هنگامی که شما در معرض محدودیت قرار گرفتید، یاد بگیرید که از سوالات مختلف بپرسید

هنگامی که شما در معرض محدودیت قرار گرفتید، یاد بگیرید که از سوالات مختلف بپرسید

با دانش آموزان دبیرستان برای آمادگی برای امتحانات علمی خود صحبت کنید و احتمالا دو چیز را شنیدید: آنها از فیزیک ترسیدند و با زیست شناسی نسبتا راحت بودند. به طرز عجیبی، این بر خلاف دیدگاه اکثر محققان است.

با دانش آموزان دبیرستان برای آمادگی برای امتحانات علمی خود صحبت کنید و احتمالا دو چیز را شنیدید: آنها از فیزیک ترسیدند و با زیست شناسی نسبتا راحت بودند. به طرز عجیبی، این بر خلاف دیدگاه اکثر محققان است. دانشمند علمی این است که فیزیک آسان است. سادگی آن از توانایی ایجاد نظریه های کریستالی است که به شدت پیش بینی می کنند، زیرا همه چیز از وجود ذرات زیر اتمی و چگونگی خم شدن نور در اطراف ستارگان است. از سوی دیگر، زیست شناسی، به قضیه های ظریف و معادلات ریاضی بسیار دشوار است. به همین دلیل، برخی از متفکران برجسته استدلال کرد که سلول ها و جنگل ها دشوار تر از سیاهچاله های دوردست و دشوار است.

اما شاید چنین چیزی به عنوان یک نظم ساده یا سخت وجود ندارد. شاید فقط سوالات آسان و سخت وجود داشته باشد. فقط زیست شناسی به نظر می رسد به طوری سخت است که توسط مجموعه ای از سوالات بسیار سخت تعریف شده است. فقط فیزیک به نظر می رسد آسان است زیرا قرن ها تلاش متفکران عمیق متفکر مجموعه ای از سوالات مسئولیتان را ایجاد کرده است.

به هر حال، زیست شناسی به چالش کشیدن، نزدیک بودن به آن است. از خودتان بپرسید: چه کسی "ساده تر" می تواند درک کند - یک رمانتیک یا یک همکار کار؟ نزدیکی ما با زیست شناسی - و همچنین به روانشناسی و علوم اجتماعی - ما را به تحقیق در مورد این پدیده با دانش عمیق در حال حاضر در دست است. ما از سوالات بسیار دقیق سوال می کنیم و سپس از پاسخ های ظاهرا مرموز یا متناقض شگفت زده می شویم.

در راه رفتن از طریق جنگل، ممکن است شکل های غیر معمولی شاخ و برگ در یک درخت افرا مشاهده کنیم. این ممکن است ما را به تعجب برانگیزد که چرا برگ برگها است، چرا در پاییز قرمز می شوند، حشراتی که در بستر برگ زندگی می کنند، و چگونه آنها تجزیه می شوند و خاک می خورند. با وجود طبیعی بودن آن که از آنها می خواهیم، ​​این سوالات فریب آمیز هستند. در مقابل، خلاء فراوان سرما فضای و کوچک بودن کروک غیر قابل مشاهده برای ما بسیار غریب است که ما افتخار می کنیم - حداقل ابتدا - ساده ترین چیزها در مورد این موجودات، حتی برای نشان دادن آن ها وجود دارد.

فهم ما گاهی اوقات فهم ما را در فیزیک نیز کم کرد. سوال این است که چگونه سیاره ها حرکت می کنند یکی از قدیمی ترین وسواس های بشریت است و از طریق بسیاری از اساطیر های مختلف اجرا می شود. با این حال با توجه به خود جذب گونه های ما، نظریه طولانی ای از epicycle ها، زمین را به طور غیرمستقیم در مرکز جهان قرار داد. این اشتباهی است که در طول سال های 2,000 ادامه داشته است. هنگامی که این سوال به مسائل نیروی، جرم و گرانش در فیزیک نیوتنی خلاصه شد، حرکت سیاره به پیش بینی و درک بسیار آسان تر شد.

