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關(guān)于跨學(xué)科科學(xué)研究的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)及啟示 *

2023-03-16 00:30:53劉德娟
世界科技研究與發(fā)展 2023年5期
關(guān)鍵詞:跨學(xué)科學(xué)科研究

劉德娟 沈 力

(中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所信息管理中心,上海 201800)

跨學(xué)科研究(Interdisciplinary Research,IDR)的重要性毋庸置疑,其動(dòng)力來自于復(fù)雜的社會(huì)問題和科學(xué)前沿問題,已成為具有啟發(fā)性和富有成效的方式之一。1901—2016 年,諾貝爾獎(jiǎng)自然科學(xué)類中涉及跨學(xué)科的獎(jiǎng)項(xiàng)為210 項(xiàng),截止到2022 年達(dá)到222 項(xiàng),具有跨學(xué)科背景的獲獎(jiǎng)人數(shù)占比也從20 世紀(jì)初的35%上升到2022 年的88.6%[1]??鐚W(xué)科交叉研究有利于產(chǎn)生重大突破,解決重大理論和現(xiàn)實(shí)問題,或揭示新規(guī)律、開辟新領(lǐng)域,進(jìn)而推動(dòng)學(xué)科發(fā)展。2022 年全球十大突破性技術(shù)都在高度關(guān)注大數(shù)據(jù)、人工智能、生物醫(yī)藥等跨學(xué)科領(lǐng)域。數(shù)據(jù)智能已融入科學(xué)研究與社會(huì)生活,顯現(xiàn)出問題導(dǎo)向下的學(xué)科交融。中國(guó)科學(xué)院院士謝聯(lián)輝曾提出“第六次科技革命是以人為本、以生命科學(xué)為先導(dǎo),兼容其他科學(xué)文明,推動(dòng)人類未來發(fā)展的思想和行為范式的質(zhì)的突變”[2]。由此可見,未來新科技革命將大概率發(fā)生在幾個(gè)不同學(xué)科的交叉結(jié)合部(如生命科學(xué)、信息科技),且是一個(gè)新的復(fù)合結(jié)構(gòu)。從歷史上看,跨學(xué)科研究與合作為人類做出了巨大貢獻(xiàn),充分體現(xiàn)了跨學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì),美國(guó)“曼哈頓計(jì)劃”、全球氣候模擬等都證明了這一點(diǎn)[3]。美國(guó)科學(xué)家、科學(xué)計(jì)量學(xué)奠基人普賴斯認(rèn)為,二戰(zhàn)后已經(jīng)進(jìn)入大科學(xué)時(shí)代,以前傳統(tǒng)科研活動(dòng)模式很難適應(yīng),需要進(jìn)行跨學(xué)科、多人員參加、規(guī)模相對(duì)較大的集體合作研究方式[4]。

由于跨學(xué)科研究產(chǎn)生了重大的研究成果,歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家/地區(qū)對(duì)發(fā)展跨學(xué)科研究都進(jìn)行了前瞻布局和規(guī)劃。像美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation,NSF)和國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)、英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)分子生物研究所、法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心、日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所等,為了解決人類復(fù)雜的社會(huì)問題,都在積極推進(jìn)跨學(xué)科發(fā)展,對(duì)跨學(xué)科研究進(jìn)行了不同程度的戰(zhàn)略部署。2022 年9 月,位于廣州的香港科技大學(xué)正在進(jìn)行開創(chuàng)性改革,不像傳統(tǒng)的大學(xué)有院系,只設(shè)置稱之為“樞紐”和“學(xué)域”的學(xué)術(shù)交流架構(gòu),目的是推動(dòng)學(xué)科交叉融合,促進(jìn)新興學(xué)科和前沿學(xué)科發(fā)展[5]。因?yàn)槟壳叭祟惿鐣?huì)面臨的挑戰(zhàn)和科技前沿問題越來越復(fù)雜,涉及的學(xué)科也越來越廣泛,跨學(xué)科的必要性、迫切性日益凸現(xiàn)。但長(zhǎng)期以來科研行政管理、學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)、職稱晉升、經(jīng)費(fèi)投入以及相關(guān)配套支撐等制度都是按照學(xué)科推進(jìn),有必要進(jìn)行調(diào)整,使之客觀地對(duì)跨學(xué)科人員進(jìn)行評(píng)價(jià)和支撐。

