МЕТОДОЛОГИЯ

А.М.Новиков

О РОЛИ НАУКИ В СОВРЕМЕННОМ ОБЩЕСТВЕ

В настоящее время в обществе происходит стремительная переоценка роли науки в развитии человечества. Цель данной статьи – выяснить причины этого явления и рассмотреть основные тенденции дальнейшего развития науки и взаимоотношений в традиционном «тандеме» наука – практика.

Для начала обратимся к истории. Начиная с эпохи Возрождения, наука, отодвинув на задний план религию, заняла ведущую позицию в мировоззрении человечества. Если в прошлом выносить те или иные мировоззренческие суждения могли только иерархи церкви, то, впоследствии, эта роль целиком перешла к сообществу ученых. Научное сообщество диктовало обществу правила практически во всех областях жизни, наука являлась высшим авторитетом и критерием истинности. На протяжении нескольких веков ведущей, базовой деятельностью, цементирующей различные профессиональные области деятельности людей являлась наука . Именно наука была важнейшим, базовым институтом, так как в ней формировалась и единая картина мира, и общие теории, и по отношению к этой картине выделялись частные теории и соответственные предметные области профессиональных деятельностей в общественной практике. «Центром» развития общества являлись научные знания, а производство этих знаний – основным видом производства, определяющем возможности остальных видов и материального, и духовного производства.

Но во второй половине ХХ века определились кардинальные противоречия в развитии общества: как в самой науке, так и в общественной практике. Рассмотрим их.
Противоречия в науке:
1. Противоречия в строении единой картины мира, созданной наукой, и внутренние противоречия в самой структуре научного знания, которые породила сама же наука, создание представлений о смене научных парадигм (работы Т. Куна, К. Поппера и др.);
2. Стремительный рост научного знания, технологизация средств его производства привели к резкому увеличению дробности картины мира и, соответственно, дроблению профессиональных областей на множество специальностей;
3. Современное общество не только сильно дифференцировалось, но и стало реально поликультурным. Если раньше все культуры описывались в едином «ключе» европейской научной традиции, то сегодня каждая культура претендует на собственную форму самоописания и самоопределения в истории. Возможность описания единой мировой истории оказалась крайне проблематичной и обреченной на мозаичность. Встал практический вопрос о том, как соорганизовать «мозаичное» общество, как управлять им. Оказалось, что традиционные научные модели «работают» в очень узком ограниченном диапазоне: там, где идет речь о выделении общего, универсального, но не там, где постоянно необходимо удерживать разное как разное;
4. Но главное даже не в этом. Главное в том, что за последние десятилетия роль науки (в самом широком смысле) существенно изменилась по отношению к общественной практике (также понимаемой в самом широком смысле). Триумф науки миновал. С XVIII века до середины прошлого ХХ века в науке открытия следовали за открытиями, а практика следовала за наукой, «подхватывая» эти открытия и реализуя их в общественном производстве – как материальном, так и духовном. Но затем этот этап резко оборвался – последним крупным научным открытием было создание лазера (СССР, 1956г.). Постепенно, начиная с этого момента, наука стала все больше «переключаться» на технологическое совершенствование практики: понятие «научно-техническая революция» сменилось понятием «технологическая революция», а также, вслед за этим появилось понятие «технологическая эпоха» и т.п. Основное внимание ученых переключилось на развитие технологий. Возьмем, к примеру, стремительное развитие компьютерной техники и компьютерных технологий. С точки зрения «большой науки» современный компьютер по сравнению с первыми компьютерами 40-х гг. XX в. принципиально ничего нового не содержит. Но неизмеримо уменьшились его размеры, увеличилось быстродействие, разрослась память, появились языки непосредственного общения компьютера с человеком и т.д. – т.е. стремительно развиваются технологии. Таким образом, наука как бы переключилась больше на непосредственное обслуживание практики.
Если раньше в ходу были теории и законы, то теперь наука все реже достигает этого уровня обобщения, концентрируя свое внимание на моделях, характеризующихся многозначностью возможных решений проблем. Кроме того, очевидно, работающая модель полезнее отвлеченной теории.
Исторически известны два основных подхода к научным исследованиям. Автором первого является Г. Галилей. Целью науки, с его точки зрения, является установление порядка, лежащего в основе явлений, чтобы представлять возможности объектов, порожденных этим порядком, и, соответственно, открывать новые явления. Это так называемая «чистая наука», теоретическое познание.
Автором второго подхода был Френсис Бэкон. О нем вспоминают гораздо реже, хотя сейчас возобладала именно его точка зрения: «я работаю, чтобы заложить основы будущего процветания и мощи человечества. Для достижения этой цели я предлагаю науку, искусную не в схоластических спорах, а в изобретении новых ремесел…». Наука сегодня идет именно по этому пути – пути технологического совершенствования практики;
5. Если ранее наука производила «вечное знание», а практика пользовалась «вечным знанием», т.е. законы, принципы, теории жили и «работали» столетия или, в худшем случае, десятилетия, то в последнее время наука в значительной мере переключилась, особенно в гуманитарных общественных и технологических отраслях, на знание «ситуативное».
В первую очередь, это явление связано с принципом дополнительности . Принцип дополнительности возник в результате новых открытий в физике на рубеже ХIХ и ХХ веков, когда выяснилось, что исследователь, изучая объект, вносит в него, в том числе посредством применяемого прибора, определенные изменения. Этот принцип был впервые сформулирован Н. Бором: воспроизведение целостности явления требует применения в познании взаимоисключающих «дополнительных» классов понятий. В физике, в частности, это означало, что получение экспериментальных данных об одних физических величинах неизменно связано с изменением данных о других величинах, дополнительных к первым. Тем самым с помощью дополнительности устанавливалась эквивалентность между классами понятий, описывающими противоречивые ситуации в различных сферах познания.
Принцип дополнительности существенно повернул весь строй науки. Если классическая наука функционировала как цельное образование, ориентированное на получение системы знаний в окончательном и завершенном виде; на однозначное исследование событий; на исключение из контекста науки влияния деятельности исследователя и используемых им средств; на оценку входящего в наличный фонд науки знания как абсолютно достоверного; то с появлением принципа дополнительности ситуация изменилась. Важно следующее: включение субъектной деятельности исследователя в контекст науки привело к изменению понимания предмета знания: им стала теперь не реальность «в чистом виде», а некоторый ее срез, заданный через призмы принятых теоретических и эмпирических средств и способов ее освоения познающим субъектом; взаимодействие изучаемого объекта с исследователем (в том числе посредством приборов) не может не привести к различной проявляемости свойств объекта в зависимости от типа его взаимодействия с познающим субъектом в различных, часто взаимоисключающих условиях. А это означает правомерность и равноправие различных научных описаний объекта, в том числе различных теорий, описывающих один и тот же объект, одну и ту же предметную область. Поэтому, очевидно, булгаковский Воланд и говорит: «Все теории стоят одна другой».
Так, например, в настоящее время многие социально-экономические системы исследуются посредством построения математических моделей с использованием различных разделов математики: дифференциальных уравнений, теории вероятностей, нечеткой логики, интервального анализа и др. Причем интерпретация результатов моделирования одних и тех же явлений, процессов с использованием разных математических средств дают хотя и близкие, но все же разные выводы.
Во-вторых, значительная часть научных исследований сегодня проводится в прикладных областях, в частности, в экономике, технологиях, в образовании и т.д. и посвящается разработке оптимальных ситуативных моделей организации производственных, финансовых структур, образовательных учреждений, фирм и т.п. Но оптимальных в данное время и в данных конкретных условиях. Результаты таких исследований актуальны непродолжительное время – изменятся условия и такие модели никому уже не будут нужны. Но тем не менее и такая наука необходима и такого рода исследования являются в полном смысле научными исследованиями .
6. Далее, если раньше мы произносили слово «знание», как бы автоматически подразумевая под этим научное знание, то сегодня помимо научного знания человеку приходиться пользоваться знаниями и совершенно иного рода. Например, знание правил пользования компьютерным текстовым редактором – это достаточно сложное знание. Но вряд ли научное – ведь с появлением какого-либо нового текстового редактора прежнее «знание» уйдет в небытие. Или же банки и базы данных, стандарты, статистические показатели, расписания движения транспорта, огромные информационные массивы в Интернете и т.д. и т.п., чем каждому человеку приходится все больше и больше пользоваться в повседневной жизни. То есть научное знание сегодня сосуществует с другими, ненаучными знаниями. Часто в публикациях авторы предлагают разделять эти понятия на знание (научное знание) и информацию .
Противоречия в практике. Развитие науки, в первую очередь, естественнонаучного и технического знания обеспечило человечеству развитие индустриальной революции , благодаря которой к середине ХХ века была, в основном, решена главная проблема, довлевшая над всем человечеством на протяжении всей истории – проблема голода. Человечество впервые за всю историю смогло накормить себя (в основном), а также создать для себя благоприятные бытовые условия (опять же в основном). И тем самым был обусловлен переход человечества в совершенно новую, так называемую постиндустриальную эпоху своего развития, когда появилось изобилие продовольствия, товаров, услуг, и когда, в связи с этим, стала развиваться во всей мировой экономике острейшая конкуренция. Поэтому за короткое время в мире стали происходить огромные деформации – политические, экономические, общественные, культурные и т.д. И, в том числе, одним из признаков этой новой эпохи стали нестабильность, динамизм политических, экономических, общественных, правовых, технологических и других ситуаций. Все в мире стало непрерывно и стремительно изменяться. И, следовательно, практика должна постоянно перестраиваться применительно к новым и новым условиям. И, таким образом, инновационность практики становится атрибутом времени .
Если раньше, еще несколько десятилетий назад в условиях относительно длительной стабильности образа жизни общественная практика, практические работники – инженеры, агрономы, врачи, учителя, технологи и т.д. - могли спокойно ждать, пока наука, ученые (а также, в былые времена в СССР, и центральные органы власти) разработают новые рекомендации, а потом их апробируют в эксперименте, а потом конструкторы и технологи разработают и апробируют соответствующие конструкции и технологии, и лишь потом дело дойдет до массового внедрения в практику, то такое ожидание сегодня стало бессмысленным. Пока все это произойдет, ситуация изменится коренным образом. Поэтому практика, естественно и объективно устремилась по другому пути – практические работники стали создавать инновационные модели социальных, экономических, технологических, образовательных и т.д. систем сами: авторские модели производств, фирм, организаций, школ, авторские технологии, авторские методики и т.д.
Еще в прошлом веке, наряду с теориями, проявились такие интеллектуальные организованности как проекты и программы , а к концу ХХ века деятельности по их созданию и реализации стали массовыми. Обеспечиваются они не только и не столько теоретическими знаниями, сколько аналитической работой. Сама же наука за счет своей теоретической мощи породила способы массового изготовления новых знаковых форм (моделей, алгоритмов, баз данных и т.п.), и это стало теперь материалом для новых технологий. Эти технологии уже не только вещного, но и знакового производства, а в общем технологии, наряду с проектами, программами, стали ведущей формой организации деятельности. Специфика современных технологий заключается в том, что ни одна теория, ни одна профессия не могут покрыть весь технологический цикл того или иного производства. Сложная организация больших технологий приводит к тому, что бывшие профессии обеспечивают лишь одну - две ступени больших технологических циклов, и для успешной работы и карьеры человеку важно быть не только профессионалом, но быть способным активно и грамотно включаться в эти циклы.
Но для грамотной организации проектов, для грамотного построения и реализации новых технологий, инновационных моделей практическим работникам понадобился научный стиль мышления, который включает такие необходимые в данном случае качества как диалектичность, системность, аналитичность, логичность, широту видения проблем и возможных последствий их решения. И, очевидно, главное, - понадобились навыки научной работы, в первую очередь – умения быстро ориентироваться в потоках информации и создавать, строить новые модели – как познавательные (научные гипотезы), так и прагматические (практические) инновационные модели новых систем – экономических, производственных, технологических, образовательных и т.д. Вот в этом, очевидно, и заключается наиболее общая причина устремления практических работников всех рангов – менеджеров, финансистов, инженеров, технологов, педагогов и т.д. к науке, к научным исследованиям – как общемировая тенденция .
Действительно, во всем Мире, в том числе и, возможно, более всего, в России, стремительно растет количество защищаемых диссертаций и получаемых ученых степеней . Причем, если в предшествующие периоды истории ученая степень была нужна лишь научным работникам и преподавателям ВУЗов, то сегодня основная масса диссертаций защищается практическими работниками – наличие ученой степени становится показателем уровня профессиональной квалификации специалиста . А аспирантура и докторантура (и, соответственно, соискательство) становятся очередными ступенями образования . В этом отношении интересна динамика уровня заработной платы работников в зависимости от уровня их образования. Так, в США на протяжении 80-х годов прошлого века почасовая заработная плата лиц с высшим образованием увеличилась на 13 процентов, тогда как с незаконченным высшим – снизилась на 8 процентов, со средним образованием – сократилась на 13 процентов, а те, кто не окончил даже среднюю школу, потеряли 18 процентов заработка. Но в 90-х г.г. рост заработной платы выпускников ВУЗов приостановился – люди с высшим образованием стали к этому времени как бы «средними» работниками – как в 80-е годы выпускники школ. Стала стремительно расти заработная плата лиц с учеными степенями – бакалавров на 30 процентов, докторов – почти вдвое. То же самое происходит и в России – на работу в престижную фирму более охотно берут кандидата, а то и доктора наук, чем просто специалиста с высшим образованием.

