Кіріспе
E-ғылым немесе eScience – жоғары тараған желілік ортада жүзеге асырылатын, күрделі есептеулерді қажет ететін ғылым, немесе желілік есептеуді талап ететін үлкен деректер жиынтығын пайдаланатын ғылым; бұл термин кейде таралған ынтымақтастықты қамтамасыз ететін, мысалы, Access Grid сияқты технологияларды да қамтиды. Бұл терминді 1999 жылы Ұлыбританияның Ғылым және технология кеңсесінің директоры Джон Тейлор жасаған, ал 2000 жылдың қарашасынан бастап ірі қаржыландыру жобасын сипаттау үшін қолданылған. Содан бері E-ғылым кеңірек түсіндірілді, ол – «қазіргі заманғы ғылыми зерттеулерді жүргізу үшін компьютерлік технологияны қолдану, оның ішінде дайындық, тәжірибелер, деректерді жинау, нәтижелерді тарату, ғылыми процестің нәтижесінде алынған барлық материалдарды ұзақ мерзімді сақтау және қолжетімділік. Бұған деректерді модельдеу және талдау, электрондық/цифрлық зертханалық күнделіктер, өңделмеген және сәйкестендірілген деректер жиынтығы, қолжазбалар мен жобалық нұсқалар, алдын ала басылымдар және баспа және/немесе электрондық жарияланымдар кіреді». 2014 жылы IEEE eScience конференциясы анықтаманы «eScience – барлық салалардағы зерттеулердің өмірлік циклы бойындағы бірлескен, есептеуге немесе деректерге көп көлемді зерттеулерде инновацияларды дамытуға бағытталған ғылым» деп қысқартты – ұйымдастырушылар қолданатын жұмыс анықтамаларының бірі. E-ғылым «көбінесе үлкен деректер деп аталатын құбылысты» қамтиды, ол ғылымды революциялады, мысалы, CERN-дегі Үлкен адрондық коллайдер (LHC) жылына шамамен 780 терабайт дерек өндіреді. Үлкен деректерді өндіретін қазіргі заманғы ғылым салалары: есептеу биологиясы, биоинформатика, геномика. Тьюринг сыйлығының иегері Джим Грей «деректерге көп көлемді ғылымды» немесе «e-ғылымды» ғылымның «төртінші парадигмасы» (эмпирикалық, теориялық, есептеу және енді деректерге негізделген) деп сипаттап, «ақпараттық технологияның әсерінен ғылым туралы барлық түсініктер өзгереді» және деректердің көптігіне байланысты барлық нәрсе өзгеріп жатыр деді. E-ғылым ғылыми әдістің екі негізгі тірегін де өзгертеді: эмпирикалық зерттеулер, әсіресе цифрлық үлкен деректер арқылы; және ғылыми теория, әсіресе компьютерлік модельдеу арқылы. Бұл идеялар 2013 жылдың ақпан айында Ақ үйдің ғылым және технология саясаты кеңсесінде де көрініс тапты, олар жоғарыда аталған E-ғылым өнімдерін меморандумның директивасына сәйкес сақтау және қолжетімділік талаптарымен қамтамасыз етуді жоспарлады. E-ғылымдарға бөлшектер физикасы, жер ғылымдары және әлеуметтік модельдеу кіреді.
Turing Award winner Jim Gray imagined "data intensive science" or "e science" as a "fourth paradigm" of science (empirical, theoretical, computational and now data driven) and asserted that "everything about science is changing because of the impact of information technology" and the data deluge. E Science revolutionizes both fundamental legs of the scientific method: empirical research, especially through digital big data; and scientific theory, especially through computer simulation model building. These ideas were reflected by The White House's Office and Science Technology Policy in February 2013, which slated many of the aforementioned e Science output products for preservation and access requirements under the memorandum's directive. E sciences include particle physics, earth sciences and social simulations.
Өзгешеліктер мен мысалдар
Электрондық ғылым саласындағы көптеген ғылыми-зерттеу жұмыстары ғылыми жаңалықтарды ашуға көмектесетін жаңа есептеу құралдары мен инфрақұрылымды әзірлеуге бағытталған. Бағдарламалық құралдың күрделілігі және артқы инфрақұрылымдық талаптардың жоғары болуына байланысты, электрондық ғылым жобалары әдетте зертханалар, ірі университеттер немесе үкіметтер басқаратын және дамытатын үлкен командаларды қамтиды. Қазіргі уақытта Ұлыбританияда электрондық ғылымға ерекше назар беріліп, Ұлыбританияның электрондық ғылым бағдарламасы оған маңызды қаржы жұмсауда. Еуропада CERN-нің Үлкен адрондық коллайдерін қолдау мақсатындағы есептеу мүмкіндіктерінің дамуы, электрондық ғылым және Grid инфрақұрылымдарының қалыптасуына әкелді, олар басқа да ғылым салаларында қолданылуда.
