生物学家和物理学家怎么做朋友？

与物理学家合作，让我学会更好地进行学术沟通，同时也帮忙我弄清晰了自身的常识空白，Ken Kosik如是说。

神经科学家Kenneth S. Kosik。来历：Sonia Fernandez

作为一名大夫兼科学家，当我将尝试室从布莱根配偶女病院的波士顿长木医学区，搬到加州大学圣塔巴巴拉分校（UCSB）时，很多同事都感应很是惊奇，究竟结果那边既没有医学院，也没有大学从属病院。

我收到不止一封邮件——有迷惑、有不测、也有理解，但他们无一破例都用了感慨号。

十年前的那次搬家，源于我想和物理科学研究人员成立更慎密的合作关系，发现生物学框架内普遍合用的道理，层层揭开几乎每一个生物学问题背后都埋没着的复杂谜团。

波士顿并不缺物理学家。事实上，他们堪称宿世界一流。但那时我的尝试室位于查尔斯河的“医学”一岸，可以说与对岸哈佛大学的物理科学尝试室相去甚远。是以，和物理学家、化学家、计较机科学家或工程师交流，很是具有挑战性，出格是对于一名只接管过度子和细胞生物学练习的医学博士来说。

我的方针不是当作为一名物理学家，而是和物理学家们进行对话，并在可能的环境下睁开合作。之所以选择UCSB，是因为它作为学术机构，规模相对较小，但在物理学和工程学范畴拥有浩繁精采的人才。恰是因为我的冒险行为，在接下来的十年中，我和计较机科学、工程、物理和化学系的同事配合培育了很多研究生和博士后。这些合作极大地拓展了我的论文内容的广度。

我拟定了一些简单的法则，帮忙我跨过生物学和物理学之间那道线。在进修若何与物理学家打交道的过程中，我发现我的沟通能力获得了晋升，并且我还弄清晰了在生物学，也就是我本身的范畴中，哪些是我大白和不大白的。

01 理解物理学家口中的“我不睬解”

若是物理学家说他们不克不及理解您所说的生物学内容，那意味着您对这个本家儿题可能也只是一知半解。

“理解”在分歧学科中有分歧的寄义，当物理学家想要“理解”某项内容时，他们但愿把握的内容可能和生物学家纷歧样。

举个例子，生物学家理解基因转录，意味着领会特定的转录因子及它们的连系位点，知晓RNA聚合酶的感化以及被激活的基因。

但在物理学家看来，基因的名字和连系位点——转录的主要内容——都是可有可无的细节。他们但愿知道的是转录复合体连系到具体位点的概率分布，以及此中涉及的感化力的量化。

显然，若是生物学家抛开固定的认知框架，这些问题就变得很是有意义。

02 寻找配合话题

当物理学家说他们不领会生物学范畴的某个方面时，他们需要的并不是“生物学十万个为什么”那样的诠释。以我的经验，当物理学家扣问生物学问题时，他们是想将物理学的思惟应用于生物学；具体来说，他们试图找到通用的数学诠释。

物理学家对既定的事实不感乐趣。但生物学里有的是悬而未决。与其滚滚不停地讲述已知的生物学常识，不如讲讲您想解决的问题。

生物学范畴良多有待解决的问题都是定量的细节，例如单个细胞中介导某种功能的卵白质或RNA的绝对拷贝数，以及细胞若何确保那么多条调节通路正常运作。细胞是否会按期进行自我维护，改换故障零件，就像人们检修飞机那样？仍是只有发生毁伤才会触发“改换零件”？毁伤有时候纪律可循吗？解答生物学中的这类未知问题，远比复述教科书上的内容更具开导性。

03 看清谦善背后的骄傲

我发现，常常涉及生物学问题，物理学家们老是表示得很谦善。他们老是说生物学比物理学难多了，因为有良多工具需要记忆。他们可能会说：您知道大量细节，而我只知道几个等式。

04 数学是生物学的短板

对于大大都生物学现象，我们并没有切确的方程式——这一点与物理学分歧。这不是说生物学全然不涉及数学，只是需要更详尽的量化。缺乏量化数据是生物学的致命弱点，甚至影响到我们的日常生物学概念。

很少有生物学家可以或许诠释RNA测序中利用的负二项分布；可以或许在评估本家儿动转运和扩散时，将细胞器的外形和距离标准参数化；或可以或许解读生物分子缩合物相对应的相图——尽管越来越多生物学家对这部门内容感乐趣。

