科学之门有野蛮人吗？

A.lessandro Baricco在他2014年的书中生动地描绘了现代野蛮人，野蛮人．他最初把这个问题描绘成浅薄与深奥之间的简单斗争:米老鼠对福楼拜，巨无霸对意大利浓汤。野蛮人肤浅，厌恶深度，在全球范围内传播知识。最受欢迎的交通工具是互联网，它以光速连接所有人和事。

但在书的最后一章中，巴里科参观了为抵御入侵的游牧民族而建造的终极屏障:中国的长城。当他站在弯弯曲曲的墙壁上眺望空旷的草原时，他突然产生了怀疑。蛮族部落站在哪一边?

这一存在主义问题尤其适用于现代科学，因为现代科学与社会的边界比以往任何时候都更长、更曲折、更容易渗透。它很像地图上的海岸线，看起来很容易画和测量。但是，如果你从飞机窗口观看并放大，你会发现一系列令人难以置信的曲折变化。进一步放大透视图将揭示出更多的复杂性：这种模式在越来越小的尺度上重复，一直延续到单个鹅卵石和沙粒的水平。当你进一步下降到分子和原子的尺度时，整个边界的概念变得模糊和模棱两可。陆地从哪里结束，海洋从哪里开始？科学专家在哪一边，野蛮部落在哪一边？

研究和日常生活之间的差距非但没有扩大，反而在迅速缩小。我们越来越多地受到生活各个方面的科学的影响。

数学家曼德布罗特(Benoit Mandelbrot)在1967年的一篇题为《英国海岸有多长》(How Long Is The Coast of Britain?)的论文中用这个例子引入了分形的概念。答案是，从逻辑上讲，英国海岸的自然边界是如此扭曲，具有自相似的复杂性，在放大的各个层次上，它变得无限长——这正是数学中分形的定义。当观察这种形式时，尺度感变得棘手:一个特定的图像是一个岛屿还是一粒沙子?

我认为科学和社会之间的自然边界也应该被认为是分形的，并且将变得越来越分形。在我所谓的“知识悖论”中，科学在复杂性和我们日常生活中的显著增长意味着知识的前沿同时远离我们和向我们走来。

一方面，研究，就其本身的定义而言，随着对未知知识层次的深入挖掘，它离我们的日常经验越来越远。当这种情况发生时，从尖端科学到公共领域的道路就会变得更长，出现更多曲折、难以理解的发夹弯。科学变得越来越不为公众所知，这不仅是比喻，也是字面上的意思，因为现在的许多研究都是在实验室和大学的紧闭的门后进行的，并在收费墙后的专业期刊上发表。

另一方面，自相矛盾的元素科学随着其分形边界的延长而变得更加有用和相关，这通常是因为其日益增长的复杂性，从而允许更具针对性和精确性的应用。最新的科学研究可以通过最新的药物或智能手机在我们的血液和口袋中找到。如果说50年前，储存在我们DNA中的遗传信息主要是指导基础生物学研究的一个宏大概念，那么现在它每天都被用于诊断和治疗。类似地，在计算机的先驱时代，一些人认为这些大型机器中的一些就足以满足世界的需求。现在，几乎每个设备都有一定的计算和通信能力。

随着科学发展到更加复杂和相关的问题，道德价值也变得与研究实践更加密不可分。

这同样适用于科学向社会血管的渗透。从气候变化到金融监管，从水资源短缺到寨卡病毒的传播，几乎没有一个政策问题不是在关键上依赖于基础研究。因此，从这个角度来看，研究和日常生活之间的差距并没有扩大，而是在迅速缩小。我们越来越多地受到生活各个方面的科学的影响。

这一悖论的两个方面——同时增加和缩短了科学与社会之间的距离——都源于科学本身的复杂性。常言道，知识是唯一在使用时增长的自然资源。我们看到，复杂性的增加也反映在科学本身的基础设施上:机构、研究人员和出版物数量的增加;更大规模的跨学科合作;这门语言在很多方面对于外行人来说都是难以理解的。

据估计，世界上只有1000个职业物理学家。相比之下，日内瓦CERN中大型特罗龙撞机的建设和运营需要超过10,000名科学家和工程师。社会问题的复杂性 - 地球的气候和生物多样性，全球能源供应，传染病的传播，全球经济 - 也在增加。所有这些问题都涉及大量学科，巨大数据库，有时是错误或不完整的测量数据，以及不耐烦地寻求解决方案的政府和公民。

因此，科学和社会在持续的反馈循环中纠缠在一起。就像英国的海岸线一样，在其所有细节中观看时，科学和社会之间的边界变得更加复杂和漫步，从简单的直线变成无休止的分形分数。科学知识就像1993年的WIM Wenders电影的标题一样遥远的,这么近!在无限远的同时又很近。

不断发展的知识前沿对社会与科学的关系意味着什么?漫长的边界很难巡逻。科学知识的专业把关人再也不能像过去那样控制信息的流动了。在这个“谷歌大学”的时代，人们不再依赖已建立的、同行评审的文献，而是在互联网上寻找各种来源。科学知识的碎片以这种方式被社会吸收，一些科学价值和思想也是如此——这本身是好的。但是，许多这些零碎的知识也被证明是无效的、政治化的，而且质量可疑。

这种自我驱动的“知识”积累在公众中造成了对事实和论据的怀疑，以及更激烈的公众参与。有些人将现代公民称为“原始科学家”，毫无疑问，他们模仿了学术界一些行之有效的做法。专家们用数学家亲切地称之为“恐吓证明”的方式进行辩论已经不够了。科学的权威已经被这些公开辩论所侵蚀，这是一个值得单独讨论的话题。直接后果之一是，科学界将不得不花更多的时间与决策者和公众接触，不仅要传播研究成果，还要传播科学方法本身。

海岸线的形状是由两种相互作用的力量形成的:海水侵蚀陆地，沉积物填入水中，扭曲了边界。就像社会影响科学一样，科学也影响社会。随着科学发展到更加复杂和相关的问题，道德价值，如关心我们的人类同胞和我们的星球，以及我们的正义感和公平感，也变得更加不可分割的研究实践。科学日益成为一项公益事业。历史表明，它的产品不可能被少数人所掌握，最终将惠及所有人。在科学和社会之间建立一个动态的界面，让科学和科学家通过公共精神得到丰富，这是一件好事。

在......的最后野蛮人巴里克想知道，野蛮人前进的形象是否只是一个投影。从某种意义上说，我们不都是野蛮人吗?或者，更准确地说，我们不都有野蛮的倾向吗?因此，实际上，我们处在分形边界的两边。就像边界的自相似模式一样，每一代人都有机会探索一个充满有趣的复杂行为、体验和意义的世界。科学发展的距离和深度不仅取决于科学家的恐惧和想象力，也取决于公众。

不要错过本期罗伯特·迪克格拉夫的视频采访。”巧妙的:中生戴格拉”。

Robbert Dijkgraaf是普林斯顿普林斯顿高级研究所的董事和莱昂征聘教授。