Академик Российской АН Н. МОИСЕЕВ.

Вручение дипломов и поздравления выпускников Физтеха 1997 года.

Академик В. М. Глушков (слева) и его ученики - доктора наук В. П. Деркач, А. А. Летичевский и Ю. В. Капитонова.

Профессор, доктор биологических наук Н. Ф. Реймерс на Международной экологической конференции в США. Август 1989 года.

Участники первого советско-американского симпозиума по дифференциальным уравнениям с частными производными в новосибирском Академгородке (1963 год). На снимке в центре: академики И. Н. Векуа и М. А. Лаврентьев.

Для того, чтобы понять и оценить процессы, происходящие в мире, чтобы увидеть тенденции и суметь выделить генеральные направления усилий, которые следует приложить, надо обрести опорную точку, некий фундамент, на который сможет опереться научный анализ изучаемой ситуации. Такой опорой может стать представление об обществе как о некой самоорганизующейся, непрерывно эволюционизирующей системе, в которой регулярно происходит рассогласование духовного и материального миров. Эти миры связаны между собой, но их корреляция отнюдь не однозначна. Бывают счастливые периоды, когда развитие духовного мира человека далеко обгоняет его материальные потребности, и тогда наступает счастливая эра развития общества, его культуры, экономики. По всей видимости, эпоха Возрождения и следующая за ней эпоха Просвещения были именно такими периодами. Но бывает и обратное, когда, несмотря на развитие потребностей материального мира, возникает деградация мира духовного. Его ценности остаются невостребованы, как Александрийская библиотека, которую сожгли ранние христиане. И тогда наступает средневековье - безвременье, отбрасывающее человечество назад на столетия, обрекающее его на горе и кровь. Боюсь, что мы стоим на пороге такого периода и что потребуются огромные интеллектуальные усилия, чтобы его не перешагнуть.

Где вы, грядущие гунны,
Что тучей нависли над миром!
Слышу ваш топот чугунный
По еще не открытым Памирам.

Во всем прав был Брюсов, кроме "неоткрытых Памиров". Они открыты, они здесь, они вокруг нас, это наша нынешняя действительность, это сильные мира сего, живущие днем сегодняшним и мало понимающие в том, что сегодня происходит на планете. Это мегаполисы и нынешние масс-медиа - наиболее яркое проявление нашей интеллектуальной деградации или, если угодно, наступающего средневековья. Если мы его не сможем остановить!

Сегодня много говорят об экологическом кризисе, о переходе страны на модель "устойчивого развития", о кризисе экономическом и многих других явлениях такого же характера. Все это справедливо - человечество действительно переживает кризис и не столько экологический, сколько цивилизационный, если угодно, разлад системы, утвердившейся на планете в последние столетия. И то, что происходит в нашей стране, - лишь фрагмент этого глобального процесса.

Мне кажется, что все происходящее гораздо сложнее, чем это принято представлять. Думаю, что тот цивилизационный потенциал, который был заложен неолитической революцией, практически исчерпан. Убежден, что человечество подходит к поворотной точке своего развития. Однажды, еще в палеолите, человек пережил нечто подобное: биологическое развитие индивида постепенно стало замедляться, уступая место развитию общественному. И в такой постепенной перестройке была жизненная необходимость для нашего биологического вида. Я не буду гадать, каким должен стать новый канал эволюции человечества, какими могут быть ее сценарии. Посвящу эту статью лишь одному вопросу. Он останется чрезвычайно важным, независимо от того, какой путь своего развития выберет тот биологический вид, что сам себя назвал "человек разумный".

Речь пойдет о системе образования, о передаче эстафеты культуры и знаний. Все те бифуркации, или, пользуясь терминологией французского математика Рене Тома, катастрофы, через которые прошло становление человечества, разрешались "естественным" путем, то есть механизмами отбора. Либо на уровне организмов, либо на надорганизменном уровне - орд, племен, популяций, народов. Процесс перестройки тянулся тысячелетиями и стоил нашим предкам моря крови. Сегодня этот путь невозможен: он будет означать конец истории, и не по Гегелю или Фукояме, а настоящий конец.

И какой бы путь развития ни избрало человечество для того, чтобы сохранить себя на планете, это может быть только выбор разума, опирающийся на науку, на знания. Только они способны облегчить те трудности, с которыми предстоит людям справиться. Значит, наука, образование должны отвечать уровню этих трудностей. Но если мы серьезно вдумаемся в содержание и методы современного образования, то легко обнаружим несоответствие существующих традиций в образовании, прежде всего в университетском образовании, потребностям сегодняшнего дня. И этот кризис, может быть, наиболее опасный из всей совокупности современных кризисов. Хотя о нем почему-то почти не говорят.

Становление университетских традиций началось еще в средние века. Первый университет был основан в Болонье в 1088 году. Он состоял из ряда школ - логики, арифметики, грамматики, философии, риторики. По мере расширения круга вопросов, встававших перед обществом, возникали новые дисциплины. При этом ученые все в большей степени становились узкими профессионалами, все хуже и хуже понимали друг друга. То же происходило и с техническими учебными заведениями, первоначальная цель которых - обучение ремеслам. Многие из них превращались в высшие учебные заведения, а некоторые, вроде знаменитого МВТУ, уже в прошлом веке стали полноценными техническими университетами. И у всех высших учебных заведений было одно общее - многопредметность, стремление к узкой специализации, постепенная утрата универсальности образования. Дольше всех держалась русская высшая школа, но и она постепенно стала утрачивать широту образования, следовать идеологии жесткого прагматизма.

Высшая школа во всем мире становится похожей на Вавилонскую башню, строители которой все хуже и хуже понимают друг друга и уж совсем мало представляют архитектуру башни и цель строительства! Избыток и неструктуризованность информации рождают инфомационный хаос. А он - эквивалент невежества, потери видения истинных ценностей.

Эти обстоятельства не могли пройти незамеченными. Еще в 50-х годах замечательный британский романист и одновременно профессор физики Чарльз Перси Сноу писал о пропасти, образующейся между гуманитарным и естественнонаучным образованием. Более того, он обращал наше внимание на то, что возникают две разные культуры и два разных образа мышления.

И это был лишь один из аспектов проблемы. В целом все оказалось гораздо сложнее. Развитие науки и технологий в ХХ веке приобрело совершенно новый характер. Это уже не научно-технические революции, а некий процесс "с обострением", как говорят в синергетике. Для него характерна стремительно возрастающая скорость инноваций и технологической перестройки, а значит - изменения условий жизни (и выживания) не только отдельных людей, но и наций в целом. К такому повороту в "истории людей" существующая система образования явно не готова. С этим мне пришлось столкнуться на собственном опыте.

В середине 50-х годов меня назначили деканом аэромеханического факультета знаменитого в ту пору Физтеха. Факультет стремительно расширялся и превращался в инкубатор специалистов для нашей аэрокосмической промышленности. Быстро возрастало количество преподаваемых дисциплин. Мы явно не успевали за развитием техники. Я тогда состоял профессором кафедры физики быстрых процессов, как тогда была зашифрована кафедра теории взрыва. Ее возглавлял будущий создатель Сибирского отделения АН СССР академик М. А. Лаврентьев. Поэтому о своих трудностях и сомнениях в первую очередь я начал говорить с Михаилом Алексеевичем.

В результате довольно длительных обсуждений был выработан принцип: учить надо не столько отдельным частностям, сколько умению учиться новому и уходить от стандартов. В самом деле, ведь никто из нас не может сказать, какие конкретные знания понадобятся нашим питомцам в стремительно меняющемся мире через 15-20 лет. Специалист должен стать выше своего ремесла и легко переключаться на новое. А стандарты должны быть временными и рождаться не в министерствах, а там, где делается наука.

Этот принцип встретил множество возражений. Он и в самом деле не только дискуссионен, но еще и очень труден для реализации. И к преподавательскому корпусу предъявляет довольно непростые и, главное, непривычные требования. В те годы я читал много разных курсов и всегда стремился находить разумные компромиссы между профессионализмом и широтой взгляда на предмет, на его включенность в "общую картину мира". Мои курсы подвергали порой весьма острой критике. Математики говорили, что вместо доказательств я ограничиваюсь "показательствами", а физики обвиняли меня в том, что я учу не физике, а "моделям физики". И они все были правы - именно этого я и хотел добиться. Задним числом могу себя обвинять только в том, что недостаточно четко выстраивал мосты между различными дисциплинами. И до сих пор уверен в том, что принцип, который мы сформулировали более 40 лет назад, универсален для университетского образования: надо учить так, чтобы облегчить человеку способность усваивать то новое, с чем ему придется столкнуться.

Одна из наиболее острых проблем современного образования - борьба с нарастающим информационным хаосом. С расширением сферы действий и интенсивности научно-технического прогресса очень быстро растет количество связей и между людьми и особенно между различными областями знаний. Но количество информации, которое при этом обрушивается на человека, растет многократно быстрее. В результате необходимая (а не только полезная) информация тонет в хаосе "шумов", и при современных методах отбора информации, то есть при существующей системе образования, бывает практически невозможно выявить нужный сигнал, тем более его интерпретировать.

В рамках одного из факультетов Физтеха в 50-60-х годах нам, кажется, удалось это сделать, опираясь на тот фундаментальный принцип, о котором я рассказывал выше. Но даже весь Физтех - это лишь крошечная частичка той грандиозной системы "учитель", от эффективности которой напрямую зависит судьба народа и страны. И сформулированный принцип, сколь бы он ни был необходимым, явно недостаточен, когда речь идет о всей системе. Что же необходимо еще? В каком направлении должна реформироваться система образования, прежде всего университетского? Эти вопросы сегодня крайне актуальны.

Я вовсе не претендую на роль революционного реформатора: как приципиальный оппортунист, я противник любых революций. Любые перестройки и реформы должны быть взвешенными, должны быть постепенными. Особенно, если это касается образования и культуры, которые освящены вековыми традициями, возникшими отнюдь не случайно. Поэтому я выскажу лишь некоторые соображения, основанные также на личном опыте.