扎实的计较机常识对生物学家来说，是一笔庞大的财富，可是很多人没有机遇考验，甚至没有机遇接触这些技术。从我的经验来看，与物理科学家进行交流并开展学生结合培育，是填补常识空白的第一步。

05 别被物理学家的数学唬到

物理学家做研究阐发的最终方针是获得一个公式。写下方程后，他们会像赏识 Mark Rothko（马克·罗斯科）的画作一样，凝望它们，然后可能提出一种诠释。即便您没有良多物理学根本，不知道哈密顿量或无法对伊辛相变进行建模，您仍能和物理学家进行卓有当作效的沟通。请记住，对于数学，物理学家比数学家更敏感，数学家不受实际束厄局促并将四周宿世界视为一个约束。

爱因斯坦说过：“数学定律离实际越近，就越不确定；数学定律越确定，离实际就越远。”生物学家必需充实接管不确定性。与物理学理论杰出的展望性比拟，生物学范畴的展望（例如进化）更像股市周期——只有在回首时，才能真正看清。

06 起首确定巨细标准

从这个角度考虑一下：大部门环境下，物理学家所做的研究与生物学家所做的研究比拟，标准系统分歧，情况温度也分歧。

生物学家应该知道大分子的巨细——包罗细胞器和与之相关的细胞，并起首考虑它们对应的物理学系统标准是什么。

07 物理学家对切确度要求更高

物理学家对结论的精确性要求更高。当您获得P值小于0.05的成果时，他们并不会出格兴奋。对他们而言，P值等于0.05，就仿佛用棒球击中谷仓门：您不会掉手的。

08 避免太多专业术语

让物理学家头大的最快方式是什么？背诵生物学术语，例如基因表和通路。细心想想，这会让任何人头昏脑胀。

09 不必事无大小

物理学家不必知道所有被节制的前提。他们需要的只是概念，他们会假定您已经恰当节制了变量并选择了准确的尝试方式。若是要为物理学家做“粉笔演讲”（绘图讲解），请务必强调概念设法，而不是具体的数据和手艺。物理学家进行判定的根本是清楚、有力、令人信服的设法。

10 理性对待预期

物理学家会等候您建造本身的设备。若是一个理论家提出了这个定见，不要放在心上。但若是是尝试人员提出的，那或许您就不得不认可为买现当作的设备，您可能多花了良多钱。

11 理解“最优”和“差不多”

生物学过程自带进化潜能，是以一时获得的解决方案未必是最佳的。好比，若是您想设计一个可以或许行走的机械，以人作为模子可能不是最好的，因为人类步行未必是达到目标地最有用的方式。物理学宿世界没有进化，是以经常被假定是按照最优参数运行的。比拟之下，生物学则在所谓的“沃丁顿地带”（Waddington terrain）中运行：即使不是最高效的，只要差不多，生物学过程也可以或许正常阐扬感化。

12 物理学家眼中的还原论

利用还原论方式处置复杂生物系统，并纷歧定意味着将这些系统拆减为多个小单位。利用涉及多个变量的系统方式解决生物学问题，自己就很轻易吸引物理学家，因为它们在概念上与统计力学问题近似——将微不雅和宏不雅特征与很大的自由度联系在一路，且无法提出切确的谜底。若是生物学家可以利用这些术语，对研究问题进行描述，也许就能吸引到物理学家。

13 共同物理学家的诙谐

物理学家的笑点很奇异，几乎所有出乎料想的工作都可以带来欢喜。物理学家的笑话一般都很有内在，并非刹时就能找到笑点。但笑一笑无妨——即便您并不感觉好笑，归正他们也看不出来。

选择适合本身的路

最后，我想说，我走的道路并非适合每一小我。起首得知道本身想要什么。若是您不肯与非同业的专家接触，或者不想钻研可能与自身范畴没有明白联系的本家儿题，那么我所选择的路可能并不适合您。但若是您不仅可以或许顺应这种跨学科合作的方式，并且火急但愿从外界获得灵感，那么就斗胆地迈出第一步吧，没什么比未知宿世界更值得等候的了。

本文经授权转载自微信公家号“Nature天然科研”。原文以Thirteen tips for engaging with physicists, as told by a biologist为题目颁发在2020年 1月6日的职业专栏上。

撰文 | Ken Kosik

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