Почему ученые: Почему ученые бегут из регионов |

Содержание

Почему ученые бегут из регионов

Организация региональной науки все больше напоминает феодальную систему / Евгений Разумный / Ведомости

Региональная наука оказалась обескровленной – все сильные ученые перебираются в столицы, в регионах остались очень средние научные сотрудники и управленцы. А молодые таланты, покинувшие свой регион, далеко не всегда могут профессионально реализоваться в столицах из-за высокой конкуренции. Они нередко даже хотели бы вернуться в провинцию, где могли бы возглавить институты или кафедры, принести в региональные вузы и институты новые идеи и методы, но так происходит редко. А ведь и в США, и в Китае львиная доля науки сосредоточена как раз в регионах.

Мы устроили опрос на эту тему в соцсетях и ожидаемо получили набор банальностей про невзгоды. Но не только. Наши респонденты обращают, например, внимание на то, что правило, согласно которому средняя зарплата ученого должна быть как минимум не ниже двух средних зарплат по региону, приводит к обидной диспропорции в пользу Москвы. Еще они говорят, что деньги – даже те, которые приходят, – часто приходят в самом конце года и должны быть потрачены за считанные недели. И считают, что глупо вводить жесткий контроль над статьями расходов: если оказывается, что нужно больше, чем ожидалось, денег на оборудование и меньше на конференции, то перераспределить их очень трудно или невозможно.

Нельзя сказать, что региональная наука финансируется скудно, но часть денег явно не доходит до нее, а расходование оставшихся финансов бессмысленное – строятся новые здания, но часто без современного оборудования, а ведь именно уникальное оборудование позволяет удерживать и привлекать таланты, например, в Дубну. Далее, государственное финансирование вузов зависит от числа обучающихся студентов и вузам приходится занижать проходной балл – а потом мучиться со слабыми студентами. Дополняет картину огромная бюрократия и преподавательская нагрузка (до 1500 часов в год), кадровый голод и «инбридинг», в то время как очень многие институты даже системы РАН в регионах – не первой категории.

Но многих руководителей, зарплата которых высока, устраивает текущее положение. В результате возникает феодальная система, нацеленная на выстраивание лояльного окружения и извлечение максимального дохода из своей должности, а у действующих ученых возникают деморализация и ощущение ненужности.

Все просто. Для развития науки нужны три условия: деньги, грамотное управление и таланты. Без достаточных финансов и грамотного управления наукой привлечь талантливых ученых невозможно. В региональных вузах и институтах очень важно создать научную среду – критическую массу талантливых ученых. Очевидно, что Мюнхгаузен не может вытащить себя за волосы из болота и туда, где не хватает сильных ученых, необходимо их привлечь извне (причем будет эффективнее привлекать не поодиночке, а сразу открывать значительное число привлекательных вакансий в стенах одного института). Хорошо себя проявила программа мегагрантов, по которой в Россию (причем в значительной степени именно в региональные университеты и институты) было привлечено несколько сотен всемирно известных ученых, в основном из-за границы. Но несколько сотен в масштабах всей России за 10 лет – это мало, тем более что каждый из них проводит в России только 3–4 месяца в году, а потому требуются и другие инструменты.

Должен соблюдаться принцип «за одинаковую работу – одинаковую оплату», т. е. высококвалифицированный ученый, скажем, в Ростове должен получать столько же, сколько ученый того же уровня в Москве. Помимо пряника нужно иногда пользоваться и кнутом: проработать механизм закрытия старых и уже не дающих результата лабораторий, а также механизм смещения руководства тех институтов, которые показывают динамику хуже, чем другие.

Региональная наука могла бы также сделать ставку на молодых и предоставить талантливым ученым то, что очень редко они могут получить в столицах: возможность создать собственную научную группу, лабораторию или кафедру, возглавить факультет или институт. Энергия молодых сильно недооценена в нашем обществе, хотя примеров триумфа молодых руководителей немало, особенно в последнее время. Эти молодые таланты необходимо обеспечить высокой базовой зарплатой и дать в их распоряжение достаточный бюджет для формирования новой научной группы. Это потребует интенсивной мобильности – например, стажировок аспирантов в ведущих научных центрах России и мира, а также их участия в научных школах и воркшопах, и на это нужно выделить финансирование (его можно включить в бюджеты новых лабораторий или создать линейку грантов для мобильности).

Привлекательность работы в регионах можно сильно повысить созданием специализированных высококвалифицированных школ и детсадов – например, при университетах. Это (равно как и финансирование новых научных групп) можно делать также в партнерстве с региональной индустрией. Например, в Якутии и Красноярске имеет смысл развивать геологию (и спонсоры очевидны – «Норникель», «Алроса» и другие компании), а в Тюмени – органическую химию (что, несомненно, может быть интересно таким компаниям, как «Сибур»).

Артем Оганов — профессор «Сколтеха» и РАН, действительный член Королевского химического общества; Дмитрий Штарев — старший научный сотрудник Института тектоники и геофизики им. Ю. А. Косыгина ДВО РАН

Почему ученые предлагают перед Марсом посетить Венеру

Тренды

Телеканал

Газета

Pro

Инвестиции

РБК+

Новая экономика

Тренды

Недвижимость

Спорт

Стиль

Национальные проекты

Город

Крипто

Дискуссионный клуб

Исследования

Кредитные рейтинги

Франшизы

Конференции

Спецпроекты СПб

Конференции СПб

Спецпроекты

Проверка контрагентов

РБК Библиотека

Подкасты

ESG-индекс

Политика

Экономика

Бизнес

Технологии и медиа

Финансы

РБК КомпанииРБК Life

РБК
Тренды

Фото: Wikimedia Commons

В умах человечества уже несколько десятилетий не угасает идея о космической миссии на Марс. Однако некоторые ученые рекомендуют сначала обратить внимание на Венеру. Разбираемся в их аргументах

Эта ужасная Венера

Венера — самая горячая планета Солнечной системы, температура ее поверхности стабильно держится в районе 370 ºC. Ее атмосфера практически полностью состоит из СО2. Облака из серной кислоты проливают дожди на вулканический пейзаж из острых камней и застывшей лавы. Давление на Венере в 92 раза превышает земное на уровне моря. Все это заставляет усомниться в том, что туда целесообразно отправлять людей. Однако группа экспертов из ряда американских университетов, в том числе из университета Джона Хопкинса, выступает за то, чтобы именно Венера, а не Марс, стала целью для первой человеческой миссии на другую планету. Они представили эту точку зрения в докладе на Международном конгрессе астронавтики в Париже в конце сентября 2022 года.

