# Хиральные материалы и открытая наука: Джесс Уэйд о будущем технологий и инклюзивности

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=TWP5csi1zbs
Канал: Conversations with Tyler
Опубликовано: 05.04.2023

---

Британский физик и исследователь Имперского колледжа Лондона Джесс Уэйд стала гостем подкаста «Conversations with Tyler», где обсудила с ведущим Тайлером перспективы материаловедения и открытой науки. В центре дискуссии — уникальные свойства хиральных материалов, способные совершить революцию в электронике, а также борьба с системными барьерами в STEM и феномен Википедии, где Уэйд вручную создала около 2000 биографий недопредставленных ученых.

## 🌌 Из глубин космоса в лаборатории: история женщин в науке
[[JUMP:00:34]]

Исторический успех женщин в астрономии и кристаллографии во многом определялся доступностью этих наук для домашнего изучения. По мнению Джесс Уэйд, в прошлых веках женщина могла стать ученым лишь будучи обеспеченной и имея мужа или отца, занятых в науке. В качестве примера спикер приводит Каролину Гершель, которая начинала с полировки линз для телескопа своего брата Уильяма, а затем сама успешно открывала кометы, хотя и столкнулась с огромными трудностями при попытке опубликовать свои труды на рубеже XVIII–XIX веков. Домашняя среда и возможность наблюдать за чистым темным небом за пределами городов делали астрономию доступной.

Позже, в XX веке, женщины совершили прорыв в кристаллографии: Дороти Ходжкин, Кэтлин Лонсдейл и Розалинд Франклин фактически создали эту науку. Джесс Уэйд подчеркивает, что их продвижению способствовала специфическая система школьного образования в Великобритании начала 1900-х годов. В то время мальчикам массово преподавали латынь и греческий язык, считавшиеся престижными, а девочкам давали глубокие знания по химии и физике. Однако, как отмечает исследовательница, как только общество осознало коммерческую и практическую значимость этих дисциплин, женщин начали вытеснять из физико-химических областей, возвращая туда мужчин.

Уэйд категорически не согласна с популярными в 1990-х годах стереотипами о том, что женщины успешны в астрономии благодаря некой «врожденной способности к деликатному и внимательному наблюдению». По ее мнению:

* Подобные обобщения не имеют научной ценности и обусловлены исключительно социальным воспитанием.
* Окружение с раннего возраста внушает девочкам определенные паттерны поведения, ассоциируя с ними конкретные черты характера.
* Если дизайн научного исследования изначально нацелен на поиск биологических различий между способностями мужчин и женщин, ученые неизбежно спроектируют эксперимент так, чтобы подтвердить свои предвзятые выводы.

Комментируя пример Джейн Гудолл, которая добилась выдающихся успехов в изучении шимпанзе (существовало мнение, что приматы больше доверяют женщинам), Уэйд заявляет, что готова принимать лишь те стереотипы, которые описывают качества великого ученого в целом. Среди них она называет упорный труд, преданность делу, энтузиазм и любопытство, подчеркивая, что эти свойства не должны привязываться к гендеру, этнической принадлежности или физическим возможностям человека.

## 🚀 Как правильно привлекать женщин в STEM и почему «пауэр-стенсы» не работают
[[JUMP:05:39]]

Существующие методы популяризации науки среди женщин Джесс Уэйд разделяет на продуктивные и контрпродуктивные. Самым неэффективным подходом она считает постоянное напоминание о дефиците кадров — например, лозунги в духе «у нас всего 8% женщин-инженеров, приходите к нам». Также бесполезными Уэйд считает попытки заставить женщин мимикрировать под мужчин, обучая их курсам вроде «10 шагов к успешной презентации с использованием сильных поз (power stances)».

Например, для эффективных изменений необходимы:

* Обеспечение равных образовательных возможностей для всех слоев населения, включая наем квалифицированных учителей физики и математики во все школы, а не только в дорогие частные лицеи.
* Равный доступ к лабораторным пространствам, научному финансированию и качественному менторству в процессе карьеры.
* Раннее вовлечение выходцев из исторически исключенных групп в реальную исследовательскую работу, чтобы они могли почувствовать себя полноценными учеными.

