¿Por qué una gran cantidad de físicos se está moviendo hacia la biología teórica?

La financiación es buena, los experimentos son excelentes y la teoría hasta ahora ha sido relativamente primitiva. También hay buenos experimentos que necesitan personas cuantitativas, y la cultura se está volviendo súper honesta a medida que el buen trabajo expulsa al mal. Además, se leerá, comprenderá y citará un artículo sobre biología, mientras que los buenos artículos de física a menudo se ignoran durante mucho tiempo.

Una cosa que no es un factor es la competencia con otros físicos. Los grandes físicos siempre son una inspiración, no son realmente competencia, siempre expanden el campo. Cuando apareció Einstein, no es que la cantidad de grandes físicos disminuyó repentinamente porque Einstein estaba quitando todas las cosas buenas, la cantidad explotó porque el campo se expandió. Del mismo modo, el trabajo de Witten ha llevado a la aceptación de la teoría de cuerdas y docenas de extensiones fructíferas, y el único efecto es atraer a miles de buenas personas a la física.

Por otro lado, la mala ciencia expulsa a las personas. en 2000, hubo un trabajo fraudulento en física que atrajo toda la atención del campo fenomenológico y que fue extremadamente desmoralizador. No puedo describir lo frustrante que es tener que explicar por qué las grandes dimensiones adicionales no tienen sentido una y otra vez, y ser ignoradas o descartadas, porque nadie puede imaginar que todas estas personas inteligentes son tan estúpidas como para perder las restricciones de renormalización y las masas de neutrinos, y pasar por alto las soluciones incorrectas en la literatura. “No puede ser tan simple” es lo estúpido que se escucha con mayor frecuencia. Cuando su campo se ha vuelto loco, es hora de irse.

Las grandes dimensiones adicionales eran incompetentes hasta el punto de ser fraudulentas, y la reorientación de la física a su alrededor hizo que, de repente, todo lo que me interesaba quedara fuera, a favor de tonterías claramente equivocadas. Todos los jóvenes realmente buenos, aparte de Gubser (que tuvo la suerte de hacer una contribución importante en 1997, justo antes del cambio) fueron expulsados ​​de la física o del país, Simeon Hellerman fue a Japón, Zureb Kakushadze fue a Wall St ., los que quedaron estaban haciendo tonterías, e ignorando la revolución holográfica.

El sorteo de la física de la década de 1990 fue la holografía, quería entender el principio holográfico, descubrir los agujeros negros. Alrededor de 2000, estaba claro que este problema, que pensé que llevaría entre 40 y 50 años en 1995, en realidad se resolvió en gran medida, y esto significaba que el gran misterio que me impulsaba estaba terminado, y Susskind era el jugador principal aquí, pero también Maldacena, Polyakov, Witten, todos los sospechosos habituales. Eso es una gran cosa, pero me quitó el viento personalmente.

Pero al mismo tiempo, en biología, hay una idea simple que es clave para el campo (al menos eso creo). El principio es que la biología es computación en la naturaleza. Emerge cuando un sistema se completa con Turing, comienza a evolucionar darwiniana inmediatamente sin que se aplique ninguna autorreplicación, y el cálculo significa que la teoría es como en informática, involucra métodos para extraer el algoritmo de la física.

Empecé a hacer eso, y alrededor de 2001, comencé a hacer un lenguaje de proteínas. En 2003 terminé, y la compañía de inicio en la que estaba mapeó una parte de las interacciones proteicas conocidas de la célula. Extrapolar a 20,000 proteínas de las 500 que teníamos, fue un poco paradójico, porque el cómputo total era como máximo de 100 kilobytes de datos, más como 1-50 KB, y allí no había nada particularmente complejo. No podía imaginarme armar un humano con una Apple II. No podría hacerlo con una supercomputadora.

Pero en ese momento, el ARN era la “molécula del año” en Ciencia o Naturaleza, y esta portada dejó en claro dónde estaba el cálculo oculto: está en el ARN. Esto es un gran problema, de repente como físico, entiendes dónde está la mayor parte de la computación en el genoma, resuelves el rompecabezas de información faltante, descubres la regulación génica (no se entendía tan bien como hoy) y la regulación de la temperatura, todo teóricamente! Este es el tipo de predicción que uno no puede hacer en la física de partículas hoy, es como no saber sobre el neutrón, y luego lo sabes.

