Научно-исследовательская инфраструктура Интернет
Автор Журавлёва Е.Ю.   
03.09.2010 г.

Целью написания статьи является рассмотрение основных форм организации научной деятельности в сети Интернет, объединенных в научно-исследовательскую инфраструктуру Интернет. Особое внимание уделено основным моделям «информатизации» науки: cyberscience, Service-Oriented Science,  Science 2.0, Science online, Petascale Science, Open Science, Е-Science и их практическим воплощениям в Интернете на уровне индивидуальных, коллективных, национальных и глобальных технологических инициатив. Сделан вывод о влиянии научно-исследовательской  инфраструктуры Интернет на обеспечение современного производства научного знания и, в целом, на эпистемическую инфраструктуру.

The purpose of writing this article is to examine the basic forms of organization of scientific activity on the Internet, combined in the research infrastructure of the Internet. Particular attention is given to the basic model of "informatization" of science: cyberscience, Service-Oriented Science, Science 2.0, Science online, Petascale Science, Open Science, e-Science and their practical realization on the Internet at the level of individual, collective, national and global technology initiatives. It is concluded about the impact of the research infrastructure of the Internet on support of modern production of scientific knowledge and, in general, the epistemic infrastructure.

ЛЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: институализация научной деятельности в Интернете, модели информатизации науки,  исследовательская инфраструктура Интернет.

KEYWORDS: Institualization science activity on the Internet, models of informatization science, research infrastructure Internet.

Вопрос о трансформации современной научной деятельности под влиянием Интернет-технологий неразрывно связан с проблематикой исследования развития двух взаимодополняющих процессов: обеспечения производства научного знания и, собственно, самого производства научного знания. Целью статьи является рассмотрение структуры, возникающей в сети Интернет по поддержке и обеспечению производства научного знания.

Нужно отметить, что возникающая научно-исследовательская  инфраструктура Интернет не является массовой и доступной для каждого ученого,  но, по данным голландских ученых, уже 28% объемов исследований в мире осуществляется с использованием цифровых хранилищ


[Отчет по исследованию стандартов для цифровых хранилищ и сервисов 2008] и согласно прогнозам эта цифра имеет тенденцию к увеличению.

Изучению динамики современной науки под влиянием информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) посвятили свои работы Д. Реутен, А. Сзалай, Дж. Грей, М. Нетвич,  которые предложили рассматривать этапы развития научных исследований в зависимости от организационных составляющих процесса, возрастания объемов данных и методологических аспектов, соответственно.

Д. Реутен [Реутен 2007] обозначила этапы развития научных исследований в соответствии с формами организации исследовательской активности, первый из которых получил название «Стенд». Оно обозначает науку, в которой ученые проводили свои исследования индивидуально. Далее следует этап «Большой науки», основной особенностью которой является участие множества ученых, работающих на одном объекте.

 Например, Манхэттен-проект 1940-х гг., в котором участвовали тысячи ученых, собранные на удаленном плато в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико.  Этап «Научной команды» наступает тогда, когда множество исследователей, работающих в многочисленных организациях, участвуют в одном глобальном проекте, который «закреплен в крупном объединенном научном центре» (в качестве примера приводится программа «Геном человека»). Этапу «Сетевой структуры науки» (Networked Science) свойственно взаимодействие и сотрудничество для решения конкретной проблемы ученых из разных организаций, участвующих в качестве индивидуальных исследователей.  Эту мысль Д. Реутен поясняет примером исследовательской сети биомедицинской информатики<!--[if !supportFootnotes]-->[i]<!--[endif]-->. Также предполагается, что, используя киберинфраструктуру «Сетевой структуры науки», можно создать «виртуальный коридор» для всех ученых, который может «привести» к появлению лабораторий или отделений. «Преимущества для исследователей и научного сообщества при создании «виртуального коридора» слишком велики, для того чтобы их игнорировать». 

Эволюцию научных методов в контексте их соотношения с объемами экспериментальных данных предложили рассматривать А. Сзалай и Дж. Грей [Сзалай, Грей 2004, 413-414], которые ориентировочно разделили историю науки на четыре периода по объему используемых в исследованиях данных. В античные времена наука ограничивалась описанием наблюдаемых феноменов и логическими выводами, сделанными на основе наблюдений. Второй период охарактеризовался появлением большего количества данных, в связи с чем появилась возможность для создания теорий, использующих в качестве доказательств те или иные аналитические модели. За последние несколько десятилетий наука стала вычислительной; компьютеры позволили использовать методы численного моделирования, что ознаменовало появление третьего периода. Четвертому периоду свойственна возможность обработки огромных объемов экспериментальных данных, появление новых научных методов, основанных на их анализе и доминирование синтезирующих теорий. Согласно прогнозу А. Сзалай и Дж. Грея, через пятнадцать лет наука вступит в свой четвертый этап развития.

В книге «Кибернаука: исследования в эпоху Интернет» М. Нентвич [Нентвич 2003, 16-17] предлагает рассмотреть модель влияния ИКТ на науку, состоящую из трех уровней. Первый уровень характеризуется воздействием ИКТ на систему коммуникаций ученых. «Я изучаю, как ИКТ действительно распространяются параллельно традиционной науке и исследованиям, несмотря на то что вместе с тем этому развитию способствует то, что оно изначально принято». Название «ИКТ - стимулирует перемены», относится ко второму уровню: «Нужно отметить совместно с рассмотрением каких-либо результатов «кибернауки» как качественно отличных от «традиционной науки», что ее влияние на познание огромно. Развитие кибернауки приведет к переменам в целях, структуре, процессах и продуктах исследования». Третий уровень состоит из «косвенных следствий» в изменениях сущности исследования, происходящих из пересечения трех областей: методологии, методов и представления результатов. При прохождении этой степени образуется «качественное направление экстраполяции», что приводит к замещению, т. е. в большей или меньшей степени полной замене «старых» методов производства знаний новыми киберинструментами.

