המדע יוצא מהמעבדה: איך מהפכת המידע תשנה את עולם המחקר

"קיארה היא מדענית איטלקייה בתחום הביולוגיה הימית, המנהלת מעבדה תת-ימית ביוון שבה שותפות כמה מדינות אירופיות. בשמונה בבוקר היא מתחברת לרשת הווירטואלית, שאליה העלתה אתמול בזמן אמת את ממצאי המחקר שלה לגבי יעילותה של טכנולוגיה לשיפור איכות המים סביב האי. כלים אוטומטיים כבר הסיקו מסקנות מסוימות מהמידע ושלחו הודעה למדענים רלוונטיים, והם שלחו פידבק חזרה. קיארה נהנית מה'לייקים' הרבים שהמחקר שלה קיבל, ובזכותם מעמדה בקהילה המדעית השתפר, אך גם מההערות המעמיקות יותר. בשעה 11:00 היא כבר הפנימה חלק מההערות והיא מפרסמת את המחשבות שלה עליהן, בעודה מנחה קבוצה של מתנדבים מצוות המדע האזרחי שלה לאסוף דגימות חדשות, במעבדה שלה או בחופים שונים ברחבי העולם. כך, למשל, היא מפעילה את ג'יימס, צוללן במלדיבים ומדען חובב, לאסוף מידע מחיישן שהוטמן במעמקי הים".

הציטוט הזה, המתאר יום בחייה של מדענית בשנת 2030, לקוח ממסמך שהכינה לאחרונה נציבות האיחוד האירופי, המנסה לענות על השאלה איך יעשו מדע בעתיד הלא כל כך רחוק, ומי בכלל יוגדר מדען. התמונה שהמסמך מצייר אידילית כמעט: אנחנו בעידן המדע הפתוח, שבו עולם המחקר דמוקרטי הרבה יותר, וגם אנשים מהיישוב יכולים לעשות מדע אמיתי ולהגיע לתובנות ולגילויים חדשים, או לפחות לתרום להם.

"מדע פתוח" יכול להיות פשוט ולהתבטא, לדוגמה, בבקשת עזרה מהציבור כדי לספור ציפורים נודדות באזורי מגורים, או מורכב, כמו במקרים שבהם אנשים ללא השכלה רוכשים ערכות להנדסה גנטית ומעצבים בבית צמחים חדשים.

ה"מעבדה" בעולם כזה לא תהיה חדר אחד שבו עובדים כמה חוקרים שנבחרו בקפידה על ידי מוסד אקדמי מסוים, אלא סביבה וירטואלית המשתמשת בקוד פתוח, ובה כל מי שמעוניין בכך תורם את תרומתו למאמץ המחקרי המשותף. כך, כל מחקר יהפוך למעין ערך ויקיפדי: כל אחד תורם כפי יכולתו לגוף הידע השלם. מומחים בתחומם הם אלה שקובעים את הטון, אך לא משום שמישהו הגדיר מראש שרק להם מותר לעשות זאת בזכות ההכשרה שקיבלו, אלא כי הקהילה למדה בהדרגה להעריך אותם בזכות עבודתם. המחקר במערכות הפתוחות האלה יתמקד באתגרים הגדולים של התקופה, כמו מתחים חברתיים, סוגיות קיימות וביטחון תזונתי. 

לפי מסמך הנציבות, גוף הידע ישמש לא רק למחקר אלא גם ללימוד: סטודנטים לא יקראו ספרים אלא יתנסו במדע המבוצע בזמן אמת, ויראו במו עיניהם כיצד הוא מתפתח.

כמובן, בעולם אוטופי כזה, מדינות המערב אינן דומיננטיות בהכרח. למדינות כמו סין, רוסיה, הודו וברזיל יש תרומה שווה. יותר מכך, מעמדן של אירופה וארה"ב כמובילות המדע העולם המדעי אינו איתן כבעבר, וייתכן שלאט לאט תחלחל לעולם המערבי תרבות מחקר אסיאתית. "בישראל אנחנו רואים מגמה שבה חוקרים שאין להם זיקה לישראל או ליהדות, ממגוון מדינות בעולם, כולל סין, קוריאה, ודרום אמריקה, מגיעים לא רק ללמוד או לעשות דוקטורט זמני בישראל, אלא משתקעים כאן כחוקרים לטווח ארוך, משום שהם רואים שהמדע כאן הוא טוב. בכל שנה אנחנו קולטים 3-4 חוקרים כאלה, ואני מניח שהמספרים עוד יעלו", אומר האסטרופיזיקאי פרופ' ראם סרי מהאוניברסיטה העברית.

