感慨一下數學/物理 和 生物 合作之難


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送交者: 酒哥 于 September 04, 2012 11:47:00:

回答: 人物專訪--丘成桐教授:招聘人才、經費,核心數學數論几何与應用數學。。。 由 酒哥 于 September 04, 2012 11:15:01:

【 以下文字轉載自 Biology 討論區 】
發信人: sunflowerboy (lonestar), 信區: Biology
標 題: 感慨一下數學/物理 和 生物 合作之難
發信站: BBS 未名空間站 (Sun Sep 2 23:32:00 2012, 美東)

重讀了艷陽天 的 巨貼, 我也与生物學家合作了十几年了, 也來講講另一端的感受。
給大家提供另一個側面, 希望有助合作。無意踢館,如有冒犯, 請多包涵。

如果已經讀了帖子 “生物使用數學“, 您可以跳過此帖, 因為我衹是把信息整理了
一下。

I
生物中數學的使用有限, 主要在于生物研究從整体上仍處于描述的狀態,還沒有進入
預測的狀態。 如果衹用于描述,數學就會顯得太复雜。

生物學的描述往往依賴于感覺 (或視覺)。 很多分子層面的描述,沒有數据的支持,
可以稱之為少量數据 + 大量想象。 國內某名家 稱 動畫, (ppt animation) 對生
物過程描述恆重要。要是從數理來看, 几乎是臆想 (呵呵)

經典遺傳學, 是可以用數學預測 (如 豌豆性狀 3:1 分离)。 但太少了。

想起一個故事: 生物老師上課: 某植物葉緣是大圓,某植物葉緣是小圓。
某植物葉緣是大齒,某植物葉緣是小齒。
數學家: 大小和形狀是需要定義的!您在講曲率,撓率, 半徑,還是弧長?
生物老師: 少打岔, 認識楊樹和槐樹的差別嗎?

關于形態分類, see 早期癌癥細胞的自動分類。

II
生物學的基本思維是歸納, 數學的基本思維是演繹。 又想起一個故事:
生物學家: 我發現RNA可以是!
其他生物學家:太重要了, Nobel price level work!

數學家: 哪條(物理, 化學)定理告訴你 RNA不能是? 我們証明了在一個公里体
系中, 有無數這樣的定理, 既不可以被証否,也不可以被証實 (a Hilbert Problem)
。看見了一個新的事實就 high 成這樣, 那我們還不 high 死了。

III
生物學的基本思維是歸納,所以有一個新的事實, 大家都很興奮。

數學的基本思維是演繹。 數學工具用的強的鄰域, 衹有在新的事實挑戰既有的理論時
, 大家才興奮。參見十九世紀末的物理學。

生物學研究有一個特點, 大家都在找新的事實。 歡句話說, 如果一個体系已近可以
幵始演繹, 生物學的熱點早已過去 (參見 老鼠派對 蟲子派, 盡管蟲子還离演繹差
很遠)。

也就是說當你的回歸方程可以用的時候, 生物學家會說讓我們考慮另一种情況, 原來
的情況已近太簡單!? :)。 so you are chasing a moving target all the time

IV
生物學和數學可以結合嗎? 結論是悲觀的。但是我們看到的卻是數學越來越多的在生
物學中引用。 為什么?

(1) 新儀器。 測序,圖像, 篩選,array,這些技術的出現使得數學處理非常有用
。 凡是在instrumentation上做的, 對最終的生物問題可以不關心﹔ 但生物學家對數
据的處理不能不關心。

(2)醫學。 生物學的研究常常沒有 end-point 但醫學一定有end-point。 衹要有了
end-point, 不管演繹, 歸納, 都可以看看對 end-point 有沒有貢獻。 諸位都可以
大展圣手。

V
在生物的描述中, 大量使用 報道 (report) 這個詞。 一讀到這 我就常常發暈,
這學科到底是 新聞 還是 科學。

在數理中, 大量使用 証明 這個詞。不是說不需要想象, 但是還需要証實。個人很
欣賞這一點。 也就是大膽假設,小心求証 的意思。

生物學追求新現象, 体系自是越复雜越好。 數理追求事物之間的聯系, 体系自是越
簡單越好。

各位生物學家 不必擔心數理背景的人來搶飯碗 ( 呵呵), 生物學家拿手絕活就是在
衹有少量事實的情況下, 對复雜体系進行探索 (a.k.a. 瞎子摸象)。 數理背景的人
一般干不了, 盡管也有例外。 這活絕對挑戰人類智力, 一不小心也常常侮辱讀者智
商。

數理背景的人拿手絕活就是用少數數理規律對复雜体系進行探索 (a.k.a. 夜郎自大,
具体事例見: 給我一個支點, 我就可以撬起整個地球)。 這活也絕對挑戰人類智
力,但用到生物這种复雜体系上一不小心就制造喜劇效果。

VI
世事無常, 有位兄台提過 (見MHP, 事情已經起了變化。歪一下, 贊題目醒目, 恍
惚在讀人民日報 ), 以前找到几個基因有表達差异, 就可以報道了。 現在一個片子
, 所有的都在那了。 以前突變了以后, 要看對几個pathway的影響要做半年,現在
subcontract出去, 10天回來結果。 高通數据使生物學正在快速向數理靠近: 全面收
集數据, 產生假說, 在假說的基礎上再全面收集數据。現在的實驗室, array,
sequencing 是常規。 有了數据, 數理推斷就有了堅實的基礎。 誰也不能直接更數据
較勁, 是吧?

看樣子, 生物和數理的合作衹會加強, 不會減弱。

--
銀杏華表芳草庭,露初晴,流水聲。
紫藤桂花,石舫看夜明。
夢回萬里訪舊事,難忘了,無語情。




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