В 70-х годах в Вычислительном центре АН СССР была создана вычислительная система (система компьютерных моделей), способная имитировать функционирование биосферы и ее взаимодействие с обществом. С ее помощью проведен ряд исследований, одно из которых - анализ последствий крупномасштабной ядерной войны - получило широкий общественный резонанс. Появились даже новые термины - "ядерная ночь" и "ядерная зима". Но, вероятно, самым важным следствием проведенного анализа стало понимание того, что естественные науки уже в ближайшем будущем окажутся способными ответить на вопрос: что представляет собой та запретная черта, которую человек в его взаимоотношениях с Природой не имеет права переступить ни при каких обстоятельствах.

Но поведение людей определяется не только и не столько знаниями, которые возникают в естественных науках. И здесь приходится снова вспомнить о том, что говорил Чарльз Перси Сноу. Общество не может выжить без знаний того дома, в котором оно живет, то есть без знаний об окружающем мире. Но они теряют всякий смысл, если общество не в состоянии согласовать свое поведение с законами этого мира и их следствиями. Таким образом, получается, что второй фундаментальный принцип, который должен лежать в основе современного университетского образования, это целостность образования - научно-технического и гуманитарного.

К пониманию этого принципа пришли довольно многие исследователи и преподаватели как в России, так и в других странах. Пришли разными путями, из разных соображений. И говорят об этом тоже по-разному. Одни - о гуманитаризации научно-технического или инженерного образования. Другие - о необходимости естественнонаучного образования для гуманитариев. Или как-то еще по-другому формулируют свое видение ущербности современного образования. Но суть подобных мыслей едина: все науки, которым мы учим наших питомцев, имеют одинаковую цель - обеспечить будущность существования человека в биосфере. При современном могуществе цивилизации и сложности взаимоотношений Природы и человека все усилия людей действительно должны основываться на этой реальности. Экологическое образование, если уместен этот термин, должно стать становым хребтом современного образования.

И еще: нужна передача не просто эстафеты опыта и знаний, но и эстафеты предвидения! При современных темпах изменений условий жизни, при росте угрозы самому существованию человечества уже нельзя ориентироваться только на традиции и прошлый опыт. Задача Коллективного Разума человека - заглядывать за горизонт и строить свою стратегию развития с учетом интересов будущих поколений. Сказанное касается, прежде всего, университетского образования. Ибо именно здесь куется интеллект, от которого зависит будущее рода человеческого.

Но как этого добиться? Здесь очень опасны любые революции и перекосы. Нужен активный, но сдержанный поиск. Все то, о чем говорилось, относится к проблемам, общим для всего планетарного сообщества. Но как это преломляется в нашей российской действительности?

На тот общепланетарный кризис культуры и образования, о котором я говорил, у нас в стране накладывается еще и наш специфический российский кризис. Волна невежества, особенно в управленческих структурах, постепенно превращается в цунами, способное смести остатки образованности и культуры. Порой мне кажется, что нам не остается ничего иного, как последовать совету Брюсова, которым он заканчивает стихотворение, первые строки которого я взял в качестве эпиграфа к этой статье:

А мы, мудрецы и поэты,
Хранители тайны и веры,
Унесем зажженные светы
В катакомбы, в пустыни, в пещеры.

Но, может быть, стоит побороться? Может, не все потеряно? И еще рано уносить в катакомбы те светы, которые были зажжены в нашей стране более тысячи лет назад!

И я думаю, что такое желание испытывают многие. Не случайно на конгресс по экологическому образованию в университетах, который был организован в июне 1997 года во Владимире Российским зеленым крестом и администрацией города, пришло 520 докладов из разных концов страны. Это значит, что русская интеллигенция не собирается уходить в катакомбы!

Страна наша и ее экономика находятся сегодня в катастрофическом положении. Не буду повторять общеизвестных фактов. Но отдают ли себе отчет сильные мира сего, что они рубят корень, на котором, может быть, однажды снова взрастет древо российской цивилизации? Ведь рушатся научные коллективы, гибнут научные школы. Нарушается стародавний крестьянский принцип "сохранения посевного материала": как бы ни было голодно зимой, а посевной материал до весны не трогай! Высшая школа, научные коллективы, высокий уровень образованности нации - это основная опора, залог дальнейшего развития страны. А сейчас ко всем бедам, которые уже обрушились на высшую школу, готовится еще и сокращение числа университетов.

Отдают ли себе отчет те, кто затевает подобные дела, что ликвидации нескольких институтов типа МФТИ, МВТУ, МАИ, МЭИ достаточно, чтобы на столетие остановить развитие России? Порой кажется, что кто-то умелой и жестокой рукой стремится уничтожить возможного конкурента на поле человеческого интеллекта. Впрочем, этим "кто-то" может быть и невежество, и самомнение! Что, конечно, не лучше.

Давайте оглянемся назад: ведь нам не раз приходилось подниматься с колен, у нас есть опыт преодоления катастрофических ситуаций. Вспомним Отечественную войну. В самый трагический период, когда страна была терзаема фашистами, мы нашли в себе силы и возможность реализовать научную программу создания ядерного щита. Было ясное понимание - без этого мы станем задворками планеты.

Наше государство в те годы сделало еще большее - в отличие от Германии сумело сохранить свои научные школы. И мое поколение, сняв после войны погоны, влилось в эти школы. Через десять лет мы стали второй научной державой мира. На всех научных конференциях в 50-60-е годы русский язык звучал наряду с английским. Нация обретала чувство собственного достоинства - факт не менее важный, чем успехи в экономике! Об этом сейчас почему-то забывают.

Научные школы - феномен, который был свойствен России и Германии - не просто собрание специалистов, работающих в одной области. Это неформальный коллектив исследователей или инженеров, обладающий чувством ответственности и за судьбы дела, и, за судьбы друг друга. Для создания научной школы нужны многие десятилетия, как и для всякой традиции. В Германии они были разрушены фашизмом. И не восстановились до сих пор! Германия и сейчас лишена той научной и инженерной значимости, того положения в интеллектуальном мире, которыми обладала до прихода к власти фашистов.

Недавно мне пришлось разговаривать с одним из тех высокопоставленных разрушителей науки, которых вряд ли наш народ когда-либо помянет добрым словом. Шла речь о судьбах российской науки. И прозвучала мысль: "Нужно ли нам развивать науку, ведь дешевле покупать лицензии". На беду нашего народа, это не просто мысль одного из недоучившихся, считающих себя интеллектуалами, а точка зрения, последовательно проводимая в жизнь! Предполагаемое сокращение числа высших учебных заведений подтверждает мое утверждение.

В этом разговоре мой оппонент привел, как ему казалось, абсолютно неопровержимый аргумент - пример послевоенной Японии, которая покупала лицензии, а не тратила миллиарды на образование и фундаментальную науку. У меня был контраргумент - та же Япония! В 45-м году и мы и Япония начинали с нуля. Но у Японии был и план Маршалла, и благоприятнейшая рыночная конъюнктура, а мы подымались своими силами, да и управление было далеко не наилучшим. Однако в начале 60-х годов валовой продукт на душу населения в СССР был выше японского на 15-20 процентов. А затем там произошла тихая перестройка: в экономику стало вмешиваться государство, был взят ориентир на внутренний рынок и разработку отечественных "ноу-хау". И в конце 70-х картина была уже совсем иной.

Таким образом, если в целом на планету надвигается новое средневековье, в котором будут править бал политики, не видящие дальше собственного носа, бизнесмены, умеющие потрафить самым низменным чувствам человека, и узкие ремесленники, то России уготовано место в прихожей этой средневековой общаги!

С такой перспективой смириться невозможно! О поднимающейся волне некомпетентности и непонимания происходящего, о клановых, отраслевых интересах, о неспособности нашей страны принять вызов непрерывно ускоряющегося научно-технического прогресса - в кругах научной и инженерной интеллигенции начали говорить еще задолго до начала перестройки. Пожалуй, таким рубежом, когда стали уже очевидными неизбежность надвигающегося системного кризиса в Советском Союзе и нашего отката с передовых позиций, был провал косыгинских реформ, переход на производство единой серии ЭВМ и соответственно ликвидация отечественной линии БЭСМов.

И многие из нас уже тогда, в 70-х годах, начали искать те формы деятельности, в которых смогли бы, в меру своих способностей, хоть как-то повлиять на ход событий, хотя бы замедлить наступающую деградацию и подготовить новые позиции для будущего взлета. Академик В. М. Глушков отчаянно дрался на заседаниях ВПК, академик Г. С. Поспелов писал книги и читал лекции, посвященные принципам программного управления. Я занялся проблемами взаимоотношения человека и биосферы, полагая, что неизбежный экологический кризис окажется тем чистилищем, которое сможет привести человечество к нравственному обновлению. А путь через него - это совершенствование образования, стремление придать ему острую экологическую направленность.

Об этом мною написано несколько книг, которые разошлись довольно большими тиражами. Вместе с моими коллегами по Вычислительному центру АН СССР мы разработали вычислительную систему как некий инструмент количественного анализа возможных сценариев взаимовлияния биосферы и общества. Я был уверен, и сейчас думаю так же, что наши отечественные традиции, высокая образованность нации, сама система образования, которая начала складываться еще в прошлом столетии и получила уникальное развитие в ХХ веке, дают шанс России занять достойное место в планетарном сообществе и оказаться в числе лидеров, создающих новые цивилизационные парадигмы.

Оказалось, что в этом ключе думаю не только я. Это вдохновляло и вселяло определенные надежды. Одним из моих единомышленников был покойный ныне профессор Н. Ф. Реймерс. (Его статьи см.: "Наука и жизнь" №№ 10, 12, 1987 г.; №№ 7, 8, 1988 г.; № 2, 1991 г.; № 10, 1992 г.) Выяснилось, что мы оба думали о необходимости такого реформирования университетского образования, которое позволило бы сделать экологию, в ее современном понимании, как науку о собственном доме, стержнем образовательного процесса. Более того - мы оба думали об экологическом образовании, прежде всего гуманитариев, и были уверены в том, что XXI век станет веком гуманитарных наук, которые на основе естественнонаучных знаний будут формировать основы новой общечеловеческой цивилизации с ее новой нравственностью.

У нас даже возникала схема такой перестройки и возможных организационных экспериментов. Я много ходил по "инстанциям" и встречал в целом благожелательную реакцию. Казалось, что мы на пороге новых важных организационных решений.

Но тут произошел распад Великого Государства. У власти оказалось немало людей, которым нет дела до тысячелетних традиций страны, до российской науки и образования. Мне уже казалось, что на всех замыслах следует поставить крест.

Слава Богу - я ошибся!

Однажды С. А. Степанов, сотрудник Министерства высшего образования СССР, незадолго до ликвидации этого министерства собрал небольшую группу специалистов и предложил создать независимый, негосударственный экологический университет гуманитарной направленности. Это была та же идея, которую мы обсуждали с Реймерсом. Но тогда нам и в голову не приходила мысль о возможности создать частный университет. Для этого нужны были "новое мышление" и знание потенциальных возможностей новой организации государства.

В сентябре 1992 года в университет, который получил название Международный независимый эколого-политологический университет - МНЭПУ, был принят первый студент. С. А. Степанова избрали ректором университета, Н. Ф. Реймерса - деканом экологического факультета, я стал президентом университета.

Итак, университет состоялся. В 1996 году был первый выпуск бакалавров, в 1997 году мы выпустили уже специалистов с полноценным 5-летним сроком обучения. В нынешнем году предполагаем выпустить первых магистров.