שיתוף משאבים והיעלמותו של המדען הסוליסט 

הנגישות של מידע, השיפור באמצעי התקשורת בין הציבור למדענים והירידה במחיר של ציוד המשמש למחקר בתחומים רבים, למשל ביולוגיה, דוחפים למדע פתוח כמו זה שמציירת הנציבות האירופית, אבל יש גם כוחות נגדיים שמושכים לריכוזיות. ישנם תחומי מחקר שבהם הציוד התייקר, וכדי להגיע לפריצות דרך חדשות יש צורך לבנות כלים חדשים שלא ניתן היה לבנות עד כה - והמחיר שלהם גבוה מאוד. בתחומים אלה, קרוב לוודאי שנראה דווקא מגמה של ריכוזיות. 

"כאשר התשתיות יקרות, נוצר צורך קריטי באיגום משאבים ושיתוף בתשתיות", אומר פרופ' קובי רובינשטיין, משנה לנשיא למחקר בטכניון. "מדובר במהלך חוצה גבולות מדיניים. לדוגמה, איגוד EUBI שבו חברות היום 15 מדינות אירופיות, וישראל בדרך להצטרף אליו, יצר מנגנון של שיתוף טכנולוגיות בתחום הדימות במדעי החיים, כולל תשתיות פיזיות, שיטות עיבוד תמונה, הוראה ועוד".

כאשר כלי מחקר הוא יקר כל כך, עד כדי עלות של מיליארדי דולרים, סביר להניח שיתקינו אותו באתרים ספוריים בלבד. לא ביזור ולא דמוקרטיה - המחקר כולו ירוכז רק באותם אתרים. אבל יש גם צד חיובי: אותם מרכזים יהפכו לאבן שואבת של מדענים מכל העולם, ולכן המחקר יקבל אופי בינלאומי ויתאפיין לרוב בעבודת צוות ולא בגילוי סולו של מדען אחד או שניים. 

מאיץ החלקיקים CERN הנמצא בשווייץ הוא דוגמה טובה לכך. הוא מעסיק היום 2,500 איש מכל העולם בכל רגע נתון, ואלפי חוקרים נוספים משתמשים בנתונים המופקים ממנו, כל אחד במעבדה שלו.

לדברי דוד מנדלוביץ', סגן הדקאן של הפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב, המחקר של העתיד יהיה בינתחומי יותר, גם בגלל טיב הבעיות שאיתן המדע מתמודד היום וגם משום הצורך באיגום משאבים. "אנחנו כבר רואים היום יותר שיתופי פעולה בין פקולטות. פרויקטים מובילים לא מגיעים מבית דיסציפלינרי אחד. מרכז המוח של האוניברסיטה, למשל, מלא בחוקרים מתחומים שונים. אפילו במרכז הסייבר מוצאים חוקרים מתחומים אחרים, למשל משפטנים".

 מאיץ החלקיקים ב־CERN / איור: shutterstock, שאטרסטוק

הביג דאטה משנה את מודל הניסוי

אנשי מדע נוטים לחשוב על "המתודה המדעית" כעל אמת בסיסית שלא משתנה מאז פותחה לפני כ-500 שנה: אוספים מידע על העולם, מפיקים ממנו השערות, ומתוכן מפיקים ניבויים חדשים ובוחנים אותם אל מול המציאות, עדיף בניסויים מבוקרים. האם משהו בעשייה המדעית יכול להשתנות באופן מהותי? ההתפתחויות בתחום הביג דאטה בהחלט עשויות לשנות את האופן שבו אנחנו חושבים על תיאוריה מדעית ועל ניסוי מדעי. למעשה, מהפכת המידע היא אולי הפעם הראשונה שבה כלי טכנולוגי מאיים ממש על ליבת עבודתו של המדען. 

כלים של בינה מלאכותית יכולים כבר היום לסרוק ספרות מחקרית כדי לתמצת עבור המדען את מה שידוע בתחום שהוא מעוניין לחקור. בתחום הביולוגיה, הבינה המלאכותית אפילו יודעת להצביע על קשרים שבני אדם לא שמו לב אליהם בין גורמים שונים, וכך להציע השערות מחקר חדשות.

