复杂性日球物理:日球物理中系统与复杂性科学的既往与鲜活历史
空间物理
2024-04-05 v3 适应与自组织系统
物理学史与哲学
摘要
本综述考察日球物理中的复杂性科学,将其描述为一种范式而非学科。在日球物理语境下,复杂性科学研究一颗恒星、行星际环境、磁层、高层与地球大气以及行星表面作为相互作用的子系统。复杂性科学研究系统中实体(如原子中电子、太阳系中行星、社会中个体)及其相互作用,并研究这些相互作用所涌现出的本质。它是一种采用系统方法且天然多尺度与跨尺度的范式。日球物理过程在空间上跨越至少 15 个数量级、时间上另跨 15 个数量级,其范畴远超太阳系与地球空间环境,触及行星、系外行星及天体物理领域。它是探索复杂性科学的一个不寻常领域。本综述文章挖掘日球物理中复杂性科学的既往与鲜活历史,辨识出复杂性科学的五个维度,并分三个纪元部分展开:1)复杂性日球物理范式的关键年:1996;2)奠定范式基础的过渡年代(1996–2010);3)主要于 2010 年之后的涌现文献。该历史揭示出多数物理科学面临的一个重大挑战,即理解基础科学(如复杂性科学)与应用科学(如人工智能与机器学习)间的研究交集。文中建议以风险科学框架表述挑战,使二者汇合。意在提供启发并指引未来研究,对日球物理研究者及任何关注或希望推进系统与复杂性科学前沿的读者均有教益。
引用
@article{arxiv.2307.03287,
title = {Complexity Heliophysics: A lived and living history of systems and complexity science in Heliophysics},
author = {Ryan M. McGranaghan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03287},
year = {2024}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:astro-ph/0007086 by other authors