Знаете, что вы — да, вы, я и другие самые обычные люди — можем делать для человечества в свободную минуту? Развивать науку. Да, именно так: сегодня науке нужны добровольцы-любители, чтобы классифицировать галактики, искать планеты и сверхновые, участвовать в нейробиологических исследованиях, массовых наблюдениях за птицами, животными, растениями, климатом.
Что такое гражданская наука
В 2014 году в Оксфордском словаре появилось понятие «гражданская наука» — оно подразумевает ученых-любителей, волонтеров, да и всю добровольную помощь неспециалистов.
На протяжении веков люди не всегда занимались наукой профессионально: писатель Владимир Набоков изучал бабочек, врач Эжен Дюбуа увлекался любительской археологией и нашел один из самых знаменитых черепов — питекантропа, президент Бенджамин Франклин изучал физику, а любитель истории Генрих Шлиман раскопал Трою.
«Я начал с удовольствием следить за жизнью птиц и в своей простоте удивлялся, как это каждый джентльмен не делается орнитологом».
Чарльз Дарвин
Любительские коллекции составляли основу собраний музеев насекомых и растений, дилетанты-астрономы открывали кометы и даже галактики, так что тренд этот давний, а вот массовость явления — действительно нечто новое. Гражданская наука и гражданские ученые могут, верят энтузиасты, сделать науку демократичной, чтобы об открытиях узнавали не только из публикаций, но и сами участники исследований чувствовали причастность к происходящему — ведь их именами называют открытые планеты, а имена попадают в научные публикации. А научные институты при этом получают дополнительную возможность сбора и анализа данных — большой и бесплатный ресурс. Некоторые программы разработаны специально для школьников — и с точки зрения вложения в будущее это по-настоящему важно: за последние 20 лет в научных проектах приняли участие десятки миллионов непрофессионалов.
Надо сказать спасибо технологиям и доступу к научной информации. Интернет и гаджеты — планшеты, телефоны с фото- и видеокамерами — сделали сбор данных делом гораздо более легким. И главное — наука становится популярной.
Некоторые проекты просят установить на телефон специальные приложения для сбора данных (мы писали о приложениях для наблюдения за птицами и определителях растений), другие просят отправлять фото и видео через специальные сервисы: например, в Австралии фото очевидцев и исследователей, которые зафиксировали случай гибели животного на дороге в результате автомобильной аварии, помогают ученым определять опасные для животных участки дорог и ставить знаки, снижающие скорость. Одни проекты локальны, другие глобальны и так далее. И почти все требуют знания английского языка, хотя и существуют только российские проекты.
Участвовать в исследованиях можно по-разному: просто отправлять фото и видео, обрабатывать на своем компьютере статистические данные, классифицировать и оценивать изображения, пользуясь предоставляемыми определителями, разбирать архивы. В некоторых случаях нужны базовые знания физики, математики или биологии, иногда не нужно и этого — а нужно быть внимательным и уметь пользоваться компьютером.
Какие бывают проекты
Первым проектом гражданской науки стал SETI@Home при Университете Беркли, который использовал время простоя домашних компьютеров миллионов участников для поиска внеземной жизни: подключившись к проекту, вы давали возможность использовать ресурс вашего компьютера, когда он не был вам нужен. Такие проекты называются «распределенными вычислениями». Позже появились Stardust@home, Galaxy Zoo и Einstein@Home (который предназначен для проверки гипотезы Эйнштейна о гравитационных волнах, а теперь еще и ищет пульсары).
Galaxy Zoo, начавший работу в 2007 году, стал очень популярен: за несколько месяцев волонтёры классифицировали 900 000 галактик — это пятилетняя работа нескольких ученых
Но распределенными вычислениями совсем не ограничивается возможность участия в научных проектах. Есть несколько сайтов гражданской науки, где можно выбрать себе проект по вкусу, интересам и возможностям.
Английская страница «Википедии», которая регулярно обновляется, содержит список действующих в настоящее время проектов, их сейчас примерно около сотни. Там указаны и тематика, и из каких стран требуются добровольцы.
К примеру, гражданских ученых приглашает участвовать в своих проектах NASA: они предлагают изучать популяции пингвинов и вспышки на Солнце, оползни, дождевые леса, искать коричневых карликов (это тип звезд), планеты и различные космические объекты.
Galaxy Zoo, «Галактический зоопарк», — это объединение гражданских научных проектов в области астрономии и климатологии. Расскажем подробнее.
