Особенности лицензирования и ситуация со свободным ПО в химических фундаментальных исследованиях

Антон Литвиненко, Киев, Украина, Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, tenebrosus.scriptor@gmail.com

Рассматриваются потребности исследователей-химиков в программном обеспечении и общая ситуация со свободным ПО, необходимым для их труда. Анализируется отношение к внедрению свободного ПО в научную работу и написанию собственного ПО под свободными лицензиями, причины и результаты. Описываются примеры использования и разработки свободных программ в деятельности научной группы.

Развитие современной науки (особенно точных наук, к которым принадлежит и химия) существенно зависит от вычислительных технологий. Развитие и даже создание ряда областей химии были бы невозможны без современных вычислительных возможностей.

Исследователь, как пользователь ПО, имеет следующие особенности:

Исследователи точных наук, как правило, хорошо разбираются в работе компьютера, и способны относительно легко осваивать новые программные решения.
Труд исследователя редко является шаблонным, и направлен на получение научного результата. Соответственно, отношение к необходимости освоения нового ПО нормальное.
Основной проблемой научной деятельности современного украинского химика является нехватка времени. Не приходится ожидать энтузиазма насчет внедрения свободного ПО из идеологических соображений – только при появлении объективной необходимости.

ПО, необходимое в работе химика, можно разделить на:

Офисное ПО. Поиск информации, оформление результатов, обработка рисунков и т.д.
ПО для общей обработки данных (вычисления, спектры, статистическая обработка).
Специальное ПО для химических задач (рисование структур, обработка ЯМР-спектров, кристаллография, квантовая химия и т.д.).

Ситуация с офисным ПО в химии ничем не отличается от общей. Рейтинговые журналы предоставляют широкие возможности выбора формата материалов, присылаемых для публикации, поэтому возможна полная замена MSWord ® на OpenOffice или LaTeX (хотя химики редко работают с LaTeX) ¹. Для обработки иллюстраций вполне подходит Gimp.

С ПО для обработки данных ситуация хуже. Часть функций выполняют электронные таблицы (Microsoft ® Excel ®, OpenOffice Calc), но фактическим стандартом является OriginLab Origin ®. Полноценной замены ему на данный момент не видно, хотя особое внимание привлекает пока еще не совсем стабильный проект LabPlot, особенно с учетом его возможности импорта проектов Origin.

Специальное ПО для химических задач пишется химиками для химиков. Большинство авторов таких программ – исследователи, что добавляет некоторые особенности:

Авторы часто заинтересованы не в деньгах, а в ссылках на свои программы.
Программирование не является собственно научной деятельностью – это, скорее, создание инструментов для нее.
На ПО возникают имущественные авторские права, и часто они принадлежат научной организации, в которой работает автор. Автор также может быть связан условиями грантов.

Все это приводит к созданию новых лицензий, в которых проставление ссылок в работах явно требуется, а также к распространению ПО под специальными бесплатными лицензиями для академических организаций (т.н. Free for academics). Исходные коды при этом, как правило, закрываются, хотя бывают исключения.

Сегмент специального ПО для химических задач представлен широким спектром доступных лицензий ²: от свободных ³ до унизительно-дискриминационных ⁴.

От теоретических работ, выполненных in silico (компьютерного моделирования), требуется высокая воспроизводимость полученных результатов ⁵. Подробное описание примененных в программах алгоритмов обязательно, а открытость кодов желательна. При публикации требуется подробное описание использованных программ и опций. Их лицензионная чистота тоже должна быть абсолютной.

В то же время явление “привычные проприетарные программы”, которые становятся фактическим стандартом, имеет место и среди исследователей. Борьба с ним важна – деньги на ПО берутся из финансирования научной группы. Заключается она в замене коммерческого ПО на Copyleft-ПО с открытым кодом, Freeware, Free for academics, а также некоторые shareware-продукты (для исследователей разница между ними невелика).

Примеры программ:

Gromacs (моделирование белков, полимеров и жидкостей) и ABINIT (моделирование кристаллов) — GPL.
SpinWorks (обработка спектров ядерного магнитного резонанса) — OpenSource, разрешено распространение без модификации.
Mercury (кристаллографическое ПО) — freeware (стандарт де-факто).
ORCA (квантовая химия) — Free for academics (для коммерческих организаций не лицензируется).

Рис.1 – инфракрасный спектр в программе LabPlot

Рис.2 – структура координационного соединения в Mercury

Анализ потребностей нашей научной группы показывает, что проблема решается приблизительно на 90%. Сложно обстоят дела с программами для обработки данных, а также редакторами для рисования молекул. Кажется целесообразным свободное распространение научного ПО, которое пишется нами ⁶ – мы считаем, что это будет способствовать его интенсивному тестированию, широкому ознакомлению с ним заинтересованных ученых и признанию надежности результатов, полученных с его помощью.

Выводы
Лицензирование ПО в области фундаментальных исследований имеет ряд особенностей. Общая ситуация с распространением и внедрением свободного ПО в химических исследованиях остается неоднозначной, но существуют все возможности и предпосылки к ее изменению.

Список литературы:
¹ Acceptable Formats, Royal Chemical Society.
² Linux for chemistry. Список ПО и его лицензий.
³ ABINIT software.
⁴ Banned by Gaussian. Об одной компании…
⁵ Boggs, J.E., Pure.Appl.Chem., 1998, V. 70, pp. 1015-1018.
⁶ Литвиненко А.С., Міхальова О.А., “Врахування спін-орбітальної взаємодії Co(II) при інтерпретації магнітних властивостей гетерометалічних поліядерних комплексів 3d металів”, XI Всеукраїнська конференція студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”, Київ, 19-21 травня 2010 року.