Интеллектуальные беседы на тему биологии, нейробиологии, генетики
Ответить
Аватара пользователя
admin
Site Admin
Баланс:11833
 
Сообщения: 114
Регистрация: 19.06.2018

Как автоматизация и цифровизация убивает науку

admin » 08.12.2021 19:48

+
5
-
(на основе статьи в ЖЖ https://aridmoors.livejournal.com/794646.html)

В науке, в частности в микроскопии и микробиологии, связанной так или иначе с использованием микроскопов, я действительно наблюдаю глобальный системный коллапс, связанный с феноменами превращении так называемой "орудийной культуры", где люди используют вещи как орудия, в "цифровую культуру", где люди более не используют вещи как орудия, а оперируют компьютерными машинами. В чем выражается коллапс и почему это плохо?
«Замены "зрению" в биологии нет»
( Seeing is believing, 百聞は一見に如かず )
так говорил мой старый профессор

Я начала свою научную работу в старой лаборатории Киотского университета, в которой стояли (и я думаю до сих пор пока еще стоят) старые микроскопы. Эти микроскопы используют минимум софта, практически все операции, кроме собственно фотографического снимка, производятся с помощью рук и глаз. То есть ученый смотрит в окуляры, как это принято изображать, то есть вот так:

Изображение

и производит ДВЕ операции руками.

1) Крутит ручку на боку у микроскопа, чтобы двигать поле зрения вправо-влево,
2) Крутит другую ручку на другом боку у микроскопа, чтобы двигать фокус (т.е. точку фокусирования) вверх или вниз.
Эти движения называются в первом случае движениями по осям X-Y, а в случае движения фокуса вверх-вниз, соответственно, движением по оси Z.
Микроскоп выглядит в этом случае примерно вот так, а ручка для кручения на одном боку круглая черная выглядит так, как показывает оранжевая стрелка:

Изображение

Почему это важно?
Потому что зрительная информация поступает НЕПОСРЕДСТВЕННО через оптические стекла и набор линз НАПРЯМУЮ в глаза ученого. Картинка, которую человек получает при использовании такого метода, наиболее точная, потому что она наиболее прямая. Ну как если бы вы смотрели в бинокль. Вы видите не то, что "бинокль рассчитал что вам надо видеть", вы видите так, как если бы реально обладали зрением орла (в микроскопии - зрением куда более сильным, чем у орла). В любом случае вы можете СВОБОДНО перевести "бинокль" из любой точки в любую точку без всяких проблем, картинка у вас не будет ни топорщиться, ни мигать, и вы будете наблюдать вещи ЕСТЕСТВЕННЫМ образом, причем в том виде, в каком эти вещи есть на самом деле.

Но то были старые добрые времена, а примерно с начала двухтысячных все больше и больше микроскопы стали превращаться в... в компьютеры. И это ОЧЕНЬ, ОЧЕНЬ плохо.
Почему?
Потому что современный микроскоп выглядит примерно вот так:

Изображение

Я хочу, чтобы вы обратили внимание на КЛЮЧЕВЫЕ моменты.

Окуляры есть, но они, по сути, недоступны. Какой дебил планировал их расположение, я не знаю, но такого человека, который мог бы перед ними комфортно сидеть (точнее, теперь, в этом случае, СТОЯТЬ!!!) несколько часов - нет. Окуляры есть, но они фактически не-юзабельны. Если вы обратите внимание, вам и не предлагается сидеть перед окулярами, вам предлагается сидеть слева на стуле у компьютерного экрана. Это важно.

На практике это означает, что у вас отобрали "зрение орла". Вы более не можете иметь бинокль и наводить его туда, куда вам хочется, с той же легкостью, с какой вы вертите своими глазами. У вас отобрали НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ЗРЕНИЕ.

А как теперь смотреть-то? - спросите вы и будете правы. Смотреть теперь вам не разрешается. Вам теперь надо оперировать софтом, т.е. компьютерной программой, которая будет якобы (ЯКОБЫ) настолько же хороша, как и непосредственное зрение. Так вот, нет, причём во всех случаях. Все современные оптические (не туннельные, не электронные, пр.!) микроскопы теперь делятся на два вида - полностью автоматизированные (наихудший вариант) и частично автоматизированные.


Полностью автоматизированный микроскоп

Что такое полностью автоматизированный микроскоп? Это такой микроскоп, где вы с самого начала отдаете все управление в руки компьютера. Первой ступенью при любом осмотре образца является наведение фокуса на ту часть (те клетки), которые вы хотите осмотреть. У полностью автоматизированных микроскопов эта часть выполняется автоматически. То есть вы на компьютере нажимаете кнопку, компьютер сканирует ваш образец, и наводит вас ЯКОБЫ на тот участок образца, который "вы хотите" осмотреть - а в реальности на тот, который программа посчитала нужным, что вам надо увидеть. Как правило, это тупо участок, где компьютер смог сфокусироваться на клетках (а на тарелке таких мест бывает не всегда много и не всегда они то, что вы хотите увидеть!).