Оценивая уровень дискриминации по секторам, Джесс Уэйд признает, что ситуация сложна везде, но коммерческий сектор во многом опережает консервативную академическую среду. В академической сфере женщинам крайне тяжело построить большую исследовательскую группу, поскольку на них по-прежнему непропорционально ложатся обязанности по уходу за семьей и детьми. Частный сектор быстрее внедряет гибкие графики и удаленную работу — этот тренд значительно ускорился после пандемии. В то же время на государственной службе и в правительстве ситуация осложняется давлением медиа, чье освещение женщин-политиков Уэйд открыто называет сексистским, расистским и предвзятым.

Ведущий Тайлер приводит исторический довод: в XX веке именно коммерческий книжный рынок стал драйвером признания женщин — читатели покупали книги Маргарет Мид, Рэйчел Карсон или Джейн Гудолл просто потому, что они были интересными, независимо от пола автора, то есть рыночные стимулы работали на равенство. Уэйд соглашается с этим частично, замечая, что сегодня, несмотря на обилие научно-популярной литературы о женщинах, в книжные магазины за ней все равно приходит очень специфическая, изначально лояльная аудитория.

Социальные сети, по мнению Уэйд, играют важнейшую роль в преодолении изоляции. Даже если исследователь является единственным чернокожим физиком в своем институте, через платформы вроде Twitter (X) он может найти единомышленников по всему миру, обрести уверенность и получить поддержку. В качестве примера она приводит мощные движения «Black in Chemistry», «Black in Physics» и «Black in Neuro», возникшие после убийства Джорджа Флойда. Эти онлайн-сообщества смогли радикально изменить подход к распределению научных грантов и созданию специальных стипендий для талантливых меньшинств.

## 🤖 Искусственный интеллект, гендерный разрыв и парадокс DEI-деклараций
[[JUMP:12:00]]

Развитие генеративного искусственного интеллекта и моделей вроде ChatGPT несет в себе как риски, так и новые возможности для академической среды. Уэйд с иронией отмечает, что сегодня американские фонды требуют сопровождать каждую научную заявку декларацией о приверженности принципам равенства, разнообразия и инклюзивности (EDI statement). Ученый, который искренне предан этим ценностям, тратит массу времени и сил, пытаясь уложить свой реальный опыт в жесткий лимит слов. В то же время человек, абсолютно равнодушный к этой повестке, может сгенерировать идеальный EDI-текст через ChatGPT за несколько секунд. Если рецензенты не способны отличить искренний текст от сгенерированного, ИИ фактически начинает подыгрывать тем, кто симулирует инклюзивность, лишая искренних кандидатов позиций.

Тем не менее, ИИ может стать полезным инструментом при распределении научного финансирования, если его обучить на массивах данных об успешных проектах прошлого. Нейросеть способна оценивать заявки в полностью «слепом» режиме, игнорируя пол, национальность и престижность университета автора, что снизит уровень институциональной предвзятости.

Обсуждая статистику США, где более половины выпускников бакалавриата в области биологических наук составляют женщины, в то время как в физике и инженерии их доля ничтожно мала, Уэйд настаивает, что за этим стоит исключительно социальное влияние, а не биологические предпочтения. Спикер приводит пример из британской практики: в Великобритании для поступления в медицинские вузы обязательным является школьный экзамен по химии. В результате программы бакалавриата по химии в стране идеально сбалансированы по гендерному признаку — девушки учат этот предмет в школе и понимают, насколько он увлекателен. Если бы физику сделали обязательной для медиков, приток женщин на физические факультеты вырос бы лавинообразно.

На вопрос Тайлера о том, какие вообще усредненные различия между мужчинами и женщинами как группами она признает, Джесс Уэйд отвечает, что мужчины статистически крупнее, выше, быстрее бегают и чаще проявляют физическую агрессию и насилие. Однако она подчеркивает, что эти физиологические особенности никак не должны влиять на интеллектуальный выбор и распределение ролей в современных профессиях.

