及时科学
图片由丹尼尔·约瑟夫Unsplash
作者:科林Payne-Rogers
科学是“结构和行为的系统研究,通过观察和实验物理和自然世界。“出现在文艺复兴后期以来,科学进展主要通过适当命名的科学的方法。这个基本的经验模型产生了现代世界。你正在读这篇文章的屏幕上,电动汽车,中央供暖系统,区块链牙刷会让你我的硬币在你日常牙科…都是通过科学。
科学方法的出现,科学是在少数方面沟通,通过私人信件,公开演讲,和完整的书籍。科学社会的出现,交流更加有效科学杂志的出现和科学论文。这个创新持续数百年来科学交流的主要方式。
然而,散文科学论文有重要的局限性。他们通常只提供高层总结的方法和结果。这使得科学家们没有一个适当的机制来研究结构和文档。它创建挑战同行在科学界希望复制那些方法,但缺乏原始数据和详细步骤。这些沮丧的收敛科学家花了,无处不在的计算机编程,和互联网挑战这。
输入计算笔记本
这个挑战的基础出现了从三个想法——交互性、shareability和可读性。Alan Kay,计算机科学的先驱者,设想“(笔记本),用户可以编写自己”早在1960年代末。尽管他Dynabook概念包括硬件,其交互性不是失去了今天的计算笔记本。理查德·斯托曼终生倡导自由软件(和self-denied的父亲开源),GNU项目启动1983年和帮助保持自由,共享软件在最前列。最后,但肯定不是重要,是道德的文学编程从著名的Donald Knuth:“夫子的算法”和“硅谷的尤达”,推动现代计算笔记本的发展。
文学编程简单。编写的代码应该是可读的。计算笔记本体现这一原则。像大多数方面的信息技术,变化出现了。数学的笔记本是一个早期的例子。枫木的工作表功能是另一回事。两人都是发达Knuth的文学编程的精神。介绍了两个专有软件的组件;缺乏shareability开源。最近的开放源码的例子包括:Apache飞艇,SageMath,R减价,IPython,Jupyter笔记本(来自IPython)。
一个范例
要理解什么是计算笔记本,它有助于检查一个例子。Jupyter笔记本是一个开源的web应用程序,它允许您创建和共享文档,包含代码,方程,可视化,并叙述文本。“一个笔记本是写在一个HTML-compatible标记语言和从你最喜欢的编程语言是由内核(Python,对吧?)。它将显示在web浏览器中。它是由细胞。每个单元是一个代码单元,其相应的输出,或者一个减价细胞。代码单元共享内核和允许的计算建立在作者建立的笔记本。被适当减价细胞支持文本格式化和减价乳胶为方程编辑。
好的,但是计算笔记本是什么?我认为它是一个候选人现代的文章。根植于讲故事和出生在文学的传统,这篇文章由自然哲学家短,叙事的话语形式。借用这个词的词源一篇文章,是为了审判思想或观点。可能在这个精神科学论文发展作为科学交流的手段。不过,现在把现代科学的科学论文是不够的审判。它不能封装的数据、计算方程,理论,或结果。计算笔记本。
同行评审需要更新
同行评议是一种自然科学论文的补充。摘要论证受审。在审查期间,同行充当法官、陪审团,偶尔,刽子手。通过这种方式,人类集体几百年来一直在科学进步。
同行评审过程建立在两个假设。首先,一个单位科学可以包含在一个工作。第二,人们访问单位的科学可以理解,批判,或者挑战它。第一个挑战是一个科学的重量参数变化从散文或逻辑转向更广泛的数据(这是一个标志的出现data-ism,推广的畅销书作家尤诺亚哈拉尔族人)。第二个是随着我们的能力进行科学的全球化挑战比我们分享它的能力更快;迅速帮助世界摆脱贫困不一样的开放访问我们的财富积累的知识。
计算笔记本,在形式的现代散文,地址第一假设通过捕获更多的科学交流。在他们的功能,通过帮助作者科学插入互联网,他们解决第二个。他们有可能深化科学的审查过程,鼓励更广泛的交流。
出版需要更新
今天的科学存在收费,访问仅限于个人或机构能买得起车的人。在科学期刊的历史的大部分时间里,这是可以理解的。杂志的内容需要收集,同行评议,整理和分布式。读者需要了解,可以访问,印刷期刊的副本。科学家和研究人员需要知道跟谁,问题被所从事的工作,以及如何互相合作。科学出版社的问题解决一致的“日历、小册子和其他蜉蝣”古腾堡的印刷机有效地传播。
但是,就像印刷机的发明是一个范式转变,推动了启蒙运动和威胁欧洲传统的权力结构(根据马丁·路德所谓钉他的时刻95篇论文德国威登堡教堂的门在),所以也会有预期,互联网的发明推动了科学出版的范式转变。发布系统的结构,从导演或承认复杂系统并对协作或虚拟。
它没有。与正确的技术已经取得了进展,但科学出版缓慢敞开大门。如果变化不是由出版商(如果科学不是打开互联网已经打开这么多事情的方式),计算笔记本给科学家把科学的手段踢和尖叫在未来(如果他们不,别人会)。
复制需要…安装吗?
透明度的研究是非常重要的。开放获取出版数据,计算,结果是故事的一面。科学文献的再现性。有令人信服的论点许多发表的研究成果都是虚假的——这尤其如此,尤其是尖锐的,在社会科学中。科学出版的激励结构(还记得那些过时的期刊)并没有帮助。研究人员难以复制的别人的结果。初步调查结果不成比例的确定,而不是取消,假设。在某种程度上,这些主张在本质上是危言耸听的,科学仍然是很难做到的。
这个问题似乎切线计算笔记本的应用科学。它不是。鼓励开放获取研究数据,方法,计算,和发现在战争中是一个重要的方面对这些错误的,或者至少有偏见,或者非常至少很难找到,发现。这样做的方式是至关重要的。计算笔记本需要采用。科学需要打开了,研究人员需要鼓励复制成果。
时间是极其重要的
很难相信,一个技术,计算笔记本,准备很多线程联系在一起——交互式计算,文学编程——科学论文、出版、同行评审,复制——讲故事、散文,但它是。科学需要更新的结构。这是可以做到的越早,越好。
科林Payne-Rogers是ex-data科学家和当前通信工程师机械工程硕士学位和一切科学或感兴趣。
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