1. Астрономия
Астрономические наблюдения и обработка данных — самое развитое направление гражданской науки. «Галактический зоопарк „Хаббла“» классифицирует сотни тысяч галактик по снимкам, сделанным при помощи космического телескопа «Хаббл». Участникам высылают определитель типов галактик, а дальше идут отправлять какое-то количество снимков звездного неба. Вам предстоит присваивать объектам на снимках типы галактик: спиральные, двойные и т. п. Каждый объект квалифицируют несколько исследователей, чтобы избежать ошибки, а потом компьютер анализирует ответы и присваивает объектам классификацию. Распознавание образов — задача, в которой компьютер пока проигрывает человеку. Создатели проекта говорят, что работа пользователей по разметке изображений полезна не только в астрономии, но и как база данных для обучения нейросетей.
«Галактический зоопарк: охота на сверхновые»: тут, так же как с галактиками, только классифицируем сверхновые. Проект «Лунный зоопарк» изучает Луну по данным орбитального лунного зонда, «Охотники за планетами» ищут экзопланеты, а проект «Млечный Путь» обрабатывает данные телескопа «Спитцер». «Охотники за льдом» изучают пояс Койпера для выбора цели межпланетного зонда «Новые горизонты». А представьте, что нужный объект обнаружите именно вы? Существует проект «Звездная пыль» Университета Беркли, и добровольцам предлагается исследовать межзвездную пыль. Если вы грезите Марсом, вам в проект Planet Four про четвертую от Солнца планету. По фото поверхности Марса необходимо идентифицировать детали рельефа — так вы строите карту планеты, по которой потом поедут планетолеты Илона Маска.
Интересный проект — «Картирование исторического неба», совместно с Webster Institute. В задачи проекта входит соотнести объекты (созвездия и звезды) звездных атласов из коллекции чикагского планетария Адлер с наблюдаемыми сегодня звездными телами. Галактики все время вращаются, и на средневековых атласах известные нам сегодня созвездия могли выглядеть чуть иначе.
Один из известных проектов — Planethunters. Гражданские ученые, участвующие в нем, обрабатывают снимки космического телескопа «Кеплер». Телескоп наблюдает примерно за 150 тысячами систем в автоматическом режиме, и человек лучше справляется с анализом полученных изображений.
По-другому работают проекты SkyNet и CRAYFIS: они требуют установки на телефон своего приложения. SkyNet объединяет мощности телефонов в покое для объединения в суперкомпьютер, анализирующий волновое реликтовое излучение. CRAYFIS превращает телефон в детектор космических излучений. Это ваш шанс опубликоваться в научной статье об астрономии.
2. Климатология
Есть интересный проект и в климатологии, «Старая погода» (Old Weather). Добровольцы изучают старые корабельные журналы, выписывая данные о погоде — самые старые метеорологические наблюдения. Это поможет понять, как менялся климат в последние столетия.
3. Биология
Самый популярный биологический проект гражданской науки — FoldIt. Это компьютерная игра, в которой надо решать головоломки. Решая их, вы предлагаете оптимальную структуру молекул белка в клетке. У проекта уже 4 серьезных открытия. Тот же принцип использует нейробиологический проект EyeWire, который исследует мозг человека.
В проекте по изучению ЖКТ приняли участие 10 000 добровольцев — это крупнейшая в мире база данных о микробиоме человеческого кишечника
Проект Genographic изучает генофонд человечества. Вы можете сдать ДНК и отправить анализ в лабораторию. Так расследуются пути миграции человечества и распространение тех или иных генов.
Орнитологи выпускают приложения, с помощью которых можно записывать голоса птиц и делать их фотографии — и отправлять данные для анализа.
Гражданская наука в России
Добровольцы и любители науки из России участвуют и в международных, и в российских проектах; проблема в том, что российских проектов не так много.
«Союз охраны птиц России» проводит акции «Соловьиные вечера», «Серая шейка» и призывает в дни наблюдений за птицами собирать всю информацию о них. Есть даже российское приложение Bird Record (мы о нем писали), с помощью которого можно собирать и отправлять информацию.
В проекте «Дельфинология» во время туров наблюдения за китами нас призывают собирать данные о китообразных — это что-то среднее между туризмом и полевой работой биологов.
Как видите, возможностей много, и выбрать есть из чего. Так что регистрируйтесь и начинайте двигать науку вперед.
Фото: Shutterstock / AstroStar
