李靜海院士：介尺度有多大？

作者：李靜海（中國科學院院士）

來源：中國工程院院刊

忙碌的科學家們都在匆匆前行，在局外人眼中，他們是處在道家的理想社會——小國寡民：各專業的科學家，只聞互相的榮耀，而內里的知識卻很難互相往來。

李靜海院士

李靜海院士：

人們逐步認識到，在人類可持續發展面臨新的挑戰、需要解決方案的同時，自然、工程、人類自身和社會科學中仍然存在很多用已有知識無法解決的問題，注重細節的還原論和關注整體行為的系統論仍然無法融合，不同層次之間和同一層次不同尺度之間的關聯仍然難以實現。這嚴重製約了人類可持續發展的能力，對自然科學和社會科學提出了挑戰。

當科學遇見哲學

李靜海院士：

自然科學與技術各學科和領域的研究對象包括自然界、物質加工科學、生命科學、社會科學，等等。這些對象之間存在嚴密的邏輯關係，所產生的知識和技術，理應存在嚴密的結構和邏輯，此結構和邏輯理所應當的是由所研究的對象之間的結構和邏輯決定的。

一切說到底就是，有對象就有關係，有關係就有體系，知識體系又怎麼逃得出？

知識體系有多複雜，

介尺度就有多大！

李靜海院士：

物質世界和人類自身的結構及其中的邏輯關係表現為多層次結構，每一層次又表現為多尺度的結構，建立每一層次多尺度之間的關係和不同層次之間的關聯是現代科學的中心任務，其中每一層次的介尺度結構是實現這一中心任務的關鍵。因此，多層次、多尺度和介尺度將是一個完整合理的知識體系的顯著特徵。

So，介尺度

到底是什麼東東？

Mesoscale is介尺度！

英文單詞前綴「meso」源自古希臘的單詞mésos，意思是「中間」或「之間」。

研究問題或過程的時候，我們通常將大量「單元」的群體當作「系統」。系統還受到其與環境之間的邊界的影響。

這裡的「介尺度」不是指絕對的物理尺寸，而是個相對的概念，指的是任何介於單元尺度與系統尺度之間的尺度範圍。

這種介尺度可以存在於不同的層次，

因而具體尺寸可以十分多樣。

這麼複雜的介尺度，

於科學何用？

傳統的方法關注每一層次的單元尺度和系統尺度，而認識這種多尺度問題的關鍵在於介尺度結構，即介於單元和系統之間的尺度上表現出的動態非均勻結構，或來源於這類動態結構的靜態結構，是各領域共同的挑戰性問題。

科學是一座大山，科學家常年深居山中，雲深不知處，有時難免。

待到出山時，也會有橫看成嶺側成峰的洞見，李靜海院士所自謙的「一孔之見」，卻足以為所有接觸科學的人警醒一次：

對知識體系的結構與邏輯的完整認識，以及科研環境的變化將導致新的科技布局和新的科研模式的逐步形成，這將是21世紀科學技術的特徵之一。

……

本文的目的就在於提醒全球各界，推動這一進程需要各學科的共同努力，更需要政府堅定的支持。

……

隨著我們對可能的共性原理認識的增進，自然科學、工程科學、人文科學、社會科學將會沿著介尺度這一共同道路，在一定程度上達到統一。各方面應對此有充分的認識。只有這樣，人類才能更有效地應對全球性的挑戰。

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