## 📝 Википедия как общественное благо: борьба за открытые знания и кейс Глэдис Вест
[[JUMP:17:24]]

Википедия, по мнению Уэйд, является одним из самых красивых и демократичных проектов в истории интернета, который в современных реалиях коммерциализированной сети было бы невозможно запустить с нуля. Платформа полностью держится на волонтерах, однако в ее контенте есть колоссальные географические и гендерные перекосы. Огромное количество статусных редакторов — это мужчины из Северного полушария, преимущественно из Северной Америки. Из-за этого биографии выдающихся женщин и статьи о развивающихся науках находятся в неудовлетворительном состоянии, а практикующие академические ученые редко видят в редактировании Википедии целевое инвестирование своего времени.

Тайлер озвучивает альтернативную гипотезу: люди с аутичными чертами (среди которых по статистике больше мужчин) очень любят систематизировать информацию, поэтому доминирование мужчин-редакторов в Википедии может быть естественным проявлением их склонностей. Уэйд парирует этот тезис, указывая на то, что аутизм у женщин массово недодиагностируется, так как девочки социально более адаптивны и успешнее маскируют симптомы. Она добавляет, что в ходе ее личных тренингов по редактированию Википедии школьники и студенты загорались идеей создания открытого контента одинаково сильно, независимо от пола или этноса, как только понимали, что их текст увидит весь мир. Если в США или Европе открытый доступ к литературе привычен, то для развивающихся стран Википедия часто остается единственным источником верифицированных научных знаний.

Трансформационные модели (LLM) не смогут полностью заменить Википедию. Главное преимущество энциклопедии заключается в возможности тотальной верификации: любой пользователь может открыть вкладки «История» или «Обсуждение» и посмотреть, кто, когда и на основании каких источников добавил конкретный факт или цитату. ChatGPT выдает готовый ответ, лишая пользователя возможности проверить первоисточники. Кроме того, Википедия уникальна своей архитектурой перекрестных ссылок, позволяющей человеку, набравшему в поиске «теория чисел», случайно набрести на биографию забытой женщины-математика.

Одним из главных личных достижений в Википедии Уэйд считает статью о Глэдис Вест. В 2018 году, когда Джесс только начинала редактировать платформу, в сети почти не было упоминаний об этой 91-летней (на 2023 год) чернокожей женщине-математике. Именно Глэдис Вест в 1960–1970-х годах, работая на правительство США, произвела сложнейшие расчеты отклонения формы Земли от идеальной сферы, что легло в основу создания технологии GPS. После того как Уэйд написала детальную статью в Википедии, история Вест стала вирусной: ее включили в списки самых влиятельных женщин мира, ввели в Зал славы ВВС США и наградили медалью Королевской инженерной академии.

Успех платформы поддерживает сама структура Wikimedia Foundation, где работают всего около 200 человек. Это молодая, гибкая и глобальная команда, увлеченная идеями open source, что позволяет Википедии избегать бюрократического окостенения, свойственного старым научным институтам.

## 🧪 Хиральные материалы и спектроскопия: технологии будущего на обычном столе
[[JUMP:29:39]]

Научная работа Джесс Уэйд сфокусирована на стыке четырех дисциплин: хиральных материалов, рамановской спектроскопии, нанотехнологий и квантовых вычислений. Она исследует функциональные молекулярные материалы на основе углерода, которые действуют как полупроводники и могут применяться в оптике, солнечных панелях и светодиодах.

Хиральность — это свойство объектов быть несовместимыми со своим зеркальным отображением (как левая и правая руки). На макро- и микроуровнях эта асимметрия пронизывает всю Вселенную: от раковин улиток до электронов и фотонов, которые могут обладать правым или левым направлением спина и круговой поляризации света. Вся живая природа на Земле гомохиральна:

* Вся человеческая и растительная ДНК закручена вправо.
* Все природные сахара являются правосторонними.
* Все аминокислоты, из которых строятся белки, — левосторонние.

