химии и биологии привели к разработке технологий органических веществ и методов управления химическими процессами, в частности синтеза многих лекарств, взрывчатых веществ, красителей, продуктов питания, а также к получению новых веществ с заданными свойствами. Появились науки - генетика, молекулярная биология, кибернетика.
В середине XX в. научно-технический прогресс стал оказывать решающее влияние на мировую политическую жизнь. Создание атомной бомбы показало, что овладение достижениями науки и передовыми технологиями определяет судьбы стран и человечества. Следующая веха НТР - овладение космосом: создание искусственных спутников, полет Ю. А. Гагарина, исследование космическими аппаратами других планет, выход человека в открытый космос и на Луну. Человечество осознало свое единство. Как выразился известный физик В.Гейзенберг, «...интересовались не природой как она есть, а, прежде всего, задавались вопросом, что с ней можно сделать. Естествознание поэтому превратилось в технику. Точнее, оно соединилось с техникой в единое целое». Эта связь с техникой и выражается в самом термине НТР. Появление и массовое распространение ЭВМ, которым человек может передать свои логические функции и постепенно ряд функций по автоматизации производства, контролю и управлению, привели к впечатляющему рывку вперед во многих областях жизни - в сферах производства, образования, бизнеса, науки и социальной жизни. Произошло резкое изменение всего строя жизни одного поколения человечества: открываются и используются новые виды энергии, электронное приборостроение, биотехнологии; перестраивается весь технологический базис производства и управления, меняется отношение человека к ним, создается и укрепляется единая система взаимодействия человека и природы - наука, техника, производство.
ВконцеХХв. продукция высоких технологий занимает все большее место в валовом продукте развитых стран, обеспечивая его прирост; их развитость определяет положение государства в современном мире. Поэтому большинство стран мира прилагают максимум усилий к укреплению научно-технического потенциала, расширению инвестиций в наукоемкие технологии, участию в международном технологическом обмене, ускорению темпов научно-технического развития. Экономический рост отождествляется с научно-техническим прогрессом и интеллектуали-
Зацией основных факторов производства. Новые производства требуют высочайшей точности, надежности и стабильности. Малое нарушение или оплошность могут стать причиной срыва всего производства или катастрофы, потому так высоки требования к квалификации и надежности персонала. Высокотехнологичные направления объединяют микроэлектронику, информационные и биотехнологии. Распространение высоких технологий и выросшая доля стоимости научных исследований в цене продукта (наукоем-кость) повысили требования к уровню подготовленности участников производства.
Кроме того, резко сократилось время между проведением научного исследования и его внедрением; при этом часто используются объекты, изученные не досконально, которые трудно представить на основе предыдущего опыта. Отсюда - совершенно иное отношение к науке. Несмотря на большую долю риска, высока возможная прибыль. И правительства многих развитых стран, и крупные фирмы вкладывают деньги в научные исследования; создаются венчурные (от франц. overture - риск, авантюра) фирмы, привлекающие мелких вкладчиков. Это оказывает пользу развитию науки, так как ей требуются дорогостоящее оборудование, развитая инфраструктура, высокая степень информатизации, высококвалифицированный персонал и пр. Но сращивание науки с бизнесом имеет и негативные последствия - служение Истине отступает на второй план, меняется научная этика. Изменилось и мировоззрение людей.
Информация к началу XXI в. стала стратегическим ресурсом общества (как продукты питания, промышленные или энергоресурсы). Произошла смена доминирующего вида деятельности в сфере общественного производства (сначала от аграрной к индустриальной, а затем - к информационной). Роль науки в обществе сильно возросла, оказывая огромное влияние на мировоззрение. Но и мировоззрение все более влияет на экономику, политику, социальную жизнь. В условиях исчерпания возможностей экстенсивного развития человечество снова осознало свое единство. Но нарастают и глобальные проблемы, которые могут быть решены только общими усилиями (ядерное разоружение, экология, безопасность, строительство и поддержание глобальной информационной и коммутационной инфраструктуры). Высокий профессионализм неотделим от нравственности, гуманизма, цельного видения единства и взаимосвязи природы и общества, Человека и Космоса.
Меняются отношения человека с природой и людей друг с другом. Жизнь стала продолжительней и комфортней. Бытовая техника оснащается микропроцессорами, по Интернету можно общаться, учиться, покупать товары и др. За счет автоматизации и роботизации деятельности человек вытесняется из производства, растет доля творческого труда, общество должно непрерывно обу-
чаться новому, стать «обучающимся обществом». Человек стал более свободным, но он еще не готов с пользой для себя и общества использовать тот материальный достаток и досуг, который дала ему НТР. Удобства жизни отделяют людей друг от друга; разработка новых достижений НТР происходит за счет развития узкой специализации; усиливается давление на окружающую среду. Быстрый темп развития и высокая сложность этих отраслей привели к необходимости компьютеризации и автоматизации самих технологических процессов, их проектирования, хранения и транспортировки сырья и продукции, непрерывного изучения рынка сбыта и т.п.
