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推进学科交叉融合 助力科技强国建设
2021-10-13 来源:《中国社会科学报》2021年10月13日总第2264期 编辑:韦结余 西桂权
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  交叉融合正在成为科学研究的重要时代特征,交叉学科也正在成为科技创新的重要来源。不同学科之间的交叉融合往往能孕育出新的学科生长点和新的科学前沿,也最有可能产生重大科学突破,使科学发生革命性变化。立足新时代,推进学科交叉融合,对于探索科技创新前沿,推进我国科技强国建设具有重大意义。

  学科交叉是科技创新的重要来源和时代特征

  交叉学科是基础研究中产生创新思想的重要源泉。通过近现代科学的发展历程可以看出,很多重大发现和重大问题的解决常常涉及多个学科的相互交流和渗透。据统计,在近100年的300多项诺贝尔自然科学奖中,有将近一半的研究是跨学科交叉研究的结果。进入21世纪以来,随着科学技术的加速演进,基础科学研究在深度和广度上不断拓展,学科交叉融合呈现加速发展趋势。特别是随着第四次工业革命的到来,由人工智能、生命科学、物联网、区块链等新兴科学技术带来的物理空间、网络空间和生物空间三者的融合更加深入,学科之间的“交往”也更加密切。有研究表明,交叉学科不仅能够涵盖原有学科尚未涉及的常识领域,弥补原有常识体系的缺口,还能够成为连接学科常识的纽带,推进科学的整体融合与革命性变化。世界科学前沿领域的研究表明,在学科的交叉点上往往会产生新的前沿和方向,从诺贝尔奖成果可以看出,物理学、化学以及生物学和医学之间的边界越来越模糊,它们之间相互交叉和渗透,并且产生了大量新的科学生长点。当前很多领域的基础研究也都具有跨学科性质,例如纳米技术、基因组学与蛋白质组学、认知科学、神经系统科学等。

  学科交叉融合已成为科学发展的重要时代特征。众所周知,学科是人类对常识体系的划分,学科细化在带来科学研究更加深入的同时,也有可能陷入局部视角和单向思维。自然界、人类社会和个体本身具有整体性,很多问题的解决往往需要综合运用多种学科常识来实现。随着科学技术和产业革命融合的不断加速,科学研究要解决的问题也越来越复杂,单一学科的常识、方法、工具等已不足以破解重大科学难题。科学研究的范式也正在发生深刻变革,学科间的相互交叉与渗透趋势愈加明显,自然科学和社会科学已从“二元分立”逐渐走向交融,交叉学科研究日益成为解决人类发展重大难题不可或缺的研究范式,多学科交叉与多技术融合将成为常态,并不断催生新学科前沿、新科技领域和新创新形态。例如,人工智能就集合了计算机科学、逻辑学、生物学、心理学、哲学等不同领域和众多学科,是学科交叉的结果。

  交叉学科已成为当前科学研究的重要内容。目前,全球已发展形成的交叉学科有2000多门,中国也开设了500多门交叉学科。很多世界知名大学为促进交叉学科发展,建立了各种各样的跨学科组织或跨院系研究中心,如麻省理工学院成立了能源研究组织、生物技术处理工程研究中心等,跨越了传统学科甚至学院的界限,哈佛大学于2007年成立了第一个“跨学院系”——干细胞与再生生物学系。有些高校还设置了新的机构,如哈佛大学设置了负责推进跨学科研究的副校长职位和管理委员会,密歇根大学为促进学科的交叉专门成立了交叉学科专家委员会,剑桥大学成立了交叉学科环境综合教学委员会,引导和推进整所大学进行环境科学领域的教学和研究。与此同时,我国很多高校与科研院所也成立了协同创新中心和交叉学科平台,如中国科学院国家数学与交叉科学中心、北京大学前沿交叉学科研究院、清华大学脑与智能实验室等。国家自然科学基金委员会于2020年11月正式成立了交叉科学部,主要集中于物质科学、智能与智造、生命与健康、融合科学等领域。

  但总体来看,我国交叉学科发展相对滞后,虽然其总体数量不少,但是有影响力的高质量研究成果还不多。究其原因,主要是长期以来的学科分类,导致自然科学、社会科学、人文科学等之间存在部分学科鸿沟,部门之间分割相对孤立。在目前的学科设置中,新兴交叉学科亟须找到自己的定位,交叉学科的项目申请也需找到合适的类别,并且国家也要加大资助力度,在传统的同行评议方法中增加对学科交叉项目的评价。与此同时,大家也应看到,我国交叉学科的研究还缺乏一定的政策鼓励和制度保障,这在一定程度上导致部分高校、科研院所不愿开展交叉科学研究。

