Η Βανέσσα Σέιφερτ πήρε το μοναδικό ERC Starting Grant στην Ελλάδα φέτος, για να μελετήσει πώς γίνονται οι χημικές ανακαλύψεις. Ένα ερώτημα που ίσως ακούγεται απλό, αλλά σίγουρα δεν είναι. Περιπλέκεται περισσότερο σήμερα, καθώς εξελίσσονται οι δυνατότητες της τεχνολογίας.
Το ERC (European Research Council) είναι ο φορέας της ΕΕ που χρηματοδοτεί τη λεγόμενη «frontier research». Πρόκειται για έρευνα αιχμής χωρίς προκαθορισμένη ατζέντα, βασισμένη αποκλειστικά στην επιστημονική αριστεία των προτάσεων. Τα Starting Grants θεωρούνται από τις πιο ανταγωνιστικές χρηματοδοτήσεις για νέους ερευνητές στην Ευρώπη.
Η Βανέσσα, με σπουδές χημικής μηχανικής στο ΕΜΠ, MSc στη Φιλοσοφία της Επιστήμης στο LSE και PhD στο University of Bristol, έχει αφιερώσει την ακαδημαϊκή της πορεία στη φιλοσοφία της χημείας.
Όταν της ζήτησα να μου εξηγήσει με απλά λόγια τι ακριβώς είναι το αντικείμενο που μελετά, τι είναι η φιλοσοφία της επιστήμης, απάντησε: «Είναι τα τελευταία ερωτήματα που κάνεις στον δάσκαλο: “και τι σημαίνει τελικά αυτό;” και σου λέει “δεν έχω χρόνο να σου απαντήσω”».
Καμία σχέση με την εικόνα που μπορεί να σχηματίζει κάποιος ακούγοντας τη λέξη «φιλοσοφία». «Μην με ρωτήσεις Πλάτωνα ή Αριστοτέλη», ξεκαθαρίζει η Βανέσσα γελώντας. Μιλά, όμως, με προφανή ενθουσιασμό για τη χημεία και την επιστήμη γενικότερα.
Η επιλογή της χημείας, εξηγεί, ήταν αρχικά σχεδόν πρακτική, λόγω του διδακτορικού της. Στην πορεία, όμως, ανακάλυψε ότι η χημεία προσφέρει ένα διαφορετικό παράθυρο για να κοιτάξει κανείς τον κόσμο. «Χρησιμοποιεί διαφορετικά εργαλεία και δεν είναι τόσο μαθηματικοποιημένη όσο η φυσική. Είναι σαν να καταλαβαίνεις τον κόσμο μιλώντας μια διαφορετική γλώσσα», εξηγεί. Και αγγίζει, προσθέτει, την καθημερινότητα με τρόπο που η φυσική δεν το κάνει: είναι στα φάρμακα, τα τρόφιμα, σε καθημερινά προϊόντα που χρησιμοποιούμε όλοι, όπως τα καθαριστικά. «Όλα είναι χημεία», λέει η Βανέσσα.
Καθώς η τεχνητή νοημοσύνη αρχίζει να παράγει προβλέψεις που οι άνθρωποι δεν μπορούν πάντα να εξηγήσουν, ένα ερώτημα αποκτά πολύ πρακτική σημασία. Αρκεί να βρίσκουμε κάτι που λειτουργεί, ή πρέπει και να καταλαβαίνουμε γιατί και πώς λειτουργεί; Πότε κάτι μετράει πραγματικά ως επιστημονική ανακάλυψη, και τι αλλάζει όταν αυτή την «ανακάλυψη» την κάνει ένας αλγόριθμος;
DiscoChem
Το νέο της ερευνητικό πρόγραμμα, DiscoChem – Discovery in Chemistry, χρηματοδοτείται με Starting Grant από το ERC και θα εξετάσει πώς πραγματοποιούνται οι χημικές ανακαλύψεις. Έρχεται να συμπληρώσει τη δουλειά της στο PExAI, πρόγραμμα που εξετάζει τον ρόλο της τεχνητής νοημοσύνης στην πρόβλεψη νέων χημικών ουσιών και στην εξήγηση μηχανισμών αντιδράσεων.
