Про кандидатскую

С защитой кандидатской у меня ситуация была просто замечательной. Мой русскоговорящий научный руководитель уволился за год до окончания моего контракта со словами пошли вы все нахрен. По негласным местным правилам, если уходит профессор, то должна уйти вся его группа (то есть и я). Голландские руководители те, что выше, поставили мне ультиматум: мы тебе даем зеленый свет на защиту кандидатской, но ты будешь работать у нас после защиты. В противном случае останешься без кандидатской. Так как объем работы выполненный мной для диссера был более чем достаточен, я предложил свой вариант: я защищаюсь и ухожу. Им это почему-то не понравилось и позже из-за этого я огреб по полной: мои руководители аккуратно и с присущим им юмором создали мне много интересных проблем 😀. Чтобы закончить диссер мне пришлось изучить голландский закон, регулирующий процедуру защиты кандидатской. Закон состоит из нескольких десятков статей, каждая из которых ссылается на несколько других. Чтобы понять смысл одной статьи, нужно прочитать три другие. Другие три, ссылаются в свою очередь каждая еще на несколько. Таким образом, получается месиво из статей, перекрестно ссылающихся друг на друга. Чтобы понять процедуру защиты, нужно уместить все статьи и все перекрестные ссылки себе в голову. У меня ушло часов 50, чтобы это сделать. Я обнаружил одну чудесную вещь: в законе отсутствует одна статья! На нее есть ссылки в законе, но сама она отсутствует. Если правильно помню, статья была про процедуру принятия решения о присуждении кандидатской степени: то есть про то, что происходит за закрытыми дверями, когда профессора удаляются в комнату для совещания. Читал я этот закон в переводе на английский в брошюрке, выгруженной на сайте университета. Это брошюрка была утверждена ректором. Похоже на то, что эта статья специально был удалена из текста. Я понял, что юмор присущ не только моим руководителям-профессорам, но и ректорату университета.
А какие у вас были приключения на пути к диссеру?

Про защиту

Так как я отказался от сделки со своими профессорами, по которой я должен был еще лет пять отработать на них, то они, мягко говоря, не стремились меня защищать. Я за полгода до окончания контракта объявил, что больше проекты их выполнять не буду, а целиком посвящу время написанию диссертации. Перестал ходить на совещания и вышел из всех работ. Этим еще больше обозлили своих профессоров. Наверное, раз сто переписывал текст диссертации. Посылал руководителям черновик и они всякий раз говорили, что все не то и надо переписать. Я уверен был, что через очень много итераций мы дойдем до точки, когда текст будет вылизан и править уже будет нечего. Где-то на сотый раз все их комментарии стали про запятые и про то, что надо поменять местами параграфы. В очередной раз послал черновик, но уже со словами, что это окончательный вариант и правок с моей стороны больше не будет. В случае отказа с их стороны я предложил пригласить для помощи зав.лаба или ректора университета.

В законе об аспирантуре, про который я писал выше сказано, что в случае наличия конфликтной ситуации между аспирантом и его профессором в последние шесть месяцев перед защитой аспирант имеет право отказаться от руководства и доложить о конфликтной ситуации ректору университета. После этого ректор университета обязан отстранить профессора от руководства, сформировать комиссию в составе трех экспертов, которая рассмотрит диссертацию и примет решения о допуске к защите. Как известно аспирант - это бесправное животное, у которого есть обязанность только работать склонив голову. Однако, за свою аспирантскую карьеру у него в Голландии есть одна маленькая возможность при желании окунуть своих профессоров в каку :-), отказавшись от их руководства. Возможностью этой можно воспользоваться только, если абсолютно уверен в себе и, если твои руководители очень сильно нарушают сложившейся порядок и правила. В противном случае, ты, может, и окунешь их в каку, но после этого они втопчут тебя по самую макушку в 💩.