Приведенные классификации составлены по разным основаниям, но можно заметить, что реинституализация научной деятельности вследствие воздействия ИКТ может произойти через несколько каналов: организация исследований, увеличение масштабов научных данных, используемых в исследовании и, как следствия, методологии и методов работы с ними.

Формализация информационных и коммуникационных структур процесса производства знания находит свое отражение в таких обозначениях современного этапа развития науки как «постнеклассическая» наука (В. Степин), «постакадемическая» наука (Дж. Зиман), «постнормальная» наука (С. Фантович, Дж. Реветц), «модус 2» (Х. Новотни, П. Скотт, М. Гиббонс), «наука быстрых открытий» (Р. Коллинз), технонаука (Г. Хотонс). Не случайны и метафоры, отражающие современные изменения в науке под влиянием информационно-коммуникационных технологий - «Новый Ренессанс» и «глобальная исследовательская деревня».

Конкретизация на уровне явлений современного процесса трансформации научно-исследовательских практик под влиянием Интернет-технологий выражается понятиями «Кибернаука» (Нентвич М., Вутерс П., Хайн К.), «Сервис-ориентированная наука» (Фостер И., Лимин Л.),  «Наука 2.0» (Уолдроп М.), «Наука огромных объемов данных» (Petascale Science), «Открытая наука», «Электронная наука» (Тейлор Дж., Хей Т., Вутерс П., Аткинс Д., Шредер Р.,  Фрай Дж., Хайн К.).

Термин «кибернаука» (cyberscience) возник в публикации П. Вутерса в 1996 г. М. Нентвич определил кибернауку как научно-исследовательскую деятельность в виртуальном пространстве с использованием сетевых компьютеров и современных информационно-коммуникационных технологий в целом [Нентвич 2003, 16-17]. Основной темой исследования в кибернауке стало изучение аспектов, связанных с влиянием глобальных компьютерных сетей на научную деятельность, с учетом вопросов научной коммуникации и издательской деятельности. По результатам своей работы М. Нентвич сделал вывод о том, что создать полностью «виртуальные» научные структуры представляется маловероятным, но влияние коммуникаций, опосредованных компьютерами на исследовательскую активность приведет к уменьшению значения пространства и к увеличению важности надежности технологической структуры. Увеличение использования ИКТ в научной деятельности во многом влияет на сущность того, что создает наука, а развитие «кибернауки» имеет линейную стратегию - полагает М. Нентвич.   

Концепция «сервис-ориентированной науки (Service-Oriented Science подчеркивает важность использования сервис-ориентированной архитектуры для научной деятельности. Все больше научных коммуникаций осуществляется благодаря информационным инструментам, доступным как сервисы, к которым ученые обращаются без необходимости знания их внутренней работы. Сервис-ориентированная наука означает изменения в научной деятельности, главным образом, в научных продуктах, которыми по данной концепции могут быть и Веб-сервисы, и Веб-порталы, и базы данных, и метакаталоги. Сервис-ориентированная наука фиксирует такую стадию трансформации науки, в которой продукты науки и техники видоизменяются через статические артефакты (статьи, данные) к включающим в себя более динамичные результаты продуктам (сетевым моделям, конструкциям, инструментам, сервисам). В настоящее время некоторые ученые «публикуют» свои вычислительные модели и технические проекты как сервисы со стандартным интерфейсом, которые могут быть доступны всем пользователям. Более широко возможности сервис-ориентированной науки демонстрируются в астрономии, биологии и ядерной физике.

Понятие «Наука 2.0 (Science 2.0)» часто употребляют как синоним сервис-ориентированной науки. «Наука 2.0» - это технологическая версия обеспечения науки, созданная прогрессивным применением распределенных вычислительных технологий и распределенных технологий хранения данных (Grid computing, Cloudcomputing).

Сторонники подхода «Открытой науки» (Open Science) считают, что открытый обмен информацией, доступный в сети между исследователями, имеет основополагающее значение для науки, для увеличения скорости исследований и роста признания ученых. Сутью концепции «Открытой науки» является обмен информацией между исследователями, который охватывает ряд инициатив с целью удаления препятствий для доступа к данным и опубликованным документам, использование цифровых технологий для более эффективного распространения результатов исследований.

Наука, преобразующая огромные объемы данных (Petascale Science), реализует возможности, которые окажут влияние на все научные и технические приложения. Возрастающий объем цифровых данных<!--[if !supportFootnotes]-->[ii]<!--[endif]--> и изменение структуры их использования начинают играть все более значимую роль в современном научном познании. Одной из задач создания Petascale Science является организация эффективного доступа к общим цифровым научным данным и к современным информационным инструментам, которые позволяют осуществлять хранение, поиск, визуализацию и высокий уровень анализа данных.

Термин E-Science (электронная наука) был введен в 2001 г. Дж. Тейлором (UK Office of Science and Technology) для выражения нового направления организации научной работы, характеризуемой глобальным сотрудничеством в основных областях научной сферы. Понятие E-Science многозначно и может соответствовать нескольким значениям: электронная наука, электронная научная деятельность, передовая наука, расширенная наука и создание возможностей для науки. 

E-Science – понятие, отражающее инициативы научного применения современных информационно-коммуникационных технологий. П. Вутерс [Вутерс 2006] определяет E-Science как взаимодействие трех различных областей: совместного использования вычислительных ресурсов, распределенного доступа к данным, использование Интернет-технологий для научного сотрудничества и познания. Р. Шредер и Дж. Фрай [Шредер, Фрай 2007] считают, что E-Science включает в себя только деятельность по расширению научных исследований с помощью высокопроизводительных вычислений в сочетании с высокой пропускной способностью сетей. 