Америка Құрама Штаттары
АҚШ-тағы бастамаларда, электрондық ғылым жобаларын анықтау үшін әдетте "киберинфраструктура" термині қолданылады. Бұл бастамаларды негізінен Ұлттық ғылым қорының (NSF OCI) киберинфраструктура кеңсесі және Энергетика департаменті (әсіресе Ғылым басқармасы) қаржыландырады. 2011 жылы TeraGrid жобасы аяқталғаннан кейін, Ұлттық ғылым қоры ACCESS бағдарламасын құрып, қаржыландырды. Бұл бағдарлама зерттеушілер мен оқытушыларға, қолдау гранттарымен немесе оларсыз, елдің озық есептеу жүйелері мен қызметтерін пайдалануға көмектеседі.
Нидерланды
Голландиялық eScience зерттеулері Амстердамдағы Нидерланд eScience орталығымен үйлестіріледі, бұл бастама NWO және SURF тарапынан құрылған.
Еуропа
Plan Europe – Еуропадағы ұлттық электрондық ғылым/деректер зерттеу орталықтарының платформасы, ол 2014 жылғы 29-30 қазанда Нидерландыдағы Амстердам қаласында өткен құрылтай жиналысында құрылған және келісілген Ережелерге негізделген. PLAN E белсенді мүшелердің ядролық тобына ие және жылына екі рет отырыс өткізеді. PLAN E туралы толық ақпаратты PLAN E сайтынан алуға болады.
Дәстүрлі ғылыммен салыстыру
Дәстүрлі ғылым ғылым тарихындағы екі ерекше философиялық дәстүрді көрсетеді, бірақ электрондық ғылым, делінгендей, парадигмалық өзгерісті және ғылымның үшінші саласын енгізуді қажет етеді. "Ашық деректер идеясы жаңа емес; шындығында, ғылымның тарихы мен философиясын зерттегенде Роберт Бойль 1660 жылдары ғылыми жарияланымдарда тәуелсіз тексеру үшін күмәнділік, ашықтық және қайта өндірілу концепцияларын баса көрсеткен. Кейін ғылыми әдіс екі негізгі салаға – дедуктивті және эмпирикалық тәсілдерге бөлінді. Бүгінде ғылыми әдістің теориялық қайта қаралымы Виктория Стодденнің пікірінше, есептеу тәсілі сияқты жаңа саланы қамтуы керек, онда басқа екі тәсіл сияқты ғалымдар қорытындыға келгеннің барлық есептеу қадамдары ашылады. Өйткені соңғы 20 жылда адамдар жоғары өнімді есептеулер мен модельдеудегі өзгерістерді қалай басқаруға болатынын анықтауға тырысып келеді". Заманауи зерттеу процесінің бір мысалы математикалық дәлелдеуге ұқсас мақсатты қызмет ететіндіктен, ол сондай-ақ қасиеттерге ие болуы керек, атап айтқанда, нәтижелерді қайта орындағанда детерминистік түрде қайта өндіруге мүмкіндік беруі керек, ал аралық нәтижелерді тексеру және түсіну үшін қарауға болады. Бұл жағдайда деректердің шығу тегін ғана модельдеу жеткіліксіз. Жаңа жаңалықтарды қолдайтын дәлелдер ұсыну үшін гипотезалардың шығу тегін және деректерді талдаудан алынған нәтижелерді де модельдеу қажет. Осылайша, ғылыми жұмыс ағыны ғылыми зерттеулердегі жаңалықтардың эволюциясын құжаттау және қадағалау үшін ғалымдарға олардың деректерінің, аралық нәтижелерінің және соңғы нәтижелерінің эволюциясын қадағалауға көмектесу үшін ұсынылды және әзірленді.
Ғылым 2.0
Басқа көзқарастардың бірі – Ғылым 2.0, онда электрондық ғылым – жақсы анықталған ынтымақтастық топтарының соңғы нәтижелерін жариялаудан гөрі, ашық тәсілге қарай бет бұру деп есептеледі. Бұл ашық тәсілге шикі деректерді, алдын ала тәжірибе нәтижелерін және қатысты ақпаратты көпшілікпен бөлісу кіреді. Осы өзгерісті жеңілдету үшін Ғылым 2.0 мүдделі тараптар арасындағы байланыс, ынтымақтастық және бірлескен жұмысты жеңілдететін құралдарды ұсынуға бағытталған. Мұндай тәсіл мынадай мүмкіндіктер береді: ғылыми жаңалықтарды ашу процесін жылдамдату; академиялық басылымдар мен рецензиялауға байланысты мәселелерді шешу; жаңа білімді дамыту процесін шектейтін уақыт және қаржы шығындарын азайту.