هنوز برای بسیاری از فیزیکدانان مشکل زیادی وجود دارد. اگر فیزیک اعتبار خود را در پیش بینی شعله بعدی خورشیدی که می تواند ارتباطات مخابراتی را در زمین تداخل می کند، به عنوان یک رشته پیچیده تر و دشوار تر مشاهده می شود. چرا؟ از آنجا که مدل سازی بسیاری از مکانیسم هایی که موجب ایجاد پویایی سطح خورشید می شود، تمام فرآیندهای گرانشی، الکترومغناطیسی، حرارتی و هسته ای درگیر است - فریبنده ای پیچیده است. با توجه به حرکت سیاره ای، می توانیم یک تصویر خوب و کافی از یک مسیر سیاره را با شناخت این که انبوهی از خورشید ما به ما اجازه می دهد تا تاثیر سایر اجسام آسمانی را نادیده بگیریم، دریافت می کنیم. اما اگر واقعا میخواهیم به این جزئیات بپردازیم، به زودی متوجه خواهیم شد که ما نمیتوانیم به طور دقیق حرکت سه جسم توده ای را پیش بینی کنیم. به همین ترتیب، با نظریه هرج و مرج، ما متوجه شدیم که ما می توانیم حدس های خشن نسبت به موقعیت خاص دو پاندول که حرکت آنها با یکدیگر هماهنگ است، انجام دهیم. با این وجود ما نمی توانیم با اطمینان بگوییم که هر کدام از این آئین ها هرگز وجود نخواهد داشت.

Pشاید سوالاتی که ما از زیست شناسی خواستاریم خیلی سخت است. چگونه زندگی انسانی انسانی را نجات دهیم؟ چرا این رنگین کمان کمی تاریک تر از دیگر است؟ اما فقط به این دلیل که ما بیشتر از زیست شناسی تقاضا می کنیم، به این معنا نیست که ما نمی توانیم سوالات کمی را مطرح کنیم. در حقیقت، طراحی فیزیک "آسان" میتواند به ما در تشخیص چگونگی کمک کمک کند پیدا کردن این سوالات فیزیکدانان به ویژه در جستجوی پدیده هایی فراگیر و گسترده هستند که در سیستم های مختلف اعمال می شوند و به احتمال زیاد نتیجه مکانیسم ساده و مشترک هستند.


آخرین مطالب را از InnerSelf دریافت کنید


تصور کنید مقیاس بیولوژیکی. این مفهوم ناشی از مشاهدات اولیه است که میزان متابولیسم پستانداران به طور پیش بینی شده و غیر خطی بر اندازه بدن از طریق یک قانون قدرت. یک قانون قدرت یک رابطه ریاضی است که به ما می گوید که چقدر یک ویژگی تغییر می کند به عنوان اندازه سیستم به ترتیب مقادیر (یعنی چند برابر یک عدد مشخص، معمولا 10) افزایش می یابد. بنابراین هنگامی که یک جسم بدن موجود در بدن توسط 1,000 افزایش می یابد، اصول مقیاس زیستی دقیقا پیش بینی می کنند که میزان متابولیسم آن 100 برابر است.

اما چگونه می توان همان ریاضی را به چیزی ساده به عنوان کشش گرانشی بین دو اشیاء و فرایند کثیف از گونه های مختلف در زیستگاه های متنوع اعمال می شود؟ در فیزیک، قوانین قدرت به مکانیسم های مشترک و تقارن هایی که در همه مقیاس ها عمل می کنند اشاره می کنند. در زیست شناسی، خودمان تحقیق - همچنین که از جفری بیو غرب، جیمز هابه براون و بریان انکیست - نشان می دهد که ساز و کار اساسی در کار، ساختار و جریان شبکه های عروقی است. به نظر می رسد که رگ های خونی به طور موثر بدن را دراز می کنند و منابع را برای همه سلول های موجود ایجاد می کنند، در حالی که فشار روی قلب را کاهش می دهند. این بینش ساده، تعداد زیادی از نظریه های موفقیت آمیز را به وجود آورده است که از ایده ساختار بیولوژیکی بهینه شده برای پیش بینی پدیده هایی مانند توزیع درختان در جنگل، چه مدت ما نیاز داریم خواب، نرخ رشد یک تومور، بزرگترین و کوچکترین اندازه باکتری هاو بلندترین درخت ممکن است در هر محيطي

با این حال، زیست شناسی نیز می تواند به سوالات منحصر به فرد خود منجر شود. به عنوان مثال، به عنوان همکاران ما جسیکا فلاکس و دیوید کراکور در موسسه Santa Fe نشان داده شده است، قابلیت پردازش اطلاعات و تصمیم گیری عوامل (از قبیل primates، neurons و forms of limes) منجر به انواع منفی بازخورد، سازگاری و علیت می شود که از سیستم های صرفا فیزیکی متفاوت است. اگر پیچیدگی های اضافی سیستم های بیولوژیکی را می توان با گسترش دیدگاه های فیزیک نظیر نظریه اطلاعات توضیح داد، هنوز دیده می شود. ممکن است که مطالعه زیست شناسی و سیستم های پیچیده به طور کلی یک روز به سوالات سخت و سنگین پیشرفت کند - یا اینکه یک بازنگری درخشان از سوالات منجر به از بین بردن چالش های فعلی خواهد شد. این ممکن است مسیری را برای پاسخهای ساده تر نشان دهد، چرا که چارلز داروین با اصلاح سوالات در مورد ریشه ها و تنوع زندگی از نظر انتخاب طبیعی و تنوع.