"אני עדיין חושב שבמדע אמיתי יש ניצוץ של גאונות, ובגאונות חייב להיות ניצוץ של אנושיות", אומר מנדלוביץ', אולם אם לעתים קרובות יצירתיות מדעית מוגדרת "חיבור בין רעיונות שכל אחד מהם היה קיים בעבר בנפרד אבל הם לא נפגשו", זה בדיוק מה שהבינה המלאכותית עושה. כל מי שחשב בעבר שהוא מוגן מפני החלפתו על ידי רובוטים משום שהעבודה שלו יצירתית, התעורר למציאות חדשה.

"אנחנו נראה כנראה שינויים לא רק באופן שבו יוצרים את ההשערה, אלא גם באופן שבו עורכים את הניסוי", אומר סרי. "במקום להציע השערה אחת ואז לבדוק אותה לאורך שבועות רבים או אפילו שנים, רובוטים יוכלו לבדוק בבת אחת המון השערות וליצור המון מידע חדש, ולהצביע על ההשערה שהתממשה באופן הטוב ביותר".

עד היום ממצא שהתבסס על מידע היסטורי נחשב פחות חזק, משום שייתכן שהיו משתנים מתערבים. היום ניתן באמצעות היכולות החישוביות בתחום הביג דאטה, לנטרל חלק גדול מהמשתנים המתערבים בבת אחת. האם משמעות הדבר היא שממצא על בסיס מידע היסטורי ייחשב לא פחות מניסוי מבוקר?

סרי: "זהו בעצם ניסוי מבוקר, אבל באופן אחר. במקום ליצור במכוון שתי סיטואציות או שתי קבוצות זהות הנבדלות זו מזו רק בתנאי אחד, אנחנו יכולים למצוא ב'עולם האמיתי' שני מצבים, שבזכות יכולות ביג דאטה אנחנו בטוחים שהן באמת נבדלות רק במשתנה אחד. לא נהיה חייבים לתפעל אותו בעצמנו. נוכל להשתמש לשם כך במידע היסטורי, אבל גם במידע רב מאוד שנייצר או נאסוף באותו רגע במהירות, בעזרת הטכנולוגיה".

מאמרים אקדמיים? דברו אלינו בפוסטרים

כיום, המידע שהופק ממחקר מופץ לעולם בעזרת מאמר אקדמי, המפורסם בכתבי עת לאחר ביקורת עמיתים מהתחום וסדרת תיקונים מפרכת. לעתים, הפרסום מתרחש שנים אחרי שהושגו התוצאות הראשונות, וכדי לקבל גישה למחקר הזה צריך לשלם לא מעט. רוב קוראי המאמרים הם אנשים שעוסקים בנושא למחייתם - באקדמיה או בתעשייה. שאר האנושות נדונה להסתפק בתקצירים בלבד. העתיד מבטיח חשיפה פחות ביורוקרטית ורחבה הרבה יותר. 

"היום הופכת יותר ויותר פופולרית השיטה של חשיפת מדע בכנסים", אומר מנדלוביץ'. "החוקר מציג רק פוסטר, שהוא תקציר של עיקרי המחקר, המוצג באופן שמושך מאוד את העין. הוא פחות פורמלי ממאמר. התקציר הזה אמור להיות התחלה של דיאלוג, ומי שמתעניין בתחום יכול לבקש מידע נוסף או להעמיק את השיחה בהמשך".

ייתכן שבעתיד גם המידע הנמסר באופן כתוב, ולא בכנסים, יעבור ל"שיטת הפוסטר": בכל תחום תוקם זירה שבה יוכלו המדענים להציג את עיקרי מחקריהם, כדי למשוך אחרים בתחומם לדיאלוג מעמיק יותר.

חומת התשלום על מידע מדעי לא תוכל לשרוד זמן רב כנראה בעולם שבו רוב המידע נגיש בחינם. כבר היום חוקרים רבים מעדיפים לפרסם את המאמרים שלהם בכתבי עת הפתוחים לכול, הרי ממילא הם מעולם לא הרוויחו כסף מפרסום המאמר. כתבי העת הם אלה שהרוויחו מכך.

המהפכה תגיע מהתעשייה?

המומחים שדיברנו איתם שותפים להערכה שבלאו הכי המחקר המתקדם ייעשה במסגרת התעשייה ולא באקדמיה. היום התעשייה שותפה לעשיית המדע בכך שהיא קונה פטנטים של האוניברסיטאות, תורמת כסף כדי לקדם תחומי מחקר מסוימים, ולפעמים מאמצת צוות חוקרים כדי שיפתור בעיות מסוימות בתחום המדע היישומי, אבל תפקידן של חברות ילך ויגדל. 

