生物學家和物理學家怎么做朋友？

與物理學家合作，讓我學會更好地進行學術溝通，同時也幫忙我弄清晰了自身的常識空白，Ken Kosik如是說。

神經科學家Kenneth S. Kosik。來歷：Sonia Fernandez

作為一名大夫兼科學家，當我將嘗試室從布萊根配偶女病院的波士頓長木醫學區，搬到加州大學圣塔巴巴拉分校（UCSB）時，很多同事都感應很是驚奇，究竟結果那邊既沒有醫學院，也沒有大學從屬病院。

我收到不止一封郵件——有迷惑、有不測、也有理解，但他們無一破例都用了感慨號。

十年前的那次搬家，源于我想和物理科學研究人員成立更慎密的合作關系，發現生物學框架內普遍合用的道理，層層揭開幾乎每一個生物學問題背后都埋沒著的復雜謎團。

波士頓并不缺物理學家。事實上，他們堪稱宿世界一流。但那時我的嘗試室位于查爾斯河的“醫學”一岸，可以說與對岸哈佛大學的物理科學嘗試室相去甚遠。是以，和物理學家、化學家、計較機科學家或工程師交流，很是具有挑戰性，出格是對于一名只接管過度子和細胞生物學練習的醫學博士來說。

我的方針不是當作為一名物理學家，而是和物理學家們進行對話，并在可能的環境下睜開合作。之所以選擇UCSB，是因為它作為學術機構，規模相對較小，但在物理學和工程學范疇擁有浩繁精采的人才。恰是因為我的冒險行為，在接下來的十年中，我和計較機科學、工程、物理和化學系的同事配合培育了很多研究生和博士后。這些合作極大地拓展了我的論文內容的廣度。

我擬定了一些簡單的法則，幫忙我跨過生物學和物理學之間那道線。在進修若何與物理學家打交道的過程中，我發現我的溝通能力獲得了晉升，并且我還弄清晰了在生物學，也就是我本身的范疇中，哪些是我大白和不大白的。

01 理解物理學家口中的“我不睬解”

若是物理學家說他們不克不及理解您所說的生物學內容，那意味著您對這個本家兒題可能也只是一知半解。

“理解”在分歧學科中有分歧的寄義，當物理學家想要“理解”某項內容時，他們但愿把握的內容可能和生物學家紛歧樣。

舉個例子，生物學家理解基因轉錄，意味著領會特定的轉錄因子及它們的連系位點，知曉RNA聚合酶的感化以及被激活的基因。

但在物理學家看來，基因的名字和連系位點——轉錄的主要內容——都是可有可無的細節。他們但愿知道的是轉錄復合體連系到具體位點的概率分布，以及此中涉及的感化力的量化。

顯然，若是生物學家拋開固定的認知框架，這些問題就變得很是有意義。

02 尋找配合話題

當物理學家說他們不領會生物學范疇的某個方面時，他們需要的并不是“生物學十萬個為什么”那樣的詮釋。以我的經驗，當物理學家扣問生物學問題時，他們是想將物理學的思惟應用于生物學；具體來說，他們試圖找到通用的數學詮釋。

物理學家對既定的事實不感樂趣。但生物學里有的是懸而未決。與其滾滾不停地講述已知的生物學常識，不如講講您想解決的問題。

生物學范疇良多有待解決的問題都是定量的細節，例如單個細胞中介導某種功能的卵白質或RNA的絕對拷貝數，以及細胞若何確保那么多條調節通路正常運作。細胞是否會按期進行自我維護，改換故障零件，就像人們檢修飛機那樣？仍是只有發生毀傷才會觸發“改換零件”？毀傷有時候紀律可循嗎？解答生物學中的這類未知問題，遠比復述教科書上的內容更具開導性。

03 看清謙善背后的驕傲

我發現，常常涉及生物學問題，物理學家們老是表示得很謙善。他們老是說生物學比物理學難多了，因為有良多工具需要記憶。他們可能會說：您知道大量細節，而我只知道幾個等式。

04 數學是生物學的短板

對于大大都生物學現象，我們并沒有切確的方程式——這一點與物理學分歧。這不是說生物學全然不涉及數學，只是需要更詳盡的量化。缺乏量化數據是生物學的致命弱點，甚至影響到我們的日常生物學概念。

很少有生物學家可以或許詮釋RNA測序中利用的負二項分布；可以或許在評估本家兒動轉運和擴散時，將細胞器的外形和距離標準參數化；或可以或許解讀生物分子縮合物相對應的相圖——盡管越來越多生物學家對這部門內容感樂趣。

