Moderna nauka ima prednost u ogromnoj količini podataka, međutim, to je ujedno i njen veliki problem. Koja je uloga laika u svemu ovome?
Tekst: Darko Donevski
U maju iduće godine, američka država Minesota će biti domaćin prve konferencije o građanima-volonterima u nauci, o konceptu koji je u svetu poznat pod imenom “Citizen Science“.
Moderna nauka pored korišćenja novih tehnoloških inovacija, značajnu i aktuelnu prednost ima u ogromnoj količini podataka koji se dobijaju sa skupih i preciznih tehničkih uređaja. To je, ujedno, i njen veliki problem.
Upravo u ovim činjenicama otvaraju se mogućnosti za direktno i vrlo aktivno učestvovanje građana-ljubitelja nauke u naučnim istraživanjima. Edukacijski potencijal je velik i još uvek nedovoljno iskorišćen, i neke evropske zemlje poput Holandije, Francuske i Norveške, planiraju da slične primere uključe u svoj redovan obrazovni program.
Eksabajti podataka
Popularizacija nauke među građanima aktivnost je koja mora da sadrži raznovrsne ciljeve. Informisanje ljudi oko određenog naučnog otkrića i njegovog značaja i metodologije, nisu sami po sebi dovoljni-građani su veoma često zainteresovani da pokažu viši nivo inicijative, nivo koji im omogućava da zajedno sa profesionalnim istraživačima menjaju obrise vremena u kom žive.
Mnogi građani širom sveta imaju ono što je potrebno naučnom projektu: veliku želju da doprinesu otkriću, strpljenje, logičko rasuđivanje i dobar kućni računar. Neretko, ljudi uključeni u mnoge akcije poseduju i veoma veliko znanje iz nauke za koju su zainteresovani.
U istoriji nauke imamo nekoliko primera velikih otkrića koja su došla od ljudi koji po svom primarnom pozivu nisu bili naučnici. Edvin Habl, Vilijem Heršel i Grote Reber, ljudi koji su uneli revoluciju u posmatračku astronomiju nisu bili školovani astronomi.
U fizici, astronomiji, ali i mnogim drugim naukama, u poslednje vreme se pojavljuju raznovrsni projekti koji otvaraju mogućnost svim ljudima različitog nivoa obrazovanja da osete uzbudljivi deo naučnih otkrića aktivno učestvujući u njihovom kreiranju. Kako je to postignuto?
Najbolji primer su džinovski teleskopi najnovije generacije. Sve veće i veće opservatorije pripremaju se da otpočnu svoj istraživački život – početkom naredne dekade, u Čileu će Evropska južna opservatorija (ESO), koju čini 16 zemalja, postaviti nestvarno veliki E-ELT (u doslovnom prevodu Evropski ekstremno veliki teleskop), čiji će prečnik ogledala biti 40 metra.
Pre toga, u svemir će 2018. godine biti lansiran Džejms Veb (James Webb) teleskop, dva puta veći i nekoliko desetina puta precizniji naslednik slavnog teleskopa Habl. Takođe, između Australije i Afrike biće pripremljen i instaliran najveći radio interferometar na našoj planeti – SKA.
Svi pomenuti teleskopi imaće nekoliko zajedničkih naučnih meta, poput pronalaženje jedva vidljivih i udaljenih galaksija na mestima njihovog formiranja, svega nekoliko stotina miliona godina nakon Velikog praska. Primera radi, za jedan minut operacionog rada, SKA teleskop će slati više od dva terabajta podataka.
Za celokupan projekat, biće potrebno skladištenje i obrađivanje nekoliko desetina eksabajta podataka (broj sa 29 nula !). Kako navode naučnici sa Berklija, to je približno jednako količini podataka koja bi se napravila kada bi se sve izgoverene reči u istoriji naše planete sabrale na jednom mestu. Astrostatističari su izračunali da će ukupna površina kojom će pomenuti radio teleskopi prihvatati sićušne radio elektrone iz dalekog kosmosa biti velika kao 130 umreženih teniskih terena.