Es extremadamente emocionante en biología en este momento, porque el conocimiento se está expandiendo exponencialmente. Una vez que sabes cómo hacer teoría, los métodos se vuelven sofisticados. Además, la ciencia está enseñando más sobre la naturaleza que cualquier otro campo.

También será claramente la tecnología más importante del siglo XXI, debe tener una salida de azúcar al lado de la salida eléctrica y enchufar la tecnología biológica artificial hecha de células artificiales. Para planear esto se requiere un método completo para describir las células biológicas, un modelo preciso de todos los procesos, para que pueda hacer las artificiales, y produce un tipo de control preciso sobre la química de una sola molécula que hace que los químicos babeen.

Es un buen campo, así que creo que es una buena decisión.

Por supuesto, la respuesta política correcta es: porque están interesados.

Siendo una persona un poco más pesimista, y suponiendo que el enunciado de la pregunta es cierto, mi mejor suposición es que porque están bien equipados con las herramientas para resolver problemas en biología teórica, porque los estudiantes de biología generalmente son malos en habilidades de modelado e interpretación de datos. Por lo tanto, menos competencia (más financiación) y, por lo tanto, más glamour para hacer cosas que son bastante mundanas y ‘fáciles’ o ‘ya resueltas’ en física teórica.
No competirás con Ed Witten en biología teórica, eso es seguro.

Los físicos se han estado moviendo hacia la biología teórica durante un tiempo, no estoy tan seguro de si se ha retomado en los últimos años. Uno de los primeros y más destacados fue Max Delbrück, quien ganó un Premio Nobel por su trabajo innovador.

Puede haber más tendencia ahora, pero eso se debe a que los subcampos relativamente nuevos de biología están bien descritos por modelos cuantitativos. Y bien puede ser que los físicos estén mejor equipados para progresar en estos campos que los biólogos, aunque diría que los informáticos y los matemáticos son igualmente hábiles. Sin embargo, también diría que los físicos se han movido a la biología porque los procesos biológicos más profundos se entienden mejor a través de la lente de la física. Por ejemplo, Vijay Pande es un físico que trabaja en el modelado computacional del plegamiento de proteínas. Su experiencia en mecánica estadística es mucho más adecuada para trabajar en este tipo de problema que decir un biólogo molecular ordinario.

Lo más probable es que haya una gran cantidad de razones por las cuales los físicos hacen el cambio, pero dejaré que otras personas aborden esos problemas.

Porque la biología tiene más fondos que la física.

Mi punto de vista es que la biología está, por el momento, en un rollo, mientras que la física está en una fase relativamente estéril. La física tuvo un tiempo fantástico en los primeros dos tercios del siglo XX (y no fue un mal momento antes de eso), y las historias de ese tiempo han atraído a muchas personas que querían hacer ciencia de vanguardia. Pero ahora, la biología se está haciendo cargo. Las nuevas herramientas fundamentales, como la secuenciación del ADN, y las mejoras constantes en las herramientas antiguas, como los microscopios, los dispositivos de rastreo, el cultivo in vitro, significa que la biología está explotando en todo tipo de lugares. Las personas que tomaron la ciencia para estar a la vanguardia, en lugar de un amor preciso por la física, buscarán trasladarse al nuevo lugar que está sucediendo.

Como alguien que se graduó, hace muchos años, en física, recomendaría a cualquier nieto que mire hacia las ciencias de la vida hoy.

Al leer las otras respuestas, sugeriría que esto se refiera a físicos matemáticos. El campo de la física atrajo un predominio de los matemáticos, ya que el estilo de la física fundamental se volvió extremadamente matemático. Ante la escasez de avances en la física fundamental desde la década de 1970, los matemáticos ahora están abandonando el barco en favor de actividades más productivas.

Esto devuelve el campo de la física a los más inclinados a la práctica (algo bueno en mi opinión).

Ahora la biología tiene las herramientas para responder las preguntas de los físicos. Es por eso que se interesan cada vez más en explorar la biología y aportan su propia perspectiva que solo puede ayudar.