Репетиция миссии на Марс

В пользу Венеры говорит тот факт, что она находится значительно ближе (61 млн км против 225 млн км). Это позволяет осуществить полет за год по сравнению с потенциально трехлетним путешествием на Марс. Однако прогулка по ее поверхности — невыполнимое испытание, поэтому астронавтам придется наблюдать за планетой из космического корабля, облетая ее по орбите.

Облет Венеры будет ценен с научной точки зрения и может дать важнейший опыт длительной миссии в дальний космос. Это подготовит почву для посещения Марса. Доктор Ноам Айзенберг из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса подчеркивает: «Венера получила дурную славу, потому что у нее такая сложная поверхность. Нынешняя главная цель NASA — это полет от Луны к Марсу. Мы пытаемся обосновать Венеру как дополнительную отметку на этом пути».

Тестовый полет перед Марсом

Ноам Айзенберг отмечает, что в пользу полета на Венеру перед миссией на Марс говорят сугубо практические аргументы. Несмотря на то, что она находится в «противоположном» направлении от Красной планеты, урок облета Венеры может помочь сократить время в пути и объем топлива. Ученый подчеркивает: «Мы узнаем, как люди работают в дальнем космосе, не беря на себя ответственность за полноценный полет на Марс. Более того, путешествие будет иметь определенный престиж, поскольку человечество впервые посетит другую планету».

Встреча с богиней

Открытие тысяч отдаленных экзопланет поднимает вопрос о том, сколько из них могут быть пригодны для жизни. Ученые хотят понять, как и почему Венера, столь похожая на Землю по размеру, массе и расстоянию от Солнца, превратилась в необитаемый адский кошмар.

По словам Айзенберга, облет Венеры пока не находит отклика в научном сообществе, хотя в NASA есть сторонники этой идеи, включая главного экономиста Александра Макдональда. Недавно они совместно подготовили доклад под названием «Встреча с богиней», в котором привели аргументы в пользу гипотетической миссии. В нем высказываются предположения, что астронавты могли бы направить телеуправляемые роверы, дроны и воздушные шары для наблюдения за действующими вулканами Венеры и поиска признаков воды и древней жизни. В докладе подчеркивается: «Есть все основания полагать, что Венера окажется бесконечной страной чудес с манящими пейзажами».

Противники идеи

Разумеется, не все согласны со столь идеалистической концепцией. «Венера — действительно не очень приятное место. Это адская среда, и участников миссии ждут серьезные вызовы», — сказал профессор Эндрю Коутс, ученый-космонавт из Калифорнийского университета. Он отметил, что Венера может быть объектом научного исследования, но отправлять туда людей совершенно не обязательно.

Обновлено 07.10.2022

Текст

Семен Башкиров

Главное в тренде

Материалы по теме

Почему ученые превращают молекулы в музыку?

Преобразование последовательностей ДНК и колебания частиц в ноты позволяет исследователям распознавать неочевидные закономерности и создавать песни.

Марк Темпл, медицинский молекулярный биолог, проводил много времени в своей лаборатории в Университете Западного Сиднея в Австралии, изучая новые лекарства для лечения рака. Он извлекал ДНК из клеток, помещал ее в маленькие пробирки, а затем добавлял лекарство, чтобы увидеть химическую последовательность их взаимодействия. Прежде чем ввести медикаменты, он смотрел на комбинации ДНК на экране, чтобы увидеть, что лучше всего подходит для эксперимента, но визуальное считывание последовательностей часто было трудным.

Поэтому Темпл задался вопросом, есть ли более простой способ обнаружить оптимальные закономерности.

«Я понял, что хочу услышать эту последовательность», – сказал Темпл, который также является музыкантом. «Знаете, комбинация звука и изображения – намного более мощный инструмент для анализа, чем каждый из них по отдельности».

Он создал свою собственную систему присвоения нот различным элементам ДНК – человеческая ДНК состоит из четырех различных нуклеотидов, поэтому было легко начать с четырех нот – и в результате получил небольшую мелодию из взятых материалов. По его словам, этот трюк действительно помог лучше определять закономерности в последовательностях, что позволило эффективнее выбирать, какие комбинации ДНК использовать.

Темпл – не первый человек, который превратил научные данные в звук. За последние 40 лет исследователи перешли от изучения этого трюка как забавного способа выявления закономерностей к использованию его в научных исследованиях. В то время как одни ученые превращают такие звуки в песни, которые, по их словам, могут производить терапевтический эффект, другие представляют будущее, в котором звуки можно будет изменять и реконструировать для создания новых материалов.

Первые эксперименты, в ходе которых ученые преобразовывали биологические данные в звук, начались в начале 1980-х годов. В США Дэвид Димер, ныне биомолекулярный инженер Калифорнийского университета в Санта-Круз и пианист, утверждает, что разговаривал с другом-исследователем, когда впервые заметил, что три из четырех оснований ДНК соответствуют буквам, которые также соответствуют первым буквам музыкальных нот: A, G и C. Он решил присвоить ноту «E» основанию «T» и начал играть ноты на фортепиано, чтобы выяснить, что некоторые из этих комбинаций на самом деле представляют собой два аккорда в музыкальной гамме. Позже он собрал пару коллег и сочинил из этих нот мелодии, кульминацией которых стала кассета, которую назвали «DNA Suite». На ней была 30-минутная запись музыки, основанная на гене человеческого инсулина и некоторых последовательностях бактериальной ДНК. 3 августа 1982 года Дэвид Димер появился в программе «Вселенная Уолтера Кронкайта» на канале CBS и сыграл свою музыку ДНК на фортепиано.

Тем временем во Франции врач и композитор Жоэль Штернхеймер занимался чем-то подобным. Он разрабатывал структуру, основанную на физических явлениях, для преобразования частот колебаний, связанных с каждой из 20 аминокислот, из которых состоят белки, в музыкальные ноты.