Potraga za vanzemaljcima i uvrnutim zvezdama
Prvi projekat koji je počeo da koristi volontere umrežene širom planete Zemlje bio je GIMPS (Velika internet potraga za Marsenovim prostim brojevima). Kao što sam naziv implicira, projekat je koristio tada dostupne besplatne softvere za pronalaženje posebne kategorije prostih brojeva poznatih pod nazivom “Marsenovi”, po francuskom filozofu iz 17.veka. Projekat je otpočet 1996. godine, nedugo nakon uspostavljanja inerneta. Danas, kao rezultat te akcije započete pre 20 godina, imamo najveći otkriveni “Marsenov broj” koji, verovali ili ne, sadrži više od 70 miliona cifara !
Verovatno najpoznatiji rani projekat sličnog tipa je SETI@home, započet 1999. godine. Specijalno napravljen softver služi za analizu radio signala i prvobitno je bio dizajniran da radi kao skrinsejver na monitorima kućnih računara.Kako je njegov primarni cilj otkrivanje inteligentnog života van naše planete, projekat je vrlo brzo dostigao široku popularnost a nekoliko radio signala je čak markirano za naknadne analize koje bi pokazale njihovo poreklo. Iako inteligentni vanzemaljski život još nismo otkrili, ovom akcijom je porasla potreba i za sistemskim angažovanjem ljubitelja nauke i volontera, i kao takva predstavlja prekretnicu za ono što je nastavljeno u 21.veku.
Prvi astronomski projekat koji je direktno uključio građane u svoj koncept tretirajući ih kao ravnopravne članove (a ne samo kao pasivne učesnike, poput projekta SETI@home) bio je projekat Stardust. Letelica istoimenog naziva poslata je u svemir na samom isteku 20.veka, i na Zemlju je vratila uzorke prašine sakupljene iz kome komete Vajld, kao i iz okolnog kosmičkog prostora.
Od 2006. godine naučnici-volonteri analiziraju uzorke tražeći u njima sićušne i rekte primere čestica međuzvezdane prašine. Specijalan onlajn mikroskop do sada je otkrio svega četiri takve čestice, a najnovije u nizu otkrića objavljeno je krajem 2014. godine. U ovom projektu su građani prvi put ravnopravno delili identične podatke i procedure koje su koristili i profesionalni naučnici.
Svakako, pre nego što pristupe radu, građani-naučni volonteri moraju da prođu kroz set obuke kako bi lakše razumeli ponekad komplikovane algoritme analize podataka. Motivisan idejom i uspehom projekta Stardust, Kris Lintot, astronom iz Velike Britanije i uradnik časopisa Sky and Telescope, odlučio je da sličnu inicijativu pokrene i na oblast istraživanja galaksija.
Tako je nastala akcija traženja gravitacionih sočiva u nepreglednom setu podataka koji su dobijeni kombinacijom najpreciznijih optičkih i infracrvenih kamera. Zašo je bilo potrebno da građani budu deo realizacije ove ideje a ne isključivo profesionalni naučnici? Razlog je jednostavan – brzina pregledavanja optičkih slika mnogo je efikasnija ako u njoj učestvuje više ljudi.
Na taj način projekat je stvorio jednu vrstu armije koja izvršava (često) i najteži deo posla: selekciju podataka za dalju analizu i njihovo fizičko tumačenje. Rezultat ove ideje pod nazivom Space Warps bilo je otkriće nekoliko desetina galaksija koje se nalaze pod uticajem gravitacionog dejstva druge, bliske galaksije prisutne duž iste linije vida.
Takozvana gravitaciona sočiva su pojam koji asocira na uticaj nekog masivnog objekta (najčešće galaksije ili jata galaksija) koji usled svoje velike mase skreće svetlost objekta koji se nalazi iza njega. Na taj način omogućeno je da se svetlost neke daleke galaksije pojača iako se možda ta galaksija nalazi veoma daleko od nas.
Preciznije rečeno, sočiva su često i jedini način da upoznamo daleke kosmičke sisteme koji bez ovog uticaja ne bi imali dovoljno energije da budu primećeni teleskopima kakve danas koristimo u astronomiji. Nekoliko naučnih radova je objavljeno u renomiranim časopisima u poslednje dve godine na ovu temu.