Увеличение численности высококвалифицированных специалистов становится главной формой накопления в современной экономике, а люди, их разум - самым ценным стратегическим ресурсом, за которые идет конкурентная борьба, не уступающая по накалу борьбе за сырьевые ресурсы. И если страна не способна финансировать научные исследования, разработку и развитие наукоемких технологий, она рискует «отстать навсегда». Представление о науке как о непосредственной производительной силе - это дань возрастающей роли научного труда в совокупном общественном продукте. Сейчас на долю новых знаний, воплощаемых в технологиях, оборудовании и организации производства, в развитых странах приходится от 70 до 85 % прироста ВВП, а на долю семи высокоразвитых стран - 80-90 % наукоемкой продукции и весь ее экспорт. Правительства не могут принимать важных решений без консультаций со специалистами и, прежде всего, с учеными-естественниками.
Наука может дать человеку знания, как осуществить контроль за состоянием окружающей природы, как лучше организовать производство, как обеспечить себя энерго- и ресурсосберегающими технологиями, как обеспечить безопасность народов, но не может ограничить рост потребления одного за счет другого.
Простейший пример - автомобильный транспорт. Автомобильные выхлопы - один из главных источников кислотных дождей. Но переход на иное топливо или даже ограничение скорости движения автомобилисты не поддерживают, и правительства не принимают соответствующие жесткие законы. Также ни один предприниматель не уменьшит свою прибыль от производства, потратив средства на очистительные сооружения, если власть не примет соответствующие законы.
Поэтому первостепенное значение приобретают подготовка общественного сознания к правильному восприятию достижений НТР, разработка грамотных законов, разумно ограничивающих потребление, повышение уровня компетентности управляющих и правящих. Фундаментальная наука относится к высшим духовным ценностям человечества и несет в себе объединительное начало. В заключение приведем слова Нобелевского лауреата
И.П.Павлова, сказанные еще в начале XX в.: «Что нам, русским, нужно сейчас в особенности - это пропаганда научных стремлений, обилие научных средств и страстная научная работа. Очевидно, наука становится главнейшим рычагом жизни народов, без нее нельзя удержать ни самостоятельности, ни тем более достойного положения в мире».
^ Вопросы для самопроверки и повторения
Как формировалось представление о критерии истинности знания?
Каковы отличия научного познания от вненаучного? Чем отличаются естественно-научная и гуманитарная культуры? Чем отличается естественно-научный подход от философского?
Какие общенаучные методы используются в естествознании? Дайте определение понятиям «мысленный эксперимент» и «модельный эксперимент» и приведите примеры.
Какова последовательность этапов развития научного знания? Чем отличается дисциплинарный подход от междисциплинарного?
Назовите этапы развития естествознания.
Дайте определение понятию «научная революция» и приведите примеры.
Дайте определение понятию «научная картина мира» и приведите пример смены картин мира.
Охарактеризуйте свойства систем и системный подход.
Дайте определение понятию НТР и сформулируйте ее проблемы.
как менялись в истории естествознания стратегии познания.
Глава 2
^ ПОНЯТИЯ ПРОСТРАНСТВА, ВРЕМЕНИ
И МАТЕРИИ. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
2.1. Понятие «пространство»
В обыденном восприятии под пространством понимают некую протяженную пустоту, в которой могут находиться какие-либо предметы. Однако между небесными телами есть некоторое количество вещества, да и физический вакуум содержит виртуальные частицы. В науке пространство рассматривается как физическая сущность, обладающая конкретными свойствами и структурой.
Пространство и время - всеобщие и необходимые объективные формы бытия материи. «В мире, - писал В. И.Ленин, - нет ничего кроме движущейся материи, а движущаяся материя не может двигаться иначе чем в пространстве и времени». Материя объективно существует в форме вещества и поля, образует Вселенную, существующую независимо от того, ощущаем мы ее или нет.
Основные свойства пространства формировались по мере освоения человеком территорий и развития геометрии (от греч. geometria - землемерие). Сложившиеся к III в. до н. э. знания систематизировал древнегреческий математик Евклид. В своем знаменитом произведении «Начала», состоящем из 15 книг, ставшем основой геометрии, он организовал научное мышление на основе логики. В первой книге Евклид определил идеальные объекты геометрии: точка, прямая линия, плоскость, поверхность.
Эти объекты рассматривались через некоторые характеристики реального окружающего мира или каких-либо предметов, часто для этого использовались представления о луче света или натянутой струне. Например, образ прямой линии связан с лучом света. Но было известно, что в неоднородных средах световой луч преломляется; и сам же Евклид получил закон равенства углов отражения и падения, а Аристотель рассуждал о кажущемся преломлении палки, погруженной частично в воду. Исходя из наиболее простых свойств линий и углов Евклид путем строгих логических доказательств пришел в планиметрии к формулировке условий равенства треугольников, равенства площадей, теореме Пифагора, к золотому сечению, кругу и правильным многоугольникам. В книгах V-VI и X он излагает теорию несоизмеримых Евдокса и правила подобия, VII-IX - теорию чисел, а в последних трех - геометрию в пространстве. От телесных углов, объемов параллелепипедов, призм, пирамид и шара Евклид переходит к исследованию пяти правильных («Платоновых») тел и доказательству, что их существует только пять.