Создание МНЭПУ - всего лишь первый опыт, капля в море необходимого. Но я все время стремлюсь к утверждению абсолюта постепенности. Из того, что назрела необходимость коренного усовершенствования образования и определения его статуса в обществе, вовсе не следует, что надо совершать революцию. Требуется постепенно и осмотрительно ковать новые принципы, внедрять их в жизнь, проверяя на опыте.

И вот в таком контексте маленькие негосударственные университеты могут иметь неоценимое значение для будущего нашей страны. Государственным вузам приходится работать в рамках достаточно жестких стандартов, там трудно внедрять новые идеи, новые программы, новые методы преподавания. Трудно экспериментировать. А маленькие негосударственные университеты могут оказаться впередсмотрящими нашей отечественной системы "учитель".

Я убежден, что придет время, когда наши власти станут способны думать о будущем российских народов, и тогда те очаги, над которыми мы сейчас работаем, окажутся очень нужными для той цивилизации, в которой наша страна, как я надеюсь, займет достойное место.

ЛИТЕРАТУРА

Н.Н.Моисеев об образовании:

Как далеко до завтрашнего дня. В трех томах. М.: Изд-во МНЭПУ, 1997.

Том I. Свободные размышления (1917-1993).

Том II. Мировое сообщество и судьбы России.

Том III. Время определять национальные цели.

T -

Что надо делать с наукой От редакции

Мы живем в эпоху величайших перемен. Четыре тысячи лет мир развивался по восходящей логарифмической кривой. Население все время росло, но в последние 50 лет — период исторически ничтожный — роста нет. В физике такое явление называется «фазовый переход »: сначала был взрывной рост, а потом он внезапно остановился. Мир не справлялся со своим развитием и пытался решить новые проблемы старыми способами. Следствием такого подхода стали Первая и Вторая мировые войны, а в дальнейшем это привело к развалу Советского Союза.

Фазовый переход в развитии человечества

Сейчас скорость роста численности человечества падает, мы переживаем фазовый переход. Что произойдет после этого критического перехода? Все развитые страны сегодня переживают кризис — там детей уже меньше, чем стариков. Вот куда мы движемся.

Это заставляет людей менять образ жизни, способ мышления, методы развития. Изменяется и распределение рабочей силы. Во всем мире вымирают малые города и деревни. В Америке, которая опережает нас в этом отношении всего лет на 30-40, 1,5% кормят страну, на производстве заняты 15%, а в непроизводственной сфере — оказании услуг, управлении, здравоохранении, образовании — 80%. Это новый мир, в который мы вступаем, в нем нет ни крестьянства, ни рабочего класса, а есть только «средний класс».

Роль науки в новом мире

Мы обычно делим науку на фундаментальную и прикладную. Период внедрения достижений фундаментальной науки — 100 лет. Например, сейчас мы пользуемся плодами квантовой механики, которая появилась в 1900 году. Фундаментальная наука требует мало денег, допустим, одну условную единицу.

Прикладная наука развивается за 10 лет: это новые изобретения, реализация новых идей, которые вырабатываются в течение ста лет. Прикладная наука требует 10 условных денежных единиц.

А есть еще производство и экономика. Если у вас хорошо налажено производство, вы можете перепрофилировать его за один год, но тут потребуется 100 условных единиц денег.

В одном случае мотив у вас — познание, в другом — польза, в третьем — развитие и доход. Надо помнить, какие маленькие деньги тратятся на фундаментальную науку и какие большие результаты она приносит. Фундаментальную науку необходимо финансировать сейчас, чтобы через 100 лет она окупилась в стократном размере.

Такова экономика современного прогресса.

Развитие русской науки

Развитие русской науки должно вывести нас из кризиса. Для этого мы должны войти в мировую науку. Советская наука развивалась в замкнутом пространстве, она имела контакты с внешним миром, но была закрыта. А образование наше было на очень высоком уровне, и до сих пор мы держим марку. В руководстве огромных международных корпораций с многомиллионным оборотом много русских воспитанников. У нас есть свой способ обучать, и нам не нужно никому в этом подражать.

Главное препятствие для развития инноваций — не отсутствие денег, а бюрократия. Люди в атомном ведомстве говорят, если бы сейчас им поручили создать атомную бомбу, они бы не справились с этим проектом в нужные сроки: просто утонули бы в бюрократическом болоте. Борьба с бюрократией — это задача политическая.

Когда нашим ученым во главе с Курчатовым поручили разработать атомный проект, им всем было меньше сорока. Молодые ученые могут и должны участвовать в больших проектах, у них мозги еще работают. А сейчас с ними никто и считаться не хочет.

Нам надо изменить приоритеты нашей науки. Наши специалисты сейчас уезжают в другие страны — так они решают задачи, которые должно решать государство. В царской России лучших студентов и молодых ученых отправляли на 2-3 года за границу для подготовки к профессорскому званию. Этот путь прошли и Павлов, и Менделеев, и многие другие представители мировой науки. Это надо восстанавливать.

Когда в 1989 году я говорил с руководством Стэнфордского университета, мне сказали, что в Америке учится 40 тысяч китайцев. Русских тогда было 200 человек, а сейчас их там тысячи, и даже говорят, что американские университеты — это место, где русские ученые обучают китайцев.

Наши задачи — интеграция в мировую науку, опора на собственные силы в области образования, выработка экономических, правовых и других способов избавления от контроля бюрократии над изобретателями и теми, кто готов к инновациям.

Инноваторы всегда противостоят начальству. И они всегда добивались результатов. В умах таких людей возникают и политические протестные настроения — в Советском Союзе они зарождались в академгородках, в закрытых научных заведениях. Сахаров работал в самом закрытом месте в России.

В последние годы физик Сергей Капица занимается исторической демографией, пытаясь понять историю с помощью методов точных наук. Он рассматривает человечество как единую систему, развитие которой можно описать математически. Это помогает моделировать долговременные социальные процессы. Из такого подхода к истории выросла целая наука — клиодинамика , где демография играет важную роль.

Дело в том, что, изучая рост численности населения Земли, австрийский физик и математик Хайнц фон Фёрстер открыл так называемый закон гиперболического роста , который сулит человечеству немалые беды. Он доказывает, что если бы численность населения мира продолжила расти по той же траектории, по которой росла с 1 по 1958 год н.э., то 13 ноября 2026 года она стала бы бесконечной. Свою статью об открытии в Science в 1960 году Фёрстер с соавторами так и назвали: «Конец света: Пятница, 13 ноября 2026 г. от Рождества Христова».

В реальности это, конечно, невозможно. Но современной науке известно, что системы, оказавшиеся в такой ситуации, обычно переживают фазовый переход. Именно это и происходит с человечеством прямо на наших глазах: достигнув некоторого критического показателя, скорость роста населения Земли после 1970-х стремительно падает, а затем стабилизируется. Капица называет это «глобальной демографической революцией» и утверждает, что развитые страны уже пережили ее, а развивающиеся переживут в ближайшем будущем.

Интересно, что отправная точка лекции Капицы та же, что и Ханса Рослинга, но подход и выводы у них совершенно разные. Если для Рослинга замедление роста численности населения — шанс избежать катастрофы, и мы должны приложить все усилия, чтобы этого добиться, то для Капицы это неизбежность, которую мы не в силах ни приблизить, ни отвратить. По его словам, мы переживаем самое значимое событие в истории человечества, и масштаб его последствий сложно представить и переоценить: глобальная демографическая революция затрагивает все области нашей жизни и приводит к стремительному изменению всего — структуры государств, мирового устройства, идеологий, ценностей.

Справиться с происходящими переменами, приспособиться к новым условиям жизни нам помогут только культура и наука — а значит, те сообщества, которые это поймут, окажутся в наиболее выигрышном положении. У России есть все возможности, но для этого необходимо сделать несколько очень важных вещей.

«Быстрое развитие современной науки приводит к стремительному нарастанию объема научнотехнической информации, и к дальнейшему углублению специализации. При этом все большей проблемой...»

-- [ Страница 1 ] --

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ НАУЧНОЙ СЕТИ

О.С. Бартунов, В.Н. Лысаков1, И.Г. Назин2, П.Ю. Плечов, Е.Б. Родичев, А.В. Селиверстов

ИВМ, г.Москва,

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, г.Нижний Новгород

Быстрое развитие современной наук

и приводит к стремительному нарастанию объема научнотехнической информации, и к дальнейшему углублению специализации. При этом все большей проблемой

становится отставание средств и методов коммуникаций как между специалистами разных наук, так и между узкими специалистами в различных областях одной и той же дисциплины.

Еще более стремительно нарастает разрыв между текущим состоянием науки и средствами образования. Узкоспециальные статьи, отражающие современное состояние вопроса, практически недоступны для восприятия студентами, аспирантами и учеными даже относительно близких смежных областей, а тем более для тех старших школьников, которые активно интересуются наукой и составляют главный резерв ее дальнейшего развития.

Кроме того, ряд научных дисциплин традиционно представляет интерес практически для всего населения, независимо от его профессиональной ориентации (в качестве примеров можно назвать историю, экономику и др.), и возможность доступа к квалифицированному и понятному изложению современного состояния таких наук оказывает существенное влияние на культурный уровень общества в целом.

Важно отметить, что упомянутый процесс нарастания информационного разрыва между уже накопленным объемом информации и тем, что реально доступен всем, кроме узких специалистов, носит объективный характер, обуславливается стремительным развитием самой науки, и имеет устойчивую тенденцию к обострению такого разрыва, но не к его сглаживанию. Результатом является снижение эффективности процесса научных исследований, происходящее из-за многократного дублирования в изучении одних и тех же фактов, многократной повторной разработки одних и тех же методов.

Вопросы научно-информационного обмена неотделимы от всего процесса развития науки в целом, возникли и развиваются вместе с ней. Уже многовековая практика развития науки показала необходимость сбалансированного развития всех доступных методов научных коммуникаций, от личного общения специалистов, занимающихся одной и той же задачей, специальных семинаров, конференций и симпозиумов, включающих значительно более широкий круг специалистов, зачастую представляющих несколько смежных наук, и до таких, ориентированных на значительно более широкую аудиторию, форм, как написание учебников и научно-популярных книг с статей ведущими специалистами. Особо необходимо подчеркнуть важность именно всего спектра форм обмена и распространения научной информации. Любые диспропорции приводят к существенным отрицательным эффектам – от провалов отдельных областей научного знания, и до общего замедления научного прогресса в масштабах всей страны.

Суть проекта "Научная Сеть" – использование современных технологий Интернет для создания средства научного общения и распространения актуальной научной информации среди максимально широкого круга заинтересованных лиц – ученых, инженеров, аспирантов, студентов и старших школьников.

Целью проекта является создание в Интернет технологического средства, позволяющего максимально эффективно, оперативно и квалифицированно доносить современную научную информацию до всех заинтересованных в ней читателях – ученых, инженеров, аспирантов, студентов и старших школьников. Для специалистов такое средство должно быть частичной заменой конференций и симпозиумов, для аспирантов – широкопрофильных семинаров, для студентов и старших школьников – учебников и научно- популярных книг и статей в выбранных ими областях специализации.

О необходимости такого проекта.

Интернет как совершенно новое средство коммуникаций стал активно использоваться для распространения научной информации уже около 20 лет назад (в России – около 10 лет). Последние годы наблюдается чрезвычайно быстрый, скачкообразный рост информационных функций Интернет практически во всех областях применений, и во многих из них Интернет уже существенно потеснил классические средства.