Το θέμα της επιστημονικής ανακάλυψης έχει μελετηθεί αρκετά στη φιλοσοφία της επιστήμης από τις αρχές του 20ού αιώνα, εξηγεί η Βανέσσα, αλλά συνήθως μέσα από το πρίσμα της φυσικής. Η ίδια θα το κάνει μέσα από τη χημεία, ένα πεδίο που, όπως λέει, δεν έχει συζητηθεί και τόσο από αυτήν την οπτική γωνία.
Πριν μου μιλήσει για το περιεχόμενο, αναφέρεται στο όνομα του πρότζεκτ. Της επισημαίνω πως είναι ιδιαίτερα εμπνευσμένη η διττή χρήση της λέξης «Disco». «Μια φίλη μου έλεγε πως θα πάρω το πρόγραμμα μόνο και μόνο λόγω του ονόματος», γελάει. Φαίνεται πως έχει ταλέντο στην ονοματοδοσία. Το PExAI προφέρεται, όπως εξηγεί η ίδια, «παίξε», σε μια παιχνιδιάρικη αναφορά στα ελληνικά, παρότι πρόκειται για ακρωνύμιο του «Predicting and Explaining with AI».
Το DiscoChem χωρίζεται σε τρία μέρη. Το πρώτο αφορά τη μελέτη της ανακάλυψης χημικών στοιχείων, από τις πρώτες ανακαλύψεις της νεότερης χημείας, ήδη από την εποχή του Λαβουαζιέ, μέχρι τη σύγχρονη εποχή, όπου η αναζήτηση νέων στοιχείων έχει συνδεθεί στενά με την πυρηνική φυσική και τη σύνθεση εξαιρετικά βραχύβιων υπερβαρέων στοιχείων.
Η ομάδα θα παρακολουθήσει από κοντά τις συναντήσεις της IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), του διεθνούς οργανισμού που αποφασίζει ουσιαστικά πότε ένα νέο στοιχείο «μετράει» ως ανακάλυψη. Είναι μια διαδικασία λιγότερο αυτονόητη απ’ ό,τι φαντάζεται κανείς.
Αν ένα στοιχείο δημιουργείται τεχνητά και υπάρχει για ελάχιστο χρονικό διάστημα, μπορεί πραγματικά να θεωρηθεί ότι ανακαλύφθηκε; Η Βανέσσα μού λέει για τους λεγόμενους Transfermium Wars, όταν επιστημονικές ομάδες διαφωνούσαν για το ποιος είχε ανακαλύψει ορισμένα υπερβαρέα στοιχεία. «Ήταν οι Ρώσοι versus των Αμερικανών», λέει, περιγράφοντας αυτή τη μακροχρόνια διαμάχη. Το ζήτημα συνδεόταν με επιστημονικό κύρος και, τελικά, με το ποιος θα μπορούσε να διεκδικήσει την ιστορική πρωτιά.
Το δεύτερο κομμάτι του DiscoChem εξετάζει χημικές ανακαλύψεις μέσα από την κβαντική μηχανική, πεδίο που συνδέεται άμεσα με το διδακτορικό της. Το τρίτο αφορά χημικές ανακαλύψεις μέσω τεχνητής νοημοσύνης: η ομάδα θα μελετήσει δύο AI models, το IMPRESSION από το Bristol για την ανακάλυψη νέων χημικών συστατικών κι ένα ακόμη για νέες χημικές αντιδράσεις. Δεν θα περιοριστεί στην ανάλυση των αποτελεσμάτων. Οι ερευνητές θα παρακολουθούν τις ίδιες τις ομάδες που αναπτύσσουν τα μοντέλα, θα κάνουν interviews και θα καταγράφουν πώς παράγεται η γνώση στην πράξη.
Το πρόγραμμα θα τρέξει πέντε χρόνια, με δύο μεταδιδακτορικούς και δύο διδακτορικούς φοιτητές.