Изложение Евклида построено в виде строго логических выводов теорем из системы аксиом и постулатов (кроме системы определений). Согласно им и определены основные представления о пространстве, которые использованы И. Ньютоном в его «Математических началах натуральной философии» (1687):
однородность - нет выделенных точек пространства, параллельный перенос не изменяет вид законов природы;
изотропность - в пространстве нет выделенных направлений, и поворот на любой угол сохраняет неизменными законы природы;
непрерывность - между двумя различными точками в пространстве, как близко бы они не находились, всегда есть третья;
трехмерность - каждая точка пространства однозначно определяется набором трех действительных чисел - координат;
«евклидовость» - описывается геометрией Евклида, в которой, согласно пятому постулату, параллельные прямые не пересекаются или сумма внутренних углов треугольника равна 180°.
Пятый постулат геометрии Евклида привлекал к себе особое внимание, и некие его эквиваленты привели в XIX в. к возможности иных геометрий, в которых сумма углов треугольника больше (геометрия Римана - геометрия на сфере) или меньше 180° (геометрии Лобачевского и Больяйи).
Положение тел в окружающем пространстве определяется тремя координатами (долгота, широта, высота), т.е. наглядным представлениям соответствует трехмерность пространства. Птолемей в своем труде «Альмагест» утверждал, что в природе не может быть более трех пространственных измерений. Для определения положения в пространстве Р.Декарт обосновал единство физики и геометрии. Развив идею близкодействия, он объяснял все явления природы механическим взаимодействием частиц, он запомнил мир тонкой материей - эфиром. Он ввел прямоугольную систему координат («декартовы координаты») - х, у, z. Для описания орбит планет при их движении вокруг Солнца удобнее сферическая система координат, вьщеляющая положение Солнца и учитывающая, что гравитационное поле убывает одинаково по всем направлениям. Выбор системы координат - это просто выбор способа описания, и он не может влиять на свойства континуума, который нужно описать. Пространства и континуумы независимо от способа описания обладают своими внутренними геометрическими свойствами (например, кривизной). Пространство называют искривленным, если в него невозможно ввести координатную систему, которая может считаться прямолинейной. Иначе - оно плоское.
Физический мир Декарта состоит из двух сущностей: материи (простой «протяженности, наделенной формой») и движения. Поскольку
В нашем журнале (1981, N 4; 1983, N 5) были помещены статьи, где обсуждалась возможность оценивать научные публикации на основе данных об их цитируемости. Авторы статей придерживаются разных взглядов на этот вопрос, но в обеих статьях отмечается целый ряд ограничений в применимости анализа цитируемости как инструмента оценки. До сих пор практически единственным источником соответствующих данных служит "Указатель научных ссылок" ("Science Citation Index" - SCI), выпускаемый Институтом научной информации в Филадельфии. Директор этого института Ю. Гарфилд принимал участие в Международной книжной ярмарке в Москве (сентябрь 1981 г.) и выступил перед науковедами и работниками информационных служб с лекцией, посвященной возможностям SCI в оценке научных публикаций. Лекция в значительной степени была направлена на то, чтобы подчеркнуть достоинства изданий института. Новых идей и аргументов в пользу прямой связи между цитируемостью публикации и ее ценностью приведено не было. И все же сведения о некоторых весьма полезных библиографических пособиях, в том числе и разработанных Институтом научной информации в самое последнее время, могут представлять интерес для советских ученых. Мы публикуем текст лекции в сокращении.
Могу без преувеличения сказать, что в этой аудитории я чувствую себя как дома. Ведь любое обсуждение вопросов объективной оценки качества научного исследования неизбежно затрагивает наиболее фундаментальные положения наукометрии. А советские ученые всегда были на переднем крае развития этой области исследований -области, которая многим из американских коллег до сих пор представляется каким-то малоизвестным новшеством. Само слово "scientometrics", которым в англоязычных странах обозначается эта область, восходит к русскому термину "наукометрия", уже много лет используемому в советской литературе. Не удивительно, что в число четырех главных редакторов первого международного журнала, целиком посвященного наукометрии, входит советский ученый, профессор Г.М.Добров из Института кибернетики АН УССР, с которым я, также будучи главным редактором, имел удовольствие сотрудничать, а в его редколлегию - профессор В.В.Налимов из МГУ. Сама концепция кластеров социтирования, которой в значительной мере будет посвящено мое выступление, была одновременно и независимо выдвинута Г.Смоллом из Института научной информации в Филадельфии и И.Маршаковой из Москвы. Так что в каком-то смысле я сегодня нахожусь в родном доме научной дисциплины, которой много занимаюсь на протяжении последних лет. Я собираюсь остановиться на некоторых приемах, позволяющих с помощью анализа цитирования выявлять значительные научные результаты и оценивать продуктивность научной работы. Важность такой оценки сама по себе не требует доказательств. В мире работают свыше миллиона научных работников, публикующих статьи более чем в 50 тыс. научных и технических журналов. Большинство развитых стран тратит на науку около 3% валового национального продукта, и сегодня приходится спрашивать не о том, можно ли выявлять важные результаты, а о том, можно ли обойтись без этого. Вопрос об использовании для такой оценки данных о цитировании всегда вызывал споры. С тем, что анализ цитирования полезен как инструмент управления и информационного поиска, согласны почти все. Не возражают и против того, что он может сыграть важную роль в исследованиях по истории и социологии науки. Но стоит лишь упомянуть, что данные о цитировании могут помочь оценить вклад в науку отдельных ученых, организаций и вообще кого или чего угодно - и вы натолкнетесь на самую ожесточенную оппозицию. Все еще встречаются возражения даже против использования этих данных для оценки журналов. Но с началом выхода SCI - Science Citation Index ("Указатель научных ссылок") в 1963 г. подсчет цитирований стал неизбежным независимо от того, нравится это нам или нет.