При этом как раз в сфере распространения и обмена именно научной информацией возник очень серьезный дисбаланс. Если для обмена узкоспециальной информацией Интернет уже давно стал, по сути, одним из основных средств, то его роль в таких областях, как междисциплинарный обмен, обучение и популяризация, остается весьма незначительной, особенно в России. Впрочем, данный дисбаланс имеет место и в мировом Интернет в целом, и лишь последние несколько лет ряд стран (США, Англия) начали прикладывать заметные усилия для ликвидации такого положения. Общей направленностью предлагаемого проекта как раз и является сглаживание отмеченного дисбаланса в Российском (точнее, в русскоязычном) секторе Интернет.

Для успешной реализации проекта "Научная Сеть", помимо собственно создания системы Webсерверов и соответствующего программного обеспечения, критически важным является выполнение двух условий – наличие квалифицированного и широкого информационного наполнения, а также широкая информация о наличии сервера в масштабах практически всего Российского Интернет. Как показывает опыт, нарушение любого из этих двух условий не позволяет достичь основных целей, сформулированных для данного проекта.

Действительно, с одной стороны, имеется несколько тысяч научных серверов с уже представленной, интересной и актуальной научной информацией, с посещаемостью на уровне нескольких десятков, а то и единиц посещений в день. Причина состоит в том, что найти конкретную, в данный момент нужную информацию среди этих тысяч серверов за обозримое время практически невозможно из-за практически полного отсутствия структурированности на макроуровне (в масштабах научного сектора Российского Интернет в целом, по областям науки, целевым группам читателей).

С другой стороны, ряд сайтов с хорошей посещаемостью и содержащих научную информацию явно не имеют базы для поддержания этой информации на должном уровне как по объему, так и, зачастую, по уровню ее научной достоверности.

Российский Интернет в целом, по мнению авторов проекта, вполне созрел для создания современного, удобного для пользователей, хорошо структурированного средства обмена и распространения научнотехнической информации. Ясно, однако, что данная проблема является весьма масштабной, и может быть реализована лишь путем консолидации весьма значительных сил и средств.

Пути реализации.

Проект реализован в виде двух основных взаимосвязанных функциональных модулей – подготовки материалов и их представления. Общей технологической основой является использование WWW и базы данных. Рассмотрим эти компоненты более подробно.

Модуль подготовки материалов представляет собой, по сути, максимально автоматизированную распределенную редакцию. Автор, желающий разместить свой материал, сначала проходит процедуру регистрации, используя средства WWW. Затем он направляет материалы на фиксированный адрес электронной почты (непосредственно, или же пользуясь Web-интерфейсами). Полученный материал автоматически регистрируется центральным сервером, заносится в базу данных, после чего соответствующим редакторам, курирующим данное научное направление (их может быть несколько) автоматически посылается извещение о поступлении нового материала.

Все издание в целом является полностью рецензируемым, т.е. материал может появиться в общем доступе только после его одобрения соответствующим редактором, который, при необходимости, может запросить мнение рецензентов.

Редактор, получив извещение о новых материалах, просматривает их, пользуясь своей авторизацией (т.е. фактически материал уже находится на Web-сайте, но для основной массы читателей является невидимым). При необходимости внешнего рецензирования, редактор просто делает соответствующие пометки через свой Web-интерфейс, и уведомления автоматически направляются рецензентам. Рецензии возвращаются редактору через тот же самый механизм автоматических уведомлений. В конечном итоге, редактор, приняв решение, просто отмечает его в своем Web-интерфейсе, после чего материал автоматически становится доступным на сайте, появляясь в оглавлениях, результатах поисков и т.д. Целью такой структуры является стремление привлечь к процедуре редактирования и рецензирования не специальный освобожденный штат сотрудников, а максимальное число реально работающих ученых-специалистов, минимизировав затраты их времени. При этом все работают на своих постоянных местах и в удобное для себя время, отпадает необходимость в посещении отдельных помещений редакции в какое-то фиксированное время (т.е. редколлегия является чисто виртуальной, и физические встречи могут быть необходимы лишь при разрешении каких-то спорных или принципиальных вопросов).

Блок представления материалов – это собственно Web-сайт, доступный читателям. Технология Web позволяет сделать многомерное структурирование (в отличие от обычных изданий) представляемой информации – по областям знаний (физика, биология и т. д), по дате поступления (аналог ленты новостей), по аудитории (разделы типа "Профессионалам", "Абитуриенту" и т.д.), по типу публикации (краткие новости, статьи и т.п.). Естественно, сайты Сети снабжены развитой системой поисков – по авторам, ключевым словам и т.п. (напомним, что все материалы исходно заносятся в базу данных).

–  –  –

Информационные потоки по наукам о Земле, представленные в Интернете, могут быть подразделены по типу содержания на:

Описательные (статьи, монографии, лекции);

Событийные (мониторинг, новости, конференции);

Дискуссионные (обсуждения, вопросы-ответы);

Справочные (базы данных, каталоги, библиотеки);

Интерактивные ресурсы (моделирование, специализированные расчеты, ГИС, демонстрационные программы).

Описательные, событийные и дискуссионные информационные потоки хорошо укладываются в схему стандартных cистем управления контентом (Content Management System). Такие системы успешно работают на всех крупных динамических интернет-ресурсах, в том числе и научного содержания (http://info.geol.msu.ru, http://www.nature.ru и др.). Эти типы информационных потоков легко представляются в "псевдостатическом" виде и интегрируются в Интернете с помощью поисковых систем различного уровня (внутренние навигаторы, локальный поиск, глобальные поисковые машины) С другой стороны, представление в Интернете разнородных баз данных, актуальных каталогов и интерактивных ресурсов до сих пор вызывает как технические, так и концептуальные трудности. К главным проблемам относится разнородная (зачастую несопоставимая) структура данных, отсутствие стандартов представления специализированной информации, "разнообразие" интерфейсов к базам данных и различия в задачах компиляторов информации.

Нами была предложена схема объединения разнородных баз данных на основе технологии DataGen (автоматического построителя линейных баз данных, на основе анализа структуры самих данных, разработанного в рамках проекта РФФИ N97-07-90022) и представления о "генеральном запросе", позволяющем линеаризовывать (упрощать до линейной таблицы) базы данных почти любой сложности.

Большинство научных баз данных характеризуется возможностью задания наиболее часто употребляемого запроса, называемого нами далее "генеральным", который позволяет пользователю получить наиболее важную для него информацию с наименьшими затратами и не требующий от интерфейса построения сложного структурированного запроса.

Простейшие примеры: практически любая минералогическая база данных может произвести поиск по названию минерала, что и является наиболее частым запросом (по нашей статистике по минералогической базе данных WWW-Mincryst – более чем 70% запросов), базы данных по землетрясениям используют обычно координаты эпицентра, данные по публикациям – фамилию одного из авторов и т.п. При этом пользователь, вводя минимум информации, получает, как правило, достаточно стандартный и полный результат. Введя понятие "генерального" запроса, можно легко перейти к концепции построения портала к разнородным WWWориентированным базам данных.

Подобный портал строится на основе собственной базы данных, в которой хранятся (индексированные по категориям, например по отраслям науки) сведения о базах данных, как-то:

описание базы данных (для краткой справки), ее отнесение к какой-либо категории, выдаваемая порталом форма "генерального" запроса и общий URL базы (если пользователю потребуется, например, детализировать свой запрос). Портал на основе записи в базе данных и выбора категории поиска создает одну динамическую форму для каждой базы (если их несколько), информация из которой при необходимости, в виде HTTP запроса затем будет перенаправлена на соответствующую базу, которая в свою очередь, обработав запрос, вернет его результат пользователю. Преимущество подобного подхода состоит в том, что создателю портала нет необходимости знать структуру удаленной базы данных и метод построения запросов к ней, достаточно лишь иметь форму "генерального" запроса.

Как правило, также большинство таких баз содержит одно (или более) достаточно легко индексируемых полей уникальных значений (как, например, выше – имя минерала), которые также может быть использованы для построения общей системы поиска терминов по ВСЕМ описанным в портале базам данных.

Т.е. записав в собственную базу данных портала уникальные индексы для прочих баз (если, конечно, таковые имеются), можно организовать поиск по ключевым словам и дать пользователю вход на все базы, содержащие упомянутый им термин. Это отличается от простой индексации сайтов, т.к. во-первых, обычно содержание баз данных не индексируется сетевыми агентами (роботами) из- за невозможности (в большинстве случаев) создания последними реальных запросов; а во-вторых, происходит индексация действительно значимых (для пользователя) терминов, а не всего подряд.

Вышеописанный метод хорошо комбинируется с каталогами Интернет-ресурсов. Базовой структурной единицей такого каталога является электронная каталожная запись. В ней содержится необходимая информация, характеризующая данный ресурс, такие как URL, название, авторы, краткое описание и т.д. При занесении в каталог очередного ресурса создается новая запись, которая, помимо описательной информации, содержит служебную информацию о том, к каким секциям рубрикатора она привязана.

Максимальные возможности каталожной системы достигаются при интеграции каталога с поисковой машиной. Исходными адресами для краулинга является список URL, извлекаемый перед очередным циклом краулинга из соответствующего поля записей каталога. Ограничение области краулинга происходит благодаря правилам включения/исключения (по сути это регулярные выражения) для краулера, которые генерируются по определенному алгоритму на основе имеющихся URL. Помимо этого, существует возможность устанавливать отдельную политику краулинга для каждого ресурса. Это достигается внесением в служебные поля каталожной записи списка правил включения/исключения для краулера.

В результате интеграции каталога ресурсов с поисковой машиной достигается:

Возможность поиска необходимой информации только в пределах ресурсов занесенных в каталог, что значительно повышает релевантность результатов поиска.

Возможность ограничения области, в которой происходит поиск ("все ресурсы", "в определенной секции рубрикатора", "единичный ресурс").

Наиболее сложными для интеграции в общие информационные потоки в Интернете являются интерактивные ресурсы, такие как Java-applets, системы расчетов, среды моделирования, геоинформационные системы (ГИС). Практически, поиск этих ресурсов пока возможен только по сопровождающей текстовой информации. Зачастую, отсутствие доступных описаний интерактивных систем ведет к малой посещаемости таких ресурсов. Одним из способов повышения востребованности таких ресурсов является их размещение на крупных специализированных порталах с большой посещаемостью. В таком случае, даже статическая ссылка в соответствующем разделе способна резко повысить вероятность обнаружения ресурса заинтересованными пользователями.

Вышеописанные подходы были реализованы при создании распределенной информационной системы по Наукам о Земле.

Базовые узлы системы расположены по следующим адресам:

Система публикации научных и образовательных материалов http://info.geol.msu.ru

Библиотека по Наукам о Земле http://library.iem.ac.ru

Базы данных (http://database.iem.ac.ru, http://geo.web.ru/rus и др.)

Интерактивные ресурсы (http://database.iem.ac.ru/mincryst, http://info.geol.msu.ru/~kbs)

Системы интеграции распределенных ресурсов (каталог – http://info.geol.msu.ru/db/top_geo.html;

поисковая машина – http://info.geol.msu.ru/db/geol_search) Данная работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты 00-07-90063,01-07-90052)

АРХИТЕКТУРА НАУЧНОЙ СЕТИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ

–  –  –

В основе технологической платформы "Научной Сети" лежит применение трехуровневой схемы, которая обеспечивает большую гибкость и масштабируемость, чем более простая и широко применяемая схема "клиент-сервер". Верхний уровень такой схемы представляют собой внешние интерфейсы. Их количество неограниченно, они могут добавляться к системе по мере необходимости. По этим интерфейсам осуществляется все общение системы с внешним миром – это могут быть Web-серверы, почта для приема/выдачи информации, современные объектные протоколы типа IIOP, или даже совсем специфические, например, сделанные по заказу конкретного клиента.

