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科學(xué)、工程和社會(huì)中的復(fù)雜系統(tǒng)是否有共性規(guī)律？有望解答這一問題的介科學(xué)概念是如何提出的？對(duì)于人類可持續(xù)發(fā)展及科學(xué)研究范式的轉(zhuǎn)變有何意義？中國科學(xué)院院士、過程工程研究所研究員李靜海詳細(xì)解讀了介科學(xué)概念的產(chǎn)生、應(yīng)用及發(fā)展路徑，并對(duì)介科學(xué)在更多學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用和未來發(fā)展進(jìn)行了全面展望。11月13日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)報(bào)A》（Proceedings of the Royal Society A）上。該文章通過回顧四十余年的研究過程，梳理了激發(fā)這項(xiàng)工作的起因以及思維方式如何從一個(gè)具體的工程問題研究逐步演化為跨學(xué)科的概念，進(jìn)而找到目前和未來研究的焦點(diǎn)和擴(kuò)展方向，以此闡明將具體工程問題與基礎(chǔ)科學(xué)中缺失的環(huán)節(jié)聯(lián)系起來進(jìn)行研究的重要性，以及介科學(xué)在解析復(fù)雜系統(tǒng)可能存在的共性規(guī)律和潛在應(yīng)用方面的價(jià)值所在。受化學(xué)工程中常見的氣固流態(tài)化過程中富含氣體和固體的兩相結(jié)構(gòu)相互作用的啟發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)到這一過程中氣體和固體兩種控制機(jī)制存在著“競(jìng)爭中的協(xié)調(diào)”（CIC），這就是CIC的起源。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到這是很多系統(tǒng)固有結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的共同規(guī)律，并通過能量最小多尺度（EMMS）模型實(shí)現(xiàn)了CIC原理的第一個(gè)研究實(shí)例，數(shù)學(xué)上可表達(dá)為多目標(biāo)優(yōu)化問題。該模型克服了平均方法的缺點(diǎn)，提高了計(jì)算過程的準(zhǔn)確性并擴(kuò)大了計(jì)算規(guī)模。這一方法隨后被擴(kuò)展應(yīng)用于其他不同領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)，表明競(jìng)爭中協(xié)調(diào)原理的廣泛適用性，進(jìn)而提出了介科學(xué)的概念。作者著重對(duì)未來與介科學(xué)相關(guān)的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了比較全面的展望，包括如何擴(kuò)展介科學(xué)在應(yīng)對(duì)全球重大挑戰(zhàn)、基于競(jìng)爭中協(xié)調(diào)原理的深度學(xué)習(xí)以及更多不同學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用。通過對(duì)介科學(xué)的深入探究，證實(shí)基礎(chǔ)研究可以應(yīng)對(duì)各領(lǐng)域存在的本征復(fù)雜性，揭示復(fù)雜性和多樣性中存在的共同原理和簡單規(guī)律。這對(duì)于應(yīng)對(duì)人類可持續(xù)發(fā)展重大挑戰(zhàn)、轉(zhuǎn)變科學(xué)研究范式和填補(bǔ)現(xiàn)有知識(shí)體系在不同層次介尺度上的缺失環(huán)節(jié)都具有重要意義。介科學(xué)概念體現(xiàn)的內(nèi)容，是值得更多知識(shí)范疇共同探討的問題，當(dāng)前研究僅僅是一個(gè)開始，介科學(xué)的未來發(fā)展將為理解和解決復(fù)雜系統(tǒng)問題提供新視角。論文鏈接