Общим во всех перечисленных моделях по информатизации научного процесса является не только выявление его технических и технологических основ, но и акцентирование внимание на сотрудничестве ученых, совместном использовании данных и информации, т. е. на том, что К. Кнорр-Цетина назвала «распределенным познавательным процессом». По мере технологического воплощения в реальность основных моделей возникают философские вопросы: какие виды исследований (проблемно-ориентированные или информационно-ориентированные) преобладают и каков статус «знания» в каждой модели, критерии «истины» сетевого знания, каким образом изменяются продукты научной деятельности и прогнозируется процесс развития каждой модели?

Практическим воплощением идей cyberscience, Service-Oriented Science,  Science 2.0, Science online, Petascale Science, Open Science, Е-Science является научно-исследовательская инфраструктура Интернет.

В целом, термин «научно-исследовательская инфраструктура» имеет отношение к совокупности средств и инструментов, с помощью которых предоставляются необходимые услуги научным сообществам для проведения различных видов исследований. Инструменты, сервисы и установки, которые необходимы для функционирования исследовательского сообщества «Наука и техника» и для отдельных исследователей составляют основу «научно-исследовательской инфраструктуры» [Наука и техническая инфраструктура для XXI века, 2003]. Понятие «научно-исследовательская инфраструктура» может относиться ко всему диапазону научных и технологических областей: от социальных наук и астрономии до генетики и нанотехнологий. Научно-исследовательская инфраструктура может быть локализованной в одном месте, распределенной или виртуальной (сетевой,  онлайновой, цифровой).

Термин «виртуальная инфраструктура» скорее технический и более используется специалистами в области компьютерных наук, хотя в некоторых контекстах употребляется как синоним сетевой научно-исследовательской инфраструктуры.

Научно-исследовательскую инфраструктуру Интернет можно рассматривать как составную часть виртуальной (сетевой,  онлайновой, цифровой)  научно-исследовательской инфраструктуры. Под научно-исследовательской инфраструктурой Интернет понимают условия, необходимые ученым для совместного использования распределенных вычислительных, технических ресурсов и инструментов, включающее в себя совокупность индивидуальных, коллективных, национальных и глобальных технологических инициатив. 

Индивидуальные технологические инициативы научно-исследовательской инфраструктуры Интернет можно обозначить как научные самопрезентации ученых (e-Portfolio), научные Интернет-блоги, самоархивирование и формы, зависимые от методов Интернет-исследования (Интернет-эксперимент, Интернет-обследования, Интернет-опрос, сетевой анализ и т. д.).

В последние десятилетия для ученых появилось множество возможностей участия в зарубежных и российских стажировках, школах, семинарах, грантах на конкурсной основе. Для того чтобы победить в конкурсной борьбе и получить финансовую поддержку на продолжение исследований или на организацию новой серии исследований, одним из важных элементов научно-исследовательской деятельности в современности считается умение самопрезентации, что включает в себя умения представить себя, свой научный коллектив и результаты предыдущих научных исследований для общественности.

Для ученых и научных сообществ Интернет-блоги предоставляют неограниченное число возможностей. Основной является возможность интерактивной коммуникации. Интернет-блоги являются гетерогенной средой для обмена научными мнениями, создания рабочей группы для участия в специализированных конференциях, семинарах, форумах, конгрессах и совместных публикациях в научных журналах. Еще один положительный момент использования Интернет-дневников может объясняться тем, что это достаточно эффективный и быстрый способ получения эксклюзивной и свежей информации (конкретные факты, эмоции, субъективные мнения, комментарии, ссылки на информацию). В Интернет-блогах можно обнаружить важную политологическую, социологическую и психологическую информацию, т. е. Интернет-блоги являются актуальным полем для научных исследований, проводимых психологами, социологами, политологами, философами. Более того, Интернет-блоги раскрывают себя как пространство для сетевой коллективной деятельности, для коллективного экспромта, брэйн-штурма, генерирования идей. Некоторые Интернет-блоги можно рассматривать как особый жанр научной публицистики.

Самоархивирование это выкладывание учеными своих материалов в Интернете для свободного доступа. Цель самоархивирования - обеспечение видимости полных текстов отрецензированных научных результатов научных сотрудников и организаций, а также возможности доступа к ним, поиска и использования любыми потенциальными пользователями с возможностью доступа через Интернет<!--[if !supportFootnotes]-->[iii]<!--[endif]-->.

Среди коллективных инициатив (локальные, региональные) можно выделить исследовательские сети в Интернете, Интернет-лаборатории, Сети мастерства (Networks of Excellence), европейские технологические платформы (ETP), Интернет-конференции, самопрезентации научных коллективов, виртуальные обсерватории, виртуальные организации и виртуальные исследовательские среды.

Развивающиеся страны все больше рассматривают общенациональные сети как важный способ развития своих научных институтов, для формирования которых необходимо найти ресурсы для объединения в сеть отечественных университетов друг с другом, а затем и с зарубежными университетами. Например, сканирование электронным микроскопом - инструментом, использующим элементарные частицы (электроны) для получения изображения – является слишком дорогим инструментом для каждого отдельного университета. Но при подключении этих микроскопов к высокоэффективной сети пользователи получают возможность управлять микроскопом на расстоянии и исследовать образцы с помощью качественного цифрового изображения.