Το AI και το επιχείρημα του μη θαύματος
Το 2024, όταν το Νόμπελ Φυσικής και Χημείας πήγε σε ερευνητές της τεχνητής νοημοσύνης όπως ο Demis Hassabis, η Βανέσσα Σέιφερτ έγραψε γι’ αυτό. Η θέση της δεν είναι πλήρης απόρριψη. Εξάλλου, συμφωνεί πως, σε ένα πρόγραμμα όπως το IMPRESSION του Bristol, ο μηχανικός υπολογιστών σαφώς είναι απαραίτητος. Βέβαια, απαραίτητος είναι και ο χημικός που δουλεύει δίπλα του. Ένα βασικό σημείο είναι η ένταση ανάμεσα σε δύο άξονες: στο πόσο χρήσιμη είναι μια πρόβλεψη, και στο τι σημαίνει πραγματικά «γνώση».
Το επιχείρημα ξεκινά από κάτι κλασικό στη φιλοσοφία της επιστήμης: το no miracles argument. Αν μια θεωρία κάνει επιτυχημένες προβλέψεις, αυτό θεωρείται απόδειξη ότι είναι αληθινή, γιατί αλλιώς η επιτυχία της θα ήταν «θαύμα». Είναι ένα από τα βασικά επιχειρήματα του επιστημονικού ρεαλισμού, θέση που εκπροσωπεί και ο Έλληνας φιλόσοφος Στάθης Ψύλλος στο ΕΚΠΑ, όπως και η ίδια η Σέιφερτ.
Η τεχνητή νοημοσύνη μπαίνει στη μέση επειδή μπορεί να κάνει ακριβείς προβλέψεις χωρίς καμία θεωρία από πίσω, βασισμένη αποκλειστικά σε patterns μέσα στα δεδομένα. «Άρα μήπως τελικά οι προβλέψεις δεν είναι τόσο ισχυρό στοιχείο για την αλήθεια των θεωριών;» ρωτάει η Βανέσσα και συνεχίζει: «Δεν αλλάζει τον κόσμο, αλλάζει τη συζήτηση. Αλλά μπορεί να αλλάξει και το πώς βλέπουμε τον κόσμο γενικότερα, αν αποδειχθεί ότι ο τρόπος που τον βλέπουμε εμείς δεν είναι ο μοναδικός σωστός».
Ας υποθέσουμε, λοιπόν, ότι ένα AI ανακαλύπτει ένα νέο φάρμακο. Λειτουργεί, είναι ασφαλές, μπορεί να θεραπεύσει μια ασθένεια, αλλά κανείς δεν μπορεί να εξηγήσει πώς ακριβώς το μοντέλο κατέληξε στη συγκεκριμένη ουσία -το λεγόμενο «black box»: βλέπουμε την είσοδο και την έξοδο, όχι όμως τι συμβαίνει ενδιάμεσα. Σε αυτή την περίπτωση, έχουμε επιστημονική ανακάλυψη; «Μπορεί να ανακαλύψεις κάτι, μπορεί να το χρησιμοποιείς, αλλά δεν θα επιφέρει αυτό που λέμε επιστημονική πρόοδο», υποστηρίζει.
Εδώ μπαίνει και η διάκριση ανάμεσα στο «χρήσιμο» και τη «γνώση». Αναφέρει ως παράδειγμα το AlphaFold, το μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης που έφερε το Νόμπελ Χημείας του 2024 για την πρόβλεψη της τρισδιάστατης δομής των πρωτεϊνών.
Το μοντέλο μπορεί να προβλέψει με εντυπωσιακή ακρίβεια τη δομή μιας πρωτεΐνης. Όμως, σημειώνει η Βανέσσα, άλλο πράγμα είναι να προβλέπεις σωστά μια δομή και άλλο να έχεις μια πλήρη επιστημονική εξήγηση για το γιατί και πώς προκύπτει.
Δεν έχει σημασία, λοιπόν, μόνο αν η πρόβλεψη είναι σωστή, αλλά και τι είδους γνώση αποκτούμε από αυτήν. Για τη Βανέσσα, μια επιστημονική ανακάλυψη δεν αφορά μόνο το να βρούμε κάτι που λειτουργεί, αλλά και το να κατανοήσουμε τι ακριβώς ανακαλύψαμε και γιατί συμβαίνει.
