Science子刊探索人类与环境相互作用的新工具

一个国际科学家小组呼吁加强跨学科合作，研究过去和现在人类与环境的相互作用，他们说这将促进我们对这些复杂、纠缠的历史的理解。他们的建议发表在11月22日的《科学进展》(Science Advances)杂志上，其中包括引入一种新工具——“大线图”(dahliagram)，使研究人员能够分析和可视化来自不同来源和背景的大量定量和定性知识。

　　

在当前气候危机的刺激下，近年来科学界高度关注过去的气候变化如何影响历史上的人类迁徙和其他行为。

现在，一个国际科学家小组——包括考古学家、历史学家、气候学家、古科学家、火山学家和其他人——正在呼吁加强跨学科合作，研究过去和现在的人类与环境的相互作用，他们说，这将促进我们对这些复杂、纠缠的历史的理解。他们的建议发表在11月22日的《科学进展》杂志上。

在此过程中，该小组引入了一种新工具，即“大图”，使研究人员能够分析和可视化来自不同学科来源和认识论背景的大量定量和定性知识。

该论文的主要作者、圣路易斯华盛顿大学艺术与科学考古学教授迈克尔·弗拉凯蒂(Michael Frachetti)说:“有了有关过去气候的高分辨率数据的支持，环境变化越来越被视为有关社会、政治和经济变化以及人类行为的辩论中的一个关键因素。”

“然而，跨学科的尝试跨越历史、气候科学、考古学和生态学的数据来模拟过去的社会环境相互作用，受到了测量单位不匹配和不确定性程度的挑战。”

dahliagram试图通过创造一种通用的视觉语言来实现跨学科合作，从而克服这些挑战。此外，它允许研究人员将大量数据压缩成一个单一的，易于解释的模型。

以大丽花命名，它的花瓣以同心阵列绽放，大丽花图的“花瓣”说明了随着时间的推移，不同的拉动和推动因素对人类行为的相对影响。例如，花瓣可以代表气候和环境、冲突、政治和权力、技术和资源的可用性。不过，这些只是例子。该工具的好处之一是，它是完全可定制的，以满足每个研究的需要。

弗拉凯蒂表示，该工具旨在激发概念性思维，促进批判性参与、对话和辩论。它欢迎来自历史或考古学等研究领域的数据，这些数据不容易量化为理解移民等行为的因素。它要求使用者超越简单的因果关系，考虑每个案例的社会、经济、政治和环境条件的独特交集。

弗拉凯蒂说:“这个工具不仅可以让我们对复杂的数据有更细致的理解，而且还可以作为一种‘直觉检查’——一种检验你的假设和假设的方法。”

测试图表

为了测试所提出的达列图工具的能力，该小组创建了三个模型，评估了世界历史上三个关键地区(东非、欧亚大陆内陆和北大西洋)一系列因素对地方到大规模人口流动的影响。这些选定的案例研究按时间顺序排列，从几十年到几百年到几千年不等。

虽然达列图是人类与环境研究的通用工具，但为了本研究的目的，研究人员将重点放在人类流动性作为一种行为反应上。

在每个模型中，“运动”被放置在大菱形的中心，而不同的因素在周围的花瓣阵列中表示。该团队综合了对每个因素的大量研究和数据，然后根据其影响程度从低到高，在三个同心圆上依次增加强度。

“研究过去移民阶段的挑战之一是，很少有单一的驱动因素。通常有很多事情影响着人们。气候或资源获取的变化可能是一个因素，但通常伴随着战争、新创新、经济或政治压力等因素。例如，撒哈拉沙漠的人们已经适应了5000多年的沙漠化，这使得他们的模式流动或离散迁移事件的简单驱动因素不太可能，”Frachetti说。

当团队比较三个案例研究中的每一个的图解模型时，发生了一件有趣的事情。尽管它们在历史上相隔数百年和数千公里，但对研究小组来说，这些案例之间意想不到的相似之处变得显而易见。

作者写道:“亚洲和东非新兴帝国内部的人口流动似乎植根于相似的政治和社会认同力量，以及获取地区资源、刺激贸易和连通性的雄心勃勃的利益。”“环境因素是一个无处不在的问题，但似乎被冲突和主权等因素所压倒。

“在各自的时代和地区，这些形成性帝国的流动性的历史含义是独一无二的，但只有在达列图中可视化时，我们才能看到一系列因素之间的共同相关性，这可能会对人类与环境关系中的行为相似性进行富有成效的进一步调查。”

总的来说，该小组发现，在评估在有大量文献记载的历史时间尺度内发生的人口流动以及在很长一段时间内发生的人口流动方面，该图表是有效的。

英国剑桥大学地理系环境系统分析教授、该论文的主要作者之一乌尔夫·比 恩特根(Ulf bntgen)说:“我们现在希望，我们的新方法将被自然科学、社会科学和人文科学等不同领域的许多学者应用，以加强对自然与人类之间纠缠的跨学科研究。”

受到跨学科研究的启发

近年来，学术界已经接受了跨学科研究的概念。与跨学科或多学科研究一样，跨学科研究将不同学科的学术联系起来，更全面地掌握问题的复杂性，并使创造性地解决问题和发现问题。跨学科研究的独特之处在于，它结合了非学术利益相关者的观点，包括部落和种族群体的成员、历史学家、艺术家和其他主题专家。

然而，跨学科和非学术利益相关者翻译和有效沟通复杂的发现和不确定性并非没有挑战。事实上，dahliagram的灵感来自于该小组正在进行的“火山，气候和历史”项目的跨学科工作，该项目由剑桥大学的Ulf bntgen和Clive Oppenheimer召集，并得到德国比勒费尔德大学跨学科研究中心(ZiF: Zentrum fr interdisziplin?re Forschung)的支持。

弗拉盖蒂说，该图表不仅使研究人员能够综合来自不同来源的不同指标的数据，还有助于确保不同贡献者之间的公平。此外，在与各种涉众进行沟通时，图表的视觉特性特别有用。

“这个工具使我们能够聚集专家社区，以平等的方式公平、集体地表达我们的知识，而不是让一个学科主导。我认为这种公平是图表提供的一个重要组成部分。”

最终，该团队希望通过利用多学科团队建设和共识，dahliagram将被科学界采用，以刺激对复杂人类行为的进一步探索。

新泽西州普林斯顿高级研究所(Institute for Advanced Study)的历史学家、卢斯基金会东亚研究教授、该研究的合著者尼古拉?迪?科斯莫(Nicola Di Cosmo)表示，增加大字图将扩大历史研究的分析工具。

他说:“可以鼓励历史学家使用线图，将来自多个来源和不同学科的大量数据转化为视觉表现，从而避免从有限的数据集中得出单因果解释。”

对于科学家来说，弗拉凯蒂说，有些人最初可能会对这个工具有所犹豫，因为它没有提供确凿的事实，但他希望科学界能逐渐欣赏这个工具所提供的东西:对事实的可视化。

“图表是一种情境工具，旨在帮助你质疑自己的假设，并考虑其他解释。这一点非常重要，因为即使是我们最好的‘硬事实’——比如树木年轮和我们监测地球健康的测量——也受到假设和不确定性的制约。”