當(dāng)今世界正面臨百年未有之大變局,全球科技和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈,我們必須加強(qiáng)自主創(chuàng)新,解決核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),加強(qiáng)基礎(chǔ)前沿研究,實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破與跨越??鐚W(xué)科研究在發(fā)達(dá)國(guó)家研究型大學(xué)建設(shè)中已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,但是在中國(guó)其歷史并不久遠(yuǎn),并存在一定的制度障礙和重大的現(xiàn)實(shí)性困難。那么應(yīng)該如何加強(qiáng)跨學(xué)科研究平臺(tái)建設(shè),完善跨學(xué)科發(fā)展機(jī)制,進(jìn)而更好地推動(dòng)中國(guó)基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域研究?從國(guó)際視野看,世界科技強(qiáng)國(guó)在跨學(xué)科發(fā)展上的戰(zhàn)略規(guī)劃和實(shí)踐路徑具有重要借鑒價(jià)值。

國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界已有眾多學(xué)者圍繞“跨學(xué)科”進(jìn)行了相關(guān)研究,主要在跨學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)以及文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方向展開較為豐富的研究,但有關(guān)跨學(xué)科代表性研究機(jī)構(gòu)的做法和運(yùn)營(yíng)機(jī)制方面的成果并不十分豐富。比較而言,中國(guó)跨學(xué)科研究起步較晚,尚處于摸索和發(fā)展階段,仍然面臨很多困難和瓶頸。因此有必要借鑒國(guó)際上一些成功的做法,以期對(duì)中國(guó)科研機(jī)構(gòu)的跨學(xué)科研究機(jī)制提供有益的啟示。

1 跨學(xué)科研究發(fā)展軌跡

跨學(xué)科顧名思義超越學(xué)科邊界,一般認(rèn)為涉及不止一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,涵蓋兩個(gè)或以上知識(shí)領(lǐng)域[6]??梢允且粋€(gè)團(tuán)隊(duì)從事兩個(gè)或以上學(xué)科領(lǐng)域的研究,也可以是不同領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)人員共同開展的合作研究。其目的是為了解決人類所面臨的復(fù)雜社會(huì)問題,并由此催生。克萊恩將之稱為“聚焦于問題的研究”,因?yàn)榭鐚W(xué)科研究在某種程度上依賴于社會(huì)需求[7]。

國(guó)外關(guān)于跨學(xué)科的發(fā)展始于二戰(zhàn)時(shí)期,當(dāng)時(shí)美國(guó)政府在眾多研究型大學(xué)成立國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,然后交給各大學(xué)管理。此后,美國(guó)一些研究型大學(xué)內(nèi)部有跨學(xué)科研究機(jī)構(gòu)陸續(xù)出現(xiàn),政府對(duì)其進(jìn)行持續(xù)性支持,這種制度建制在美國(guó)大學(xué)內(nèi)不斷完善[8]。自20 世紀(jì)50 年代,美國(guó)國(guó)家科學(xué)院、國(guó)家工程院、國(guó)家醫(yī)學(xué)院等機(jī)構(gòu)資助并推動(dòng)大學(xué)開展跨學(xué)科研究,設(shè)置了跨學(xué)科研究項(xiàng)目;70 年代,多數(shù)跨學(xué)科研究項(xiàng)目轉(zhuǎn)向跨學(xué)科工程中心;1980 年,跨學(xué)科科學(xué)研究國(guó)際聯(lián)盟成立,該聯(lián)盟每隔兩三年組織召開一次跨學(xué)科國(guó)際討論會(huì);90 年代,跨學(xué)科研究獲得了持續(xù)發(fā)展。也就是說,美國(guó)跨學(xué)科研究在20 世紀(jì)進(jìn)入了快速發(fā)展期(政府的大力支持起到了重要的推動(dòng)作用)[9],并在21 世紀(jì)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。在凱克基金會(huì)的支持下,由美國(guó)國(guó)家科學(xué)院、國(guó)家工程院和醫(yī)學(xué)研究所聯(lián)合成立促進(jìn)跨學(xué)科研究委員會(huì),并于2005 年發(fā)布題為“Facilitation Interdisciplinary Research”的報(bào)告。該報(bào)告從跨學(xué)科定義范疇、跨學(xué)科發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素、學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)、資助機(jī)構(gòu)、研究與教學(xué)成果評(píng)價(jià)、專業(yè)協(xié)會(huì)出版期刊等方面進(jìn)行調(diào)研分析,并提出相關(guān)建議[10]。英國(guó)聯(lián)合研究理事會(huì)、德國(guó)研究聯(lián)合會(huì)、法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心也通過一系列資助計(jì)劃和優(yōu)惠政策力圖打破學(xué)科壁壘,促進(jìn)跨學(xué)科發(fā)展[11]。