Чтобы не обострять, вместо ректора написал завлабу с просьбой назначить мне новых руководителей. Формально завлаб не мог отстранить моих профессоров от руководства. Да и не было у меня такого желания. Они хоть и вели себя как поросята 🐷, но у них, наверное, были для этого свои причины. Они, в общем-то, хорошие ребята и талантливые менеджеры. Просто у них было свое видение ситуации отличавшееся от моего: хотели, чтобы я батрачил на них за копейки еще пять лет. Завлаб прочитал черновик и сказал: “Максим, диссертация хорошая. Хватит тебе двух недель, чтобы все оформить? Ок. Закончишь все к сроку - ты в деле”. Вот так закончился мой путь к кандидатской. Остались только формальности.

На самой защите все прошло гладко. Церемония проходила в новом здании университета в день его открытия. Оркестр исполнял Чайковского. Где-то недалеко по зданию гуляла голландская королева. Сразу после того как комитет удалился на совещание, я налил себе полный стакан воды и залпом выпил его за пару секунд. Кажется, одним глотком. Когда вручали грамоту о присуждении степени, в голове было пусто. Никаких эмоций. Взял в руки свиток и выслушал обычные для защиты церемониальные слова своего профессора о том, что мне присуждается степень доктора и для нее честь первой произнести слова "доктор Максим Стручалин".

Как отличить понимание от непонимания

Около года назад на АСТАРТе познакомился я с Андреем Гунько. Андрей развивает свой продукт (www.everest-soft.pro), который позволят обучать сотрудников транспортной безопасности через виртуальную реальность. Как-то в перерыве между лекциями Андрей начал мне рассказывать про вещи далекие от генетики и всего того с чем я обычно имею дело. Разговор был про некие логические единицы, законы логики, Аристотеля, разницу между восточной и западной философией и как все это связано с процессами “понимания” и “непонимания”. В следующий год мы много раз встречались и за чашкой чая обсуждали его идеи. В результате на свет появилась наша совместная статья “Введение в безымянную логику”, которую мы опубликовали (https://habr.com/ru/articles/796227/) на Хабре.

Самое простое приложений этой работы в повседневной жизни - это формализованный инструмент для определения наличия у человека понимания (или не понимания) сути чего-либо. Определение наличия понимания - это то, что большинство из нас умеет делать на интуитивном уровне. Здесь же мы формально описали этот процесс.

В качестве примера обнаружения непонимания, возьмем такую простую сущность из геометрии как “окружность”. Окружность – это множество всех точек, равноудаленных от заданной точки на плоскости. Давайте в этом определении опустим одну часть, например, “на плоскости”. Получится, окружность – это множество всех точек, равноудаленных от заданной точки. Если руководствоваться последним определением окружности, то у одного человека возникнет картинка окружности на плоскости, а у другого - сфера в трехмерном пространстве так как сфера - это тоже множество точек равноудаленных от центра только в трехмерном пространстве. Также у одного и того же человека не будет однозначной картинки того, что же это есть окружность или сфера: в одном контексте будет окружностью, в другом - сфера. Этот пример показывает, что множественное трактование одной и той же сущности однозначно указывает на отсутствие понимания этой сущности.

Еще одно следствие нашей теории - это однозначный ответ на вопрос будет ли когда-нибудь искусственный интеллект (ИИ) настолько хорош, чтобы представлять угрозу человечеству. Безымянная логика показывает, что человеческий разум всегда будет лучше ИИ. Причина в том, что компьютеры могут оперировать только целостными логическим единицами (сущностями для, которых все части известны). Выполнение любой компьютерной программы завершиться аварийной остановкой, если на вход процессора приходит байт с отсутствующим битом (нецелостная логическая единица). Человек же в отличие от ИИ с легкостью оперирует как целостными так и с нецелостными логическим единицам. Например, возьмем нецелостную логическую единицу под названием “свобода”. Сегодня люди вкладывают разные смыслы в это слово потому, что у них отсутствует целостное понимание. Это приводит к множественному трактованию одного и того же как в примере с окружностью выше. Из-за этого понятие “свободы” в том виде, в котором оно используется сегодня невозможно запрограммировать. Однако, человек часто использует эту сущность. Это говорит о том, что человек всегда будет “лучше” ИИ.