С тех пор эксперты из различных областей «озвучивают» вирусы, гормоны, белки, паутину и даже пламя, используя различные методы, которые использовали Димер и Штернхеймер. Некоторые даже занимаются этим на коммерческой основе. Композитор Стюарт Митчелл основал стартап Your DNA Song, который использует метод создания звуков, чтобы превратить генетическую информацию человека в персонализированную мелодию.

Научное сообщество пришло к выводу, что подобные исследования имеют перспективу развития. На основе первого эксперимента Темпл создал собственное алгоритмическое программное обеспечение для преобразования данных в звук. Он считает, что полученная музыка может быть использована для усовершенствования научных исследований.

«Иногда у нас есть тысячи единиц данных из экспериментов, которые довольно сложно обработать, но если преобразовать их в звук, то можно быстро сканировать и отслеживать изменения в данных», – говорит Темпл. Он ссылается на исследования, в которых ученые успешно озвучивали сигналы электрокардиографии для диагностики сердечных заболеваний: обученные кардиологи могли обнаруживать аномалии с точностью до 78% после непродолжительного обучения технике ультразвуковой обработки.

Метод Темпла состоит в сопоставлении каждой отдельной «основы» ДНК – четырех строительных блоков генома человека, также известных как нуклеотиды, помеченных буквами A, C, T, G – музыкальной ноте. Затем берутся последующие пары оснований и сопоставляются с более широкой комбинацией нот. Наконец, берутся триплеты оснований, которые в ДНК отвечают за преобразование аминокислот, и также сопоставляются с нотами. Эта система производит серию сложенных нот, которые можно интерпретировать как аккорды. Аккорды, сыгранные последовательно, создают музыку.

«ДНК читается в клетке белками, которые физически перемещаются по последовательности ДНК в одном направлении, от начала до конца», – констатирует Темпл. «Это как считывающая головка, воспроизводящая кассету от начала до конца».

Во время пандемии Темпл решил превратить звуки в музыку. Он отметил резкую разницу между «озвученными» данными и мелодией. Использование звука для представления данных является эмпирическим и научным подходом, но сильно отличается от творческого создания песен. Музыкальные ноты из ДНК могут быть мелодичными для человеческого уха, но они не звучат как песня, которую можно услышать по радио.

Поэтому, когда он попытался озвучить РНК коронавируса, то наложил слои ударных и гитары, а некоторые его друзья-музыканты добавили свою собственную музыку, чтобы превратить вирус в полноценную пост-рок композицию.

Темпл рассматривает данный метод как эффективный инструмент коммуникации, который поможет широкой аудитории понять сложные системы в науке. Он представлял свои композиции публике в концертных залах Австралии.

«Люди находят скучные способы применения данного метода, но необходимо придумывать новые решения для его популяризации», – говорит он. «Пытаться донести научные идеи до общественности, чтобы привлечь людей».

Он не единственный, кто так думает.

Недавнее исследование, опубликованное в Журнале Химического Образования группой ученых из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, направлено на то, чтобы разбирать, как может быть использована ультразвуковая обработка в учебных условиях. Научные сотрудники предоставляют лекционные материалы, домашние задания, аудио и видеопримеры, чтобы объяснить подросткам, как сворачиваются белки.

Точно так же Линда Лонг, биохимик из Эксетерского университета в Великобритании, открыла интерактивную образовательную выставку, чтобы знакомить молодежь с человеческим телом. Выставка, которая в течение 12 лет работала в Бристольском междисциплинарном научном центре, использовала интерактивный музыкальный сенсорный экран, чтобы связать инструментальные звуки с обычными белками, обнаруженными в организме.

«Возможность музыки предложить людям простой способ взаимодействия с наукой, природой и строительными блоками генома, вдохновляет», – говорит Лонг.

Лонг присваивает звуки белкам – то, что описывает ДНК – в соответствии с их формой. Она использует метод, называемый рентгеновской кристаллографией, при котором белок буквально кристаллизуется, а затем подвергается рентгеновскому излучению, чтобы увидеть его структуру в мельчайших деталях. Этот процесс создает цепочки чисел, представляющие трехмерную структуру белковой молекулы. В компьютерной программе числа преобразуются в последовательность музыкальных нот. Таким образом, действительно можно «услышать» формы белков, объясняет Лонг. Спирали в белковых формах, например, можно услышать как арпеджио – ноты аккорда, играемые последовательно.

Лонг перевела растительные белки в музыку в альбоме «Музыка растений», а человеческие гормоны в музыкальный альбом «Музыка тела».

«Меня особенно интересует использование молекулярной музыки для укрепления связи между разумом и телом и её применения в терапевтических целях», – говорит Лонг. Она считает, что музыка может задействовать подсознание слушателя, способствуя состоянию ума, оптимальному для самоисцеления и прохождения терапии.

Например, она работает над записью серии молекулярно-музыкальных произведений, предназначенных для использования на сеансах гипнотерапии, чтобы помочь пациентам с потерей веса, используя музыку, переведенную с гормона сжигания жира ирицина. А также продюсирует пять музыкальных композиций, переведенных с человеческих антител, которые нейтрализуют коронавирус.

«Я намерена использовать музыку, чтобы помогать людям визуализировать устойчивую иммунную систему, уменьшать любые чувства страха и беспокойства, которые они могут испытывать в связи с пандемией Covid», – заявила Лонг. Клинических испытаний с использованием музыки Лонг пока не проводилось.

Карла Скалетти, музыкальный технолог и член группы биофизической сонификации Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне, отмечает, что пока невозможно сказать, обладает ли работа Лонг клинически значимыми лечебными свойствами. «Хотя я настроена скептически, – говорит Скалетти. «Я по-прежнему готова оценить исследование, в котором сообщается о результатах клинического испытания».

Скалетти утверждает, что звуки и музыка могут оказывать на нас сильное воздействие, и многие люди умеют самостоятельно управлять только теми звуками или музыкой, которые им нужны, чтобы успокоиться, отправиться в бой или заснуть. Но это не означает, что прослушивание трансляции трехмерной белковой структуры в виде последовательности тонов может, например, автоматически придать противовирусные свойства исходному белку.