  加大交叉学科支撑力度  完善交叉学科管理体系

  “十四五”时期,在建设科技强国的征程中,我国科技创新工作继续推进科技创新治理体系和治理能力现代化的同时,需要继续强化基础研究,特别是要加大对交叉学科研究的支撑力度,加强前沿交叉学科布局,完善交叉学科管理体系。在此基础上,国家还要进一步鼓励科技工编辑勇闯“无人区”,集中不同学科和领域的力量,对重大理论和实践问题进行开拓性探索。

  一是加强前沿交叉学科布局。“十四五”期间,面向世界科学前沿和国家战略需求,聚焦未来可能产生变革性技术的基础科学领域,强化重大原创性研究和前沿交叉研究。通过开展交叉科学研究,增强自主创新技术源头供给,实现关键共性技术、前沿引领技术、颠覆性技术的创新。围绕科技发展前沿领域,布局交叉前沿领域基础研究,如脑科学与类脑研究、纳米前沿、材料前沿、合成生物学、干细胞、深海深地等前沿领域,催生新的前沿方向,实现引领性原创成果重大突破。鼓励大学和科研院所积极参与跨学科研究,集中多学科优势,解决重大交叉科知识题,推动多学科深度交叉融合。

  二是积极推动交叉学科管理体系建设。在新的科学发展时期,推进中国科学院、中国工程院、澳门十三地新娱乐场学部机构改革,在推进基础研究交叉融合的同时,积极推动自然科学和社会科学的融合,建议在原有学部基础上增设交叉科学部,增选跨学科的院士,以激励更多的交叉科学家。同时,借鉴国外世界知名大学建立学科交叉研究中心的经验,以前沿科知识题为牵引,打破学科壁垒,布局一批前沿科学中心和交叉学科中心,促进形成新的学科增长点和新的科学研究范式。加强高校交叉学科建设,在前瞻性、战略性基础研究领域推动多学科深度交叉融合,强化基础数学、统计学、物理学、生物学等学科的交叉学科体系建设。

  三是重视交叉学科人才培养。交叉科学的跨学科性是其主要特征,也是创新人才培养的最大优势。应该敬重不同学科特点,鼓励个性发展,培养交叉科学人才。高校在课程设置方面,尽量淡化具体专业的边界限制,设置相关的交叉课程。突出问题导向,引导和鼓励科研人员凝练交叉科知识题,围绕前沿科技方向,强化基础数学、统计学、物理学等基础、前沿和交叉学科体系建设,培养和引进一批能够把握世界科技大势、善于统筹协调的世界级科学家和领军人才。同时,支撑高水平研究型大学和科研院所选择优势基础学科实行跨学科教育,发现和培养一批创新思维活跃、敢闯“无人区”的青年人才。

  四是完善促进交叉学科发展的平台。构筑交流平台,定期开展交叉学科论坛、科学技术人员学术座谈会和互访交流等,促进自然科学、社会科学、技术科学等不同学科科研人员之间的充分沟通与交流,为交叉学科的发展提供思想源泉。搭建共享平台,组建跨领域、高水平的实验研究平台,逐步推进大型科学装置、仪器、设备、设施的建设与共享,为交叉学科的发展提供设施保障。建立健全有利于学科交叉融合的评审机制,探索建立符合交叉研究特点和规律的学科交叉融合资助机制和资源配置模式,促进多学科对综合性复杂问题的协同攻关。

  五是营造有利于交叉学科发展的良好环境。加强对交叉学科的支撑力度,给予前沿交叉学科中心一定的经费保障,在科技重大项目或者自然科学基金中,优先支撑前沿交叉学科项目。同时,有关部门和科研机构可以采取科技立法、机构设置、项目牵引等措施,引导和鼓励科研人员从事交叉科学研究。通过科学牵引和问题导向,鼓励自下而上自然成长的交叉学科研究,营造有利于交叉学科发展和人才培养的宽松包容的科研环境。

  (编辑单位:澳门十三地新娱乐场数量经济与技术经济研究所;北京市科学技术研究院)

责任编辑:陈静

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