原文作者：Ken Kosik
與物理學(xué)家合作，讓我學(xué)會更好地進行學(xué)術(shù)溝通，同時也幫助我弄清楚了自身的知識空白，Ken Kosik如是說。
神經(jīng)科學(xué)家Kenneth S. Kosik。來源：Sonia Fernandez
作為一名醫(yī)生兼科學(xué)家，當(dāng)我將實驗室從布萊根婦女醫(yī)院的波士頓長木醫(yī)學(xué)區(qū)，搬到加州大學(xué)圣塔巴巴拉分校（UCSB）時，許多同事都感到非常驚訝，畢竟那里既沒有醫(yī)學(xué)院，也沒有大學(xué)附屬醫(yī)院。
我收到不止一封郵件——有疑惑、有意外、也有理解，但他們無一例外都用了感嘆號。
十年前的那次搬遷，源于我想和物理科學(xué)研究人員建立更緊密的合作關(guān)系，發(fā)現(xiàn)生物學(xué)框架內(nèi)廣泛適用的原理，層層揭開幾乎每一個生物學(xué)問題背后都隱藏著的復(fù)雜謎團。
波士頓并不缺物理學(xué)家。事實上，他們堪稱世界一流。但當(dāng)時我的實驗室位于查爾斯河的“醫(yī)學(xué)”一岸，可以說與對岸哈佛大學(xué)的物理科學(xué)實驗室相去甚遠(yuǎn)。因此，和物理學(xué)家、化學(xué)家、計算機科學(xué)家或工程師交流，非常具有挑戰(zhàn)性，特別是對于一名只接受過分子和細(xì)胞生物學(xué)訓(xùn)練的醫(yī)學(xué)博士來說。
我的目標(biāo)不是成為一名物理學(xué)家，而是和物理學(xué)家們進行對話，并在可能的情況下展開合作。之所以選擇UCSB，是因為它作為學(xué)術(shù)機構(gòu)，規(guī)模相對較小，但在物理學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域擁有眾多杰出的人才。正是因為我的冒險舉動，在接下來的十年中，我和計算機科學(xué)、工程、物理和化學(xué)系的同事共同培養(yǎng)了許多研究生和博士后。這些合作極大地拓展了我的論文內(nèi)容的廣度。
我制定了一些簡單的規(guī)則，幫助我跨過生物學(xué)和物理學(xué)之間那道線。在學(xué)習(xí)如何與物理學(xué)家打交道的過程中，我發(fā)現(xiàn)我的溝通能力得到了提升，而且我還弄清楚了在生物學(xué)，也就是我自己的領(lǐng)域中，哪些是我明白和不明白的。
01
理解物理學(xué)家口中的“我不理解”
如果物理學(xué)家說他們不能理解你所說的生物學(xué)內(nèi)容，那意味著你對這個主題可能也只是一知半解。
“理解”在不同學(xué)科中有不同的含義，當(dāng)物理學(xué)家想要“理解”某項內(nèi)容時，他們希望掌握的內(nèi)容可能和生物學(xué)家不一樣。
舉個例子，生物學(xué)家理解基因轉(zhuǎn)錄，意味著了解特定的轉(zhuǎn)錄因子及它們的結(jié)合位點，知曉RNA聚合酶的作用以及被激活的基因。
但在物理學(xué)家看來，基因的名字和結(jié)合位點——轉(zhuǎn)錄的重要內(nèi)容——都是無關(guān)緊要的細(xì)節(jié)。他們希望知道的是轉(zhuǎn)錄復(fù)合體結(jié)合到具體位點的概率分布，以及其中涉及的作用力的量化。
顯然，如果生物學(xué)家拋開固定的認(rèn)知框架，這些問題就變得非常有意義。
02
尋找共同話題
當(dāng)物理學(xué)家說他們不了解生物學(xué)領(lǐng)域的某個方面時，他們需要的并不是“生物學(xué)十萬個為什么”那樣的解釋。以我的經(jīng)驗，當(dāng)物理學(xué)家詢問生物學(xué)問題時，他們是想將物理學(xué)的思想應(yīng)用于生物學(xué)；具體來說，他們試圖找到通用的數(shù)學(xué)解釋。