20 世紀(jì)80 年代初期,“跨學(xué)科”概念首次傳入中國(guó)。隨后,關(guān)于跨學(xué)科研究成果逐漸增多,劉仲林對(duì)我國(guó)跨學(xué)科研究做出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)[3]。隨后跨學(xué)科研究逐漸豐富,代表性研究主要集中在研究大學(xué)的跨學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)和理論與實(shí)踐進(jìn)展[9,12,13]以及文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)[14-16]方面的分析。近年來中國(guó)政府在一系列國(guó)家發(fā)展規(guī)劃中也對(duì)跨學(xué)科研究和跨學(xué)科發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃部署,鼓勵(lì)跨學(xué)科發(fā)展、促進(jìn)學(xué)科交叉與融合。2020 年11 月,國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)成立交叉科學(xué)部,從基礎(chǔ)研究基金資助角度正式增加了交叉學(xué)科的席位,在面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和新興科學(xué)前沿交叉領(lǐng)域部署規(guī)劃。2021 年1 月,交叉學(xué)科作為一級(jí)學(xué)科被國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)正式批準(zhǔn)[17]。

2 跨學(xué)科研究的交流方式

2.1 建立跨學(xué)科平臺(tái)或虛擬研究中心

縱觀現(xiàn)代科技史,許多重大的研究成果都是在跨學(xué)科研究平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的,跨學(xué)科研究和跨學(xué)科平臺(tái)建設(shè)有利于原始創(chuàng)新??鐚W(xué)科研究平臺(tái)能提供跨學(xué)科發(fā)展所必須的人力和物力條件,促進(jìn)跨學(xué)科研究的發(fā)展和科研成果的產(chǎn)出[18]。如美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,以及洛克菲勒大學(xué)、斯坦福大學(xué)等諸多研究型大學(xué)都設(shè)立跨學(xué)科研究平臺(tái),從而促進(jìn)了重大科研成果的產(chǎn)生。關(guān)于創(chuàng)建新的跨學(xué)科中心,歐盟研究咨詢委員會(huì)(The European Union’s Research Advisory Board,EURAB)建議研究虛擬中心的優(yōu)勢(shì),從改革或擴(kuò)展現(xiàn)有的傳統(tǒng)學(xué)科結(jié)構(gòu)來評(píng)估其成本和效益,因?yàn)槿魏涡碌闹行亩紤?yīng)整合傳統(tǒng)學(xué)科部門的教學(xué)和研究活動(dòng)[7]。

