Поможет ли блокчейн решить проблему авторства в науке (часть 2)

В рамках спецпроекта «Интеллектуальная собственность и блокчейн» редакция Forklog подготовила материал, посвященный знаковым историческим примерам научных коллабораций, которые изменили мир.

На их примере вы сможете выделить для себя фундаментальные проблемы, с которым по сей день сталкивается академическая наука.

Вторая часть раскрывает историю решения одной из “Проблем тысячелетия” в математике и расскажет, как и почему проблемы присвоения интеллектуальных наработок и авторства решаются в наши дни, как их можно будет избегать в будущем и почему именно блокчейн может сыграть в этом ключевую роль.

«Я отказался. Если говорить совсем коротко, то главная причина —
это несогласие с организованным математическим сообществом.
Мне не нравятся их решения, я считаю их несправедливыми»,
— Г. Перельман, выдержка из интервью для The New Yorker.

Краткая история доказательства гипотезы Пуанкаре

Еще одним исторически значимым примером сотрудничества и споров о вкладе в разработку стала история доказательства гипотезы Пуанкаре, над которой ломали головы ведущие математики последнего столетия.

Гарвардский математик Барри Мазур назвал эту проблему «теоремой Пифагора 20-го века», а в 2000 году Математический институт Клэя сделал эту проблему седьмым пунктом в списке важнейших нерешенных проблем математики и предложил миллион долларов автору доказательства.

Человеку привычно взаимодействовать с трехмерными объектами и каждый может без особого труда создать такой объект в своем воображении. Поверхность любого такого трехмерного объекта является двумерной, будь то поверхность футбольного мяча или рыболовной сети. С точки зрения топологии, все замкнутые двумерные поверхности отличаются только количеством отверстий в них.

Поверхность без отверстий является сферой, поверхность с одним отверстием, как бублик или кружка с ручкой, — тором. При этом кружка и бублик гомеоморфны или топологически эквивалентны друг другу, а сфера и тор — нет. Для пространств и многообразий более высоких размерностей эта логика сохраняется. К примеру, трехмерное многообразие может быть представлено как поверхность четырехмерного объекта и так далее.

Представления о многомерности не очень хорошо укладываются в привыкшее к миру трехмерных объектов человеческое воображение, но математический аппарат не имеет подобных ограничений. Благодаря этому универсальному языку математикам удается изучать и описывать свойства любых многообразий с любыми размерностями.

Анри Пуанкаре, признанный основателем топологии, внес огромный вклад в ее развитие, создав инструмент под названием “фундаментальная группа”, с помощью которого можно сосчитать количество отверстий и другие свойства многообразий любой размерности. На рубеже XIX и ХХ веков Пуанкаре предположил, что все замкнутые односвязные трехмерные многообразия, конечные и лишенные отверстий, гомеоморфны трехмерной сфере, то есть — всякое трехмерное многообразие без края и отверстий может считаться поверхностью четырехмерной сферы. Однако доказать это математически было чрезвычайно сложно.

К 1960-м топология стала одной из наиболее продуктивных отраслей математики и многие молодые специалисты-топологи пытались подобраться к доказательству Пуанкаре. Попытки долго оставались безрезультатными, хотя многие из них привели к важным открытиям.

В конце 1970-х Уильям Терстон, впоследствии удостоенный Филдсовской медали за вклад в развитие топологии, предложил собственную классификацию для трехмерных многообразий. Терстон предположил, что любое замкнутое трехмерное многообразие можно разложить на элементы, на каждом из которых можно задать одну из восьми стандартных геометрий. Гипотеза Терстона, известная также как гипотеза геометризации, включала в себя проблему Пуанкаре в качестве частного случая.

К удивлению сообщества, доказательства для четырех, пяти и большего количества измерений оказались сравнительно податливыми, и уже к началу 80-х гипотеза Терстона была доказана для всех размерностей, кроме трехмерного пространства.

