科学之间的边界

自然是一个整体。科学也应该是的。

13.8 — MAY 5, 2022

Adam Frank

Credit: University of Rochester Laboratory for Laser Energetics / Eugene Kowaluk

关键要点

科学学科之间的边界能使科学家团队来合作更难。

这些边界从未如此严格，直到19世纪中科学开始来专业化。

自然是一个整体，它不会将它自己分成完美的提炼学科。我们需要努力朝向更大的统一。

我们花了很多时间谈论科学的边界。我们通常谈论的是科学能解释的限制。

我们往往忽略的是科学本身内部边界的影响。我的意思是这是存在于不同学科之间的围墙。如果你要了解关于生命，你去生物系。但如果你想了解关于物质，你去物理系。这些边界直到19世纪当科学开始来专业化时为止从来都不是很严格的。由于大数据等新工具，它们现在开始受到一定程度的侵蚀。但是，让不同的领域来相互谈话是重大的挑战。随我本周参加一个会议我想起了这些挑战，该会议汇集了四个不同学科的从业者。

一束聚焦在学习科学的语言上的激光

5月5日至6日，来自全国各地的研究人员将聚集在纽约州罗切斯特，参加原子压力物质中心（CMAP）的会议。该中心是一个大学和实验室的合作，由美国国家科学基金会通过他们的物理前沿中心资助。

原子压力物质中心的目标是来研究在行星深处发现的密度的物质。为此，研究人员采用大型激光器例如那些用于聚变能量研究的激光器。激光能如此强烈的压缩样本以至于在几纳秒内它们的密度就像一个超级地球系外行星的内部一样密。原子压力物质中心位于罗切斯特大学能量聚变实验室系的激光能量学实验室。

关于这个项目的迷人之处在于，我们的努力有多少旨在让来自不同学科的研究人员来学习彼此的语言。该团队包括知道激光怎样创造热致密物质的小区域的深刻而困难的细节的等离子体实验人员。我们也有凝聚态理论家，他们运行计算机代码来理解当物质被如此严重挤压时发生什么。然后有行星科学家，他们了解行星被怎样组装的。最后，我们有研究太阳系外的系外行星等天体的天体物理学家。

基本问题

你可能会认为因为参与的每个人至少都接受过物理学的训练，我们应该没有问题彼此理解。值得注意的是，情况并非如此。每个领域都有它自己的传统，它自己的方法，以及它自己走近一个主题的方式。如果我们真的要一起工作，这些分歧能需要一些时间来弥合。 

问题能像理解一个领域相信它已经回答了的一样基本，以及另一方面，这些问题被从这个学科之外看的。在讨论木星的核期间，我深究了这一点，我的入门教科书告诉我，木星的核是小的和岩石的。与行星科学家的交谈教导了我，这个结论仍然非常值得怀疑。

科学必须跟随自然的例子

在过去一年左右的时间里，我们原子压力物质中心的研究人员已经在学习彼此交谈中取得了很大进展。由于这一进展，我们正在形成能被在激光实验中解决的特别的研究问题。我真的很兴奋地看到来自本周会有什么。但我们的体验表明，甚至当科学被密切相关时来克服科学学科之间的边界要做多少工作的。那么，想象一下，让生物学家和物理学家或者物理学家和社会科学家来互相交谈是多么困难。我使用这两个例子是因为我已经参与了两者（生命物理学和社会物理学）边界的项目。

科学之间的边界问题可能刚好像科学的边界一样重要，因为学科之间的障碍被植根于一种幻觉。自然是一个整体，它不会将它自己分成干净的和完美的提炼的学科。随着我们的工具变得越来越好，我们正在发现学科之间的新类统一。（这就是某些像社会物理学一样的东西的全部意义）。但要使统一科学的成为下一步，我们首先必须翻越分隔学科的墙。我在原子压力物质中心上的体验表明来扩展这些墙只是多令人兴奋的------ 以及它需要多少细心的努力。

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