Исследовательская сеть (Research network) форма организации научной деятельности на основе локальных, национальных, глобальных сетей, предназначенная для поддержки научной работы. Исследовательские сети в Интернете объединяются в свои подсети, такие как: National LambdaRail (http://www.nlr.net/), Abilene Network (http://www.internet2.edu/network/), GEANT (http://www.geant.net/), GLORIAD (http://www.gloriad.org/), Large Hadron Collider Computing Grid (LCG, http://lcg.web.cern.ch/LCG/), что создает гетерогенную профессиональную среду для осуществления научного поиска. Интересным и перспективным направлением развития форм научной деятельности в Интернете является объединение исследовательских сетей и их совместное использование. Примером тому является Глобальная терабитная исследовательская сеть (Global Terabit Research Networks, GTRN), которая была открыта в Саммитом Европейской Комиссии в Брюсселе 21 мая 2002 г., объединяющая  GEANT, LambdaRail, Abilene, Asia Pacific и др. сети. 

Исследовательские сети в Интернете создаются и используются с двумя целями. Во-первых, для обеспечения сотрудничества ученых и открытого доступа к исследовательским инструментам и сервисам, базам данных, вычислительным ресурсам. Во-вторых, для апробации и внедрения новых технологических стандартов и сетевой инфраструктуры на базе Интернет. 

Важное направление применения сетевых технологий в науке — организация работы виртуальных исследовательских лабораторий, которые позволяют привлекать ученых из разных стран мира для проведения исследований непосредственно в своих лабораториях с последующим обменом информацией через компьютерную сеть. 

Понятие «виртуальная исследовательская лаборатория» многозначно. По одной трактовке виртуальная исследовательская лаборатория это виртуальный аналог традиционного академического коллектива, по другой это общедоступный ресурс в сети, продвигающий продукты коммерческой организации на рынок с помощью бесплатного обучения.

 Чаще всего виртуальная исследовательская лаборатория включает в себя сервисы: электронного архива, электронного каталога, электронной службы доставки документов, обзора ресурсов Интернета по отраслевым проблемам; программных средств для поддержки коллективной работы территориально распределенных групп исследователей или обучаемых. По третьей трактовке Интернет-лаборатория имеет уникальные характеристики.

Следуя первой трактовке Internet-технологии, как инструмент аналитической исследовательской работы в научной деятельности, позволяют имитировать рабочую среду, которой присущи обычные для исследовательской лаборатории атмосфера коллективного творчества и набор соответствующих технических возможностей. Этого достаточно, чтобы использовать дистанционно управляемые средства для коллективного создания, обсуждения, опубликования научных результатов, для формирования групп по интересам и координации работы исследовательских коллективов<!--[if !supportFootnotes]-->[iv]<!--[endif]-->.

Виртуальная исследовательская лаборатория в понимании как общедоступный Интернет-ресурс, продвигающий продукты фирмы на рынок с помощью бесплатного обучения может успешно использоваться в научной деятельности. Например, ведущие разработчики научного программного обеспечения предлагают веб-версии математических пакетов (MATLAB Web Server, Mathcad Application Server, MapleNet, webMathematica). Главным достоинством такого подхода является то, что конечный пользователь получает в свое распоряжение всю вычислительную мощь математических пакетов. Главным же недостатком является то, что производительность работы во многом определяется пропускной способностью сети, т. к. в процессе работы происходит обмен данными между клиентским компьютером и сервером. Кроме того, возможности визуализации в основном определяются не возможностью самого математического пакета, а возможностями html-интерфейса. С помощью многофункционального комплекса MATLAB Web Server учеными И. А. Бубенщиковой., И. С. Пономаревой и Ю. Ю.  Тарасевич [Бубенщикова, Пономарева, Тарасевич, 2008] разрабатывается виртуальная лаборатория для моделирования живых систем. Виртуальная лаборатория охватывает модели, включенные в базу данных «Динамические модели живых систем» (http://www.dmb.biophys.msu.ru/models), и предоставляет удаленному пользователю возможность проводить предварительные исследовательские работы on-line с использованием представленных в лаборатории моделей и их модификаций. Виртуальная лаборатория использует веб-технологии, что обеспечивает доступ удаленного пользователя к высокопроизводительной вычислительной системе и проблемно-ориентированному программному обеспечению.  

Разновидностью виртуальной исследовательской лаборатории является виртуальная обучающая лаборатория – виртуальный комплекс учебных материалов, тренажеров, приборов, позволяющий моделировать реальные эксперименты с заранее известными результатами. Виртуальные учебно-исследовательские лаборатории обеспечивают возможность совместной работы географически удаленных друг от друга студентов и преподавателей с использованием современных информационных технологий. Одним из компонентов виртуальной лаборатории является электронная библиотека научных, учебных и методических изданий. Поскольку формы представления информации в электронных библиотеках должны соответствовать библиотечным стандартам, при создании виртуальной лаборатории предусматриваются средства полнотекстового хранения, эффективного поиска и доставки публикаций. Существенной особенностью виртуальных лабораторий является наличие интерактивных примеров и систем наблюдения за исследуемым объектом.

Иногда виртуальную исследовательскую лабораторию под силу организовать и одному ученому. К примеру, профессор Питсбургского университета А. Фриз [Фриз 2004] составила комплексный социально-психологический опросник, состоящий из более чем 20 шкал, включающих в себя в общей сложности две с половиной сотни вопросов. Эти шкалы покрывают самые разные аспекты социального функционирования личности: мотивация профессиональной деятельности, отношение к распределению ролей в семье, ценностные ориентации. Апробировав опросник на американской выборке, Фриз поместила его на свой сайт в Интернете и пригласила коллег со всего мира использовать этот опросник целиком или частично, выбирая интересующие шкалы, в своих исследованиях. Собрав данные, ученый может оставить их при себе, а может вступить в Виртуальную научно-исследовательскую лабораторию под руководством Фриз. «Вступительным взносом» служат собранные данные. Каждый «сотрудник» Лаборатории имеет возможность использовать для своих исследований интересующие его данные из общего Банк данных. Условие одно – тот коллега, данные которого используются, автоматически становится соавтором публикации. На протяжении более чем десяти лет в Банка данных, кроме американских данных, вошли данные из Словении, Хорватии, Албании, Болгарии, Чехии, Польши, Венгрии, России, Литвы, Германии, Норвегии, опубликовано множество статей и представлены доклады на различных конференциях.