2.2 跨領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

美國(guó)圣塔菲研究所是世界知名的復(fù)雜性科學(xué)研究中心,致力于跨學(xué)科研究,包括物理、計(jì)算、生物和社會(huì)系統(tǒng)。主要研究方向是復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué),成員由物理學(xué)家、生物學(xué)家、免疫學(xué)家、心理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家組成。許多成員是諾貝爾獎(jiǎng)獲得者,他們不分學(xué)科界限,與其他學(xué)科的人員交流思想。讓全球?qū)W者通過網(wǎng)絡(luò)跨越國(guó)界、部門和學(xué)科,進(jìn)行靈感的碰撞。其組織結(jié)構(gòu)不同于以往的研究所組織模式,不依靠美國(guó)政府資金,常駐職員很少,更多的是博士后以及訪問交流人員,來自世界各地各領(lǐng)域的一流學(xué)者,大都想超越自己本來的研究領(lǐng)域,開展更為復(fù)雜、有趣且具有挑戰(zhàn)的探索性研究[19]。該研究所注重不同學(xué)科間的交叉和相互借鑒,比如物理學(xué)家研究金融,數(shù)學(xué)家研究音樂等。一般而言,來自不同領(lǐng)域的專家每年大概有2 個(gè)月左右的時(shí)間開展集中討論。

2.3 大型儀器共享平臺(tái)

美國(guó)能源部(Department of Energy,DOE)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室將其大型和獨(dú)特的研究設(shè)施作為共享設(shè)施進(jìn)行開放,為每年超過萬名內(nèi)外部研究人員提供研究服務(wù)的同時(shí),也發(fā)揮著國(guó)際據(jù)點(diǎn)的作用。來自國(guó)內(nèi)外不同領(lǐng)域不同行業(yè)的優(yōu)秀研究人員可以交換意見,進(jìn)行合作研究,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新性的知識(shí)和技術(shù)。例如伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,有四個(gè)大型設(shè)施對(duì)社會(huì)進(jìn)行開放,包括先進(jìn)光源(Advanced Light Source,ALS)、國(guó)家能源研究科學(xué)計(jì)算中心(National Energy Research Scientific Computing Center,NERSC)、生物能源共同實(shí)驗(yàn)室(Joint BioEnergy Institute)和分子鑄造(Molecular Foundry),其中使用最多的是NERSC 和ALS;阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)光子源(Advanced Photon Source,APS)是一個(gè)同步輻射光源研究設(shè)施,于1995 年由美國(guó)能源部、科學(xué)辦公室、基礎(chǔ)能源科學(xué)辦公室共同資助建成,可進(jìn)行材料科學(xué)的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,涉及生物學(xué)、物理、化學(xué)、環(huán)境、地球物理和行星科學(xué),以及創(chuàng)新的X 射線儀器。

2.4 面對(duì)面公共交流的場(chǎng)所

促進(jìn)跨學(xué)科研究的首要主題之一是尋找方法將原本不會(huì)見面的研究人員聚集在一起。為此,一些學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了研究中心,各有特色,旨在促進(jìn)合作,從自助餐廳到共享的實(shí)驗(yàn)室空間都有。即使在實(shí)驗(yàn)室通常由跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)組成的行業(yè)中,公共領(lǐng)域也很重要,可為跨學(xué)科、系和學(xué)院的研究人員提供定期會(huì)議的空間。盡管現(xiàn)在是高科技和計(jì)算機(jī)通訊的時(shí)代,但見面仍有必要。像為會(huì)議室使用提供制度支持這樣簡(jiǎn)單的事情,對(duì)于組建一個(gè)團(tuán)隊(duì)來說至關(guān)重要。