«Μπορεί να ανακαλύψεις ένα φάρμακο που λειτουργεί, αλλά αυτό δεν φέρνει πρόοδο στο πώς κατανοείς τον κόσμο. Δεν είναι σαν να πήγαμε από τη γεωκεντρική στην ηλιοκεντρική θέση». Θα ήταν κοινωνική ή τεχνολογική πρόοδος, όχι πρόοδος σε αυτό που ονομάζεται intellectual state.
Το ίδιο ερώτημα εφαρμόζεται και στο σενάριο ενός AI agent που δουλεύει δίπλα σε έναν ερευνητή. Αν το εργαλείο λειτουργεί σαν συνάδελφος -«σαν να έχεις έναν genius δίπλα σου»- δεν αλλάζουν και τόσο τα πράγματα. Αλλά αν λειτουργεί σαν «extended self», όπως το θέτει η Βανέσσα, σαν προέκταση του εαυτού σου που αναλαμβάνει τη θέση σου, τότε το πρόβλημα είναι διπλό: πρώτον, μπορεί να κάνει λάθος και να μην το αντιληφθείς. Δεύτερον, «ποιος είναι ο λόγος ύπαρξής σου σε αυτό το πλαίσιο;» Εδώ η Βανέσσα αναφέρει έναν πρόσφατο διαγωνισμό φιλοσοφικού paper με το κείμενο εξ ολοκλήρου γραμμένο από AI. «Θα κάνεις φιλοσοφία άμα το κάνει κάποιος άλλος για σένα;»
Αν, στο μέλλον, ένα τέτοιο αυτόνομο σύστημα κάνει μια μεγάλη ανακάλυψη χωρίς καμία ανθρώπινη παρέμβαση, θα μπορούσε ποτέ να πάρει Νόμπελ; Η Σέιφερτ δεν δίνει εύκολη απάντηση. «Θα το νοούσαμε πια σαν ένα ον με συνείδηση;», αναρωτιέται. Και μέχρι να λυθεί το πρόβλημα του black box, μέχρι να καταλάβουμε πώς φτάνει η τεχνητή νοημοσύνη στα συμπεράσματά της, η ίδια δεν βλέπει λόγο πανικού. Αν δεν οδηγήσει σε αναθεώρηση των επιστημονικών μας θεωριών, εκτιμά, παραμένει χρήσιμο εργαλείο, όμως η συζήτηση για τις δυνατότητές του, σε έναν βαθμό, σήμερα αγγίζει την υπερβολή.
«Πες ότι έχτισες ένα ρομπότ. Ή πες ότι ο σκύλος σου ανακάλυψε κάτω από μια πέτρα κάτι αρχαίο», μου λέει, μεταξύ σοβαρού και αστείου. «Θα του έδινες το Νόμπελ για αυτό που ανακάλυψε;» Μάλλον όχι, της απαντώ. Μάλλον θα το θεωρούσαμε τυχαίο. Ακόμα κι αν τον είχες εκπαιδεύσει να ψάχνει συγκεκριμένα για αρχαία, ποιος «έκανε» πραγματικά την ανακάλυψη: ο σκύλος ή αυτός που τον εκπαίδευσε; Σε κάθε περίπτωση, το βραβείο δεν θα είχε κάποια σημασία για το ζώο. Δεν θα καταλάβαινε καν ότι το πήρε. «Το AI θα το καταλάβαινε;» αναρωτιέται η Βανέσσα.
Το κόστος της έρευνας στην Ελλάδα
Το ΕΚΠΑ είναι το μοναδικό ελληνικό ίδρυμα που εξασφάλισε ERC Starting Grant φέτος, σε έναν γύρο-ρεκόρ: 4.807 προτάσεις, αυξημένες κατά 22% από πέρσι, από τις οποίες τελικά εγκρίθηκε το 8,8%. Οι 421 ερευνητές που θα λάβουν επιχορηγήσεις βρίσκονται σε πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα σε 25 κράτη μέλη της ΕΕ και συνδεδεμένες χώρες.