- Для иллюстрации принципов, на которых построен SCI, Ю.Гарфилд привел фрагмент указателя, содержащий ссылки на работу А.А.Мигдала, опубликованную в 1975 г.- в "Журнале теоретической и экспериментальной физики". Он отметил, что с помощью такого списка можно отыскать работы, тематически связанные со статьей Мигдала, даже если они опубликованы за рамками соответствующей дисциплины. Таким образом, указатель ссылок избавляет потребителя от необходимости подчиняться искусственным классификационным схемам, что неизбежно для традиционных предметных указателей.
Рис.2. Карта кластера совместной цитируемости работ по опиатным рецепторам на 1975 г.
Разумеется, все эти сведения приводятся здесь не для того, чтобы оспорить справедливость присуждения награды. Они просто иллюстрируют возможности кластерного анализа в изучении развития направления исследований и выявлении авторов значительных работ.
Как уже отмечалось выше, кластерный анализ первоначально разрабатывался как инструмент наукометрических исследований. Но сегодня Институт научной информации применяет этот метод для библиографического поиска в области медико-биологических наук. В этом году Институт научной информации предложил потребителям новый машинный массив, функционирующий в режиме прямого доступа с терминалов. Автоматическое индексирование этого массива основано на кластерном анализе. Потребителям предлагаются буклеты, содержащие названия около 3000 кластеров. Допустим, вас интересуют хроматинные и нехроматинные протеины в клеточных ядрах. Вы начинаете с поиска названия "хроматин" в указателе. Этот термин входит в названия 18 кластеров. Кластер "хроматинные и нехроматинные протеины в ядерных комплексах" включает 46 новейших публикаций по этому предмету. Если это число слишком велико, можно отобрать те работы, которые в наибольшей степени относятся к данной теме, то есть те, которые цитируют особенно много работ, входящих в кластер. Институт научной информации подготовил энциклопедический по своему охвату Атлас биохимии и молекулярной биологии, который представит значительный интерес для историков науки. Каждый из 100 разделов атласа будет представлять одну из биохимических специальностей, выявленных на основе кластерного анализа. Каждая глава будет состоять из карты-схемы кластера, библиографической информации о статьях, вошедших в кластер, краткого пояснительного очерка и библиографии новейших публикаций, цитирующих вошедшие в кластер работы. Пояснительный очерк будет включать исторический обзор специальности, отмечать важнейшие статьи, сыгравшие наибольшую роль в ее развитии, итоги. Такой очерк явится, по существу, "мини-обзором" развития соответствующей области науки. Одна из важных функций анализа цитирования - выявлять так называемые "дремлющие работы" - важные работы, оказавшие на первых порах весьма незначительное влияние на исследования в своей области, но несколькими годами позже "открываемые" исследователями и получающие множество ссылок.
На графике (рис. 3) представлена динамика цитируемости статьи Р.Хиггса, посвященной спонтанному нарушению симметрии в физике элементарных частиц и опубликованной в 1966 г. в журнале "Physical Reviews". В статье предложена простая модель таких нарушений. До 1972 г. эта статья цитировалась сравнительно мало - меньше 10 раз. Затем цитирование резко возросло (55 раз в 1978 г.), и до сих пор она продолжает цитироваться чаще, чем в первые годы после публикации. Признание работы может запаздывать по нескольким причинам. Из-за засорения каналов информации в результате информационного взрыва идее может быть трудно проникнуть сквозь барьер устоявшихся шаблонов. Открытие может настолько опережать свое время, что его окажется невозможно связать с концептуальным строем современной науки. Но оно может поначалу игнорироваться и просто потому, что его автор - молодой исследователь, работающий в малоизвестной организации. В этом последнем случае именно анализ цитирования оказывается в конце концов средством, позволяющим молодому исследователю получить заслуженное признание. Таким образом, мы в Институте научной информации различными способами пытаемся использовать данные о цитировании, чтобы выявлять "значительную науку". Данные о цитировании работ отдельного ученого можно сравнить с общими данными о цитировании в науке. Но можно и прибегнуть к кластерному анализу, выявив с его помощью специальность или область исследований, в которой работает рассматриваемый ученый, и сравнив его показатели цитирования только с показателями его коллег. К сожалению, средний администратор научного учреждения, имеющий в своем распоряжении только пятилетние кумулятивные тома SCI, не в состоянии провести такой анализ, поскольку указатель охватывает множество дисциплин без разграничения данных, относящихся к различным дисциплинам. Кроме того, SCI, точнее, его "Указатель ссылок" не включает информации о соавторах. Самостоятельную проблему составляет также различение однофамильцев с одинаковыми инициалами. Я убежден, что многие возражения против использования данных о цитировании для оценки порождены именно некорректным использованием SCI в этих целях. Институт научной информации в настоящее время работает над новыми формами, специально предназначенными для качественной оценки. Многие сегодня забывают, что SCI в его нынешнем виде - это не "счетчик ссылок", а библиографическое пособие. Но уже само его существование, как я отмечал, делает подсчет и сравнение показателей цитирования неизбежными. И если уж мы используем такие подсчеты для оценки деятельности ученых, организаций или чего бы то ни было, то это нужно делать корректно. В настоящее время Институт научной информации разрабатывает инструмент, специально предназначенный для облегчения подобных оценок. Мы условно назвали его системой анализа научного цитирования. Она должна преодолеть недостатки SCI как инструмента оценки: облегчить сравнение именно между коллегами по научной специальности, решить проблему регистрации соавторов и различения однофамильцев. Она также поможет сравнивать ученых из различных дисциплин, позволяя легко выявлять различия в показателях цитирования между самими этими дисциплинами и корректно учитывать эти различия при сравнении. Предполагается усовершенствовать существующий сегодня указатель организаций, который позволяет установить организации и учреждения, представители которых печатались и цитировались в охватываемый период. К сожалению, в мире сегодня нет единых правил сообщения места работы авторов публикаций. Советские журналы в этом отношении оставляют желать лучшего и нередко вообще не сообщают никакой информации об организационной принадлежности своих авторов.