3 國(guó)際跨學(xué)科研究典型案例分析

3.1 美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局

DARPA 于1957 年成立,長(zhǎng)期以來一直支持高風(fēng)險(xiǎn)的跨學(xué)科研究。DARPA 最出名的是資助了互聯(lián)網(wǎng)的前身軍用網(wǎng)絡(luò)阿帕網(wǎng)(ARPANET)和隱形技術(shù)。1960 年開始資助跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)室,這些實(shí)驗(yàn)室在培育美國(guó)材料科學(xué)和工程方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。到20 世紀(jì)70 年代初,DARPA 將該項(xiàng)目移交給NSF。2016 年1 月,DARPA 公布了一項(xiàng)神經(jīng)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)(Neural Engineering System Design,NESD)項(xiàng)目,需要多個(gè)學(xué)科的綜合突破,包括神經(jīng)科學(xué)、合成生物學(xué)、低功耗電子、光子學(xué)、醫(yī)療設(shè)備包裝和制造、系統(tǒng)工程和臨床測(cè)試以及先進(jìn)的數(shù)學(xué)和神經(jīng)計(jì)算技術(shù)等。項(xiàng)目組由來自布朗大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、法國(guó)視覺與聽覺基金會(huì)、耶魯大學(xué)約翰·皮爾斯實(shí)驗(yàn)室、Paradromics 公司和加州大學(xué)伯克利分校的多個(gè)團(tuán)隊(duì)構(gòu)成。

DARPA 在支持高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的跨學(xué)科研究方面取得了成功,通過提高組織的靈活性和降低合作的障礙,支持創(chuàng)新性、跨學(xué)科的項(xiàng)目,吸引來自不同學(xué)科的頂尖科研人員,為跨學(xué)科研究項(xiàng)目提供了強(qiáng)有力的支持。原因之一在于其研究目的是問題導(dǎo)向或挑戰(zhàn)困擾國(guó)家發(fā)展的新興科學(xué)和技術(shù),而不是學(xué)科導(dǎo)向。組織形式采用項(xiàng)目型進(jìn)行實(shí)施,DARPA 不斷招募高素質(zhì)的項(xiàng)目經(jīng)理來負(fù)責(zé)開發(fā)研究項(xiàng)目,由他們定義問題,通常會(huì)同時(shí)與研究團(tuán)體和需求方雙方持續(xù)互動(dòng)。因此,他們既要熟悉需要發(fā)展的國(guó)家技術(shù)需求,也要熟悉尖端科學(xué)和工程問題、障礙和機(jī)會(huì),不僅需要某一領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí),還需要擁有多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí),招募精銳的團(tuán)隊(duì),通過創(chuàng)造性的跨學(xué)科方法解決問題,以求帶來革命性的進(jìn)展。項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)資助哪些提案有完全的控制權(quán),鼓勵(lì)有風(fēng)險(xiǎn)和不太成熟的想法,也鼓勵(lì)所資助的研究團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行互動(dòng)。原因之二是美國(guó)國(guó)防部愿意每年拿出30 億美元用于從0 到1 的創(chuàng)新。這些研究大都需要匯集不同學(xué)科的研究人員。

3.2 美國(guó)洛克菲勒大學(xué)

洛克菲勒大學(xué)是一所沒有院系的大學(xué),截至2022 年共產(chǎn)生了26 位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、25 位拉斯克獎(jiǎng)得主,以及多個(gè)美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)等多種獎(jiǎng)項(xiàng)獲得者,還有19 人取得了世界上最負(fù)盛名的生命科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)蓋爾德納獎(jiǎng)。該校采用精英教育的方式培養(yǎng)生命科學(xué)領(lǐng)域頂尖科研人才,僅招收博士生和博士后,屬于研究型大學(xué);在行政建制方面,沒有院系,只有78 個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室,并明確鼓勵(lì)大學(xué)、行業(yè)和聯(lián)邦實(shí)驗(yàn)室之間合作,促進(jìn)跨學(xué)科研究。該校通過圍繞問題而不是學(xué)科開展研究,博士項(xiàng)目分為生物科學(xué)博士項(xiàng)目、化學(xué)生物項(xiàng)目、計(jì)算生物項(xiàng)目以及醫(yī)學(xué)哲學(xué)博士項(xiàng)目等,同時(shí)還關(guān)注其他領(lǐng)域的研究,包括行為與社會(huì)科學(xué)、人文科學(xué)、管理、法律和物理科學(xué)與工程。2021 年,該校僅有博士生170 名左右,來自三十多個(gè)國(guó)家,導(dǎo)師有200 名左右,博士生可以在導(dǎo)師小組里完成感興趣的課題,也可以得到其他導(dǎo)師的指導(dǎo),從事其他感興趣的課題。實(shí)驗(yàn)室之間合作比較簡(jiǎn)單,臨近實(shí)驗(yàn)室之間設(shè)備或者試劑共用非常普遍。校內(nèi)下設(shè)3 個(gè)跨學(xué)科研究中心,對(duì)跨學(xué)科如物理與生物學(xué)交叉、生物與生化研究起到重要的推動(dòng)作用[20]。該校具有濃厚的科研學(xué)術(shù)氛圍,并開展廣泛的國(guó)家交流與合作。每周一和周五由該校的教授邀請(qǐng)全球范圍內(nèi)頂尖科學(xué)家與博士研究生分享科研的樂趣和故事、探討生命科學(xué)的發(fā)展動(dòng)向[21]。