Одним из инструментов поддержания и продвижения планов инициаторов единого европейского исследовательского пространства стали сети мастерства (Networks of excellence, NoE), запущенные в рамках 6 Рамочной программы Евросоюза. Целью создания сетей мастерства как виртуального объединения специалистов является   повышение научного и образовательного потенциала путем организации научно-образовательного взаимодействия исследователей и преподавателей, устранение фрагментарности европейского научного пространства. Чаще всего сеть мастерства определяют как партнёрство, направленное на накопление критической массы исследовательских ресурсов и создание научной экспертизы, необходимой для обеспечения лидерства в той или иной области знаний. «Это на бумаге, а на практике европейский проект сетей мастерства представляет собой формальное сетевое объединение на основе профессиональных интересов с крайне избирательными критериями членства и относительно высокими барьерами входа» [Наука в сетях мастерства, 2008].

Европейские технологические платформы предоставляют инфраструктуру для всех заинтересованных промышленных предприятий c целью определения приоритетов в исследованиях и разработке, временных рамок и планов действий по стратегически важным для Европы направлениям, для достижения ею конкурентоспособности и устойчивости зависимых от уровня научных и технологических достижений, как в среднесрочной, так и в долгосрочной перспективе<!--[if !supportFootnotes]-->[v]<!--[endif]-->.

Интернет-конференция - это разновидность электронной конференции или онлайн-конференции, которая является дискуссионной Интернет-площадкой, на которой в определенное время размещаются выступления участников. Желающие могут получать тексты, аудио-видеозаписи выступлений и участвовать в дискуссии по электронной почте. Характерными признаками сетевых конференций являются: сходство с научной конференцией в ее неформальной части, дистантность, особая конвенциональность и наличие фиксированных правил общения, тематические подразделения, фиксация всех «следов» деятельности ученого. Фактически нерешенным на сегодняшний день является вопрос об электронной публикации и об авторском праве на нее. 

Идея Национального научного фонда США о «виртуальной организации<!--[if !supportFootnotes]-->[vi]<!--[endif]-->» расшифровывается как идея создания лабораторий сотрудничества, которые могут возникать, могут сохраняться в течение некоторого времени, пока они необходимы, а затем могут быть расформированы, когда отпадает необходимостьОни могут существовать довольно короткий срок в целях решения конкретных совместных задач, или довольно длительный период, равный времени использования экспериментальной аппаратуры. «Виртуальные организации» пересекают организационные и национальные границы в потенциально различных секторах (промышленные,  государственные и научные круги). «Виртуальная организация» может контролировать различные виды активов (например, инструменты, доменное пространство, приборы), а также может производить новые активы, такие как базы данных или публикации и оказывать специальную поддержку ученым, такую как увеличение пропускной способности сети между конкретными участниками [Отчет семинара по построению эффективных виртуальных организаций, 2008].

Виртуальная обсерватория представляет собой открытую научно-исследовательскую среду, состоящую из инструментов по сбору данных, уникальных архивов астрономических данных и программных средств в Интернете, созданную с целью проведения  астрономических исследований. Виртуальная обсерватория включает в себя, как и реальная обсерватория, телескопы, каждый из которых имеет набор уникальных астрономических инструментов.

По определению, приведенному на сайте «Российская Виртуальная обсерватория», виртуальная обсерватория - это объединение центров данных, содержащих интероперируемые<!--[if !supportFootnotes]-->[vii]<!--[endif]--> астрономические данные (в виде архивов космических и наземных телескопов, каталогов, баз данных); средства поиска, доступа к данным и их обработки; а также научные приложения результатов работы с данными. Создание виртуальных обсерваторий обусловлено двумя основными факторами: взрывным ростом объема астрономических данных, получаемых на современных больших инструментах, и отсутствием достаточно удобных связей между различными наборами данных<!--[if !supportFootnotes]-->[viii]<!--[endif]-->. Для координации всех проектов региональных виртуальных обсерваторий был организован альянс «Международная виртуальная обсерватория» (International Virtual Observatory Alliance, IVOA). В 2001-02 гг. три ведущих международных проекта по развитию и реализации современных подходов к использованию астрономических данных и созданию виртуальной обсерватории (ВО) получили финансирование и начали реализовываться. Это проекты Astrogrid - астрономическая сеть (Соединенное Королевство), Астрофизическая виртуальная обсерватория (Европа) и Национальная виртуальная обсерватория (США).

Многие научно-исследовательские проекты, использующие Интернет-технологии, направлены на создание виртуальной исследовательской среды (Virtual Research Environment,  VRE). Цель создания виртуальных исследовательских сред заключается в организации системы поддержки исследователей во всех дисциплинах, которая позволяет управлять всем комплексом задач, составляющих исследование. Виртуальная исследовательская среда (ВИС) обеспечивает «каркас» приложений, услуг и ресурсов для осуществления процесса познания.