Я попытался показать, что каждый, кто хочет использовать данные о цитировании для оценки, должен отдавать себе отчет в имеющихся здесь тонкостях и ограничениях. Осмысленная оценка такого рода - процедура не слишком простая. Простого взгляда на соответствующие рубрики SCI здесь далеко не достаточно. И тем не менее общая идея использования данных о цитировании для выявления и оценки значимых научных результатов вполне правомерна. Проводимая корректно, такая оценка поможет лучше понять ход научной деятельности.
УДК 001.89(100)
1.7. Оценки научных успехов и достижений
Ученых в служении миру и прогрессу объединяют общие принципы познания законов природы и общества, хотя наука XX в. сильно дифференцирована. Крупнейшие достижения человеческого разума обусловлены обменом научной информацией, переносом результатов теоретических и экспериментальных исследований из одной области в другую. От сотрудничества ученых разных стран зависит прогресс не только науки и техники, но и человеческой культуры и цивилизации в целом. Феномен XX в. в том, что число ученых за всю предшествующую историю человечества составляет лишь 0,1 от работающих в науке сейчас, т. е. 90 % ученых - наши современники. И как оценить их достижения? Различные научные центры, общества и академии, многочисленные научные комитеты разных стран и различные международные организации отмечают заслуги ученых, оценивая их личный вклад в развитие науки и значение их научных достижений или открытий. Существует множество критериев для оценки важности научных работ. Конкретные работы оценивают по количеству ссылок на них в работах других авторов или по числу переводов на другие языки мира. При таком методе, который имеет много недостатков, существенную помощь оказывает компьютерная программа по «индексам цитируемости». Но этот или аналогичные методы не позволяют увидеть «леса за отдельными деревьями». Существует система наград - медалей, премий, почетных званий в каждой стране и в мире.
Среди самых престижных научных наград - премия, учрежденная 29 июня 1900 г. Альфредом Нобелем. По условиям его завещания премии должны присуждаться 1 раз в 5 лет лицам, которые сделали в предшествующем году открытия, внесшие принципиальный вклад в прогресс человечества. Но награждать стали и за работы или открытия последних лет, важность которых была оценена недавно. Первая премия в области физики была присуждена В. Рентгену в 1901 г. за открытие, сделанное 5 лет назад. Первым лауреатом Нобелевской премии за исследования в области химической кинетики стал Я.Вант-Гофф, а в области физиологии и медицины - Э. Беринг, ставший известным как создатель противодифтерийной антитоксичной сыворотки.
Многие отечественные ученые также были удостоены этой престижной премии. В 1904 г. лауреатом Нобелевской премии по фи-
зиологии и медицине стал И. П. Павлов, а в 1908 г. - И. И. Мечников. Среди отечественных Нобелевских лауреатов - академик Н.Н.Семенов (совместно с английским ученым С.Хиншельвудом) за исследования механизма цепных химических реакций (1956); физики И.Е.Тамм, И.М.Франк и П.А.Черенков - за открытие и исследование эффекта сверхсветового электрона (1958). За работы по теории конденсированных сред и жидкого гелия Нобелевская премия по физике была присуждена в 1962 г. академику Л. Д.Ландау. В 1964 г. лауреатами этой премии стали академики Н. Г. Басов и А. М. Прохоров (совместно с американцем Ч. Таунсом) за создание новой области науки - квантовой электроники. В 1978 г. Нобелевским лауреатом стал и академик П. Л. Капица за открытия и основополагающие изобретения в области низких температур. В 2000 г., как бы завершая век присуждения Нобелевских премий, академик Ж.И.Алферов (из Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе, Санкт-Петербург, Россия) и Г.Кремер (из Калифорнийского университета, США) стали Нобелевскими лауреатами за разработку полупроводниковых гетерострук-тур, используемых в высокочастотной электронике и оптоэлект-ронике.