Маркус Бюлер, инженер-материаловед из Массачусетского технологического института, а также музыкант и композитор, считает, что смешение молекул и музыки выходит за рамки «музыкальной терапии». Он говорит, что потенциально мы могли бы использовать музыку для создания новых методов лечения.

В своей лаборатории в Массачусетском технологическом институте он изучал обработку молекул ультразвуком путем улавливания их вибраций. Поскольку атомы постоянно вибрируют, он «записал» их свойства. Затем с помощью компьютерной программы превратил эти мини-вибрации в слышимые для человеческого уха звуки.

В прошлом году его команда озвучила паутину в жуткий звук шороха и превратила вибрацию пламени в медитативную мелодию гонгов. Бюлер утверждает: мы можем использовать что угодно в качестве инструмента, поскольку всё имеет собственную частоту вибраций.

«Конечно, нам нужны технологии, чтобы действительно добывать эту информацию. Мы не можем буквально взять дерево или огонь и сделать из этого музыку», – говорит Бюлер. «Для этого нужно использовать технологии и математическую теорию, но теперь у вас есть способ использовать пламя как музыкальный инструмент… вы можете взаимодействовать с ним как с человеком».

Бюлер также работал с обратной системой. Он превратил музыку в совершенно новые белки, никогда ранее не встречавшиеся в природе. Например, недавно он преобразовал Гольдберг-вариации Баха в новые белки. Бюлер говорит, что может даже превратить белок в музыку, а затем с помощью музыки – возможно, добавляя риффы тут и там – усовершенствовать белок, чтобы он стал лучшей вариацией самого себя.

Бюлер задается вопросом: кто знает, где они пригодятся на эволюционном уровне? Возможно, его система сможет создать белок, который окажется заменителем мяса, или белок, из которого можно синтезировать новое лекарство. Сейчас, например, Бюлер ищет белок для продления срока годности скоропортящихся продуктов.

Поскольку творчество с годами привело к таким сложным разновидностям музыки – от классики до техно – возможно, это творчество можно было бы перевести из нематериального, приятного опыта в научное знание, чтобы сделать его физическим. Словно в этих сложных мелодиях скрыты формулы для создания новых материалов.

«На самом деле, музыка может многое предложить научному сообществу. В действительности все эти данные еще не изучены», – говорит Бюлер.

Почему люди становятся учеными? Что нам сказали ученые

Что побуждает людей делать карьеру в науке?

Это важный вопрос, потому что путь к успешной карьере в науке — как и в технологиях, инженерии и математике, других областях STEM — может быть сложным, часто требующим докторской степени. или другое последипломное образование. А оказавшись на их полях, они могут столкнуться с политическим и экономическим давлением, с которым придется бороться. Бюро трудовой статистики прогнозирует нехватку рабочей силы для многих областей науки, хотя прогнозируемые потребности различаются по жизненным, физическим и естественным наукам.

Около 55% работающих докторов наук. ученые, принадлежащие к Американской ассоциации развития науки (AAAS), опрошенные нами в 2014 году, сказали, что в целом это было хорошее время для их научной специальности, а 44% сказали, что это было плохое время. И в то время как почти половина (47%) сказали, что это было хорошее или очень хорошее время для начала карьеры в своей области, 53% сказали, что это было плохое время для начала в своей области.

Итак, что привлекает людей в эти профессии? Примерно треть (32%) работающих докторов наук. Согласно опросу 2014 года, ученые говорят, что главным мотиватором их карьерного пути был пожизненный интерес к науке и стремление к интеллектуальным задачам.

Многие из этих ученых проявляли интерес и любопытство к науке или миру природы, начиная с раннего детства. Около 12% их любопытству способствовали родители и другие члены семьи, которые познакомили их с учеными и научными лабораториями, музеями природы или науки и техники. Другие (27%) вспомнили эффективное наставничество и поддержку со стороны учителей, будь то в начальной школе, аспирантуре или где-то посередине. И около 17% говорили о важности лабораторных и полевых работ, часто в средней школе и колледже, что стимулировало их интерес к научной карьере.

Мужчины и женщины в этой группе работающих к.т.н. ученые упоминали об аналогичных видах влияния на их выбор карьеры. Женщины несколько чаще, чем мужчины, говорили, что опыт работы в лаборатории и стажировок сыграл важную роль в выборе их карьеры (23% женщин-ученых против 14% ученых-мужчин). И ученые всех возрастов склонны ссылаться на схожие виды влияний.

Вот некоторые из их историй:

Во втором классе я каждый день читал научное объяснение чего-то, с чем сталкивался. Эта вспышка озарения вызвала сильное любопытство к тому, как все устроено. С тех пор я знал, что буду ученым.
– Молекулярный биолог, мужчина, 60 лет

У меня была страсть к науке с тех пор, как я себя помню, с 4 лет или около того. Мой учитель второго класса оказал большое влияние на развитие этой страсти. Она была натуралистом-любителем и многое рассказала нам об экологии и мире природы. В старших классах я обнаружил в себе страсть к молекулярной биологии. Я помню, как узнал об эксперименте [Мезелесона-Сталя] на уроке биологии в AP и подумал: «Да, это именно то, что я хочу понять».
– Микробиолог, женщина, 50 лет

Меня интересовала наука. В детстве у меня был химический набор и телескоп (позже я построил свой собственный), благодаря чему я много читал о химии и астрономии. Мой отец брал меня за сбор камней и приносил домой химикаты для анализа. Этот опыт привел к получению степени бакалавра и магистра физики и доктора философии. и карьера в области геофизики .
– Геофизик, мужчина, 65 лет

Мой отец физик. Когда я был маленьким (мне, наверное, было 4 или 5 лет), мы после ужина шли к нему в дом и бегали по коридорам и лабораториям. Я помню, как один из аспирантов опрокинул [вакуумную колбу] с [жидким азотом], чтобы создать облако тумана — очень впечатляюще.
– Ученый-материаловед, женщина, 49 лет

Мой интерес к науке впервые пробудился в семилетнем возрасте, когда я наблюдал за полной луной в телескоп друга. Спустя пару лет моему интересу к космосу и возможности освоения космоса способствовало начало пилотируемых запусков в космос в начале 1960-х годов, а в письменном сочинении в четвертом или пятом классе я даже выразил интерес к науке как одному из из трех возможных карьерных путей….
– Медицинский физик, мужчина, 63 года

Все мое детство было пропитано переживаниями в мире природы и научными наблюдениями/экспериментами. Оба моих родителя ученые. Особенно выделяется одно воспоминание о путешествии на каноэ к пограничным водам в северной Миннесоте, когда мне было около 12 лет, где я впервые увидел плотоядные растения в дикой природе — красивые, огромные, плавающие коврики из кувшинов…
– Эколог, женщина, 35 лет

В то время как многие ученые упомянули, что их семья пережила детство, около 6% сказали, что научные СМИ оказали особое влияние на их карьеру. Эти ученые упомянули ряд средств массовой информации, включая такие книги, как «Охотники за микробами»; журналы, такие как National Geographic и Scientific American; Телевизионные программы на PBS и коммерческих станциях, таких как NOVA, Космос Карла Сагана, Мистер Волшебник и Билл Най, научный парень.