物理學(xué)家對既定的事實不感興趣。但生物學(xué)里有的是懸而未決。與其滔滔不絕地講述已知的生物學(xué)知識，不如講講你想解決的問題。
生物學(xué)領(lǐng)域很多有待解決的問題都是定量的細(xì)節(jié)，例如單個細(xì)胞中介導(dǎo)某種功能的蛋白質(zhì)或RNA的絕對拷貝數(shù)，以及細(xì)胞如何確保那么多條調(diào)節(jié)通路正常運作。細(xì)胞是否會定期進行自我維護，更換故障零件，就像人們檢修飛機那樣？還是只有發(fā)生損傷才會觸發(fā)“更換零件”？損傷有時間規(guī)律可循嗎？解答生物學(xué)中的這類未知問題，遠(yuǎn)比復(fù)述教科書上的內(nèi)容更具啟發(fā)性。
03
看清謙虛背后的驕傲
我發(fā)現(xiàn)，每每涉及生物學(xué)問題，物理學(xué)家們總是表現(xiàn)得很謙虛。他們總是說生物學(xué)比物理學(xué)難多了，因為有很多東西需要記憶。他們可能會說：你知道大量細(xì)節(jié)，而我只知道幾個等式。
04
數(shù)學(xué)是生物學(xué)的短板
對于大多數(shù)生物學(xué)現(xiàn)象，我們并沒有精確的方程式——這一點與物理學(xué)不同。這不是說生物學(xué)全然不涉及數(shù)學(xué)，只是需要更細(xì)致的量化。缺乏量化數(shù)據(jù)是生物學(xué)的致命弱點，甚至影響到我們的日常生物學(xué)概念。
很少有生物學(xué)家能夠解釋RNA測序中使用的負(fù)二項分布；能夠在評估主動轉(zhuǎn)運和擴散時，將細(xì)胞器的形狀和距離尺度參數(shù)化；或能夠解讀生物分子縮合物相對應(yīng)的相圖——盡管越來越多生物學(xué)家對這部分內(nèi)容感興趣。
扎實的計算機知識對生物學(xué)家來說，是一筆巨大的財富，但是許多人沒有機會磨練，甚至沒有機會接觸這些技能。從我的經(jīng)驗來看，與物理科學(xué)家進行交流并開展學(xué)生聯(lián)合培養(yǎng)，是彌補知識空白的第一步。
05
別被物理學(xué)家的數(shù)學(xué)唬到
物理學(xué)家做研究分析的最終目標(biāo)是獲得一個公式。寫下方程后，他們會像欣賞 Mark Rothko（馬克·羅斯科）的畫作一樣，凝視它們，然后可能提出一種解釋。即便你沒有很多物理學(xué)基礎(chǔ)，不知道哈密頓量或無法對伊辛相變進行建模，你仍能和物理學(xué)家進行卓有成效的溝通。請記住，對于數(shù)學(xué)，物理學(xué)家比數(shù)學(xué)家更敏感，數(shù)學(xué)家不受現(xiàn)實束縛并將周圍世界視為一個約束。
愛因斯坦說過：“數(shù)學(xué)定律離現(xiàn)實越近，就越不確定；數(shù)學(xué)定律越確定，離現(xiàn)實就越遠(yuǎn)?！鄙飳W(xué)家必須充分接受不確定性。與物理學(xué)理論良好的預(yù)測性相比，生物學(xué)領(lǐng)域的預(yù)測（例如進化）更像股市周期——只有在回顧時，才能真正看清。
06
首先確定大小尺度
從這個角度考慮一下：大部分情況下，物理學(xué)家所做的研究與生物學(xué)家所做的研究相比，尺度體系不同，環(huán)境溫度也不同。
生物學(xué)家應(yīng)該知道大分子的大小——包括細(xì)胞器和與之相關(guān)的細(xì)胞，并首先考慮它們對應(yīng)的物理學(xué)體系尺度是什么。
07