Средний уровень – это общая шина данных и операций. Она имеет единый стандартизованный интерфейс. Все внешние интерфейсы, общаясь с внешним миром по своим различным протоколам, при общении с общей шиной трансформируют запросы и данные в единый стандарт шины. Основная задача общей шины – диспетчеризация и маршрутизация информационных потоков, представленных в стандартном едином формате.

Нижний уровень состоит из произвольного количества хранилищ и обработчиков данных. Это могут быть различные серверы баз данных, файловые хранилища, специфические поисковые серверы и т.д. Имея совершенно различную внутреннюю структуру, все эти серверы опять же общаются с шиной по единому протоколу, обмениваясь с ней информацией, принимая и выдавая команды на обработки и т.п.

В частности, этот нижний уровень логически составляет единую базу данных такой системы. Наиболее общей структурной единицей в системе является объект, и общая шина обеспечивает его целостность. Это означает, к примеру, что заголовок статьи может физически храниться в одной базе данных нижнего уровня (например, для быстрого поиска по заголовкам), а текст статьи – совершенно в другой, скажем, оптимальной для полнотекстового поиска. Но на запрос внешнего интерфейса "показать такую-то статью" она будет выдана шиной целиком, в своем исходном виде.

Такая схема имеет много важных преимуществ при построении крупных проектов. Одним из наиболее существенных в нашем случае является масштабируемость. Количество серверов на каждом из трех уровней определяется не количеством клиентов (их может быть сколь угодно много), а лишь количеством принципиально разнотипных операций и задачей равномерного распределения нагрузки по серверам для обеспечения высокой нагрузочной способности системы в целом. Кроме того, добавление новых серверов производится на ходу и ни в коей мере не нарушает постоянной работоспособности системы.

Наличие обширного, часто обновляемого содержания и высокая популярность предъявляют жесткие требования к нагрузочной способности сайтов. Кроме этого, дополнительные сервисы, предоставляемые системой, как показ документов по схожей тематике, динамическое разворачивание ссылок в документах и т.д.

требуют запаса по производительности.

В связи с этим большое значение имеют использование современных технологий построения Webсерверов. В реализованной системе применяются следующие основные технологические приемы:

Раздельное обслуживание статических и динамических документов – запросы приходят на frontend-сервер, который направляет их в зависимости от вида запроса на "легкий" сервер, обслуживающий статические документы, и "тяжелый" backend-сервер работающий с базами данных. При этом достигается оптимальное соотношение ресурсы/производительность за счет правильного перераспределения ресурсов и настройки всех компонентов системы. Кроме того, такая схема позволяет при необходимости динамически распределять нагрузку на большее кол-во физических серверов; Frontend-сервер строится на основе обычного сервера Apache с поддержкой перекодировки на лету (Russian Apache) с дополнительным модулем mod_proxy, который перенаправляет запросы на динамические документы на обработку backendсервера, который отличается тем, что в него вкомпилирован интерпретатор языка Perl (на котором разрабатываются приложения) и необходимые модули для работы с базами данных. С одной стороны это позволяет сильно уменьшить нагрузки на систему, связанные с тем, что интерпретатор всегда находится в памяти и не требует загрузки/выгрузки, но с другой – размер процесса (сервера) в памяти увеличивается до 20-30 Мб. Именно поэтому используется раздельное обслуживание статических и динамических документов. Кроме этого, одной из специфик российского Интернет является наличие большого количества, так называемых "медленных" клиентов – пользователей работающих через медленные каналы связи (например модемы). Это приводит к сильному увеличению времени, необходимого для получения документа с сервера, что в свою очередь приводит к тому, что (в силу специфики протокола http) ресурсы сервера будут заняты все это время и недоступны для обслуживания запросов от других клиентов. Очень легко может возникнуть ситуация, когда ресурсы системы будут исчерпаны и сервер будет недоступным.

Эта проблема сильно облегчается (хотя до конца и не решается), если непосредственное общение с клиентом осуществляется крайне легким frontend-сервером, который будет получать результаты приложений от "тяжелого" сервера и кэшировать их в своем буфере;

Использование отдельного сервера для работы с статическими объектами. На первый взгляд изображения (иконки, кнопки, иллюстрации...) являются статическими элементами и вполне могут обслуживаться "легким" frontend-сервером. Однако, изображения не надо перекодировать, их может быть очень много и они могут быть малого размера (например иконки), их время жизни как правило гораздо больше чем у документов. Поэтому для показа изображений в нашей системе используется отдельный еще более легкий и быстрый сервер thttpd, который обладает требуемыми свойствами. В этом случае frontend-сервер, который принимает запросы от клиента (браузера), переправляет запросы на изображения на thttpd-сервер, аналогично тому, как он это делает для динамических ресурсов, либо в документах используется полное имя сервера при описании графических элементов.

Использование постоянного соединения Web-сервера с базой данных для уменьшение затрат (время и ресурсы) на установления соединения с БД – позволяет обойти известную проблему протокола HTTP, когда соединение сервер - клиент является полсути stateless connection. Это становится возможным из-за того, что интерпретатор языка, встроен в сервер и таким образом может хранить ссылку на структуру, описывающая соединение с базой данных, которое устанавливается только один раз на время жизни данной генерации сервера.

Гибкая стратегия кэширования динамических документов на уровне сервера, позволяющая исключить одинаковые последовательные запросы к базе данных, дающие заведомо одинаковый результат. Это значительно уменьшает нагрузку на сервер баз данных и уменьшает время отклика на запрос клиента.

Управление кэшированием документов в браузерах и на промежуточных корпоративных и провайдерских прокси-серверах посредством выдачи правильных http-заголовков также является важным фактором ускорения получения ответа пользователем и дает заметную экономию сетевого трафика.

Немалую роль в технологическом процессе играет инструментарий прикладных разработчиков. Известной трудностью в создании и поддержании динамических серверов является существование собственно программистов, которые разрабатывают сценарии формирования содержания из различных источников информации, и дизайнеров, которые определяют внешнее представление документов на сервере. С одной стороны документ – это программа, доступ к которой дизайнера затруднен и даже опасен (нетрудно представить что может случиться с приложением если в его коде дизайнер случайно допустит ошибку), а с другой стороны результат работы этой программы должен отвечать дизайнерским задумкам. Эта проблема решается на уровне заготовок-шаблонов (templates), которые доступны и разрабатываются дизайнерами и которые доступны программам, написанных программистами. Кроме того, современные тенденции программирования требуют соответствующего уровня грануляции программных компонент, при этом достигаются возможность повторного использования программных компонент, детализация структуры документа (заготовки) на уровне стандартных элементов дизайна, коллективная работа над одним проектом. В результате тщательного анализа зарубежного опыта разработки больших серверов нами был выбран свободнодоступный модуль на языке Perl – Mason (http://www.masonhq.com). Отметим, что за три года со своего появления Mason завоевал популярность среди Web-разработчиков именно благодаря возможностью совмещения работы программистов и дизайнеров и структурированной разработки сервера с программистской и дизайнерской точек зрения.

Основным хранилищем метаданных является реляционная СУБД PostgreSQL, являющаяся наиболее развитой среди свободно доступных баз. По мере развития технологической части нашего проекта, мы столкнулись с необходимостью работы с новыми типами данных, быстрыми методами доступа к ним и введения новых типов запросов. Участники проекта являются членами команды разработчиков СУБД PostgreSQL, что позволило решить проблему в виде развития GiST (обобщенного поискового дерева) и построения на его основе новых типов данных. Подробнее об этом будет сказано в другом докладе.

Кроме динамического поиска, нами разработан полнотекстовый поиск по статическим коллекциям документов, отличительной особенностью которого является ориентация на тематические коллекции. Так, например, в рамках проекта создана и функционирует поисковая система по всем русскоязычным астрономическим сайтам, по всем сайтам МГУ. Кроме того, она поддерживает поиск по одному сайту, по коллекции сайтов и документов, так что форма поиска может быть использована (что, собственно и делается) на любом ресурсе, зарегистрированным в нашей поисковой системе. Это можно видеть на примере поиска по всем серверам нашего института (http://www.sai.msu.su). В настоящее время нами индексируются около 270 астрономических серверов и более 310 серверов Московского Университета. Подробная статистическая информация всегда доступна на страницах статистики.

АСТРОНЕТ – АСТРОНОМИЧЕСКИЙ УЗЕЛ "НАУЧНОЙ СЕТИ"

–  –  –

За последние годы интернет стал общепризнанным средством, эффективно способствующим всем ключевым факторам научно-технического прогресса.

При этом можно выделить следующие основные факторы, определяющие столь важную роль всемирной сети в решении фундаментальных научнообразовательных проблем:

Оперативный доступ к свежей научно-технической информации во всей ее полноте, включая технические стороны исследований (такие, как детальные результаты экспериментов и расчетов);

Полная свобода в представлении результатов исследований любых групп и отдельных исследователей, не ограниченная жесткими рамками печатных изданий или традиционных конференций;

Возможность непосредственного обмена информацией и мнениями между всеми заинтересованными лицами, как учеными всех рангов, так и учащимися (от аспирантов до школьников);

Огромные объемы научно-технической информации, ставшие доступными благодаря интернеттехнологиям (как в количественном, так и в качественном отношении). Именно последний фактор ў объем информации ў становится в наши дни узким местом применяемых технологий, т.к. существующие методы поиска информации, повседневно необходимой человеку в каждом конкретном случае, в основном базируются на классических методах каталогизации и категоризации. Эти классические методы, детально разработанные в течение последних десятков и даже сотен лет, прекрасно приспособлены к тем объемам информации, которые были доступны в досетевой, "бумажный" период.

В наши дни реальным и все более важным фактором становится тот факт, что уже полученная научная информация (и доступная в интернет) не доходит до тех, кто в ней нуждается. Наука становится все более специализированной, нарушаются связи между направлениями. Появляются "Научно-популярные журналы для ученых" (например УФН).

Такое положение объективно является все более существенным отрицательным фактором, снижающим эффективность как научных исследований, так и образовательного процесса практически во всех областях знаний, в том числе и в области естественных наук, т.к. именно здесь объем накопленной разнообразной информации максимален.

С другой стороны ряд естественных наук, в том числе Астрономия, испытывают сегодня очередной бум, связанный с новыми космическими и наземными экспериментами, запуском новых спутников и приборов. Изза этого появляется огромный объем принципиально новой информации. Только что вышедшие учебники мгновенно устаревают (особенно это касается разделов связанных с наблюдательными данными и с научными приборами). Это при том, что в России последняя учебная литература создавалась лет 10-15 назад. [Перерыв в издании был связан, в первую очередь, с экономическим кризисом. В последние несколько лет научное книгоиздание возобновилось (здесь личное и искреннее спасибо РФФИ), но большая часть издаваемых сегодня книг это перепечатка (чаще всего стереотипная) изданий 15-летней давности и более ранних.] Интернет существенно облегчает и ускоряет доступ к научной информации, в первую очередь через создание электронных библиотек журналов и электронных препринтов, но не затрагивает проблему узкой специализации.

В России к этому добавляется проблема языка – большинство материалов в мире публикуются на английском. Это не важно для специалистов, но является проблемой для большинства остальных читателей.

Концепция.

Когда несколько лет назад была высказана идея создания сайта astronet, в Мире и в Российском сегменте сети уже существовали сайты двух типов:

Электронные библиотеки, в основном базировавшиеся на издательствах журналов. В качестве примеров можно привести Российскую электронную библиотеку eLibrary.ru и астрономическую библиографическую базу данных adsabs.harvard.edu. Они хранили и предоставляли доступ к большому количеству журнальных статей и к книгам. Дополнительно предоставлялся классический каталожный поиск или, как максимум, полнотекстовый поиск.

