文:刘庆生
对于我来讲科学网的博文是越来越难写了,因为该回忆的有意义的文章也写了几篇,值得评论的社会、科学研究和高等教育方面问题的博文也写过很多篇,因此有半个多月没有写了。似乎打算搁笔,但是看在迄今不到2年得到1550个科学网好友的份上,尤其看到一些年轻朋友说:“刘老师,我喜欢你的博文”时就有点欲罢不能,又激起我写博文的冲动,决定还是要写点,尽管绞尽脑汁寻找选题。这不最近的“诺奖计划”又一次搅动一些国人诺奖的纠结心情。我没有仔细看这个计划的具体内容,但是从公布的万人计划的首批名单看,这个计划并不像政府冲击诺贝尔奖的计划,因为一些计划入选者从事的学科与诺贝尔奖成果领域不搭界。我想,不管如何,政府多拿点钱来振兴我国的基础科学研究总是好事,尽管也会带来一定的浪费,但我想多少总会起点作用。在我们国家,几乎所有财政投入的经济和社会效益性价比普遍较低是一个与体制及人员素质密切相关的问题,不是一朝一夕能改变,慢慢来。
我历来认为,我们科学研究与高等教育部门和机构经常提出大量名目繁多的计划,目的还是“挖空心思”让国家财政多拿点钱。我们是一个崇尚“轰轰烈烈运动”,要“面子”,要“政绩”和“计划(非经济发展方面的计划)”的社会。例如教育部推出“211和985工程”时,中科院则对应推出“百人计划和创新基地”,中组部则推出“千人”和“万人”计划,真可谓“无计划不成书”。然而,对于各种人才计划最终还是要以科技成果说话,产生高水平的科学技术成果才是硬道理,才能对得起我国大量收入并不高的纳税人。从目前看来,名目繁多计划最为显著成果是产生了位于世界前列的科技论文数量,论文质量也比以前大有进步。当然,这些成果距离“诺贝尔奖”还有相当大的差距。我曾经给应届博士研究生上过“科学方法论”中一讲(这门课程共有10讲,由10位教授分别讲授),备课时思考过“科学研究方法与过程”问题。如果从科技成果产出过程的研究方法和途径与学科关系来看,重大科学成果产出途径可以粗分为两类:一类属于单一学科理论深化或依赖重大科研平台,尤其对于实验学科研究;第二类为多学科理论交叉综合研究。本文想谈点第二类研究体会,算是抛砖引玉。此外,促成这篇博文还有下面一件事情。
前些日子,一位刚刚结束国外一所著名大学博士后研究的年轻人正在准备申请大学教职材料。他在调研美国排名靠前一些大学“电子工程”专业教职招聘广告时发现一个现象,即有多所名牌大学强调申请人需要有多学科交叉研究经历和背景。因此,在申请这些名牌大学教职时,提交的科学研究及多元化教育陈述中,阐述多学科交叉综合研究理念就显得十分重要。“多学科交叉综合研究”虽然主要指在科学研究中采用的方法技术路线,但是这种思维方式在科学研究过程存在深刻的内涵。如果我们长期从事单一学科科学研究和教学,知识面相对狭窄,要深刻理解这个“内涵”不是一件容易的事情。这种研究过程要在一个具体科学研究项目,或者提出一个新的科学研究理念时得以体现出来。我们长期从事科学研究人员都有切身体会,即在多数科学研究项目中一般采用目前同行们普遍通行的方法技术和途径,因此,研究成果主要以案例为主。当然,我们不能说这些实例成果没有意义,尤其对于以开放性科学思维为主要特色的天文学、地球科学和生命科学三大学科。然而,作为一个科研人员,尤其是从事基础研究人员,不能只满足案例研究。当你在案例研究过程中积累到一定程度时,就应当要深入到具有一定实质性“创新”意义的研究方向,而多学科理论交叉综合研究是产生重大创新成果的途径之一。