基礎(chǔ)研究和臨床調(diào)查之間的交叉是洛克菲勒文化的一個(gè)基本特征,洛克菲勒大學(xué)醫(yī)院提供一個(gè)獨(dú)立的建筑設(shè)施來研究疾病的科學(xué)基礎(chǔ)和測(cè)試新的療法,是實(shí)驗(yàn)室調(diào)查和臨床觀察之間聯(lián)系的關(guān)鍵。為了促進(jìn)合作,洛克菲勒的11 個(gè)跨學(xué)科中心致力于促進(jìn)研究領(lǐng)域之間的接口研究,并使用多學(xué)科方法來解決特定的生物醫(yī)學(xué)挑戰(zhàn)。如物理與生物研究中心的構(gòu)想是由物理學(xué)家和生物學(xué)家提出的,目的是加強(qiáng)各自學(xué)科之間的交流,為生物學(xué)問題開發(fā)創(chuàng)新的解決方案,其大部分工作旨在了解物理規(guī)律如何支配生化機(jī)械的運(yùn)作和細(xì)胞內(nèi)的信息處理。這些跨學(xué)科中心提供了在特定科學(xué)領(lǐng)域工作的實(shí)驗(yàn)室集群之間的聯(lián)系,還有豐富的公開講座和研討會(huì)項(xiàng)目,邀請(qǐng)內(nèi)外部的演講者,幫助洛克菲勒的科學(xué)家與他們同事的工作保持同步。

3.3 日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所

產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology,AIST)成立于1993 年1 月,其目標(biāo)是研究涵蓋工業(yè)科學(xué)基礎(chǔ)和前沿學(xué)科的跨學(xué)科研究主題,鐘愛突破制度界限的創(chuàng)新嘗試,聚集在一起的科學(xué)家來自不同專業(yè),有的來自AIST 和科學(xué)技術(shù)署下屬的研究機(jī)構(gòu),也有的來自大學(xué)和私營(yíng)部門的研究機(jī)構(gòu)。

AIST 的管理基于四個(gè)原則:人員構(gòu)成的開放性、人員配置的靈活性和流動(dòng)性、國(guó)際合作,以及對(duì)研究進(jìn)展的客觀評(píng)價(jià)。2022 年網(wǎng)頁數(shù)據(jù)顯示,AIST 有全職科研人員兩千多人,臨聘人員四千多人(大都是臨時(shí)從政府、工業(yè)、學(xué)術(shù)和外國(guó)組織機(jī)構(gòu)中招募來的)。AIST 通過日本“戰(zhàn)略性創(chuàng)新創(chuàng)造計(jì)劃(Strategic Innovation Promotion Program,SIP)”來推進(jìn)跨機(jī)構(gòu)、跨行業(yè)、跨部門聯(lián)合聘任機(jī)制,即允許科研人員或大學(xué)老師在不同機(jī)構(gòu)、不同大學(xué)以及企業(yè)之間進(jìn)行流動(dòng),其年薪和社會(huì)保障關(guān)系不會(huì)因?yàn)楣ぷ髁鲃?dòng)受到影響[22],這種制度改革旨在推進(jìn)日本基礎(chǔ)研究加速向應(yīng)用研究、工業(yè)化階段轉(zhuǎn)化。