Присуждение Нобелевской премии осуществляет Нобелевский комитет Шведской академии наук. В 60-е годы деятельность этого комитета была подвергнута критике, поскольку многие ученые, достигшие не менее ценных результатов, но работающие в составе больших коллективов или опубликовавшиеся в «непривычном» для членов комитета издании, не стали лауреатами Нобелевской премии. Например, в 1928 г. индийские ученые В. Раман и К. Кришнан исследовали спектральный состав света при прохождении его через различные жидкости и наблюдали новые линии спектра, смещенные в красную и синюю стороны. Несколько раньше и независимо от них аналогичное явление в кристаллах наблюдали советские физики Л.И.Мандельштам и Г.С.Ландсберг, опубликовав свои исследования в печати. Но В. Раман послал короткое сообщение в известный английский журнал, что обеспечило ему известность и Нобелевскую премию в 1930 г. за открытие комбинационного рассеяния света. В течение века исследования становились все более крупными и по количеству участников, поэтому присуждать индивидуальные премии, как это предусматривалось в завещании Нобеля, стало труднее. Кроме того, возникли и развились области знаний, не предусмотренные Нобелем.
Организовались и новые международные премии. Так, в 1951 г. была учреждена Международная премия А. Галабера, присуждаемая за научные достижения в освоении космоса. Ее лауреатами стали многие советские ученые и космонавты. Среди них - главный теоретик космонавтики академик М. В. Келдыш и первый космонавт Земли Ю.А.Гагарин. Международная академия астронавтики учредила свою премию; ею отмечены работы М. В. Келдыша, О.Г.Газенко, Л.И.Седова, космонавтов А.Г.Николаева и
В. И. Севастьянова. В 1969 г., например, Шведский банк учредил Нобелевскую премию по экономическим наукам (в 1975 г. ее получил советский математик Л.В.Канторович). Международный математический конгресс стал присуждать молодым ученым (до 40 лет) премию имени Дж. Филдса за достижения в области математики. Этой престижной премии, присуждаемой раз в 4 года, были удостоены молодые советские ученые С. П. Новиков (1970) и Г.А. Маргулис (1978). Многие премии, присуждаемые различными комитетами, приобрели в конце века статус международных. Например, медалью У. Г. Волластона, присуждаемой Лондонским геологическим обществом с 1831 г., были оценены заслуги наших геологов А. П. Карпинского и А. Е. Ферсмана. Кстати, в 1977 г. фонд г. Гамбурга учредил премию А. П. Карпинского, русского и советского геолога, президента Академии наук СССР с 1917 по 1936 г. Эта премия присуждается ежегодно нашим соотечественникам за выдающиеся достижения в области естественных и общественных наук. Лауреатами премии стали выдающиеся ученые Ю. А. Овчинников, Б. Б. Пиотровский и В. И. Гольданский.
В нашей стране самой высокой формой поощрения и признания научных заслуг являлась Ленинская премия, учрежденная в 1957 г. До нее была премия им. Ленина, просуществовавшая с 1925 по 1935 г. Лауреатами премии им. Ленина стали А. Н. Бах, Л. А. Чугаев, Н.И.Вавилов, Н.С.Курнаков, А.Е.Ферсман, А.Е.Чичибабин, В.Н.Ипатьев и др. Ленинской премии были удостоены многие выдающиеся ученые: А.Н.Несмеянов, Н.М.Эмануэль, А.И.Опарин, Г.И.Будкер, Р.В.Хохлов, В.П.Чеботаев, В.С.Летохов, А. П. Александров, Ю. А. Овчинников и др. Государственные премии СССР присуждались за исследования, вносившие крупный вклад в развитие науки, и за работы по созданию и внедрению в народное хозяйство наиболее прогрессивных и высокотехнологичных процессов и механизмов. Сейчас в России существуют соответствующие премии Президента и правительства Российской Федерации.
Научные открытия происходят каждый день и меняют мир, в котором мы живем. В этом списке есть ряд сумасшедших научных инноваций, и все они были сделаны в прошлом году. Технологические и медицинские открытия, в которые люди просто не могут поверить, свершаются каждый день и продолжают свершаться с завидной периодичностью. Эти открытия приносят с собой множество новых технологий и методов, которые будут только расти и совершенствоваться с течением времени.
Умение контролировать движение объекта - это что-то из области научной фантастики, но благодаря исследователям из Колледжа науки и техники Миннесоты оно стало реальностью. Используя неинвазивный метод, известный как электроэнцефалография, задействующий мозговые волны, пятеро студентов смогли управлять движением вертолета.
Глядя в противоположную от вертолета сторону, студенты смогли двигать транспорт в различных направлениях, имитируя движения левой руки, правой руки и обеих рук. Спустя некоторое время участники проекта смогли выполнить с вертолетом несколько маневров, включая прохождение через кольцо. Ученые надеются улучшить эту неинвазивную технологию управления мозговыми волнами, что в конечном счете поможет восстановить движение, слух и зрение у пациентов, страдающих от паралича или нейродегенеративных расстройств.