Один ученый отметил:

Когда я был ребенком, мое знакомство с медийной информацией о том, что такое наука и чем занимаются ученые, повлияло на мои карьерные решения. Мое школьное образование в области естественных наук было очень плохим, что увеличивало важность освещения в СМИ.
– Биотехнолог, женщина, 54 года

Размышления ученых часто затрагивали несколько тем; некоторые подчеркивали свое любопытство к миру, а другие подчеркивали роль людей в их жизни, которые поддерживали их интересы. Как сказал один ученый: «Я люблю головоломки, и для меня наука — это главная головоломка».

Кэри Фанк — директор по научным и общественным исследованиям исследовательского центра Пью.

СООБЩЕНИЯ БИОГРАФИИ В Твиттере ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА

Мэг Хефферон — бывший аналитик-исследователь, специализирующийся на исследованиях науки и общества в Исследовательском центре Пью.

СООБЩЕНИЯ БИО ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА

Почему ученые становятся шпионами | The New Yorker

Физик Клаус Фукс внес значительный вклад в Манхэттенский проект, поделившись жизненно важной информацией с Советами. Фотография от Corbis / Getty

26 июня 2021 года сорокадвухлетний военно-морской инженер-ядерщик по имени Джонатан Тоеббе положил в заранее оговоренном месте в округе Джефферсон, Западная Вирджиния, пластиковый пакет, в котором находилась половина бутерброда с арахисовым маслом. . Рядом стояла его жена Диана Тёббе, преподаватель гуманитарных наук в частной школе в Аннаполисе. Затем пара ушла через людное место, двигаясь, как будто замечая, что кто-то следует за ними. Внутри бутерброда с арахисовым маслом, завернутого в пластик, была синяя SD-карта с секретной информацией о ядерных двигательных установках для подводных лодок. В июле Тоеббе и его жена сбросили еще одну SD-карту с большим количеством секретных файлов; этот был спрятан в запечатанной обертке от лейкопластыря. Затем, в августе, была доставлена третья SD-карта в пачке жевательной резинки, марка которой автору неизвестна.

Согласно судебным документам, история с каплями началась в День дурака 2020 года. Кто-то, предположительно Тоеббе, работавший под псевдонимом «Алиса», отправил по почте коричневый конверт с письмом, в котором предлагалось продать информацию ВМС США. с пометкой «конфиденциально». (Кому была адресована записка, не сообщается.) В письме отмечалось: «Прошу прощения за плохой перевод на ваш язык. Пожалуйста, перешлите это письмо в вашу военную разведывательную службу. Я верю, что эта информация будет иметь большое значение для вашей нации. Это не обман».

Более восьми месяцев не было ответа. Затем, в декабре 2020 года, для Алисы появилось сообщение: «Мы получили ваше письмо. Мы хотим работать с вами. Прошло уже много месяцев, поэтому нам нужно знать, находишься ли ты еще там.

Последовала чайная церемония укрепления доверия. Были разговоры о криптовалюте Monero, просьба об обнадеживающем отображении сигнального флага из посольства страны в Вашингтоне, округ Колумбия, и переговоры о подходящих местах высадки.

В июне 2021 года Алиса написала: «Походы и посещение исторических мест легче объяснить, чем неожиданные остановки в час пик, если они проявляют ко мне особый интерес». На SD-карте, полученной 31 июля, с просьбой о более высокой оплате Элис написала: «Как вы отметили в своем письме, силы безопасности США ленивы. У них тоже ограниченный бюджет. Приманка в размере 10 000 или 20 000 долларов США для поимки агента входит в их обычную деятельность. . . . Пожалуйста, не обижайтесь на это, но ваша щедрость до сих пор также точно соответствует тому, что противники [ sic ], вероятно, играют, чтобы поймать меня в ловушку ». Сто тысяч долларов развеяли подозрения.

Затем, субботним днем в октябре, около тридцати агентов ФБР. Агенты прибыли в двухуровневый дом Тоббов в Аннаполисе. Они потратили около восьми часов на обыск и фотографирование дома; они также арестовали и предъявили обвинение паре. (Они не признали себя виновными.) Зарубежная страна, получившая документы, очевидно, переслала их в ФБР.

Если утверждения верны, Тоеббе не просто делился информацией; он делился информацией, которую понимал. Он не был шпионом типа Джорджа Смайли, а, скорее, шпионом-ученым, любителем шпионажа, но экспертом в науке. На третьей SD-карте, которую уронил Тоеббе, Алиса написала: «Я серьезно предложила помочь ответить на вопросы ваших технических экспертов».

Обычная подводная лодка должна относительно часто всплывать на поверхность для пополнения своих батарей, но подводная лодка, работающая на ядерной энергии, может оставаться под водой месяцами. Атомные подводные лодки тоже очень тихие. Благодаря этим качествам им легче избежать обнаружения. США и Великобритания используют общие технологии атомных подводных лодок с 1958 года; только в сентябре они поделились им с Австралией, что было воспринято как предупреждение Китаю.