Нет человека, который был прыгал от окуляров к экрану. Вы ВЫНУЖДЕНЫ работать только с тем изображением, которое вас заставил смотреть компьютер. Насколько качественно это изображение? Давайте вдадимся в технические детали. Если в старом микроскопе вы могли свободно передвигаться по образцу и смотреть на разные его части, потому что световой сигнал поступал через линзы непосредственно в ваши глаза, то картинка на экране компьютера этих свойств не имеет. Картинка на экран компьютера может поступить только одним способом: СКАНИРОВАНИЕМ образца и переводом оптических сигналов в компьютерное изображение. Это было бы ОК само по себе, если бы не один (и очень огромный) затык. Точнее два затыка.

1) Постоянное сканирование изображения уничтожает оптический сигнал от флюоресцентных протеинов. Если вы будете долго сканировать какой-то участок, через 5 минут у вас на экране будет черное пятно.
2) Сканирование для вывода на экран компьютера ЗАНИМАЕТ ДОЛГОЕ ВРЕМЯ. ДОООООООООООООЛГОЕ время. Другими словами, вы больше не можете по-быстрому поменять фокус по оси Z, потому что как только вы поменяли фокус хоть на микрометр, компьютер будет сканировать снова. И снова. И снова. Качественной картинки, какую дает бинокль, вы больше не увидите никогда.

Сканирование в высоком разрешении (таком, какой вы выдели бы в бинокль) занимает (я засекала на часах) 1,5 минуты. МИ-НУ-ТЫ. Уменьшить время сканирования можно. Но как только время сканирования становится меньше, качество изображения падает КРИТИЧЕСКИ. Вы становитесь старым, близоруким орлом, который ничего не может разглядеть. Хотите разглядеть получше? Сканируйте дольше, но я вас предупреждаю, что через 5 минут у вас на экране будет тьма. Не хотите тьму?...

А вот тут наступает самый важный момент. Если вы не хотите тьму, РАБОТАЙТЕ ТОЛЬКО С ОПРЕДЕЛЕННЫМИ ОБРАЗЦАМИ. Теми, у которых флуоресценция зашкаливает, так что и 5 минут ее не выжигают. На всякий случай: подавляющее большинство протеинов НЕ ИМЕЮТ такой экспрессии. Как пример: экспрессия рецептора ковида ACE2 в легких и респираторном тракте настолько мала, что если сканировать 5 минут, будет черный экран. ВСЕ. Финита ля комедия. Никто не будет изучать это, потому что это ПЕРЕСТАЛО БЫТЬ ВИДНО в новомодные микроскопы.

Вот на этом примере становится наглядной идея: вы теперь видите не то, что есть на самом деле, вы видите то, что компьютер разрешил вам видеть, а все остальное видеть не будете. Куда уж там "объемная картина", какой там орел, тут бы на костыли опереться и в близорукие очки хоть что-то разглядеть.


Частично автоматизированные микроскопы

В таких микроскопах возможно довольно быстрое сканирование с достаточно высокой точностью картинки, однако, во-первых, такие микроскопы страшно дорогие, а во-вторых, у них дела с враньем обстоят, пожалуй, даже еще хуже. Если полностью автоматизированный микроскоп заставит вас материться, рвать на себе волосы и проклинать все на свете, потому что быстрое сканирование заставит вас чувствовать себя близоруким, но в итоге вы все равно будете иметь какую-то более или менее (близорукую) картинку реальности, то частично автоматизированные микроскопы имеют встроенную подлянку. Они ЗА ВАС решат, насколько сильный сигнал. В смысле, там сигнал можно искусственно усилить. То есть в реальности сигнала почти нет, но компьютер вам может нагенерить побольше света, чтоб темного окна не было. Реальный ли это сигнал? А неизвестно. Компьютер может усилить все, что угодно. И если у вас мало опыта, вы будете смотреть на это и не знать, что это искусственно сгенерированная картинка, там, где ее быть не должно.

Другими словами, подводя итог сказанному, переход с "орудийных" микроскопов с действующими окулярами на компьютерный экран - КРАЙНЕ хреновая вещь. В лаборатории можно иметь 1 новомодный микроскоп, но лучше иметь 3 старых и один новомодный. По той причине, что как только ученый пересаживается с окуляров на компьютер, может произойти такая вещь, которую Лем описал в своем рассказе "Условный Рефлекс", а также "Ананке" (крайне советую, всячески, не разочаруетесь!).
Поделиться:

newfiz
Участник
Баланс:668
 
Сообщения: 56
Регистрация: 06.04.2021

Re: Как автоматизация и цифровизация убивает науку

newfiz » 09.12.2021 09:50

+
3
-
Да уж! Придётся нам отправляться в Мексику, в Теотиуакан,
на Пирамиду Солнца. У побывавшего там Виталия Сундакова
заработало, в том числе, зуммирование при зрении. Он
научился по желанию "приближать" объект, чтобы подробно
его рассмотреть.
Но это "не отразилось на благосостоянии наших людей".
Наука, ёлы-палы - она живучая.