Jedan od njih, koji potpisuje dvadesetak naučnika iz različitih svetskih institutta, nastao je kao rezultat analize 430 000 snimaka različitih vrsta galaksija. Naravno, sve te snimke pogledali su i analizirali volonteri, njih skoro 30 hiljada!
Svi pomenuti projekti deo su jedne opšte inicijative pod nazivom Zooniverse, koju sprovodi Građanska naučna alijansa sa sedištem u Oksfordu. Mreža partnerskih insittucija uključuju i mnoga mesta u SAD, poput Adler planetarijuma u Čikagu, univerziteta Džon Hopkins u Merilendu i mnogih drugih. Najnoviji izdanak grupe Zooniverseje potraga za gravitacionim talasima u mnoštvu signala koje je detektovao teleskop LIGO. Naziv ovog projekta je Gravity Spy i ukoliko bilo ko želi da bude deo njega, može da mu pristupi preko ovog linka.
Skorašnji čuveni primer velikog doprinosa koji su građani dali jednom astronomskom otkriću svakako je misteriozna zvezda KIC8462, poznatija kao Tabina zvezda po imenu američke naučnice Tabite Bojadžian. Pregledanjem snimaka koji su pristizali na adrese stotine članova projekta Planet Hunters, uočene su netipične promene u sjaju zvezde koje se nisu mogle objasniti nijednim standardnim naučnim argumentom.
Interesovanje za navedeno otkriće dostiglo je vrhunac kada su počeli da se razmatraju i alternativni scenariji koji su u obzir uzimali mogućnost da neka vangalaktička napredna civilizacija koristi resurse zvezde za svoje energetske potrebe i specijalno izgrađenom “sferom” zaklanja njenu svetlost koja dolazi do nas. Ubrzo nakon toga, putem sajta Kickstarter pokrenuta je i ideja da se prikupi dodatni novac koji bi omogućio istraživačima da dobiju više neophodnih posmatračkih sati na velikim zemaljskim teleskopima, kako bi do detalja istražili u čemu je tajnovitost ove zvezde.
Nauka sa Šri Lanke i Kariba
Danas je nauka volontera razgranata po mnogim naučnim oblastima – od posmatranja egzotičnih ptica i žaba centralnoameričkih zemalja, do otkrivanja meteorita na najpustijim mestima na planeti. Stanovnici Njujorka, tako, od 2000. godine učestvuju u građanskom naučnom projektu koji za cilj ima potragu za retkim bubamarama, dok stanovnici Šri Lanke pomažu okeanografima da lakše utvrde podvodni svet oko tog azijskog ostrva.
Na Karibima su najaktivniji projekti koji za primarni cilj imaju ispitivanje koralnih grebena, dok je izuzetno zanimljiva ideja pokrenuta pod imenom Eye Wire, pod vođstvom naučnika sa Prinstona. Aplikacija istog imena omogućava korisnicima da pomognu u razumevanju na koji način su neuroni povezani i kako se prenose informacije kroz 3D mapiranje retinalnih neurona.
Stanovnici Ekvadora u sveobuhvatnoj akciji lokalnog stanovništva i američkih geofizičara učestvuju u suzbijanja katastrofičkih rizika od naglih erupcija vulkana u toj zemlji.
Volontiranje građana u domenu mejnstrim nauke pokrenulo je i studije njihove efikasnosti. Najnovija studija označava nekoliko slabosti ovakvog pristupa, stavljajući glavni akcenat na problem kvaliteta obrade podataka, s obzirom da se u naučnoj instituciji ta procedura obavlja od strane nekoliko osoba, dok je ovde to slučaj sa stotinama pa i hiljadama nasumično raspoređenih osoba.
Bez obzira na nedostatke, ali uzimajući u obzir činjenicu da se i u najpoznatijim naučnim institutima greške svakodnevno dešavaju, princip volontiranja u nauci daje nadu da će u budućnosti sve veći procenat stanovnika naše planete biti više od nemih posmatrača događaja koji se odvijaju u prirodi.