Ученые склонны твердо верить в то, что знания должны быть доступны всем. Вспомните энциклопедию коммерческих секретов Дидро и Даламбера или Linux. Даже к концу Манхэттенского проекта, когда стало ясно, что США собираются отстранить своих союзников от продолжающихся атомных исследований, многие ученые проекта твердо верили, что одна нация не должна обладать такой властью. Нильс Бор после взрыва атомной бомбы настаивал на том, чтобы наука была доступна на международном уровне (но чтобы материалы тщательно охранялись). Когда физик Йозеф Ротблат посчитал, что немцы больше не гонятся за атомной бомбой, он вышел из Манхэттенского проекта. Позже Ротблат стал соучредителем Пагуошских конференций, собраний ученых и политических лидеров, направленных на мирное разрешение конфликтов и ликвидацию оружия массового уничтожения; эта работа принесла ему Нобелевскую премию мира. Другие ученые Манхэттенского проекта делились информацией более откровенно, работая шпионами.

Я хотел узнать больше об истории ученых-шпионов, поэтому позвонил физику Фрэнку Клоузу. Он написал две научно-популярные книги об ученых-шпионах: «Тринити: предательство и преследование самого опасного шпиона в истории» и «Половина жизни: разделенная жизнь Бруно Понтекорво, физика или шпиона». (Клоуз также довольно завидно написал «Ничего: очень короткое введение».)

«Троица» — о Клаусе Фуксе. Подзаголовок противоречит относительно сочувственному тону книги, которую, по словам Клоуза, он стремился написать «как ученый, а не как охотник за шпионами или комментатор». Читатель знакомится с Фуксом молодым человеком в Германии, которого избивают фашистские головорезы из-за политики его семьи. Его симпатии к коммунистической партии сформировались, когда коммунисты оказались единственной группой, выдвинувшей кандидатов против нацистов в 1919 году.33. Будучи немецким беженцем, Фукс интернирован сначала на острове Мэн, а затем недалеко от Монреаля. Фукс — одаренный математик и физик, учится даже во время интернирования, и в конечном итоге он работает и вносит значительный вклад в британские атомные исследования и Манхэттенский проект, одновременно делясь жизненно важной информацией с Советским Союзом. Британская разведывательная служба MI5 расследовала предполагаемую коммунистическую деятельность Фукса, но заявила, что не нашла ничего уличающего. По словам Клоуз, агентство отклонило обвинения, поскольку они исходили от гестапо. Клоуз сказал: «Я представляю, как он слышит по радио Уинстона Черчилля в момент нарушения пакта о ненападении между Россией и нацистами, и Черчилль говорит, что русские теперь наши союзники, и мы сделаем все возможное, чтобы помочь им. И теперь, по совершенной случайности, Фукс оказывается в центре проекта, который может определить природу войны». Благодаря Фуксу Сталин знал об атомной бомбе раньше Гарри Трумэна; Президент Франклин Рузвельт считал проект слишком важным секретом, чтобы делиться им со своим вице-президентом.

«Как ученый, участвовавший в проекте, я хотел получить технологию бомбы раньше Гитлера», — сказал Клоуз. Дж. Роберт Оппенгеймер, возглавлявший Манхэттенский проект, настаивал, вопреки желанию военных и политических лидеров, на том, чтобы элитной группе ученых, занимающихся различными аспектами создания бомбы, было позволено свободно обмениваться идеями. Попытки искоренить левых также считались контрпродуктивными, поскольку многие ученые — еврейские беженцы или пережившие Великую депрессию — симпатизировали левым. «В конце концов я был удивлен не тем, что Фукс шпионил, а тем, что другие люди этого не делали», — сказал Клоуз.

Клоуз также подчеркнул ценность, которую Фукс придавал дружбе: «Я начал думать, что он считал предательство своей страны ради идеала нормальным, но предать своих друзей — он не мог этого вынести». Находясь в Англии, Фукс некоторое время жил в семье физика Рудольфа Пайерлса, с которым он сотрудничал в научной сфере. В 1950 году, когда Фукс был арестован, Пайерлс поехал в Лондон, чтобы навестить его, чтобы он не чувствовал себя брошенным. Фукс признался, и, пока его держали в тюрьме перед судом, Женя Пайерлс, жена Рудольфа, написала Фуксу письмо, в котором говорилось, что она считает его одним из самых порядочных людей, которых она знала. Письмо «наконец сломало его», — сказал Клоуз. После того, как Фукс был освобожден из тюрьмы, девять лет спустя Рудольф Пайерлс предложил помочь Фуксу устроиться на новую работу. «Но Фукс так и не ответил», — сказал Клоуз. «Он больше никогда не контактировал с семьей Пайерлс за всю свою жизнь. И это несмотря на то, что он контактировал с другими людьми, в том числе с сотрудником службы безопасности, который его посадил. Это сказало мне, что он чувствовал сильный стыд за то, что предал своих друзей».

Имя Фукса привлекло внимание МИ5 после того, как британо-американский проект «Венона» взломал советскую кодовую систему. Проект «Венона» также выявил имя другого ученого, работавшего над «Манхэттенским проектом»: Теда Холла. «Очень немногие слышали о Теде Холле, и это потому, что он добился успеха», — сказал Клоуз. «Вся суть успешного шпиона в том, что никто никогда не узнает, что ты сделал». Холл был вундеркиндом, которого завербовали из Гарварда. Возможно, он был самым молодым человеком, работавшим над Манхэттенским проектом: в возрасте восемнадцати лет он возглавил команду, разработавшую взрывной механизм бомбы, взорванной на полигоне Тринити в Нью-Мексико, той самой, что имела свет «тысячи солнц». », по словам Оппенгеймера. Холл поделился секретной информацией с Советами в 1944, и снова в более поздних точках. В отличие от Фукса Холл все отрицал; в результате Холл так и не был привлечен к ответственности. (Британские и американские власти не решались сообщить, что они взломали советский код.) Холл не был известен публике как ученый-шпион до 1995 года. начал шпионить, опасаясь, что американская монополия на ядерное оружие будет слишком опасной.

Взгляд на Фукса и Холла несколько отличается от сегодняшнего дня из-за неизбежных контрфактов истории. «Я считаю, что генерал Макартур хотел сбросить ядерные бомбы на Юго-Восточную Азию во время Корейской войны, — сказал Клоуз. Тот факт, что русские к тому времени также разработали ядерное оружие, вероятно, способствовал отказу от такого шага. «Так что, возможно, это был удачный исход, хотя я не думаю, что у Клауса Фукса были планы на это».