وقتی شما حدس می زنید که سوالات مختلفی مطرح کنید: پیچیدگی سیستم ها در دو محور اندازه گیری می شود
پیچیدگی سیستم ها در طول دو محور اندازه گیری شده است: 1) جزئیات و دقت مورد نیاز توصیف علمی؛ 2) تعدادی از مکانیسم ها در یک پدیده خاص ترکیب شده است. سخت ترین علوم سوالات دقیق درباره سیستم هایی که از بسیاری از مکانیزم ها تشکیل شده است، می پرسند.

در خود مقاله فیزیکدان فیلیپ آندرسون "بیشتر متفاوت است" (1972) خطرات تلاش برای کاهش همه چیز را به سطح میکروسکوپیک بالا نشان داد. او در عوض بر پیچیدگی هایی که در مقیاس های مختلف پدیده های طبیعی اتفاق می افتد متمرکز شده است - مانند حرکت از مکانیک کوانتومی به شیمی. با این حال، خوانندگان اغلب از استدلال خود نادیده می گیرند که نظریه های موثر باید روی بلوک های ساختمانی که مکانیسم های پایه یک سیستم را توضیح می دهند، بپوشاند - حتی اگر این بلوک های ساختمان نسبتا بزرگ یا نهادهای متوسط ​​باشند.

بر اساس این دیدگاه دومی، استدلال ما این است که ما نمی دانم اگر سیاه چاله ها ساده تر از جنگل باشند. ما نمی تواند می دانیم تا زمانی که یک تئوری موثر کلی داشته باشیم که وجود جنگل را توضیح می دهد یا اینکه می توانیم دقیق ترین دینامیک سقوط و تبخیر سیاهچاله را مشاهده کنیم. بیانیه ای از پیچیدگی نسبی را نمی توان بدون تعریف دقیق از نوع پرسش هایی که برای هر سیستم مورد نیاز است، تعریف کنیم. احتمالا نوع خاصی از سوالات وجود دارد که در آن دانش ما به سختی می رسد، اما اغلب در مورد سوالاتی که ما نسبت به خود سیستم ها مطرح می کنیم.

بنابراین فیزیک می توان سخت و زیست شناسی است می توان سخت نگیر. درجه سختی بیشتر بستگی به سوالاتی که در این زمینه مطرح می شود بستگی دارد.

در علوم پیچیده سیستم، پیشرفت های بزرگی اغلب در رابط بین این دو دیدگاه ایجاد می شود. یک مسیر به جلو برای حل سوالات آسان است ابتدا و سپس از پاسخ های ما برای پیدا کردن اصول مفید زمانی که آن را به سوالات دقیق تر و نظری می آید. این ممکن است که با شروع از سوالات آسان، ما می توانیم به آرامی 'ساخت' به سخت سخت است.

یا، در جهت مخالف، رعایت شباهت عجیبی از پدیده ها در رشته های مختلف می تواند ما را به جستجوی مکانیزم های جدید و اصول برساند. گاهی اوقات یک دیدگاه کمتر دقیق و انتزاعی تقاضا خواهیم کرد - آنچه که جان میلر، معاون فیزیکدان برنده جایزه نوبل مورрей دلمن، در کتاب خود بحث می کند یک نگاه خام به کل (2016). این خام به نظر می رسد - به علت دور بودن فیزیک، ناشی از صمیمیت زیست شناختی - ناچیز است و در سال های آینده باید بینش های عمیق تر و ساده ای را در علم ایجاد کند.

درباره نویسنده

کریس کمپس استاد موسسه Santa Fe است که در تقاطع فیزیک، زیست شناسی و علوم زمین کار می کند.

ون Savage استاد در بوم شناسی، زیست شناسی تکاملی و بیوماتمائی در دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس است.

این مقاله در اصل در ابدیت و تحت مجوز Creative Commons منتشر شده است. منتشر شده در ارتباط با موسسه Santa Fe، یک شرک استراتژیک Aeon.Aeon counter - حذف نکنید

کتاب های مرتبط

{amazonWS: searchindex = کتابها؛ کلید واژه ها = حل مسئله نوآوری؛ maxresults = 3}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

غریبه های INNERSELF

بیشترین مطلب خوانده شده

عشق باعث ارزش زندگی می شود
عشق باعث ارزش زندگی می شود
by ویلکینسون خواهد بود