Анализируя работы М. Фрезе, Д. Мюру, Е. Сондерс [Фрезе 2004; Фрезе 2005; Mюру, Сондерс 2008] по различным исследовательским программам, развернутых в ВИСах, можно выделить определение и типичные структурные элементы «классической» ВИС. Виртуальная исследовательская среда - это комплекс сетевых инструментов, систем и процессов, способствующих содействию или усилению исследовательского процесса в пределах и вне институциональных характеристик. Она включает в себя следующие процедуры: администрирование исследований; предоставление доступа к ресурсам; создание, использование и анализ данных; сотрудничество и коммуникация ученых; публикация результатов исследования, защита авторских прав. Виртуальная исследовательская среда является гибкой и адаптируемой к требованиям исследователей.

Термин «Виртуальная исследовательская среда» применяется для описания комплекса технологических инструментов в сети, которые используются в исследовательском цикле. Определяющим элементом ВИС является  расширение сотрудничества посредством технологий Web 2.0 и ее производных.  Виртуальные исследовательские среды в своем составе зависят от различных факторов, таких как цели создания, финансирование, дисциплина и существующая научно-исследовательская инфраструктура. Некоторые ВИС являются неформальными видами научных исследований в составе технологий обмена мгновенными сообщениями, обмена файлами, в блогах, в вики и в других сетях, основанных на технологии Интернет 2.0.

Виртуальная исследовательская среда является, с одной стороны, естественным продолжением совместного характера научных исследований, а с другой - представляет собой радикальную перемену в способе проведения, распределения и организации исследований. В настоящее время виртуальные исследовательские среды разрабатываются как часть исследовательской инфраструктуры, и вполне вероятно, по мнению М. Фрезер, что использование их и других форм онлайнового взаимодействия станут обычным явлением в научной среде. В целях содействия эффективности научно-исследовательского процесса, виртуальная исследовательская среда должна быть интегрирована с существующей научно-исследовательской инфраструктурой.

В качестве примеров использования виртуальных исследовательских сред в Великобритании можно привести программу виртуальной исследовательской среды восстановления и реконструкции различных носителей (каменные, деревянные таблички, свинец и т. п.) древних документов и изучение этих артефактов в первоначальных археологических или физических условиях. Еще одна программа виртуальной исследовательской среды затрагивает разработку крупномасштабных научных исследований по совместному изучению окружающей среды <!--[if !supportFootnotes]-->[ix]<!--[endif]-->.

Национальные и глобальные инициативы касаются построения открытых хранилищ цифровых данных и информации для науки, организации «открытого доступа» к результатам научных исследований в Интернете, E-infrastructure, Cyberinfrastructure, e-framework.

Организация «открытого доступа» к результатам научных исследований в Интернет – вопрос, обсуждаемый на различных уровнях. Открытый доступ (Open Accеss) - это бесплатный доступ читателей к онлайновым научным материалам с правом использовать их с любой законной целью (читать, загружать, копировать, печатать, искать, ссылаться на них, индексировать, передавать в качестве исходных данных в различные программные продукты или использовать в иных законных целях) без финансовых, юридических или технических препятствий, кроме тех, что стоят на пути выхода в Интернет. Единственным ограничением для перепечатки и распространения должна стать возможность контроля целостности работы для автора и соблюдение авторского права. 

В рамках «Открытого доступа» оформились два направления, которые образно называют «Зеленый путь» (Green Road) и «Золотой путь» (Golden Road). Первое направление объединяет сторонников так называемого «самоархивирования», которые поддерживают усилия исследователей по публикации их собственных работ в свободном доступе в Интернете (что не исключает параллельную публикацию их в  традиционных изданиях). Обычно необходимые средства для этого выделяются организациями, в которых работают ученые, либо организациями, выдающими гранты. Второе направление развивает альтернативные модели издания научных публикаций, прежде всего журналов и материалов конференций, в рамках которых все затраты несут издатели, а для конечного пользователя доступ к публикациям бесплатен. Для финансирования этих моделей также привлекаются средства, получаемые по грантам и средства научных организаций.

Разработка инфраструктуры распределенных компьютерных, информационных, коммуникационных технологий научно-исследовательской деятельности осуществляется в соответствии с программами национальных исследовательских финансирования органов по созданию киберинфраструктуры (cyberinfrastructure, США) и электронной инфраструктуры (e-infrastructure, Европейский союз).

Киберинфраструктура обеспечивает построение новых типов научных и прикладных сред знания с целью повышения эффективности научного познания. Оптимальное использование информации имеет существенное значение для построения информационной инфраструктуры в целях содействия исследованиям<!--[if !supportFootnotes]-->[x]<!--[endif]-->. Ресурсы «национальной научно-исследовательской информационно-вычислительной сети США» или «киберинфраструктуры» предоставляются, как правило, бесплатно для использования подразделениям исследований и разработок государственных учреждений (национальных научных центров), вузам и коммерческим фирмам - тем, кому необходимы максимально достигнутые вычислительные мощности. Например, вычислительные ресурсы (процессорное время для расчетов) суперкомпьютерных центров национальных лабораторий США безвозмездно раздаются в виде грантов по конкурсам на лучшие проекты по научным исследованиям и коммерческим инженерным разработкам (по программе INCITE).

Термин «электронная инфраструктура» (e-infrastructure, Европейский союз) относится к новой исследовательской среде, в которой все исследователи – независимо от того, работают они в рамках индивидуальных проектов или в составе национальных, межнациональных научных инициатив - имеют общий доступ к уникальным распределенным научным ресурсам (данным, документам, информации).