Причины, по которым эволюция на Земле выбрала именно эти направления, до сих пор остаются загадкой для науки. Уэйд работает с искусственно синтезированными хиральными молекулами, представляющими собой наноразмерные спирали из бензольных колец, которые физически не могут лечь в одну плоскость. Управляя их формой, ученые заставляют материал излучать свет строго определенной круговой поляризации (правой или левой). Для индустрии дисплеев это означает возможность мгновенно удвоить яркость экранов при резком снижении энергопотребления.

Кроме того, хиральные молекулы обладают свойством спинового фильтра (эффект CISS). В зависимости от направления закрученности спирали, она либо свободно пропускает через себя электроны со спином «вверх», либо блокирует их. Это открытие позволяет создавать органические полупроводниковые пленки, способные фильтровать спины электронов при обычной комнатной температуре. Современные квантовые компьютеры требуют громоздких криогенных систем охлаждения, поддерживающих температуры, близкие к абсолютному нулю, и огромных вакуумных камер. Использование хиральных молекул позволит перенести квантовые эффекты из огромных залов размером с футбольный стадион на обычный лабораторный стол.

Для контроля этих процессов Уэйд использует метод рамановской (комбинационной) спектроскопии. Принцип заключается в том, что на материал направляют лазерный луч, который заставляет химические связи молекул вибрировать (например, растягивать связи углерод-углерод). Вибрирующая молекула рассеивает свет с измененным уровнем энергии. Этот сдвиг формирует уникальный «молекулярный отпечаток пальца», позволяющий детально изучить архитектуру и пространственную ориентацию наноматериала прямо в процессе работы, под воздействием тепла или электрического тока.

Ее коллега и друг Джоби, с которым они вместе защищали диссертации, использовал рамановскую спектроскопию для оптимизации солнечных батарей. Затем он работал в NASA над миссией Mars 2020, настраивая лазерный инструмент Sherlock на марсоходе для поиска органических сигнатур на Красной планете, а сейчас применяет этот метод в Музее естественной истории для анализа микропластика в тканях выброшенных на берег птиц.

Исследовательская программа Уэйд имеет четкие прикладные горизонты:

* **В пределах 5 лет:** Хиральные молекулы станут активным слоем в коммерческих OLED-дисплеях (в смартфонах Apple iPhone или консолях Nintendo Switch), что существенно сбережет заряд батареи.
* **В пределах 10 лет:** Появятся коммерческие квантовые сенсоры и системы оптического шифрования данных. Используя каналы правой и левой круговой поляризации, можно будет мультиплексировать передачу информации и шифровать сигналы на фундаментальном физическом уровне.
* **Перспективное медицинское направление:** Создание высокочувствительных систем оптической магнитометрии, способных при комнатной температуре фиксировать тончайшие магнитные поля, генерируемые нейронами головного мозга, что совершит переворот в томографии.

## 💰 Реформа научного финансирования: против «маленьких империй» и за анонимные заявки
[[JUMP:44:26]]

Будучи условным «диктатором» системы распределения грантов, Джесс Уэйд радикально изменила бы текущую модель, которая сильно страдает от институционального кумовства. В Великобритании существует жесткая предвзятость: если ученый работает в пуле нескольких топовых университетов, его шансы на финансирование несоизмеримо выше. Эксперты в комиссиях сначала смотрят на имя и резюме автора, наказывая за перерывы в карьере или недостаточно громкое имя вуза, и лишь потом читают саму суть проекта.

Уэйд предлагает взять за основу опыт Немецкого научно-исследовательского сообщества (DFG), которое несколько лет назад перевернуло систему: они полностью скрыли профили ученых и стали оценивать исключительно научную ценность предложений. Это привело к автоматическому выравниванию гендерного баланса и честной конкуренции, не снизив качество открытий. Преимущество богатых институтов заключается не в том, что их сотрудники генерируют более прорывные идеи, а в том, что у них банально больше денег на проверку этих идей.

