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介尺度有多大?

介尺度有多大?
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  李静海院士:

  人们逐步认识到,在人类可持续发展面临新的挑战、需要解决方案的同时,自然、工程、人类自身和社会科学中仍然存在很多用已有知识无法解决的问题,注重细节的还原论和关注整体行为的系统论仍然无法融合,不同层次之间和同一层次不同尺度之间的关联仍然难以实现。这严重制约了人类可持续发展的能力,对自然科学和社会科学提出了挑战。

  当科学遇见哲学

  李静海院士:

  自然科学与技术各学科和领域的研究对象包括自然界、物质加工科学、生命科学、社会科学,等等。这些对象之间存在严密的逻辑关系,所产生的知识和技术,理应存在严密的结构和逻辑,此结构和逻辑理所应当的是由所研究的对象之间的结构和逻辑决定的。

  一切说到底就是,有对象就有关系,有关系就有体系,知识体系又怎么逃得出?

  知识体系有多复杂,

  介尺度就有多大!

  李静海院士:

  物质世界和人类自身的结构及其中的逻辑关系表现为多层次结构,每一层次又表现为多尺度的结构,建立每一层次多尺度之间的关系和不同层次之间的关联是现代科学的中心任务,其中每一层次的介尺度结构是实现这一中心任务的关键。因此,多层次、多尺度和介尺度将是一个完整合理的知识体系的显著特征。

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  So,介尺度

  到底是什么东东?

  Mesoscale is 介尺度!

  英文单词前缀“meso”源自古希腊的单词mésos,意思是“中间”或“之间”。

  研究问题或过程的时候,我们通常将大量“单元”的群体当作“系统”。系统还受到其与环境之间的边界的影响。

  这里的“介尺度”不是指绝对的物理尺寸,而是个相对的概念,指的是任何介于单元尺度与系统尺度之间的尺度范围。

  这种介尺度可以存在于不同的层次,

  因而具体尺寸可以十分多样。

  这么复杂的介尺度,

  于科学何用?

  传统的方法关注每一层次的单元尺度和系统尺度,而认识这种多尺度问题的关键在于介尺度结构,即介于单元和系统之间的尺度上表现出的动态非均匀结构,或来源于这类动态结构的静态结构,是各领域共同的挑战性问题。

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  科学是一座大山,科学家常年深居山中,云深不知处,有时难免。

  待到出山时,也会有横看成岭侧成峰的洞见,李静海院士所自谦的“一孔之见”,却足以为所有接触科学的人警醒一次:

  对知识体系的结构与逻辑的完整认识,以及科研环境的变化将导致新的科技布局和新的科研模式的逐步形成,这将是21世纪科学技术的特征之一。

  ……

  本文的目的就在于提醒全球各界,推动这一进程需要各学科的共同努力,更需要政府坚定的支持。

  ……

  随着我们对可能的共性原理认识的增进,自然科学、工程科学、人文科学、社会科学将会沿着介尺度这一共同道路,在一定程度上达到统一。各方面应对此有充分的认识。只有这样,人类才能更有效地应对全球性的挑战。

  (内容改编自《Engineering》期刊《探索知识体系的逻辑与架构:多层次、多尺度及介尺度复杂性》一文,原作者系中国科学院原副院长,李静海)

  相关链接:探索知识体系的逻辑与架构:多层次、多尺度及介尺度复杂性