扎實的計較機常識對生物學家來說，是一筆龐大的財富，可是很多人沒有機遇考驗，甚至沒有機遇接觸這些技術。從我的經驗來看，與物理科學家進行交流并開展學生結合培育，是填補常識空白的第一步。

05 別被物理學家的數學唬到

物理學家做研究闡發的最終方針是獲得一個公式。寫下方程后，他們會像賞識 Mark Rothko（馬克·羅斯科）的畫作一樣，凝望它們，然后可能提出一種詮釋。即便您沒有良多物理學根本，不知道哈密頓量或無法對伊辛相變進行建模，您仍能和物理學家進行卓有當作效的溝通。請記住，對于數學，物理學家比數學家更敏感，數學家不受實際束厄局促并將四周宿世界視為一個約束。

愛因斯坦說過：“數學定律離實際越近，就越不確定；數學定律越確定，離實際就越遠。”生物學家必需充實接管不確定性。與物理學理論杰出的展望性比擬，生物學范疇的展望（例如進化）更像股市周期——只有在回首時，才能真正看清。

06 起首確定巨細標準

從這個角度考慮一下：大部門環境下，物理學家所做的研究與生物學家所做的研究比擬，標準系統分歧，情況溫度也分歧。

生物學家應該知道大分子的巨細——包羅細胞器和與之相關的細胞，并起首考慮它們對應的物理學系統標準是什么。

07 物理學家對切確度要求更高

物理學家對結論的精確性要求更高。當您獲得P值小于0.05的成果時，他們并不會出格興奮。對他們而言，P值等于0.05，就仿佛用棒球擊中谷倉門：您不會掉手的。

08 避免太多專業術語

讓物理學家頭大的最快方式是什么？背誦生物學術語，例如基因表和通路。細心想想，這會讓任何人頭昏腦脹。

09 不必事無大小

物理學家不必知道所有被節制的前提。他們需要的只是概念，他們會假定您已經恰當節制了變量并選擇了準確的嘗試方式。若是要為物理學家做“粉筆演講”（繪圖講解），請務必強調概念設法，而不是具體的數據和手藝。物理學家進行判定的根本是清楚、有力、令人信服的設法。

10 理性對待預期

物理學家會等候您建造本身的設備。若是一個理論家提出了這個定見，不要放在心上。但若是是嘗試人員提出的，那或許您就不得不認可為買現當作的設備，您可能多花了良多錢。

11 理解“最優”和“差不多”

生物學過程自帶進化潛能，是以一時獲得的解決方案未必是最佳的。好比，若是您想設計一個可以或許行走的機械，以人作為模子可能不是最好的，因為人類步行未必是達到目標地最有用的方式。物理學宿世界沒有進化，是以經常被假定是按照最優參數運行的。比擬之下，生物學則在所謂的“沃丁頓地帶”（Waddington terrain）中運行：即使不是最高效的，只要差不多，生物學過程也可以或許正常闡揚感化。

12 物理學家眼中的還原論

利用還原論方式處置復雜生物系統，并紛歧定意味著將這些系統拆減為多個小單位。利用涉及多個變量的系統方式解決生物學問題，自己就很輕易吸引物理學家，因為它們在概念上與統計力學問題近似——將微不雅和宏不雅特征與很大的自由度聯系在一路，且無法提出切確的謎底。若是生物學家可以利用這些術語，對研究問題進行描述，也許就能吸引到物理學家。

13 共同物理學家的詼諧

物理學家的笑點很奇異，幾乎所有出乎料想的工作都可以帶來歡喜。物理學家的笑話一般都很有內在，并非剎時就能找到笑點。但笑一笑無妨——即便您并不感覺好笑，歸正他們也看不出來。

選擇適合本身的路

最后，我想說，我走的道路并非適合每一小我。起首得知道本身想要什么。若是您不肯與非同業的專家接觸，或者不想鉆研可能與自身范疇沒有明白聯系的本家兒題，那么我所選擇的路可能并不適合您。但若是您不僅可以或許順應這種跨學科合作的方式，并且火急但愿從外界獲得靈感，那么就斗膽地邁出第一步吧，沒什么比未知宿世界更值得等候的了。

本文經授權轉載自微信公家號“Nature天然科研”。原文以Thirteen tips for engaging with physicists, as told by a biologist為題目頒發在2020年 1月6日的職業專欄上。

撰文 | Ken Kosik

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