В 1982 году Ричард Гамильтон опубликовал работу, посвященную уравнению под названием «поток Риччи» и потенциально применимую к проблемам Терстона и, соответственно, Пуанкаре. Грубо говоря, поток Риччи позволяет особым образом деформировать многообразия, сглаживая в них все неоднородности. Это уравнение, аналогичное уравнению теплопроводности из термодинамики, оказалось одним из важнейших шагов на пути к решению проблемы Пуанкаре.

Предложенный Гамильтоном метод идеально работал в двух, четырех и более измерениях, но в трехмерных пространствах такой подход вел к образованию “перешейков” — сингулярностей — из-за которых одно многообразие с однородной геометрией разрывалось на отдельные участки с собственными отличными друг от друга геометриями, что препятствовало доказательству гипотезы Терстона.

Григорий Перельман, интересовавшийся этой проблематикой, ознакомился с работами Гамильтона и даже смог задать ему вопросы о потоке Риччи после соответствующего доклада американца в Институте перспективных исследований в Принстоне. Эта встреча сыграла важную роль в последующей разработке доказательства.

В течение восьми месяцев, начиная с ноября 2002 года, Перельман опубликовал три части своего доказательства гипотезы Пуанкаре. Его работа основывалась на собственноручно введенном понятии “энтропии” и применении потока Риччи с использованием “хирургии” — математического метода, который позволил обойти проблему возникновения сингулярностей.

Специалисты отмечали, что этот материал был на удивление кратким и включал множество элегантных математических выводов, не касающихся центральной проблемы. Сама гипотеза Пуанкаре в статье даже не упоминалась.

Сложность предмета и краткость в материалах Перельмана оставили его работу уязвимой для претензий — немногие математики обладали опытом, необходимым для того, чтобы проверить и защитить работу Перельмана. Однако через четыре года, когда как минимум две группы экспертов проверили доказательство и не нашли в нем значимых пробелов или ошибок, математическое сообщество пришло к консенсусу касательно того, что Перельман дал верное доказательство.

Задолго до публикации знакомство с Ричардом Гамильтоном побудило к работе над проблемой Пуанкаре еще одного великого математика — Яу Шинтуна, который на тот момент уже был обладателем множества премий, включая премию Филдса — высшую награду в математике.

Именно Яу Шинтун был главой одной их трех независимых групп исследователей, которые занимались проверкой опубликованного Перельманом доказательства. В группу также вошли два его ученика Цао Хуайдун и Чжу Сипин. Яу верил: если ему удастся помочь в решении проблемы Пуанкаре, это станет не только его личной победой, но и победой для всего Китая.

Весной 2006 года в Азиатском Математическом Журнале, одним из редакторов которого был Яу Шинтун, вышла работа под названием «The Hamilton-Perelman Theory of Ricci Flow: The Poincaré and Geometrization Conjectures» (“Теория Потока Риччи Гамильтона-Перельмана: Гипотеза Пуанкаре и Гипотеза Геометризации”), посвященная проверке доказательства Перельмана.

Вскоре название изменилось на «A Complete Proof of the Poincaré and Geometrization Conjectures: Application of the Hamilton-Perelman Theory of the Ricci Flow» (“Полное Доказательство Гипотезы Пуанкаре и Гипотезы Геометризации: Применение Теории Потока Риччи Гамильтона-Перельмана”). Текст аннотации к статье также претерпел некоторые изменения, указывающие на то, что Яу и его ученики внесли заметный вклад в доказательство.

По словам Чжу и Цао, работа Перельмана лишь “внесла свежие идеи, которые помогли найти способы преодоления препятствий, оставшихся в программе Гамильтона”, а им пришлось самостоятельно “заменить ряд ключевых аргументов Перельмана новыми, основанными на их собственных наработках”. Это заявление, как выяснилось, не отражало действительности.