MarGree
Участник
Баланс:2415
 
Сообщения: 221
Регистрация: 09.12.2019

Re: Как автоматизация и цифровизация убивает науку

MarGree » 09.12.2021 13:27

+
0
-
Интересно. Соображения имеются. Но с моей страстью к многословию и недостатку времени коммент допишу к завтрему. Не удаляйте тему!

MarGree
Участник
Баланс:2415
 
Сообщения: 221
Регистрация: 09.12.2019

Re: Как автоматизация и цифровизация убивает науку

MarGree » 10.12.2021 10:18

+
4
-
Почему я могу судить о проблеме, затронутой автором первоисточника aridmoors более-менее объективно.

С одной стороны - по складу мозгов я гуманитарий, самодеятельный поэт и подвержена наркотической потребность в чтении; а с другой стороны – профессиональный-опытный-квалифицированный инженер-конструктор-машиностроитель. Поэтому обычно воспринимаю любую проблему комплексно с двух позиций: и как гуманитарий, и как технарь.

В негодованиях aridmoors я вижу давно известное «противостояние физиков и лириков». По-простому – тут или девушка «натягивает сову на глобус» по недостатку знаний, или дама, умудренная опытом «работы вручную», не может освоить хитрый прибор.

При этом, заметьте, сама aridmoors понимает, что дело стопорится из-за несовершенства инструмента:
«Я хочу, чтобы вы обратили внимание на КЛЮЧЕВЫЕ моменты», -
и далее автор предполагает возможное решения проблемы, но априори отказывается в неё верить:
«6) Частично автоматизированные микроскопы. В таких микроскопах возможно довольно быстрое сканирование с достаточно высокой точностью картинки, однако, во-первых, такие микроскопы страшно дорогие, а во-вторых, у них даже, наверное, еще хуже дела с враньем».
Несовершенство инновационного инструмента на стадии первой промышленной партии не может считаться основанием для констатации того, что «автоматизация и цифровизация убивают науку».


Обосновываю это умозаключение.

Даже то угребище, что имеется у aridmoors, можно приспособить к делу:
- неудобный блок с оккулярами установить на простенькую механическую подставку с регулировкой высоты, угла поворота и перемещения, удобными оператору;
- любой современный компьютер снабжен функцией «фото» и «Prt.Sc.», качество снимков – настраиваемый параметр, зависящий от точности оборудования.

Что можно возразить по следующему утверждению аridmoors:
«А вот тут наступает самый важный момент. Если вы не хотите тьму, РАБОТАЙТЕ ТОЛЬКО С ОПРЕДЕЛЕННЫМИ ОБРАЗЦАМИ. Теми, у которых флуоресценция зашкаливает, так что и 5 минут ее не выжигают. На всякий случай: подавляющее большинство протеинов НЕ ИМЕЮТ такой экспрессии. Как пример: экспрессия рецептора ковида ACE2 в легких и респираторном тракте настолько мала, что если сканировать 5 минут, будет черный экран. ВСЕ. Финита ля комедия. Никто не будет изучать это, потому что это ПЕРЕСТАЛО БЫТЬ ВИДНО в новомодные микроскопы», -
и тут я отказываюсь её понимать. Ведь сами по себе снимки, сделанные через заданный интервал – это вообще прекрасное подспорье для исследователя. Они детально и точно покажут поэтапную картинку с хроноскопированием исследуемого процесса, безразлично к его длительности и склонности исследуемых образцов к разрушению.


И в завершении своей публикации aridmoors рекомендовала для прочтения рассказы Лема, где она увидела иллюстрацию для ещё одной возможности посрамления вредоносной техники:
«…вы теперь видите не то, что есть на самом деле, вы видите то, что компьютер сказал вам разрешено видеть, а все остальное видеть не будете».
Противореча самой себе она подвела к мысли, что виновником непонимания автоматизированных показателей может быть сам человек. Который видит не то, что есть, а то, что следует из его автоматически усвоенного опыта. Потому что реально опытный специалист знаком с техническими особенностями оборудования и возможными аберрациями собственного восприятия.

Все люди видят окружающее соразмерным своему опыту.
Когда некий специалист не понимает техники и видит в ней разрушающий науку фактор – это предмет беспокойства о компетентности специалиста, а не о вредоносности для науки «автоматизации и цифровизация».

Конечно, пресловутые «автоматизация и цифровизация» имею достаточно неоднозначных следствий. К примеру, снижение количества рабочих мест. Но это – социальные беды и будут решаться социальными способами.

Утверждать, что «автоматизация и цифровизация убивает науку» - это абсурд, граничащий с подрывной античеловеческой деятельностью. В виду того, что скорость течения технического прогресса замедляется, а следовательно – истощение сырьевых ресурсов Земли неизбежно (https://trends.rbc.ru/trends/futurology ... 17d03d34c8 ).
На инновационные технологии, способные освоить новые источники ресурсов, возлагаются большие надежды. А новые технологии без «автоматизации и цифровизации» не создаются, что бы под этими терминами не имела в виду aridmoors.

Ответить
   ПОМОЩЬ по форуму!