For at accelerere biosfærevidenskaben siger forskere at genskabe forbindelse mellem tre videnskabelige kulturer

Forskere, der studerer Jordens biosfære, har en tendens til at operere fra en af ​​tre videnskabelige kulturer, hver med forskellige måder at drive videnskab på, og som for det meste har fungeret uafhængigt af hinanden, finder forfatterne til et Perspective offentliggjort i PNAS den 19. april 2024. SFI-professorerne Christopher Kempes og Geoffrey West sammen med ekstern professor Brian Enquist (University of Arizona) identificerer og forklarer de tre kulturer og foreslår, at genforbindelsen mellem dem kan hjælpe med at accelerere biosfærevidenskaben.

Den første kultur – varians – er det, vi alle deltager i, når vi deltager i fugletællinger eller samler insekter eller vilde blomster. Det er at navngive og observere detaljerne i biologi. Den anden – nøjagtighed – lægger vægt på modeller, der bruger stadig flere data og stadig finere detaljer og opløsning.

"Nøjagtighedskultur ville være perspektivet om, at verdens bedste model er en model i verdensstørrelse," siger Kempes. Den tredje - grovkornet kultur - fokuserer på almenheder, forenklinger og underliggende principper. Denne tilgang forsøger at regne ud det store billede. Disse kulturer eksisterer på tværs af videnskaben, men er i øjeblikket relativt adskilte i biovidenskaberne.

"I sidste ende har god videnskab brug for og inkorporerer alle disse kulturer," siger West. "Og god videnskab – hvilket betyder en dyb forståelse, der forklarer, hvad vi ved og observerer, giver ny indsigt og laver forudsigelser, der kan testes - ligger til grund for langsigtede løsninger på store problemer.

"Det er afgørende for at informere praktikere og politiske beslutningstagere om at løse de enorme problemer i det 21. århundrede. Dette er blevet et meget presserende spørgsmål for at tage fat på planetens fremtid og bæredygtigheden af ​​hele vores socioøkonomiske virksomhed."

Men der er et forsinkelse i at udvikle en forudsigelig videnskab om biosfæren. Kritikere antyder, at årsagen kan være mangel på data, et utilstrækkeligt antal eksperimenter eller biosfærens komplekse natur. "Vi foreslår, at det er mere end det," siger Enquist. "For det meste skyldes forsinkelsen uløste spændinger mellem disse tre videnskabelige kulturer."

Og den spænding begrænser, hvor hurtigt videnskaben kan udvikle sig, hvor dybt vi kan forstå, og vores evne til at komme med forudsigelser. "Syntetisk, synergistisk og integreret videnskab - videnskab, der kan løse stadig mere komplekse problemer - opstår, når alle tre kulturer smeltes sammen," siger han.

Forfatterne peger på evolutionsteorien som et eksempel. Charles Darwin og Alfred Russel Wallace startede hver især i varianskulturen, men tænkte også ud fra generelle principper. De udviklede selvstændigt den (meget grovkornede) evolutionsteori.

Senere blev denne teori kombineret med genetik for at producere matematiske teorier for populationsgenetik, hvilket førte til den moderne evolutionære syntese. Denne teori er til gengæld blevet uddybet med modeller og moderne databehandling ved hjælp af nøjagtighedskultur.

Uundgåeligt opstår spændinger, når kulturer integreres, men det kan være en god ting for videnskaben - disse spændinger afslører antagelser, hvilket fører til en gennemsigtig forståelse af de vigtigste variabler og mekanismer, der driver systemet, siger Enquist. Integration gør forudsigelser mere effektive ved konstant at udfordre teori med data og giver en iterationsmekanisme. Det giver til gengæld videnskabsmænd mulighed for hurtigt at forfine deres antagelser og forudsigelser og vejleder ny dataindsamling.

For at bevæge sig i retning af integration foreslår forfatterne, at biosfærens videnskabssamfund engagerer sig mere med videnskabshistorikere og øger udbredelsen, workshops, bachelorkurser, priser og finansiering om transkulturalisme i videnskab. Endelig skal videnskabelige tidsskrifter promovere artikler, der overskrider ikke kun discipliner, men også kulturer.

Som den moderne evolutionære syntese viste, har biologer ikke altid været opdelt efter kultur, og det behøver de ikke være nu. Ved at nedbryde kunstige akademiske og intellektuelle barrierer vil biosfæreforskere åbne døren til hurtige, revolutionære og akut nødvendige videnskabelige fremskridt, siger Kempes. "Det eneste, der virkelig skal til, er, at folk interesserer sig for de andre videnskabelige kulturer."

Flere oplysninger: Brian J. Enquist et al., Udvikling af en forudsigelig videnskab om biosfæren kræver integration af videnskabelige kulturer, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2209196121

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

Leveret af Santa Fe Institute