Позже, 3 июня, на пресс-конференции в Институте математики в Пекине действующий директор института отметил, что вклад Ричарда Гамильтона в доказательство гипотезы Пуанкаре составил около 50%, вклад Григория Перельмана — около 25%, а вклад Яу, Чжу и Цао — около 30%. Казус с простым сложением, вероятно, остался незамеченным. Позже Яу добавил, что при всей сложности и значимости разрешенной проблемы, китайские математики с их 30% сыграли важнейшую роль в открытии.

У журналистов The New Yorker, составивших исчерпывающую статью о ситуации вокруг доказательства гипотезы Пункаре под названием “The Manifold Destiny”, сложилось мнение, что со временем Яу уделял все больше внимания борьбе за высокий статус и продвижению китайских математиков в мировом сообществе. Как оказалось, до этого Яу Шинтун и его ученики таким же образом пытались присвоить заслуги Александра Гивенталя за представленное им в 1996 году доказательство одной из гипотез в области зеркальной симметрии.

По прошествии четырех лет с момента публикации мировое математическое сообщество пришло к согласию: авторство полного доказательства гипотезы Пуанкаре для трех измерений принадлежит Григорию Перельману.

В 2006 году Перельману была присуждена Медаль Филдса «За вклад в геометрию и его революционные идеи в изучение геометрической и аналитической структуры потока Риччи», от которой он отказался. 22 декабря того же года в журнале Science вышел материал о достижениях российского математика, а его вклад был назван прорывом года.

В 2010 Перельман был удостоен премии в $1 млн от Математического института Клэя за первое в истории решение одной из Проблем тысячелетия. 1 июля 2010 года он официально отказался и от этой награды, аргументировав свой отказ тем, что вклад Ричарда Гамильтона в доказательство был ничуть не меньше, чем его собственный.

На фоне этого затянувшегося инцидента Григорий Перельман покинул занимаемую должность ведущего научного сотрудника лаборатории математической физики в Математическом институте им. В. А. Стеклова и ограничил любые контакты с коллегами и журналистами.

“Чужаками считаются не те, кто нарушает этические стандарты в науке. Люди, подобные мне, — вот кто оказывается в изоляции”, — Г. Перельман.

Как академическое сообщество решало подобные проблемы все это время

Подходы к определению, закреплению и отслеживанию прав на тот или иной объект интеллектуальной собственности в академической науке формировались вместе с самой академической наукой.

Список авторов, сопровождающий ту или иную публикацию, веками оставался сравнительно удобным инструментом. Существует ряд общепринятых правил, согласно которым участник может считаться соавтором работы. Наиболее широко применяемый регламент, известный как “Ванкуверские правила”, гласит, что авторство может быть присвоено при соответствии четырем критериям:

1) существенный вклад в концепцию и разработку, а также сбор, анализ и интерпретацию данных;

2) составление статьи или критическая оценка ее наукоемкого содержания;

3) окончательное утверждение публикуемой версии;

4) ответственность за тщательное изучение всех аспектов работы на предмет состоятельности и целостности.

Участники, чей вклад не отвечает всем четырем критериям, не могут считаться авторами публикации. При этом их заслуги тоже должны быть признаны. Такие люди могут быть упомянуты индивидуально или в составе группы, названной согласно характеру их вклада, как то “Клинические исследователи” или “Советники”.

Публичное упоминание участия специалиста в создании той или иной публикации может подразумевать, что он согласен с ходом и выводами работы, потому перед указанием участия стоит получить письменное разрешение от упоминаемых специалистов. В ином случае существует вероятность возникновения конфликта между авторами конкретной публикации и теми, кто указан среди других участников разработки.

Проще говоря, автор специфической техники спектрофотометрии не обязан соглашаться с выводами исследователей, применивших его технику, но указание его имени и личного вклада в разработку среди прочих могло бы создать у читателя впечатление его непосредственного участия и полного согласия с авторами.

Рекомендованной практикой является также предварительное составление соглашений о совместной работе и публикации материалов. Такое соглашение может разграничить зоны ответственности, права и обязанности отдельных участников, предотвращая возможный конфликт интересов.