谈到多学科交叉综合研究,在我们国家长期以来并没有引起足够重视,因为,我们当下普遍流行一种观点:“不管白猫黑猫,能发表论文就是好猫”。没有科学研究方法技术的重大创新,要获得“惊世骇俗”成果,恐怕只是“空中楼阁”。在我们国家,作为科学研究,尤其是基础科学研究重要阵地之一的大学,在上世纪初,我国高等教育办学结构主要采用苏联模式,为此,全国建立了很多单一学科大学。最著名的是行业特色鲜明位于北京市海淀区学院路的“首都八大学院”,她涉及的学科为航空、医学、地质、钢铁、煤炭(矿业学院)、石油、林业和农业机械。在这些大学里面学科划分很细,导致培养的人才科学研究思维单一。据我所知,在美国只有一所“科罗拉多矿业学院”属于专业鲜明的高等学府。显然,这种单一学科设置导致对研究思维的负面影响是不言而喻,它与多学科交叉理念背道而驰。其实,我们在民国期间的一些大学,尤其是几所国内知名大学的办学模式基本上是沿用欧美先进的办学体制,例如,科学研究广泛国际化,学科划分粗化,聘请欧美教授担任主讲课程老师,教授在教学的同时也做科学研究,使得那时学生接受了多元化的文化与专业教育及科学研究思维。当时这几所大学的校长和知名教授大多是从欧美知名大学博士毕业,他们继承了那些具有普世价值的高等教育理念。所以,在这些大学本科教育的学生中还真是出了一些大师级别的人物,尽管这些人物产生重大成果是在国外名校或研究机构经历过严谨科学研究训练,但不能说与他们的本科教育经历没有关系。我理解的学科交叉综合研究大致可以粗分为三种类型,由初级到高级分别为:捆绑式学科交叉,渗透式学科交叉,螯合式学科交叉。
捆绑式学科交叉:这种学科交叉研究类型恐怕属于当下科学研究中比较普遍的综合研究类型。捆绑式学科交叉自然属于较为初级学科交叉综合研究阶段。这种类型学科交叉综合研究多数限于在一个大学科(或称为一级学科)范围之内。例如我所在地球物理学科本身各种方法技术之间交叉,其实在这些相关学科理论之间有的并不存在内在本质联系。捆绑式学科交叉形象比喻有点像污染物质中重金属吸附在固体颗粒表面,重金属与固体颗粒之间通常不发生化学作用。
渗透式学科交叉:属于捆绑式学科交叉的“升级版”。如果用尺度效应来比喻捆绑式交叉与渗透式交叉,则前者相当尺度相对较大的以“二维”的“面”形式的学科交叉,后者属于小尺度学科交叉,属于“立体”的“三维”形式学科交叉。因此,从理论上看,渗透式学科交叉综合研究可能会产生一些相对于“捆绑式”学科交叉“意想不到”的好结果。如果我们通俗比喻一下,渗透式学科交叉形式上有点像石油和天然气以渗透方式赋存于主要由砂岩组成的孔隙结构中,在一般情况下,石油与组成孔隙结构物质之间不会广泛发生化学反应。
螯合式学科交叉:我这儿借用化学学科上的一个词汇。词典上介绍螯合作用是指具有两个或两个以上配位原子的多齿配体与同一个金属离子形成螯合环的化学反应。我这儿指深层次的学科交叉,这种交叉使得相关学科之间理论发生“化学反应”,可能产生新的学科生长点,当然也会产生某些重大科学技术成果。螯合式学科交叉的基本准则或前提是相关学科理论之间具有内在联系。以我们地球物理学科为例,它是百多年前物理学与地球科学及数学三个一级学科“螯合式”交叉的产物。数学、物理、化学、天文、地学、生物学传统的六大自然科学门类,地球物理学涉及三个。如果通俗一点解释:地球物理学是应用物理学原理和数学手段,研究地球科学问题。实际上,地球物理学从学科理论交叉上理解,主要涉及物理学与地球科学,数学主要属于定量计算手段。地球物理学可能是百多年前物理学最为重要的学科生长点。如果以美国地球物理研究杂志出版的历史为例,这个学科也只有100多年(第一期美国地球物理研究杂志创刊于1899)。开始主要为研究固体地球的物理性质,发展到现在已经涉及到地球科学领域外其它许多学科。每年秋季美国地球物理学会年会出席会议人数高达数万人,应该算是国际科学技术界学术会议中规模最大,她涉及的学科面之广由此可见一斑。
在我的研究经历中,多学科交叉综合研究的层次,取决于具体研究对象及研究者自己拥有的知识基础与科学思维等因素。在是否采用单一学科与多学科交叉研究的途径上,需要具体问题具体分析。我自己研究经历非常有限,在涉及一些多学科交叉综合研究案例上我还有点力不从心,欢迎大家批评指正。
出处:http://blog.sciencenet.cn/blog-673617-741400.html
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