物理學(xué)家對精確度要求更高
物理學(xué)家對結(jié)論的準(zhǔn)確性要求更高。當(dāng)你得到P值小于0.05的結(jié)果時，他們并不會特別興奮。對他們而言，P值等于0.05，就仿佛用棒球擊中谷倉門：你不會失手的。
08
避免太多專業(yè)術(shù)語
讓物理學(xué)家頭大的最快方法是什么？背誦生物學(xué)術(shù)語，例如基因表和通路。仔細(xì)想想，這會讓任何人頭昏腦脹。
09
不必事無巨細(xì)
物理學(xué)家不必知道所有被控制的條件。他們需要的只是概念，他們會假定你已經(jīng)適當(dāng)控制了變量并選擇了正確的實驗方法。如果要為物理學(xué)家做“粉筆演講”（畫圖解說），請務(wù)必強調(diào)概念想法，而不是詳細(xì)的數(shù)據(jù)和技術(shù)。物理學(xué)家進行判斷的基礎(chǔ)是清晰、有力、令人信服的想法。
10
理性看待預(yù)期
物理學(xué)家會期待你建造自己的設(shè)備。如果一個理論家提出了這個意見，不要放在心上。但如果是實驗人員提出的，那或許你就不得不承認(rèn)為買現(xiàn)成的設(shè)備，你可能多花了很多錢。
11
理解“最優(yōu)”和“差不多”
生物學(xué)過程自帶進化潛能，因此一時得到的解決方案未必是最佳的。比如，如果你想設(shè)計一個能夠行走的機器，以人作為模型可能不是最好的，因為人類步行未必是到達目的地最有效的方法。物理學(xué)世界沒有進化，因此常常被假定是根據(jù)最優(yōu)參數(shù)運行的。相比之下，生物學(xué)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(xué)過程也能夠正常發(fā)揮作用。
12
物理學(xué)家眼中的還原論
使用還原論方法處理復(fù)雜生物體系，并不一定意味著將這些體系拆減為多個小單元。使用涉及多個變量的系統(tǒng)方法解決生物學(xué)問題，本身就很容易吸引物理學(xué)家，因為它們在概念上與統(tǒng)計力學(xué)問題類似——將微觀和宏觀特性與很大的自由度聯(lián)系在一起，且無法提出精確的答案。如果生物學(xué)家可以使用這些術(shù)語，對研究問題進行描述，也許就能吸引到物理學(xué)家。
13
配合物理學(xué)家的幽默
物理學(xué)家的笑點很奇怪，幾乎所有出乎意料的事情都可以帶來歡樂。物理學(xué)家的笑話一般都很有內(nèi)涵，并非瞬間就能找到笑點。但笑一笑無妨——即便你并不覺得好笑，反正他們也看不出來。
選擇適合自己的路
最后，我想說，我走的道路并非適合每一個人。首先得知道自己想要什么。如果你不愿與非同行的專家接觸，或者不想鉆研可能與自身領(lǐng)域沒有明確聯(lián)系的主題，那么我所選擇的路可能并不適合你。但如果你不僅能夠適應(yīng)這種跨學(xué)科合作的方法，而且迫切希望從外界獲得靈感，那么就大膽地邁出第一步吧，沒什么比未知世界更值得期待的了。
今日互動
原來生物學(xué)家是這樣與物理學(xué)家打交道的， 這13條建議對你有用嗎？
啊，你說你是學(xué)物理的！
那么物理學(xué)家又是怎么想的呢？從物理學(xué)家的角度，如何從物理跨進生物呢？
????
想知道嗎？千萬不要錯過明天的推送哦！
原文以Thirteen tips for engaging with physicists, as told by a biologist為標(biāo)題發(fā)表在2020年 1月6日的職業(yè)專欄上
? nature
Nature|doi:10.1038/d41586-019-03960-z
聯(lián)系客服