Электронная структура (e-framework, http://www.e-framework.org/) является инициативой английского Объединенного комитета информационных систем (Joint Information Systems Committee, JISC) и австралийского Департамента по вопросам образования, науки и профессиональной подготовки (Department of Education, Science and Training, DEST). Основная цель инициативы E-framework заключается в развитии сервис - ориентированных подходов для поддержки образовательных и исследовательских сообществ, в плодотворном обмене опытом и знаниями за пределами национальных границ и для разумного управления информационными системами. Такой подход позволяет максимально гибко и экономически эффективно управлять системами, как в институциональном контексте, так и на национальном и международном уровне.

По мнению М. Хедструм и Дж. Кинга [Хедструм, Кинг, 2005], развитие Интернет и его сервисов повышает вероятность того, что складывающаяся веками эпистемическая инфраструктура<!--[if !supportFootnotes]-->[xi]<!--[endif]--> будет замещена киберинфраструктурой новых сетей, которые удовлетворяют или превосходят роль ранее существующей эпистемической инфраструктуры.

Итак, наука это не только особый вид познавательной деятельности, но и система институтов, которые позволяют реализовывать эту деятельность в виде, адекватном тому или иному способу познания. Институциональные формы для организации научной деятельности в Интернете только начинает возникать, во многом сейчас она все еще связана с традиционной институциональной научной системой. Но точками прорыва для организации новых, уникальных научных институтов в Интернете могут стать научная сетевая инфраструктура, научные самопрезентации ученых (e-Portfolio), научные Интернет-блоги, самоархивирование, исследовательские сети в Интернете, Интернет-лаборатории, Сети мастерства (Networks of Excellence), Интернет-конференции, самопрезентации научных коллективов, виртуальные обсерватории, виртуальные организации и виртуальные исследовательские среды, открытые хранилища цифровых данных и информации для науки, организация «открытого доступа» к результатам научных исследований в Интернет, E-infrastructure, Cyberinfrastructure, e-framework.

Основными показателями такого рода институализации являются вовлечение ученых в научные сервисы и возрастание исследовательской активности ученых, изменение роли элементов научного познания и продуктов научной деятельности.

Научно-исследовательская инфраструктура Интернет «встраивается» в обеспечение современного производства знаний в двух качествах, как среда исследования (ВИС, виртуальные лаборатории, обсерватории, организации) и, в некотором роде, как движущая сила исследований.  Поясню мысль о том, что научно-исследовательская инфраструктура Интернет является движущей силой исследований двумя аргументами. Во-первых, одной из задач научной деятельности является создание перспективных технологий. В случае с Интернетом это появление научных сервисов и инструментов визуализации, моделирования, анализа данных. Во-вторых, технологические достижения в процессе создания инфраструктуры открывают новые научные направления (например, вебметрика, сетевой анализ блогов и т. п.)

Что касается дисциплинарного различия при использовании научных сервисов и Интернет-технологий, то естественные науки в силу своей специфичности (командные проекты, работа с огромными объемами данных, сложные вычислительные задачи) используют научно-исследовательскую инфраструктуру Интернета более эффективно, а гуманитарные дисциплины придерживаются «догоняющей стратегии».

Но чем больше научно-исследовательские инициативы в Интернете включают в себя все более широкий спектр дисциплин, дисциплинарных границ и параметров, то тем становится яснее, что доверие и связанные с этим этические ценности будут решающими факторами в долгосрочной жизнеспособности и устойчивости научно-исследовательской инфраструктуры Интернета. Это предполагает необходимость исследования восприятия доверия и выявления факторов, которые способствуют развитию доверия к научно-исследовательской инфраструктуре Интернета и к инструментам, вовлеченным в эту практику.

Таким образом, возникновение, становление и развитие научно-исследовательской инфраструктуры Интернет заставляет мировое научное сообщество пересмотреть сущность эпистемической инфраструктуры и парадигму производства научного знания, обратить внимание на формирование качественно новых способов передачи, использования и получения научных данных и информации, проведения научных исследований.

Литература

Бубенщикова, Пономарева,Тарасевич 2008 - Бубенщикова И. А., Пономарева И. С., Тарасевич Ю. Ю. Виртуальная лаборатория для моделирования живых систем. URL: http://www.mce.biophys.msu.ru/eng/archive/authors/person19030/doc12776/

Вутерс 2006 - Wouters P. What is the matter with e-Science? Thinking aloud about informatisation in knowledge creation / http://www.pantaneto.co.uk/issue23/wouters.htm.

Мюру, Сондерс pdf - Muro D., Saunders E. Virtual Research Environments: What do libraries have to do with it? / http://www.alia.org.au/groups/quill/papers/di.muro.Paper.pdf.

Наука в сетях мастерства 2008 - http://ipim.ru/discussion/789.html.

Наука и техническая инфраструктура для XXI века 2003 - Science and Engineering Infrastructure for the 21st Century: The Role of the National Science Foundation / http://www.nsf.gov/nsb/documents/2003/start.htm.

Нентвич 2003 - Nentwich M. Cyberscience: research in the age of the Internet. Vienna: Austrian Academy of Sciences Press , 2003.

Обзор ЕТП, действующих в сфере информационных и коммуникационных платформ - http://www.istoksoyuz.eu/catalogue%20etp%20and%20noe%20rus%20updated.pdf.

Отчет по исследованию стандартов для цифровых хранилищ и сервисов, 2008 - Investigative Study of Standards for Digital Repositories and Related Services / http://dare.uva.nl/document/93727.

Отчет семинара по построению эффективных виртуальных организаций, 2008 - National Science Foundation, Beyond Being There: A Blueprint for Advancing the Design, Development, and Evaluation of Virtual Organizations, Final Report from Workshops on Building Effective Virtual Organizations, May 2008 / http://www.ci.uchicago.edu/events/VirtOrg2008/.