Мотивы шпионажа Тоеббов остаются туманными. Они познакомились будучи аспирантами, у них было двое детей. Джонатан Тёббе оставил свою докторскую степень. программу рано, чтобы заработать больше денег. Они купили дом в Денвере; в 2010 году, после краха фондового рынка, стоимость дома резко упала, и они потеряли дом после дефолта по ипотечному кредиту. Но совсем недавно казалось, что у Тоббов дела идут хорошо в финансовом отношении. Зарплата Джонатана составляла более ста пятидесяти тысяч долларов; Диана, которая была известна как преданный своему делу учитель, вероятно, зарабатывала шестьдесят тысяч долларов. Она считалась откровенной феминисткой, а после избрания Дональда Трампа открыто говорила о политике в классе.

Есть основания полагать, что в игру вмешались и другие факторы, помимо денег или даже политики. Тоббы держались особняком, редко отвечая на приветствия соседей. Один сосед сказал, что разговаривал с Джонатаном Тёббе только дважды за пять лет, чтобы подстричь сорняки с их общего забора. В последней переписке с человеком, которого Тоеббе не знал, был сотрудник ФБР. агента, Элис написала: «Однажды, когда будет безопасно, возможно, у двух старых друзей будет шанс наткнуться друг на друга в кафе, распить бутылку вина и посмеяться над рассказами об их общих подвигах». Звучит как строчка из «Касабланки».

Если обвинения против Тёббе верны, он будет не единственным ученым, получившим эмоциональную награду за время своей шпионской деятельности. Гарри Голд вырос в бедности в пригороде Филадельфии и, будучи подростком, во время Великой депрессии, поддерживал свою семью работой в компании Penn Sugar. Находясь там, он изучил химию, но у него не было денег на формальное образование. После увольнения друг помог ему устроиться на мыловаренный завод; друг также пытался заинтересовать его коммунистической партией, но Голд находил людей, которых он встречал на собраниях, «презренными представителями богемы». . . ленивые бездельники, которые никогда не будут работать ни при какой экономической системе. . . многосложные болтуны». Однако он согласился украсть промышленные секреты для Советов, потому что думал, что это улучшит жизнь их граждан, и ему нравилась идея помогать людям. Как и Фукс, он восхищался тем, что Советский Союз противостоит нацистской Германии.

Его мнение о советских работодателях испортилось, но когда они предложили оплатить его обучение в колледже, он согласился перейти от промышленного шпионажа к военному шпионажу. Именно тогда он начал работать с Фуксом. Он и Фукс подолгу гуляли, делились едой и обсуждали свою взаимную любовь к шахматам и классической музыке. Голд поделился личными данными о своей жене и детях, которых не существовало. В конце концов, Голд был пойман после того, как Фукс признался, что у него есть американский контакт по имени «Рэймонд», которого ФБР раскрыло. в конце концов выяснилось, что это золото; он отсидел шестнадцать лет в тюрьме. Там его любили: он разработал тест на сахар в крови и запатентовал его; он работал посменно в больничной палате, ухаживая за заключенными. Он всегда любил помогать.

Почему ученые обращаются к Rust

В 2015 году биоинформатик Йоханнес Кёстер был, как он выразился, «постоянным специалистом по Python». Он уже написал один популярный инструмент — менеджер рабочих процессов Snakemake — на языке программирования. Теперь он обдумывал проект, требующий такого уровня вычислительной производительности, которого Python просто не мог обеспечить. Поэтому он начал искать что-то новое.

Кёстер, сейчас работающий в Университете Дуйсбург-Эссен в Германии, искал язык, который предлагал бы «выразительность» Python, но скорость таких языков, как C и C++. Другими словами, «высокопроизводительный язык, который по-прежнему, скажем так, эргономичен в использовании», — объясняет он. То, что он нашел, было Rust.

Впервые созданный в 2006 году Грейдоном Хоаром в качестве побочного проекта во время работы в компании-разработчике браузеров Mozilla со штаб-квартирой в Маунтин-Вью, Калифорния, Rust сочетает в себе производительность таких языков, как C++, с более дружественным синтаксисом, акцентом на безопасность кода и хорошо разработанный набор инструментов, упрощающих разработку. Части браузера Mozilla Firefox написаны на Rust, и, как сообщается, разработчики Microsoft используют его для перекодирования частей операционной системы Windows. Ежегодный опрос разработчиков Stack Overflow, в котором в этом году приняли участие около 65 000 программистов, уже 5 лет подряд признает Rust «самым любимым» языком программирования. Сайт обмена кодом GitHub сообщает, что Rust был вторым самым быстрорастущим языком на платформе в 2019 году., что на 235% больше, чем годом ранее.

Ученые тоже обращаются к Rust. Кестер, например, использовал его для создания приложения под названием Varlociraptor, которое сравнивает миллионы прочтений последовательностей с миллиардами генетических оснований для идентификации геномных вариантов. «Это огромные данные, — говорит он. «Так что это должно быть как можно быстрее». Но за эту мощь приходится платить: кривая обучения Rust крутая.

«Это требует некоторого времени на подготовку», — говорит Кэрол Николс, член основной команды Rust и основатель консалтинговой фирмы Integer 32 в Питтсбурге, штат Пенсильвания. «Но это дало мне возможность делать вещи, которые иначе я не смог бы сделать. Я вижу, что это время тоже потрачено не зря».

Внимание: направляющие отсутствуют

В рабочих процессах для анализа научных данных обычно используются такие языки, как Python, R и Matlab. Они интерпретируют строки кода одну за другой, а затем выполняют их — стиль программирования, который хорош для изучения данных, но не для скорости.

C и C++ работают быстро, но у них «нет направляющих», — говорит Эшли Хаук, программист на Rust (или «Rustacean», как называют членов сообщества) из Стокгольма. Например, нет элементов управления, которые мешают программисту C или C++ неправомерно обращаться к памяти, которая уже была освобождена обратно в операционную систему, или предотвращают двойное освобождение одной и той же части программой. В лучшем случае это приведет к сбою программы. Но он также может возвращать бессмысленные данные или выявлять уязвимости в системе безопасности. По данным исследователей Microsoft, 70% ошибок безопасности, которые компания исправляет каждый год, связаны с безопасностью памяти.