AIST 的跨學(xué)科研究主要特點(diǎn)包括:不是根據(jù)學(xué)科來組織實(shí)驗(yàn)室,而是根據(jù)涉及更廣泛學(xué)科的科學(xué)問題或特定的挑戰(zhàn)來組織;探索靈活的組織結(jié)構(gòu),允許資源和人員轉(zhuǎn)移到最有前途的研究課題;建立獎(jiǎng)勵(lì)制度,表彰在跨學(xué)科研究方面的杰出表現(xiàn);為科研小組尋求新知識(shí)提供靈活性支持,運(yùn)用其他機(jī)構(gòu)大型設(shè)施共享和跨機(jī)構(gòu)人員合作解決本機(jī)構(gòu)的具體問題。

AIST 在第五期中長(zhǎng)期計(jì)劃的任務(wù)之一,就是通過建立跨學(xué)科交叉中心來解決顯著的社會(huì)問題,包括:能源、環(huán)境、尖端醫(yī)療技術(shù)、高精準(zhǔn)的診斷技術(shù)等。

3.4 美國(guó)斯坦福大學(xué)

斯坦福大學(xué)培養(yǎng)多學(xué)科研究的傳統(tǒng)較早,并于1982 年官方正式成立跨學(xué)科研究機(jī)構(gòu),現(xiàn)有7 個(gè)學(xué)院和18 個(gè)跨學(xué)科研究所,包括2020 年最新成立的Wu Tsai 神經(jīng)科學(xué)研究所和ChEM-H(Chemistry, Engineering & Medicine for Human Health)。人文與科學(xué)學(xué)院、工程學(xué)院、醫(yī)學(xué)學(xué)院、地球科學(xué)學(xué)院、商科學(xué)院、教育學(xué)院和法律學(xué)院坐落在同一個(gè)校園里,這在一定程度上促進(jìn)了良好溝通環(huán)境的形成[23]。交織在傳統(tǒng)學(xué)校之間的是跨部門跨學(xué)科研究所,它們將不同的思維方式聚焦在共同的問題上,跨越學(xué)校界限,促進(jìn)合作。斯坦福大學(xué)指定的跨學(xué)科研究所就是如此,在學(xué)科之間提供了物力和智力的交叉,促進(jìn)了新思想的出現(xiàn),促進(jìn)人文和科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新研究。

斯坦福大學(xué)致力于跨學(xué)科研究,比如其典型的建筑——克拉克中心(Clark Centre)就是為跨學(xué)科所建,充分體現(xiàn)了Bio-X 的合作精神,擁有開放式的實(shí)驗(yàn)室,匯集了生物、醫(yī)學(xué)、物理、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程等多種學(xué)科的專家和學(xué)者,使得大家的思想和發(fā)現(xiàn)在這所開放式大樓進(jìn)行醞釀和碰撞,并產(chǎn)生新的火花,從物理空間上拉近了不同學(xué)科研究人員之間的距離,簡(jiǎn)化了發(fā)現(xiàn)潛在合作者的過程。再加上團(tuán)隊(duì)科學(xué)文化,以及跨實(shí)驗(yàn)室博士后和研究生的共享,就擁有了一個(gè)非?;钴S的跨學(xué)科研究環(huán)境。2022 年該機(jī)構(gòu)網(wǎng)頁顯示有1000 多名教師、5000 多名學(xué)生和博士后,來自于斯坦福大學(xué)70 多個(gè)系[24]。

斯坦福Bio-X 跨學(xué)科倡議種子資助計(jì)劃為加強(qiáng)斯坦福大學(xué)在生物工程、生物科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的跨學(xué)科研究提供資金,主要是為高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的合作提議提供種子資金,包括導(dǎo)致根本性發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)研究以及與人類健康有關(guān)的創(chuàng)新技術(shù)。通過每年兩次的Bio-X 跨學(xué)科倡議種子資助計(jì)劃、企業(yè)合作伙伴關(guān)系、風(fēng)險(xiǎn)投資基金、研究生獎(jiǎng)學(xué)金、本科生暑期項(xiàng)目等形式來支持跨學(xué)科研究,主要用于訪問學(xué)者之間的合作,以及為斯坦福大學(xué)帶來高水平的早期職業(yè)研究人員。斯坦福Bio-X 的合作精神貫穿克拉克中心的各個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,致力于教育、發(fā)現(xiàn)和傳播所獲得的知識(shí)。現(xiàn)在,克拉克中心被認(rèn)為是鼓舞人心的合作和產(chǎn)生革命性科學(xué)的典范。