Реутен, 2007 - Rhoten D. The Dawn of Networked Science.// The Chronicle of Higher Education. 07/09/2007 / http://chronicle.com/weekly/v54/i02/02b01201.htm.

Сзалай, Грей, 2004 - Szalay A., Gray J. 2020 Computing: Science in an exponential world // Nature . 23 March 2006.

Фрезе 2004 - Fraser M. Supporting Virtual Research Environments: how can we help? / http://users.ox.ac.uk/~mikef/rts/vre/img2.html.

Фрезе 2005 - Fraser M. Virtual Research Environments : Overview and Activity // Ariadne. 2005. № 44; http://www.ariadne.ac.uk/issue44/fraser/.

Фриз 2004 - Cross Cultural Study of Attitudes About Work and Gender Roles / http://www.pitt.edu/~frieze/ccresearch/home.html.

Хедструм, Кинг, 2005 - Hedstrom M., King J. L. Epistemic Infrastructure in the Rise of the Knowledge Economy Kahin, B. and Wycoff, A. (Eds.) Advancing Knowledge in the Knowledge Economy, MIT Press, 2005; http://jlking.people.si.umich.edu/EpistemicInfrast-MITPress.pdf.

Шредер, Фрай, 2007 - Schroeder R., Fry J. Social science approaches to e-Science: Framing an agenda. // Journal of Computer-Mediated Communication, 2007. 12(2).

Примечания

 

<!--[if !supportFootnotes]-->[i]<!--[endif]--> Biomedical Informatics Research Network (http://www.nbirn.net/).

<!--[if !supportFootnotes]-->[ii]<!--[endif]--> За последнее время в мире осуществлено множество исследований, целью которых является выявление суммарного объема цифровых данных. Исследовательская компания IDC опубликовала прогноз (The Expanding Digital Universe: A Forecast of Worldwide Information Growth Through 2010 www.emc.com/about/destination/digital_universe), согласно которому к 2011 г. общие объемы данных, хранимые во всем мире на всех существующих цифровых носителях, превысят 1800 экзабайт, что в 10 раз больше, чем в 2006 г., что объясняется ростом популярности цифровых медианосителей и объемов графических, аудио- и видео-файлов в глобальной сети Интернет. По своей структуре существующие файлы различны (от 6-гигабайтных образов DVD-дисков до мета-файлов RFID-меток, размер которых не превышает 128 байт). Было выяснено, что пользователями активно эксплуатируется менее половины из всех хранимых данных, остальные файлы - это так называемые «цифровые тени», к которым относятся файлы интернет-кешей в браузерах, журнальные файлы на серверах, данные об уже совершенных транзакциях, истории веб-поиска и т. п. Эксперты компании Cisco (http://www. cisco.com /) также предсказывают увеличение объемов цифровых данных в сети Интернет, но приводят другие цифры: количество переданных в Интернете данных будет ежегодно расти примерно на 46%, что в результате приведет к достижению объема в 522 экзабайт.

<!--[if !supportFootnotes]-->[iii]<!--[endif]--> Одним из общедоступных российских сайтов, предлагающих инструменты для самоархивирования является Соционет (http://socionet.ru/socio-net.htm).

<!--[if !supportFootnotes]-->[iv]<!--[endif]--> Например, Виртуальная лаборатория когнитивной науки (CogLab) http://virtualcoglab.cs.msu.su/

<!--[if !supportFootnotes]-->[v]<!--[endif]--> Подробнее:  Обзор ЕТП, действующих в сфере информационных и коммуникационных платформ (http://www.istoksoyuz.eu/catalogue%20etp%20and%20noe%20rus%20updated.pdf).

<!--[if !supportFootnotes]-->[vi]<!--[endif]--> Примеры «виртуальных организаций»: Southern California Earthquake Center (SCEC) — http://www.scec.org; The Cancer Biomedical Informatics Grid (caBIG) — http://cabig.nci.nih.gov; The Earth System Grid (ESG) — http://earthsystemgrid.org; The Large Hadron Collider (LHC) — http://lhc.web.cern.ch/lhc/; nanoHUB — http://www.nanohub.org; Biomedical Informatics Research Network (BIRN) — http://www.nbirn.net; Humanities, Arts, Science, and Technology Advanced Collaboratory (HASTAC) — http://www.hastac.org; The Sloan Digital Sky Survey (SDSS) — http://www.sdss.org; Second Life (SL) — http://secondlife.com.

<!--[if !supportFootnotes]-->[vii]<!--[endif]--> Интероперируемость системы баз данных позволяет пользователю получать информацию сразу из всех баз данных, хранящих разную информацию об одних и тех же объектах.

<!--[if !supportFootnotes]-->[viii]<!--[endif]--> Российская Виртуальная обсерватория (http://www.inasan.rssi.ru/rus/rvo/).

<!--[if !supportFootnotes]-->[ix]<!--[endif]--> The Virtual Research Environment at Oxford University (http://www.vre.ox.ac.uk/).

<!--[if !supportFootnotes]-->[x]<!--[endif]--> Подробнее см.: Atkins, D. Revolutionizing Science and Engineering Through Cyberinfrastructure: Report of the National Science Foundation Blue-Ribbon panel on Cyberinfrastructure. 2003, January. Executive summary (http://www.communitytechnology.org/nsf_ci_report); Cyberinfrastructure Vision for 21st Century Discovery, National Science Foundation Cyberinfrastructure Council, March 2007 (http://www.nsf.gov/pubs/2007/nsf0728/nsf0728.pdf).

<!--[if !supportFootnotes]-->[xi]<!--[endif]--> Эпистемическая инфраструктура для конкретной области исследования - это согласованный набор взаимосвязанных правил, процессов и представлений, созданный для поддержки научного дискурса.