Accelerating Science: A Computing Research Agenda

The emergence of "big data" offers unprecedented opportunities for not only accelerating scientific advances but also enabling new modes of discovery. Scientific progress in many disciplines is increasingly enabled by our ability to examine natural phenomena through the computational lens, i.e., using algorithmic or information processing abstractions of the underlying processes; and our ability to acquire, share, integrate and analyze disparate types of data. However, there is a huge gap between our ability to acquire, store, and process data and our ability to make effective use of the data to advance discovery. Despite successful automation of routine aspects of data management and analytics, most elements of the scientific process currently require considerable human expertise and effort. Accelerating science to keep pace with the rate of data acquisition and data processing calls for the development of algorithmic or information processing abstractions, coupled with formal methods and tools for modeling and simulation of natural processes as well as major innovations in cognitive tools for scientists, i.e., computational tools that leverage and extend the reach of human intellect, and partner with humans on a broad range of tasks in scientific discovery (e.g., identifying, prioritizing formulating questions, designing, prioritizing and executing experiments designed to answer a chosen question, drawing inferences and evaluating the results, and formulating new questions, in a closed-loop fashion). This calls for concerted research agenda aimed at: Development, analysis, integration, sharing, and simulation of algorithmic or information processing abstractions of natural processes, coupled with formal methods and tools for their analyses and simulation; Innovations in cognitive tools that augment and extend human intellect and partner with humans in all aspects of science.Comment: Computing Community Consortium (CCC) white paper, 17 page

The future won’t be pretty: The nature and value of ugly, AI-designed experiments

Can an ugly experiment be a good experiment? Philosophers have identified many beautiful experiments and explored ways in which their beauty might be connected to their epistemic value. In contrast, the present chapter seeks out (and celebrates) ugly experiments. Among the ugliest are those being designed by AI algorithms. Interestingly, in the contexts where such experiments tend to be deployed, low aesthetic value correlates with high epistemic value. In other words, ugly experiments can be good. Given this, we should conclude that beauty is not generally necessary or sufficient for epistemic value, and increasing beauty will not generally tend to increase epistemic value

Selbstorganisation in Wissenschaft und Technik: Wissenschaftsforschung Jahrbuch 2008

Selbstorganisation in der Wissenschaft wird meist durch eine Instabilität bisheriger Forschungssituationen gegenüber mehr oder weniger kleinen Veränderungen des Zusammenhangs von Problemfeldern und Methodengefügen in der Forschung eingeleitet. Wissenschaftsdynamik ist dann in einem weiteren Schritt der Selbstorganisation mit der Instabilisierung von bestehenden und der Restabilisierung von neuen Forschungssituationen verbunden. Forscher stehen in diesem Sinne stets in Situationen, in denen sie sich für oder gegen das Tätigsein in bestimmten Problemfeldern und/oder mit bestimmten Methodengefügen entscheiden müssen und damit neue Forschungssituationen entwerfen. Es entwickeln sich dabei Netze von Beziehungen zwischen Forschern, die nicht zuvor durch einen Konsens der daran Beteiligten in den theoretischen Überlegungen in die Wege geleitet worden sind, sondern vielmehr neue theoretische Orientierungen erst erzeugen, die dann strukturbildend auf die Forscherbeziehungen zurückwirken. Von den denkbaren neuen Forschungsmöglichkeiten können nur die realisiert werden, für die von der Gesellschaft die entsprechenden Mittel und Kräfte bereitgestellt werden. Entscheidungen darüber sind von der Problemrelevanz für den weiteren Erkenntnisfortschritt und den Beitrag zur Lösung praktischer Probleme abhängig. Untersuchungen über diesen grundlegenden Vorgang der Wissenschaftsentwicklung sind ein wichtiges Anliegen der Wissenschaftsforschung. Die Gesellschaft für Wissenschaftsforschung hat sich dieser Fragestellung angenommen und sie im Rahmen ihrer Jahrestagung im Institut für Bibliotheks- und Informationswissenschaft der Humboldt-Universität zu Berlin am 28. und 29. März 2008 unter dem Thema „Selbstorganisation in Wissenschaft und Technik“ diskutiert. Die Ergebnisse dieser Tagung werden in diesem Jahrbuch der Gesellschaft für Wissenschaftsforschung dem interessierten Leser vorgestellt.Peer Reviewe

Integrität wissenschaftlicher Publikationen in der Digitalen Bibliothek: Wissenschaftsforschung Jahrbuch 2007

Im digitalen Zeitalter kommt es zu einem Wandel wissenschaftlichen Arbeitens, zur Zeit vor allem in dem Maße, wie die Potenziale der elektronischen Laborjournale und des elektronischen Publizierens im Internet als unverzichtbares Medium der Bereitstellung und Verbreitung von wissenschaftlichen Dokumenten genutzt werden. Den Vorzügen der elektronischen Publikationsform stehen zwei miteinander verbundene Probleme gegenüber, die noch nicht zufriedenstellend gelöst sind: das Problem der Authentizität und das der Langzeitarchivierung. Um die Vorzüge des elektronischen Publizierens für wissenschaftliche Dokumente voll wirksam werden zu lassen, müssen Lösungen gefunden und eingeführt werden, die die Integrität der wissenschaftlichen Veröffentlichungen langfristig sichern. Erste Lösungen liegen vor und werden in der Anwendung überprüft, weitere Lösungen werden zu finden und in ihrer Anwendung zu überprüfen sein. Die Vorteile elektronischer wissenschaftlicher Publikationen liegen auf der Hand − Schnelligkeit und weltweiter Zugriff auf alle relevanten Informationen. Einiges spricht dafür, dass wir erst am Anfang einer zweiten Medienrevolution stehen. Es ist aber heute schon gewiss, dass die elektronischen Medien nicht nur technisch neue Möglichkeiten der Wissensvermittlung erschließen, sondern die Wissensproduktion selbst verändern werden. Untersuchungen zur Qualitätssicherung und Integrität wissenschaftlicher Publikationen in der Digitalen Bibliothek sind ein wichtiges Anliegen der Wissenschaftsforschung, dem sich die Gesellschaft für Wissenschaftsforschung im Rahmen ihrer Jahrestagung am 23. und 24. März 2007 gemeinsam mit dem Institut für Bibliotheks- und Informationswissenschaft der Humboldt-Universität zu Berlin zugewandt hat. Die Beiträge dieses Jahrbuchs sollen dazu beitragen, einen Einblick in theoretische und praktische Probleme der neuen Kultur des elektronischen Publizierens in der Wissenschaft zu geben.Peer Reviewe