Несмотря на применение общепринятых правил, проблемы авторства и более четкого понимания индивидуального вклада каждого из участников работы остаются открытыми, предоставляя все возможности для оппортунистического поведения и манипуляций.

Проблема есть и сейчас. Почему решения прошлого несостоятельны?

С расширением технических возможностей для обмена информацией понятия “авторство” и “вклад” размываются все сильнее. Без тщательно регулируемой системы списки авторов научных публикаций продолжат быть инструментом для манипуляции, а имена тех, кто действительно заслуживает упоминания, рискуют и дальше оставаться за кадром.

Помимо целенаправленных нарушений правил и этики авторства, существует отдельная проблематика, связанная с регламентом цитирования и использования ссылок на сторонние работы в собственных исследованиях и публикациях.

Шансов обойти такие нюансы стороной практически нет. Научная работа, которая не опиралась бы на какую-то часть уже сформулированных другими людьми знаний, в наши дни вряд ли будет возможной. Кроме того, часто ссылки на именитых ученых и значимые исследования становятся прочным фундаментом для собственных аргументов автора и делают всю работу более состоятельной в глазах рецензентов и читателей.

Однако наличие требований и правил оформления цитат, которые воздвигают дополнительные, порой ненужные, барьеры перед заимствующим автором, создает риск непреднамеренного плагиата. Поводом для обвинений может послужить даже такая оплошность, как использование недостаточно измененного текста из оригинальной работы.

С появлением все более доступных возможностей для анонимной публикации работ ситуация только усложняется.

В современных условиях научному сообществу нужна новая информационная инфраструктура, способная четко фиксировать каждый отдельный вклад в общее дело проекта. Такая система может сделать само понятие авторства несостоятельным, смещая фокус на то, как именно тот или иной участник способствовал достижению отдельно взятой конечной цели.

Новой инфраструктуре прежде всего нужна адекватная технология для ведения реестра

Как и во множестве других отраслей, в вопросах атрибуции и учета индивидуального вклада в исследования многое можно реализовать гораздо лучше, обратившись к технологиям распределенного реестра.

Преимущества системы на основе технологии блокчейн во многом очевидны: распределенная база данных невосприимчива к несанкционированным изменениям и всегда будет оставаться отражением консенсуса в сообществе, что делает ее своего рода “истиной в последней инстанции”.

На основе такого реестра можно построить инфраструктуру, которая будет автоматически фиксировать данные о новых публикациях в блокчейне и хранить полную постоянно обновляемую картину связей между публикациями, будь то ссылки, цитаты или упоминания. Таким образом можно полностью искоренить проблемы стратификации научных публикаций по импакт-фактору конкретного издания и индексу цитирования, а вместе с тем и проблемы недобросовестного использования этих критериев в личных корыстных интересах.

Помимо учета вклада, в такой инфраструктуре не составит труда фиксировать информацию о лицензировании и патентовании того или иного объекта интеллектуальной собственности, попутно автоматизируя механизмы финансовых отчислений авторам патентов и обладателям лицензий — нужно всего-то внедрить внутреннюю валюту для обмена, что в наши дни не так уж сложно реализовать.

В дополнение, инфраструктуру авторства и лицензирования можно интегрировать с децентрализованной платформой для совместного создания, проверки и использования этих самых интеллектуальных архивов, снабдив все это системой вознаграждения на основе тех же внутренних токенов.

Можно догадаться, что похожие размышления подтолкнули команду Nanome на разработку проекта Matryx, о принципах работы которого можно прочесть в ранее опубликованном обзоре.

Пока создатели Matryx разрабатывают блокчейн-инфраструктуру, ориентированную на академические исследования и публикации, другие команды создают похожие распределенные решения для учета всевозможного графического, аудио- и видеоконтента, что только подтверждает состоятельность подхода.

Сегодня есть все основания полагать, что уже очень скоро именно блокчейн будет основой для подавляющего большинства моделей, связанных с патентованием, лицензированием и распределением “гонорара” за использование интеллектуальных активов.

Подписывайтесь на канал Forklog в YouTube!