МРТ сердца
Антрациклин остается эффективной формой химиотерапии, но уже доказано, что он может повредить сердца детей, проходящих лечение. Как правило, у большинства детей, пострадавших от этого порока сердца, было обнаружено, что стенки их сердец истончились, а к моменту диагностирования было уже слишком поздно, чтобы что-то делать. Ультразвук зачастую упускает пороки сердца на ранних стадиях исследования и обнаруживает их только когда необратимые повреждения уже приняли свое.
В прошлом году появилась принципиально новая техника. В ходе всесторонних испытаний выяснилось, что T1 МРТ может быть более точным, эффективным и безопасным методом выявления сердечно-сосудистых заболеваний у детей. Врачи смогли увидеть детские пороки сердца раньше и более эффективно, нежели с УЗИ (которые ошибочно показывают, что сердце прекрасно себя чувствует). Это отличный медицинский прогресс для выявления сердечных заболеваний детей раннего возраста.
Эффективный электролиз (расщепление соленой воды)
В гонке в поисках эффективных и богатых альтернативных видов топлива исследователи постоянно пытаются найти способ эффективного расщепления морской воды для производства водородного топлива. В июне прошлого года команда Австралийского исследовательского центра науки электроматериалов обнародовала катализатор, который способен расщеплять океаническую воду, задействовав не очень много энергии.
Катализатор был воплощен в гибкий пластиковый бак, который впитывает и использует энергию, полученную от света, для окисления морской воды. В отличие от существующих методов, которые требуют большого количества энергии для окисления воды, этот метод может вырабатывать достаточно энергии для питания среднего дома и автомобиля в течение целого дня, используя только 5 литров морской воды.
В этом баке содержатся синтетические молекулы хлорофилла, использующие энергию солнца подобно тому, как это делают растения и водоросли. Химических проблем в этом методе тоже нет, в отличие от нынешнего метода расщепления воды, в процессе которого испускаются облака ядовитого газа - хлора.
Этот действенный и эффективный метод может существенно снизить затраты на водородное топливо, что позволит ему стать конкурентоспособным бензину альтернативным топливом в будущем.
Крошечная батарея
С изобретением 3D-принтеров пределы для типов сложных и комплексных объектов, которые можно создать, существенно расширились. В прошлом году команда исследователей из Гарварда и Университета Иллинойса смогли синтезировать литий-ионный аккумулятор, который меньше песчинки и тоньше человеческого волоса.
Столь поразительных размеров удалось достичь с помощью тонкого наслоения сети переплетенных электродов. После того как на компьютере был сделан 3D-проект, принтер использовал специально изготовленные жидкие краски, содержащие электроды, которые должны были немедленно затвердевать, попадая на воздух. Такому устройству может найтись масса применений, и все благодаря его размерам. Впрочем, на 3D-принтерах уже кровеносную систему сосудов, поэтому электродами мало кого удивишь.
До появления этой батарейки существование невероятно малых объектов батарейного питания было практически невозможным. Дело в том, что для создания подобных батареек нужны были подобные батарейки, которые могли передать первым энергию. 3D-принтер использует чернила и детальный проект компьютерной программы, создавая подобные микробатарейки.
Биоинженерные части тела
6 июня 2013 года группа врачей в Университете Дюка успешно имплантировала первый биоинженерный кровеносный сосуд живому пациенту. Хотя биоинженерия развивается семимильными шагами, эта процедура стала первой успешной имплантацией искусственной биоинженерной части тела.
Вена была имплантирована пациенту, страдающему от конечной стадии заболеваний почек. Сначала ее синтезировали из донорской клетки человека на своеобразных «лесах». Для того чтобы предотвратить атаку инородного тела любыми антителами у пациента, из вены удалили качества, которые могли спровоцировать эту атаку. И сосуд оказался более успешным, нежели имплантаты синтетического или животного происхождения, поскольку не был склонен к свертыванию и не представлял риск заражения во время операции.
Невероятно, но вены изготовлены из тех же гибких материалов, которые их соединяют, а также принимают свойства от клеточной среды и других вен. С успехом такой процедуры эта новая область имеет огромные последствия для дальнейшего развития в мире медицины. Кроме того, через 10-15 лет будет напечатано биоинженерное сердце, если верить прогнозам.
Четырехкварковая частица
Поиск объяснения рождения нашей Вселенной был существенно разогрет после прошлогоднего объявления об обнаружении частицы из четырех кварков. Хотя вам эта находка может показаться не такой уж и важной, для физиков она поднимает ряд новых объяснений и теорий о создании первой материи. До того момента объяснение создания материи было существенно ограничено тем, что были обнаружены лишь частицы с двумя или тремя кварками.
Ученые назвали новую частицу Zc (3900), и они предполагают, что она была создана в первые, неистово горячие секунды после Большого Взрыва. После нескольких лет сложных математических вычислений, проводимых коллаборацией BaBar в Национальной лаборатории ускорения SLAC (аффилированной со Стэнфордским университетом), ученые, работающие на Пекинском электро-позитронном коллайдере (BEPCII) обнаружили эту частицу по ряду случаев. Поскольку ученые вообще весьма щедрый народ, результатами поделились с ребятами на CERN и HEARO в Цукубе, . Это те же ученые, которые недавно наблюдали и выделили 159 подобных частиц. Однако частице не хватало обоснования, пока ученые с детектора Belle в Пекине не подтвердили выделение 307 отдельных частиц этого типа.