Научно-популярные сайты. Сегодня их достаточно много. Как лучшие среди русскоязычных можно назвать сайт журнала "Звездочет" (http://www.astronomy.ru) и "StarLab" (http://www.starlab.ru). Среди западных сайтов – "астрономическую картинку дня" (http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/) и целую серию сайтов NASA (http://www.nasa.gov).

1) Оба упомянутые типы сайтов обладают общим недостатком, а именно отсутствием структурных и семантических связей материалов (т.е. взаимные ссылки крайне неполны, а разъяснение терминов и понятий ограничено и очень неоднородно).

2) Для части научно-популярных сайтов, кроме того, проблемой является низкий уровень публикаций.

В п.1 заключена основная идея astronet – создание информационного ресурса по астрономии, содержащего взаимно увязанные комментированные материалы.

Таким образом центром astronet должны были стать астрономический словник (глоссарий) с краткими пояснениями терминов, имен и названий и энциклопедический словарь. Поскольку astronet содержит как научные, так и научно-популярные материалы, то параллельно может существовать несколько словарей и глоссариев, различающихся по уровню популярности. Эти основные ресурсы желательно дополнить справочником по формулам и константам, который может постепенно преобразовываться в "рабочее место астронома". Все остальные материалы должны интенсивно ссылаться на перечисленные ресурсы. Такие ссылки могут сразу закладываться в материалы специально создаваемые для astronet, в остальных они вносятся поверх существующего текста (подобно комментариям редактора или переводчика).

Кроме того, быстрое изменение ситуации в астрономии требует возможности оперативного внесения исправлений в уже опубликованные материалы. Для этого в системе astronet.ru предусмотрен интерактивный доступ к материалам для авторов и редакторов, а также возможность комментирования материалов читателями.

П.2 предопределяет редакционную политику astronet"а – желательно, чтобы публикации для сайта писали профессионалы, но проводить научное редактирование и комментировать тексты должны только астрономыпрофессионалы.

Почему этот проект начался в ГАИШ МГУ

Может появиться вопрос: "Почему такой проект возник именно в ГАИШ МГУ?" (http://www.sai.msu.su/) Смотрите: крупнейшими астрономическими организациями России являются: В Москве: ИКИ, ФИАН, ИНАСАН, ГАИШ МГУ В Санкт-Петербурге: Пулково (ГАО РАН), И-т Прикладной Астрономии, ФТИ им. Иоффе, С-Пб. Университет Прочие: САО РАН (Кабардино-Балкария), Казанский Ун-т, Уральский Ун-т Из 9 наиболее известных организаций (первые по списку) только 2 (МГУ и СПбГУ) имеют непосредственное отношение к образованию. Исторически эта работа началась в ГАИШ (где много астрономических ресурсов и специалистов), но сейчас на astronet есть публикации практически из всех перечисленных выше организаций.

Тот факт, что первый информационный сайт был посвящен астрономии связан с тем, что это одно из наиболее популярных сегодня направлений, а также с некоторыми субъективными пристрастиями разработчиков системы.

Текущее состояние и ближайшие планы астронет

Популярность сайта принято оценивать в количестве уникальных IP-адресов, и количестве просмотренных страниц. Согласно статистике, полученной по логам сервера, на протяжение всего времени посещаемость, за редким исключением, непрерывно растет. За период июль 2001 – май 2002 гг. посещаемость выросла с 7,384 до 22,394 уникальных посетителей в месяц, при этом, в среднем, каждый посетитель просматривал не менее 7 страниц (поисковые роботы не учитываются).

В настоящее время на astronet есть:

2) Новостной проект "Астрономическая картинка дня" (http://www.astronet.ru/db/apod.html).

3) Словарь на ~ 1000 терминов (http://www.astronet.ru/db/glossary/).

4) 65 книг и курсов лекция (http://www.astronet.ru/db/books/).

5) Интерактивная карта неба (http://www.astronet.ru/db/map/).

6) Система поиска по астрономическим ресурсам России и ближнего зарубежья с возможностью выбора группы сайтов для поиска по каталогу ресурсов (http://www.astronet.ru/db/astrosearch/).

В ближайшем будущем ожидается:

1) Энциклопедия по планетам (перевод "9 Планет" Б.Арнетта)

2) Две астрономических энциклопедии "Физика Космоса" (совместный проект с издательством "Российская Энциклопедия")

Более отдаленные проекты:

1) Астрономический справочник

2) Интерактивный астрономический календарь.

Другие формы работы:

1) Участие в конференциях, публикация их трудов или тезисов ("SETI на пороге XXI века":

http://www.astronet.ru/db/msg/1177012, Студенческая конференция "Физика космоса":

http://www.astronet.ru:8100/db/msg/1176762).

2) Проведение студенческих конкурсов (2001 г.: http://www.astronet.ru/db/msg/1174725, 2002 г.:

http://www.astronet.ru/db/msg/1177158).

Астронет и "Научная сеть".

Астронет входит с междисциплинарный (мультидисциплинарный) проект "Научная Сеть" (http://www.nature.ru/) и является его астрономическим узлом.

Работа в рамках этого объединения подразумевает обмен наиболее интересными публикациями не укладывающимся в раки одной науки, создание единого распределенного энциклопедического справочника и т.д. Кроме того подобная сеть лучше удовлетворяет потребности читателей и увеличивает посещаемость каждого из узлов. Подробнее о концепции "Научной Сети" и о технических сторонах этих проектов говорится в других статьях, данного сборника (см.

Бартунов и др.).

Благодарности.

Разработка и развитие сайта поддерживалось грантами РФФИ 99-07-90069 и 02-07-90222.

В конкурсе "Звезды астрорунета 2001", проведенном сайтом "AstroTop100" (http://www.sai.msu.su/top100/), astronet.ru занял 1 место в номинации "Сайт года" и разделил 1 место в номинации "Лучший новостной проект".

Мы выражаем благодарность всем многочисленным авторам за их публикации, РФФИ за финансовую помощь, дирекции ГАИШ за понимание важности проекта для Российской астрономии, РОО "Мир Науки и Культуры" за поддержку проекта "Научная Сеть", а также нашим коллегам по "Научной Сети" за дружескую помощь и полезные дискуссии.

ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО

УЧЕБНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ СЕТИ ИНТЕРНЕТ

–  –  –

Одним из важных направлений в области создания новых информационных технологий для систем дистанционного и открытого образования является создание электронных учебных комплексов.

В рамках этого направления в Челябинском государственном университете в настоящее время ведется проект по созданию интегрированной среды для разработки и использования электронных учебных комплексов (ЭУК). ЭУК, созданные с использованием данной среды, могут работать как локальное приложение с компакт-диска, так и в сети Интернет.

В качестве базовой дидактической модели используется новая дидактическая модель ЭУК , в основе которой лежит принцип структурирования учебного материала по содержательному и дидактическому принципам. В данной работе рассматриваются принципы разработки интерфейса пользователя. При проектировании интерфейса выделяются три уровня абстракции: концептуальный, логический и физический.

Даются определения фрейма, слота, вертикальной и горизонтальной навигации. Описывается общая структура интерфейса. Приводится описание слота навигации и слота вертикальных слоев.

Общие принципы разработки интерфейса

Одним из базовых принципов разработки интерфейса является функциональное структурирование .

Структура интерфейса должна отражать структуру ЭУК. В качестве базовой единицы функционального структурирования мы вводим понятие фрейма.

Фрейм это структура, состоящая из набора ячеек, называемых слотами. Каждый слот состоит из имени и ассоциируемого с ним значения. Значения могут представлять собой данные или ссылки на другие фреймы.

Таким образом, фреймы можно связать в сеть через слоты.

Мы накладываем ограничение на эту сеть, которая должна представлять собой дерево. Структура интерфейса, построенная с использованием этого подхода, представляет иерархию фреймов.

При проектировании интерфейса ЭУК мы выделяем в его структуре три уровня абстракции:

концептуальный, логический и физический.

На концептуальном уровне интерфейс представляется как иерархия фреймов. Это представление будем называть концептуальной схемой интерфейса ЭУК.

Логический уровень задает отображение концептуальной схемы в стандартные элементы графического пользовательского интерфейса GUI (Graphical User Interface) . Данное представление будем называть логической схемой интерфейса ЭУК.

На физическом уровне логическая схема реализуется средствами конкретной инструментальной среды.

Данную реализацию условимся назвать физической схемой интерфейса ЭУК.

Интерфейс ЭУК должен в максимальной степени учитывать индивидуальные предпочтения пользователя. Неудобный интерфейс может оказаться препятствием для успешного освоения ЭУК.

Следовательно, мы должны предусмотреть максимальную гибкость настройки пользовательского интерфейса ЭУК.

Структура ЭУК должна предполагать возможность контроля со стороны обучаемого за широтой и глубиной проработки материала. Это достигается путем введения горизонтального слоения модулей курса.

Интерфейс ЭУК должен предоставлять пользователю возможность навигации в иерархии модулей и горизонтальных слоев ЭУК с возможностью визуальной маркировки пройденного материала. Маркировка может проводиться в автоматическом и ручном режиме. Поддержку горизонтального слоения будем называть вертикальной навигацией с возможностью маркировки.

В соответствии со структурой ЭУК каждый модуль делится на вертикальные слои. В качестве вертикальных слоев используются следующие дидактические компоненты: теория, тесты по теории, задачи , тесты по практике, библиография и словарь терминов. Интерфейс ЭУК должен предоставлять пользователю возможность доступа к любому вертикальному слою текущего модуля. Назовем переход от одного вертикального слоя к другому горизонтальной навигацией.

Таким образом, можно сформулировать следующие требования к интерфейсу пользователя ЭУК:

1. Персонализация интерфейса: интерфейс ЭУК должен предоставлять максимальную гибкость настройки конечным пользователем.

2. Поддержка горизонтального слоения ЭУК: интерфейс должен обеспечивать вертикальную навигацию с возможностью маркировки.

3. Поддержка вертикального слоения ЭУК: интерфейс должен обеспечивать горизонтальную навигацию.

Концептуальная схема интерфейса

Концептуальная схема интерфейса ЭУК должна отражать иерархию фреймов. Корнем дерева иерархии является головной фрейм. Концептуальная схема изображена на Рис.1.

Головной фрейм включает в себя:

1. Слот навигации

2. Слот вертикальных слоев

3. Слот меню

4. Слот строки состояния Слот навигации отвечает за вертикальную навигацию с возможностью маркировки. Слот вертикальных слоев выполняет функцию горизонтальной навигации по текущему модулю ЭУК. Слот меню предоставляет пользователю перечень возможных команд в ЭУК и их выполнение. Слот строки состояния выполняет вывод пользователю информационных сообщений ЭУК.

Слот навигации содержит панель навигации.

Панель навигации выполняет следующие функции:

Вертикальной навигации по модулям ЭУК

Маркировки полноты пройденного материала

Отражения текущего положения пользователя Каждому модулю в панели навигации сопоставляется узел представления модуля, состоящий из маркера полноты прохождения модуля и его модулей-потомков, названия модуля и пиктограммы развертывания/свертывания модулейпотомков. Структура узла представления модуля изображена на Рис. 2.

Маркер полноты прохождения модуля выполняет функции маркировки и отображения полноты прохождения материала модуля и модулей-потомков. Маркер разделен на модульный сегмент и сегмент потомков. Модульный сегмент расположен выше диагонали, а сегмент потомков – ниже.

Модульный сегмент может находиться в трех состояниях:

1. Модульный сегмент отображается черным цветом – пройден материал модуля.

2. Модульный сегмент отображается белым цветом – не пройден материал модуля.

3. Модульный сегмент не отображается – полнота прохождения модуля не фиксируется.

Сегмент потомков может находиться в четырех состояниях:

1. Сегмент потомков отображается черным цветом – пройден материал модулей- потомков.

2. Сегмент потомков отображается белым цветом – не пройден материал модулей- потомков.