Правила памяти

Модель Rust использует правила для назначения каждой части памяти одному владельцу и ограничения доступа к ней. Код, нарушающий эти правила, никогда не сработает — он не скомпилируется. «У них есть система управления памятью, основанная на этой концепции времени жизни, которая позволяет компилятору отслеживать во время компиляции, когда память выделяется, когда она освобождается, кто ею владеет и кто может получить к ней доступ», — объясняет Роб Патро, специалист по вычислениям. биолог из Мэрилендского университета в Колледж-Парке. «Существует целый большой класс ошибок корректности, которые устраняются просто благодаря тому, как устроен язык».

Юля: приходи за синтаксисом, оставайся за скоростью

Те же самые гарантии помогают обеспечить безопасную работу распараллеленного кода — программного обеспечения, написанного для работы на нескольких процессорах, например, за счет устранения возможности одновременного доступа к одним и тем же данным нескольких вычислительных потоков.

В результате получается язык, который легче поддерживать и отлаживать, но труднее изучать. «Никаких других основных языков на самом деле нет этих концепций, и они действительно важны для понимания того, как вам нужно писать код на Rust», — говорит Николс. Стефан Хюгель, изучающий визуализацию географических данных в Тринити-колледже в Дублине, оценивает, что он потратил два или три месяца на портирование алгоритма Python для преобразования геопространственных координат из одной системы отсчета в другую в Rust, добившись четырехкратного ускорения выполнения. Ричард Аподака (Richard Apodaca), основатель компании по разработке химико-информационного программного обеспечения Metaatomic в Ла-Хойя, Калифорния, говорит, что ему потребовалось около шести месяцев, чтобы освоить этот язык.

Сосредоточьтесь на удобстве использования

Чтобы компенсировать это, разработчики Rust оптимизировали взаимодействие с пользователем, — говорит Маниш Горегаокар, возглавляющий группу разработчиков инструментов Rust и базирующийся в Беркли, Калифорния. Например, компилятор выдает особенно информативные сообщения об ошибках, даже выделяя проблемный код и предлагая, как его исправить. «Если ваш язык будет представлять новую концепцию, с ним должно быть приятно работать», — объясняет Горегаокар.

Сообщество Rust также предоставляет обширную документацию и онлайн-справку, в том числе популярный онлайн-справочник под названием «Книга» и «Поваренную книгу» с рецептами для решения распространенных проблем. Пользователи хвалят набор инструментов Rust — приложения, которые программисты используют для превращения кода в приложения (см. «Давайте окислим»). «Инструменты и инфраструктура вокруг Rust действительно феноменальны», — говорит Патро. В отличие от многих компиляторов и вспомогательных утилит, которые программисты используют для создания кода C, пользователи Rustace могут использовать один инструмент под названием Cargo для компиляции кода Rust, запуска тестов, автоматического создания документации, загрузки пакета в репозиторий и многого другого. Он также автоматически загружает и устанавливает сторонние пакеты. Плагин Cargo под названием Clippy отмечает распространенные ошибки и «неидиоматический» код Rust, функцию, которую Патро называет «абсолютно феноменальной».

Приступим к окислению

Вот как создать программу чтения файлов GenBank, чтобы вы могли изучить некоторые функции Rust.

• Установите Rust по адресу www.rust-lang.org/learn/get-started

• Клонируйте репозиторий GitHub по адресу https://github.com/jperkel/gb_read

• Выполните «грузовой запуск» из командной строки для загрузки внешних зависимостей и сборки приложения. По умолчанию приложение анализирует файл GenBank «nc_005816.gb» в репозитории GitHub, но вы можете указать альтернативный входной файл с «cargo run »

• Выполните включенные тесты, используя «грузовой тест».

• Создание и просмотр документации с помощью «cargo doc —open».

Существуют подключаемые модули Rust для популярных сред разработки, таких как Visual Studio Code от Microsoft и IntelliJ от JetBrains, а также «игровая площадка» Rust, которая предоставляет живую онлайн-среду Rust для экспериментов с кодом. А Дэвид Латтимор, разработчик программного обеспечения из Сиднея, Австралия, создал «ядро» для использования Rust в вычислительных ноутбуках Jupyter, а также интерактивную среду в стиле Python, называемую REPL (цикл чтения-оценки-печати).

Разработке помогает экосистема Rust, состоящая из сторонних пакетов, или «ящиков», которых в настоящее время насчитывается почти 50 000 (см. «Rust Rising»). Они инкапсулируют алгоритмы в таких дисциплинах, как биоинформатика (Köster’s Rust-Bio), геонауки (проект Geo-Rust) и математика (налгебра). Тем не менее, говорит Николс, «это определенно может склонить чашу весов в сторону от Rust, если нужных вам библиотек просто нет в Rust». Однако иногда программисты могут преодолеть этот пробел, используя «интерфейс внешних функций» Rust.

Источник: http://www.modulecounts.com

Окисленный код

Помимо логистики кодирования, бесспорно то, что Rust работает быстро. В мае биоинформатик Хенг Ли из Онкологического института Дана-Фарбер в Бостоне, штат Массачусетс, протестировал несколько языков в задаче вычислительной биологии, которая включала анализ 5,7 миллиона записей последовательностей. Rust вытеснил C и занял первое место. «Когда мы хотим написать высокопроизводительную программу с использованием нескольких потоков, а также если вам нужно, чтобы она была очень быстрой и компактной в памяти, тогда Rust — идеальный выбор», — говорит Ли.

Ступица NatureTech

Луис Ирбер, биоинформатик из Калифорнийского университета в Дэвисе, использовал Rust для перекодирования (или «окисления», на языке Rust) инструмента под названием Sourmash, который выполняет геномный поиск и таксономическое профилирование, чтобы упростить обслуживание программного обеспечения, получить доступ к современные языковые функции и заставить код работать в веб-браузере, говорит он.

Под руководством аспиранта Хирака Саркара команда Патро использовала Rust для создания инструмента анализа экспрессии генов под названием Terminus после того, как член команды Ави Шривастава вернулся после стажировки в 10x Genomics, биотехнологической компании в Плезантоне, Калифорния, которая использует Rust для разработки открытых -исходные инструменты.