Ученые утверждают, что понадобилось провести 10 триллионов триллионов субатомных столкновений в их детекторе, который в два раза больше знаменитого Большого адронного коллайдера в Швейцарии. Некоторые физики выступили с критикой наблюдений, утверждая, что частица является не более, чем двумя мезонами (две кварковых частицы), соединенными вместе. Несмотря на это, частица была принята.
Альтернативное микробное топливо
Представьте себе мир, в котором высокоэффективное и недорогое альтернативное топливо можно было бы получить так же легко, как кислород из воздуха вокруг нас. Благодаря коллаборации Министерства энергетики США и команде исследователей в Университете Дюка, у нас могут быть микроорганизмы, которые воплотят мечту в реальность. В последние годы наблюдается все больше успехов в мире альтернативных видов топлива (например, этанола из кукурузы и сахарного тростника). К сожалению, эти методы весьма неэффективны и не выдерживают критику. Не так давно ученые смогли придумать электротопливо, которое сможет «поедать» солнечную энергию, не отнимая у нас воду, еду или землю, подобно большинству альтернативных видов топлива.
В дополнение к низкой потребности в энергии, крошечные микробы могут эффективно синтезировать это электротопливо в лаборатории. Электротопливные микробы были выделены и обнаружены в нефотосинтезирующих бактериях. Они используют электроны в почве в виде пищи и поедают энергию для производства бутанола, взаимодействуя с электричеством и углекислым газом. Используя эту информацию и проведя некоторые манипуляции с генами, ученые включили данный вид микробов в выращенные в лаборатории культуры бактерий, позволив им производить бутанол в огромных количествах. Бутанол сейчас выглядит лучшей альтернативой как этанолу, так и бензину по множеству причин. Будучи более крупной молекулой, бутанол обладает большими возможностями для хранения энергии, нежели этанол, и не абсорбирует воду, поэтому вполне может находиться в газовых баках любого автомобиля и передаваться через бензиновые трубопроводы. Бутаноловые микробы стали многообещающим маяком эпохи альтернативных видов топлива.
Медицинские преимущества серебра
Исследование о пользе использования серебра в антибиотиках было опубликовано 19 июня прошлого года исследователями Бостонского университета. В то время как уже давно известно, что серебро обладает сильными антибактериальными свойствами, ученые только недавно обнаружили, что оно может превращать обычные антибиотики в антибиотики на стероидах.
В настоящее время известно, что серебро использует множество химических процессов, чтобы препятствовать размножению бактерий, замедлять скорость их метаболизма и нарушать гомеостаз. Эти процессы приводят к ослаблению бактерий и делают их более восприимчивыми к антибиотикам. Множество исследований показало, что смесь серебра и антибиотиков была до 1000 раз более эффективной в убийстве бактерий, нежели просто антибиотики.
Некоторые критики предупреждают, что серебро может оказывать токсичные эффекты на пациентов, но ученые не соглашаются с этим, утверждая, что небольшие и нетоксичные количества серебра только увеличивают эффективность антибиотиков, не принося вреда при лечении. Это весьма интересное открытие для медицинского мира, а применение драгоценных металлов продолжает развиваться в количественном и качественном отношении.
Зрение для слепых
Первый прототип бионического глаза командой австралийских биоинженеров в начале июня прошлого года. Бионический глаз работает с помощью чипа, имплантированного в череп пользователя, а после подключенного к цифровой камере в очках. В то время как очки в настоящее время позволяют пользователю только видеть очертания, прототип должен значительно улучшиться в будущем. Как только камера захватывает изображение, сигнал изменяется и посылается по беспроводному каналу на микрочип. Оттуда сигнал активирует точки на микрочипе, имплантированном в отдел коры головного мозга, отвечающий за зрение. Команда исследователей надеется, что в будущем легкие, удобные и ненавязчивые очки смогут обеспечить максимум комфорта людям с плохим зрением. Их смогут использовать 85% слепых людей.
Иммунитет к раку
В прошлом году Университет Рочестера , в котором рассматривается механизм противостояния раку у голых землекопов. Эти жутковатые подземные грызуны не самые симпатичные на этой планете, но именно они будут смеяться последними, когда все живое будет умирать от рака.
В пространствах между клетками тел голых землекопов был обнаружен липкий сахар, гиалуронан (HA), и он, похоже, препятствует тесному разрастанию клеток и образованию опухолей. Грубо говоря, это вещество останавливает размножение клеток, как только они достигают определенной плотности. Причиной повышенного количества этого сахара является, как думают ученые, двойная мутация в двух энзимах, способствующих росту HA.
Было обнаружено, что в клетке с низким уровнем HA рак быстро разрастается, но в клетках с высоким уровнем HA опухоль не формируется. Ученые надеются модифицировать лабораторных крыс для получения больших количеств HA и выработать у них иммунитет к раку.