Ανάμεσά τους και η Βανέσσα. Η ίδια, όμως, αποφεύγει τον εύκολο συνειρμό ότι αυτό δείχνει χαμηλό επίπεδο έρευνας στην Ελλάδα. «Γίνεται εξαιρετική δουλειά, υπάρχουν ομάδες που δουλεύουν πολύ καλά», λέει. Ένας κριτής του ERC, μάλιστα, ανέφερε στην αξιολόγηση ότι το ΕΚΠΑ, μέσω του Τμήματος Ιστορίας και Φιλοσοφίας των Επιστημών, ταιριάζει ιδανικά με το αντικείμενο και αποτελεί κατάλληλο περιβάλλον για το έργο. Λίγα κέντρα διεθνώς διαθέτουν αυτόνομα τμήματα αφιερωμένα αποκλειστικά σε αυτόν τον κλάδο.
Οι δυσκολίες, εξηγεί η Βανέσσα, αφορούν περισσότερο τις συνθήκες μέσα στις οποίες γίνεται η έρευνα και είναι σε μεγάλο βαθμό οικονομικές. Η ίδια πέρασε από postdoc στο Bristol σε postdoc στην Αθήνα και είδε τον μισθό της να μειώνεται, παρότι είχε πλέον περισσότερη εμπειρία.
Μιλά επίσης για το κόστος της γραφειοκρατίας σε χρόνο και ενέργεια. Σε παλαιότερο ερευνητικό πρόγραμμα, όταν ήρθε στην Ελλάδα, χρειάστηκε να περιμένει αρκετά μέχρι να ολοκληρωθεί η διαδικασία υπογραφής της σύμβασής της, με αποτέλεσμα να υπάρξουν καθυστερήσεις και στις πληρωμές.
Στο Bristol, εξηγεί, μπορούσε να αφοσιωθεί περισσότερο στην έρευνα και στα papers. Στην Ελλάδα, ένα σημαντικό μέρος του χρόνου της μπορεί να αφιερώνεται σε διοικητικές και γραφειοκρατικές διαδικασίες αντί για την ίδια την έρευνα.
Αναγνωρίζει ότι η κατάσταση βελτιώνεται σταδιακά -για παράδειγμα, πλέον υπάρχουν online πλατφόρμες αντί για χρονοβόρες διαδικασίες με έντυπα- όμως η διαφορά με το εξωτερικό παραμένει.
Το πρόβλημα, όπως το περιγράφει, δεν είναι η έλλειψη ταλέντου αλλά, σε μεγάλο βαθμό, η αδυναμία να διαθέσει κανείς αρκετό χρόνο στην έρευνα. Όταν ένας ερευνητής χρειάζεται να συνδυάσει την έρευνα με άλλες επαγγελματικές υποχρεώσεις, όπως μια δεύτερη δουλειά, έχει εκ των πραγμάτων λιγότερο χρόνο για δημοσιεύσεις, συνέδρια και διεθνή δικτύωση. Και αυτά είναι στοιχεία που μπορούν να αποδειχθούν καθοριστικά στην προσπάθεια να εξασφαλίσει τα μεγάλα ευρωπαϊκά grants που, με τη σειρά τους, θα του επέτρεπαν να αφιερωθεί περισσότερο στην έρευνα.
Το ERC Starting Grant, συμφωνεί η Βανέσσα, είναι «life changing» για αρκετούς λόγους, αλλά και επειδή λύνει αυτό το πρόβλημα για πέντε χρόνια. «Θα δουλεύουμε μόνο πάνω στο πρόγραμμα. Κανονικά», λέει, και αναφέρει πως προτιμά να μείνει στην Αθήνα, αν μπορέσει.
Είναι μια αναγνώριση για την ίδια, αλλά είναι και η δυνατότητα να δημιουργήσει για πέντε χρόνια μια ομάδα που θα μπορεί να αφιερωθεί αποκλειστικά πάνω στο DiscoChem.
«Απαντήσεις δεν θα δώσουμε», τονίζει και λέει με χιούμορ πως «αν υπήρχε συναίνεση, θα έκλεινε το μαγαζί». Αυτό που μπορεί να κάνει η φιλοσοφία είναι να φωτίσει νέες πλευρές ενός προβλήματος, να δημιουργήσει επιχειρήματα και αντεπιχειρήματα και, τελικά, να αλλάξει λίγο τον τρόπο με τον οποίο καταλαβαίνουμε τον κόσμο.