3. Сегмент потомков отображается черно-белой штриховкой – не пройдены полностью модули-потомки.

4. Сегмент потомков не отображается – модулей-потомков нет.

Прохождение модуля фиксируется в ручном и автоматическом режиме. Ручная фиксация производится через контекстное меню. Автоматическая фиксация устанавливается критерием прохождения модуля. Критерий прохождения модуля устанавливается разработчиком ЭУК и может быть различным для различных модулей. Примером критерия прохождения может быть время просмотра данного модуля или процент правильных ответов в тестах или задачах.

Пиктограмма развертывания/свертывания модулей-потомков отвечает за развертывание и свертывание списка модулей-потомков. Знак «+»

соответствует свернутому списку модулей- потомков.

Знак «-» соответствует развернутому списку. Если эта пиктограмма отсутствует у модуля, то у него нет модулей-потомков. На Рис.3. изображен пример панели навигации.

Модули 1.2.

1 и 1.2.2 полностью пройдены и не содержат модулей-потомков. Модуль 1.2 не пройден и содержит пройденные модули-потомки 1.2.1 и 1.2.2.

Модули 1 и 1.1 пройдены, но не все модули-потомки пройдены.

Слот вертикальных слоев содержит фрейм вертикальных слоев. Фрейм вертикальных слоев выполняет функции горизонтальной навигации и представления пользователю вертикальных слоев текущего модуля ЭУК.

Логическая схема интерфейса

Логическая схема интерфейса ЭУК задается отображением концептуальной схемы в стандартные элементы графического пользовательского интерфейса.

Головной фрейм отображается в окно приложения, слот меню – в меню окна приложения, слот строки состояния в строку состояния окна приложения, слот навигации в прикрепляемое окно (docking window), слот вертикальных слоев в дочернее окно (MDI Child window).

В слоте вертикальных слоев могут отображаться различные типы документов: графики, таблицы, тексты, мультимедиа. При отображении этих документов используются мобильные структурированные объекты, позволяющие работать с разнородными документами сложной структуры .

В настоящее время в Челябинском государственном университете создан прототип ЭУК по курсам:

"Параллельные системы баз данных", "Архитектура параллельных ЭВМ", "Параллельное программирование".

Данный прототип ЭУК имеет локальную реализацию на компакт-диске и реализацию в сети Интернет.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 00-07-90077).

ЛИТЕРАТУРА:

1. Овчинникова К.Р., Соколинский Л.Б. Электронный учебный курс в системе открытого образования // Телематика"2002: Труды Всероссийск. науч.- метод. конф. (3-6 июня 2002 г., г. Санкт-Петербург).

2. The Windows User Experience. Official Guidelines for User Interface Developers and Designers. Microsoft Corporation, 2000.

3. Мандел Т. Разработка пользовательского интерфейса. М.:"ДМК Пресс", 2001. 416 c.

4. Сергеев Д.В., Соколинский Л.Б. Использование мобильных структурированных объектов для представления статей в электронных научных справочниках // Научный сервис в сети Интернет: Труды Всероссийск. науч. конф. (24-29 сентября 2001 г., г. Новороссийск). -М.: Изд-во МГУ. 2001. C. 157-160.

ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ КЛИЕНТ-СЕРВЕРНОЙ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ

ДЛЯ СЕТЕЙ INTERNET/INTRANET В ПРИЛОЖЕНИЯХ ТЕЛЕМЕДИЦИНЫ

–  –  –

Термин телемедицина вошел в оборот в 70 годах прошлого столетия. Этот термин обозначает приложение телекоммуникационных и информационных технологий в медицине, предоставляющих возможность проведения лечебных мероприятий на расстоянии. Изначально под телемедициной понималось проведение врачебных консультаций посредством интерактивного видео. В настоящее время значение термина телемедицина расширилось и включает в себя также передачу и обработку статических изображений, использование информационных ресурсов World Wide Web.

Для решения задач диагностики и прогноза развития заболеваний широкое применение получили компьютерные экспертные системы (ЭС) . Однако, в большинстве своем эти системы были локальными и не поддерживали сетевой (клиент – сервер) режим работы.

Как известно, клиент – серверная информационная система состоит как минимум из трех основных компонентов:

Сервер, управляющий хранением данных, доступом и защитой, резервным копированием, отслеживающий целостность данных и выполняющий запросы клиента;

Похожие работы:

« «Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого» Менталитет славян и интеграционные процессы: история, современность, перспективы Материалы IX Международной научной конференции Гомель, 21–22 мая 2015 года Гомель ГГТУ им. П. О. Сухого Министерство образования Республики Беларусь Институт социологии НАН Беларуси Гомельская...»

« ДЕЛО Материалы VIII Международной научно-практической конференции 2–4 декабря 2014 года ВЫПУСК 7 Москва 2015 УДК 069.01 ББК 79.1 И И90 История техники и музейное дело: материалы VIII Международной научно-практической конференции. 2–4 декабря 2014 г. / Мин-во культуры Рос. Федерации, Политехнический музей и ИИЕТ РАН. Редкол.: Р.В. Артеменко...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – НЕФТЕГАЗОВОМУ РЕГИОНУ Материалы Всероссийской с международным участием научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Том II Тюмень ТюмГНГУ УДК 622.3+550.8+655. ББК 33.36+35.51 Н Ответственный редактор кандидат технических наук, доцент О. А....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования Витебский государственный технологический университет Инновационные технологии в текстильной и легкой промышленности Материалы докладов международной научно-технической конференции 26-27 ноября 2014 г. Витебск УДК 67/68 ББК 37.2 И 66 Инновационные технологии в текстильной и легкой промышленности: Материалы докладов международной научно-технической конференции, 26-27ноября 2014 г. / УО «ВГТУ». – Витебск, 2014. – 472 с. ISBN...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ ТРУДЫ V МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ 23-26 ноября 2010 г. Томск 2010 УДК 621.9 С56 Современные проблемы машиностроения: труды V Международной научС56 но-технической конференции; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического...»

«АГЕНТСТВО ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (АПНИ) СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ Сборник научных трудов по материалам I Международной научно-практической конференции г. Белгород, 30 апреля 2015 г. В семи частях Часть II Белгород УДК 00 ББК 7 С 56 Современные тенденции развития науки и технологий: С 56 сборник научных трудов по материалам I Международной научнопрактической конференции 30 апреля 2015 г.: в 7 ч. / Под общ. ред. Е.П. Ткачевой. – Белгород: ИП Ткачева Е.П.,...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» НЕФТЬ И ГАЗ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Тюменского индустриального института Том IV Автомобильно-дорожные проблемы нефтегазового комплекса Тюмень ТюмГНГУ УДК 26.343 ББК 553.98 Н 58 Ответственный редактор – кандидат технических наук, доцент О. А. Новоселов Редакционная коллегия:...»

« технический университет» (УГТУ) ЗДОРОВЬЕСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБЛАСТИ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА МАТЕРИАЛЫ ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ (16 МАРТА 2012 г.) УХТА 2012 НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ ЗДОРОВЬЕСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБЛАСТИ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ И СПОРТА МАТЕРИАЛЫ ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ (16 марта 2012 года)...»

«Материалы Международной научно-технической конференции, 3 – 7 декабря 2012 г. МОСКВА INTERMATIC – 2 0 1 2, часть 7 МИРЭА КОНЦЕПЦИЯ ФОРМИРОВАНИЯ «ЕДИНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА ГЛОБАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ» ТРАДИЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ И НОВЫЕ ПОДХОДЫ © 2012 г. А.И. ЖОДЗИШСКИЙ, А.С. СИГОВ, Е.И. ЦАДИКОВСКИЙ*, Т.Е. ТАРАСЕНКО** Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики, *ОАО «Российские космические системы», г. Москва, **Московский авиационный институт...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИИ СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ПРАВИТЕЛЬСТВО НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ КОМИССИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ЮНЕСКО НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МАТЕРИАЛЫ 51-Й МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «СТУДЕНТ И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС» 12–18 АПРЕЛЯ 2013 Г. МЕНЕДЖМЕНТ НОВОСИБИРСК УДК 33 ББК У 65 Материалы 51-й Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»: Менеджмент / Новосиб....»

« образованию XXI века 26 апреля 2013 года Рязань – 20 УДК 001: 1.30, 31, 33, 34, 37, 50, 63, 67 55K Студенческий научный поиск – науке и образованию ХХI века: Материалы V международной студенческой научно-практической конференции СТИ. / Под общей ред. проф. А.Г. Ширяева; научный редактор д.г.н. З.А. Атаев Рязань, СТИ, 2013. – 383 с. В сборнике...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»Современный менеджмент организации: опыт, проблемы и перспективы Материалы научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и преподавателей (г. Барнаул, 2015 г.) Изд-во АлтГТУ Барнаул 2015 УДК 001.8 + 658.5 + 378.1 Современный менеджмент организации:...»

«КОЛЛЕКТИВНЫЙ ДОГОВОР на 2013 2015 годы Утвержден на конференции коллектива 24 декабря 2012 года Казань, 201 2 КОЛЛЕКТИВНЫЙ ДОГОВОР г. Казань «24» декабря 2012 г.1. Стороны коллективного договора 1.1. Коллективный договор заключен работниками Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева, далее КНИТУ-КАИ, от имени которых выступает объединенный профком профсоюзной организации университета (далее Профком), с работодателем в лице ректора университета...»

« УНИВЕРСИТЕТ» АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГУМАНИТАРНЫХ НАУК Сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых 5-6 апреля 2012 г. Томск 2012 УДК 1+36+33+379.851+ 659 ББК Ю25+ У9(2)212+У9(2)272+У9(2)43 АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГУМАНИТАРНЫХ НАУК: Труды XI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. –...»

« УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. М. КИРОВА» ФЕВРАЛЬСКИЕ ЧТЕНИЯ Научно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава Сыктывкарского лесного института по итогам научно-исследовательского работы в 2012 году Сыктывкар, Сыктывкарский лесной...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ухтинский государственный технический университет» (УГТУ) КОММУНИКАЦИИ. ОБЩЕСТВО. ДУХОВНОСТЬ – 201 XIV МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ ГУМАНИТАРНАЯ МОЛОДЕЖНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ (3-4 апреля 2014 года) Материалы конференции Посвящается Году культуры в России и 125-летию П. А. Сорокина Ухта, УГТУ, 201 УДК 316 (061.3) ББК 60 К 65 К 65 Коммуникации. Общество. Духовность – 2014 [Текст] :...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ЮРГИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ЭКОНОМИКА В МАШИНОСТРОЕНИИ Сборник трудов III Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для молодых ученых Том 2 24-25 мая 2012 года Томск, 2012 УДК 62.002(063) И66 И66 Инновационные технологии и...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ТРАНСФОРМАЦИЯ НАУЧНЫХ ПАРАДИГМ И КОММУНИКАТИВНЫЕ ПРАКТИКИ В ИНФОРМАЦИОННОМ СОЦИУМЕ Сборник научных трудов конференции 22-23 ноября 2012 г. Томск 201 УДК 009+304.2+33+659+93+316.77 ББК Ю25+ У9(2)212+У9(2)272+У9(2)43 Т6 Т65 Трансформация научных парадигм и коммуникативные практики в информационном социуме: сборник научных...»

«Харьковский национальный педагогический университет имени Г.С.Сковороды Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства имени П.Василенко Харьковская государственная академия дизайна и искусств Белгородский юридический институт МВД России Харьковская государственная академия физической культуры кафедра единоборств ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СПОРТИВНЫХ ИГР И ЕДИНОБОРСТВ В ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ сборник статей Х международной научной конференции 7-8 февраля 2014 г....» Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам , мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.