Реформы, по мнению Уэйд, должны включать:

* Сокращение объема заявок с безумных 20 страниц (требование некоторых американских фондов) до емких 3 страниц.
* Внедрение институциональной поддержки для молодых ученых при написании этих трех страниц, чтобы компенсировать так называемый «скрытый учебный план» (hidden curriculum) академии, когда побеждают не самые умные, а самые натренированные в написании текстов.
* Отказ от идеи финансировать «людей, а не проекты» (подход калифорнийского Института Arc). По мнению Уэйд, такой подход ведет к формированию закрытых феодальных «маленьких империй», где одни и те же профессора годами осваивают многомиллионные гранты, не выдавая прорывных результатов. 

Стремление к абсолютной справедливости в распределении средств — это не просто этическая прихоть, а единственный способ вытащить науку из застоя и дать шанс по-настоящему революционным идеям.

## 🎨 Нанотехнологии для шестилеток, уроки Флоренции и ночные привычки физика
[[JUMP:53:58]]

Помимо работы в лаборатории Имперского колледжа, Уэйд написала детскую иллюстрированную книгу о нанотехнологиях под названием «Nano». Ей пришлось столкнуться со скепсисом издателей, которые уверяли, что шестилетним детям невозможно и незачем объяснять рамановскую спектроскопию. Книгу проиллюстрировала художница Мелисса Кастриллон, чьи коллеги по цеху изначально отговаривали ее от проекта, утверждая, что нанотехнологии — это смертельно скучная тема. Вопреки опасениям, книга имела колоссальный международный успех, была переведена на множество языков и завоевала престижные премии американских библиотечных гильдий.

При этом Уэйд констатирует, что современная академическая система никак не поощряет популяризацию науки — зачастую за подобные проекты ученый получает скрытое или явное осуждение со стороны коллег (влияние оценивается как нулевое или негативное). Старшие коллеги начинают сомневаться в академической серьезности исследователя. В США ситуация с оценкой общественной работы при продвижении по службе обстоит лучше, но Великобритания только начинает делать первые шаги — например, некоторые гранты теперь позволяют официально тратить до 20% рабочего времени на вопросы инклюзивности или выработку государственной научной политики.

Важную роль в формировании Уэйд как ученого сыграл год, проведенный в юности во Флоренции, где она изучала историю искусств. Ее арендодателем была женщина-профессор, говорившая только на итальянском. Этот опыт помог Джесс осознать, что великие мастера Возрождения были абсолютными полиматами. Они были глубоко одержимы материаловедением, металлургией, деревообработкой и технологиями создания красок. Создатели витражей использовали стеклянные наночастицы за столетия до того, как человечество смогло дать им научное определение. Искусственное разделение школьного образования на «гуманитариев-художников» и «технарей-ученых» Уэйд считает грубой ошибкой, ведь для проектирования уникального физического эксперимента требуется колоссальный уровень чистого художественного креатива.

Своей самой необычной, но эффективной рабочей привычкой Джесс Уэйд называет ночное редактирование Википедии. Каждый вечер после ужина она садится за статьи. Это не просто социальный активизм, но и мощный инструмент самообразования, позволяющий ей выходить за рамки собственной узкой темы. Более того, Уэйд выработала уникальный метод подготовки к командировкам: перед тем как поехать в зарубежную лабораторию для проведения совместных экспериментов, она садится и досконально пишет биографическую статью в Википедии о том профессоре, к которому направляется. Накануне интервью Уэйд применила эту тактику, посетив лабораторию сильных магнитных полей во Франции для изучения тонких пленок методом твердотельного ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Написание детальной биографии принимающего французского ученого позволило ей идеально подготовиться к сложнейшим научным тестам.

В будущем Джесс Уэйд планирует оставаться исключительно в академической сфере. Ее цель — не просто делать передовую физику, но и шаг за шагом менять саму систему образования и финансирования, делая ее справедливой, современной и открытой для новых поколений исследователей.