Немного про геном

Геном человека состоит из последовательности 3 мрд нуклеотидов. Нуклеотиды - это такие молекулы, которые в геноме встречается четырех видов: аденин, гуанин, цитозин и тимин или кратко A, T, G и C. Геном записывается как последовательность этих букв, например, короткий сегмент может выглядеть так AAATGGGGCGCGCGCG. Примечательно, что геном на 99.9% одинаковый у всех людей и отличаемся мы друг от друга только лишь 3-5 млн нуклеотидами. Такие нуклеотиды называется полиморфными. По английский - Single-nucleotide polymorphism (SNP или снип по-русски). При поиске генетических факторов, влияющих на заболевания или признаки, исследуют как раз снипы так как только они варьируются в популяции и, соответственно, изменяют риск. Такое малое генетическое различие между людьми всего в 0.1% объясняется тем, что, вероятно, большая часть генома отвечает за базовые функции организма.

Есть один примечательный факт. На гены, в которых кодируется информация о белках (а белок - это основа жизни) приходится всего 1% всего генома. Остальную часть в прошлом веке назвали мусорной ДНК из-за того, что функция ее была малоизучена. Однако в 2022 году при изучении роста человека (https://www.nature.com/articles/s41586-022-05275-y) показали, что 21% генома покрыт снипами (нуклиотидами) влияющими на рост. Это означает, что снипы в так называемой мусорной области ДНК влияют на признак человека и мусорная ДНК важна также как и сами гены (и не какая она на самом деле не мусорная). Кстати, при общении с генетиками и биоинформатики я часто вижу, что у них почему-то сидит в голове эта концепция бесполезной “мусорной ДНК”.

Генетическая дистанция

Как писал в прошлом посте геном человека записывается в виде простой последовательности четырех букв A, T, G, C и выглядит это как AAATGGGGCGCGCGCG. Однако это запись только для одной хромосомы. У человека каждая хромосома идет в паре. Одна хромосома приходит от мамы, а вторая - от папы. Поэтому запись для генома человека нужно записывать в виде пары последовательностей и эти последовательности могут различаться, например:

AAATGGGGCGCGCGCG <- от папы
AGATGGGGCGCGCGCG <- от мамы

В примере выше жирным отмечен нуклеотид (второй слева), который в материнской хромосоме принимает значение G, а в отцовской - A. Этот нуклеотид полиморфный (снип). В генетике для поиска генетических маркеров ассоциированных с болезнями исследуют как правило снипы потому, что было показано, что именно снипы отвечают за большую часть фенотипической вариабельности. Для для каждого снипа выбирают так называемый “кодирующий” аллель (буковку). Например, выберем А для нашего снипа. Далее каждом снипу в геноме присвоим значение 0, 1 или 2 по количеству кодирующих аллелей. В нашем примере, у нас от папы пришел аллель (буковка) А, а от мамы - G. Таким образом у нас один кодирующий аллель А и следовательно, присваиваем этому снипу значение 1. Если была бы ситуация АА, то присвоили бы значение 2, если GG - то значение 0. Теперь, мы можем записать все снипы в геноме в качестве последовательности из нулей, единиц и двоек, например: 010202220100020.

Далее посмотрим на геном двух близнецов. Так как близнецы генетически идентичны, то мы будем наблюдать у одного близнеца, например, последовательность …010202220100020… и у второго такую же последовательность …010202220100020… . Если посмотрим на корреляцию между двумя этими последовательностями цифр, то увидим, что она будет равняться 100%. Корреляция между двумя геномами называется коэффициент родства (kinship). Он говорит о том какая часть генома у двух индивидуумов совпадает. У близнецов 100% генома одинаковое и, соответственно, коэффициент родства равен 100%. Если посмотрим на эту же самую метрику для двух братьев с общим родителями, то увидим, что коэффициент родства равен 50%, для братьев с одним общим родителем - 25%, для пары ребенок-родитель - 50%, для пары ребенок-дедушка - 25%. Чем дальше родство, тем меньше коэффициент. Для математической строгости нужно сказать, что перед тем как считать корреляцию нужно каждый снип нормировать: вычесть среднее значение и поделить на дисперсию снипа. Также надо сказать, что эти значения - среднии величины (мат. ожидания), а реальные варьируются. Коэффициент родства показывает генетическую дистанцию между двумя индивидуумами. Чем ближе коэффициент к 100%, тем меньше генетическая дистанция между парой людей.