"חברות כמו גוגל, אמזון, מיקרוסופט, אפל ואחרות מעסיקות מאות ואף אלפי מדענים, ובתחומי מחקר חמים, כמו החישוב הקוונטי, יש להן עליונות ברורה על אוניברסיטאות, כולל המובילות בעולם", אומר רובינשטיין. "חברות האם יכולות להעמיד לרשות המדענים תקציבים ותשתיות שאינם בהישג יד של חוקרים באוניברסיטאות. מצד אחד, זו התקדמות מבורכת המעשירה את הידע האנושי. מצד אחר, יש סכנה שהמחקר באותם מרכזים יהיה מוכוון רווח ולא רק מוכוון מדע לשמו".

מעבר לכך, התעשייה אינה מחויבת לחשוף את המחקר שלה. למעשה, היא אמורה לא לעשות זאת. אם התעשייה רוכשת בכסף ובתקציבי מחקר את החוקרים הטובים ביותר, היא עלולה לרוקן מתוכן איכותי את האוניברסיטאות ולפגוע במחקר הזמין לעולם כולו.

"לדעתי צפוי חיזוק המחקר היישומי ובפרט חיזוק הקשר ביו מחקר אקדמי לבין תעשייה", אומר רובינשטיין. "חוק Bayh-Dole משנת 1980 נתן לאוניברסיטאות האמריקאיות את הבעלות על קניין רוחני שנוצר במחקר במימון פדרלי. בעקבות החוק הזה חל מאז גידול של פי 20 במספר האוניברסיטאות בארה"ב שהקימו יחידות מסחור להעברת טכנולוגיות שפותחו בהן, וגברה מאוד הנטייה של אותם מוסדות לשמור על הקניין הרוחני שלהם. נטייה זו הובילה להסתגרות ונתק מסוים בין האקדמיה לתעשייה. לאחרונה מורגשת התפכחות והבנה ששיתוף פעולה מפרה בין האקדמיה לתעשייה חשובים יותר ותורמים לכלכלה יותר מאשר הצלחה מסחרית (ככל שיש כזו) בהעברת טכנולוגיה. אנו רואים כבר היום בטכניון מספר גובר והולך של חברות המבצעות מחקרים בשיתוף פעולה עם חוקרים שלנו. החברות מממנות את המחקר ומאפשרות שימוש בתשתיות שלהן, כולל תשתיות פיזיות ומסדי נתונים, ובתמורה מקבלות גישה למדענים שלנו".

גם סרי מאמין כי העתיד הוא בשיתוף פעולה בין הגופים. "אם פעם המדענים חשבו שהמדע שעושים בתעשייה הוא משעמם, היום ברור שבתחומים מסוימים זהו המדע המרתק ביותר, והוא גם מתגמל כלכלית. אני מעריך שיהיו יותר חוקרים שירצו לעבוד במשרה חלקית באקדמיה וחלקית בתעשייה, כדי ליהנות משני העולמות. השילוב הזה יכול להיות מוצלח לא רק למדען אלא גם לתעשייה ולאקדמיה". 

מנדלוביץ'' טוען שיש היום הרבה ידע כלוא באוניברסיטאות, משום שהן לא מצאו דרך להרוויח ממנו כסף. "באידיאל, יחול שינוי שבו המדינה או הציבור ייקחו שוב בעלות על תקצוב רחב היקף של האוניברסיטאות, ובתמורה יחייבו אותן להציע את כל הידע שלהן לעולם בחינם", הוא אומר, ומודה שהגישה הזאת הולכת נגד כוחות השוק הקיימים. בכלל, הוא פסימי לגבי האפשרות שהמהפכה באופן שבו אנחנו עושים מדע תגיע מהאוניברסיטאות. "מדובר בגוף שמרן שכמעט לא השתנה במשך 400 שנה", הוא אומר. היום יש לאוניברסיטה אתגר בתחום ההוראה, שהיא חייבת לפתור כדי להיענות ללקוחות שלה, הסטודנטים, ולשוק העבודה והחברה, שמצפים לקלוט את הסטודנטים האלה. היא תהיה עסוקה באתגר הזה בעשור הקרוב, ולכן אם תהיה מהפכה באופן שבו עושים מדע, אולי היא תגיע מהתעשייה".