3.5 法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心

國(guó)家科學(xué)研究中心(Centre National de la Recherche Scientifique,CNRS)是法國(guó)主要的多學(xué)科研究機(jī)構(gòu),2022 年該機(jī)構(gòu)網(wǎng)頁數(shù)據(jù)顯示,有員工3.3 萬余名,有10 個(gè)研究所和5 個(gè)跨學(xué)科委員會(huì),下屬研究單元1100 余個(gè),涉及生命科學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理、信息和通信技術(shù)、地球和空間科學(xué)、人文和社會(huì)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)與工程等多個(gè)學(xué)科[25]。CNRS 在法國(guó)國(guó)內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)多為集高等教育及科學(xué)研究為一體的科研聯(lián)合小組(Mixed Unit of Research,UMR),依托于大學(xué)的優(yōu)勢(shì)學(xué)科平臺(tái),其研究實(shí)力在法國(guó)乃至全球相關(guān)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,并擁有37 個(gè)國(guó)際科研聯(lián)合單位(International Joint Unit,UMI),形成了跨組織的研究人員隊(duì)伍,這一機(jī)制在不改變研究者所屬的情況下,使具有不同研究和文化背景的研究者共同研究,保證研究者在研究活動(dòng)上的靈活性[25]。

在研究方面,CNRS 研究人員和大學(xué)教師并沒有區(qū)別。一個(gè)UMR 由多個(gè)研究小組(成員5~20人左右)組成,也存在超過400 名的大型UMR。每個(gè)研究小組的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人(Principle Investigator,PI)通常由CNRS 所屬研究人員中最高級(jí)的資深研究總監(jiān)或大學(xué)教授擔(dān)任。對(duì)于大學(xué)的教職研究人員來說,通過加入CNRS 或UMR,可以擁有使用國(guó)內(nèi)外CNRS 所轄設(shè)施、享有CNRS 在海外的知名度等益處。

4 國(guó)際跨學(xué)科研究的幾點(diǎn)舉措

4.1 通過組織創(chuàng)新打破學(xué)科壁壘

傳統(tǒng)的學(xué)科/院系劃分模式已成為目前阻礙學(xué)科間交叉融合發(fā)展的最大障礙。如前所述,洛克菲勒大學(xué)是一所沒有院系的大學(xué),在跨學(xué)科研究上沒有管理上的行政障礙,使得跨學(xué)科合作更加便利。在組織創(chuàng)新方面,美國(guó)研究型大學(xué)做出了很多探索,像斯坦福大學(xué),目前已經(jīng)有18 個(gè)跨學(xué)科實(shí)驗(yàn)室、中心和研究所,設(shè)置了相關(guān)交叉課程39 門,符合其長(zhǎng)期以來的“獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室”合作傳統(tǒng),將研究人員聚集在一起解決重大問題,讓教師和學(xué)生參與多項(xiàng)研究合作。斯坦福大學(xué)在促進(jìn)合作研究的傳統(tǒng)自20 世紀(jì)80 年代初開始,當(dāng)時(shí)的教務(wù)長(zhǎng)改變傳統(tǒng)研究模式,呼吁推進(jìn)跨學(xué)科研究,并簽署了一項(xiàng)非常具有前瞻性的政策,為跨學(xué)科科研合作提供了導(dǎo)向[26]。也就是說,研究機(jī)構(gòu)在政策和戰(zhàn)略方面上的部署對(duì)打破學(xué)科界限、消除學(xué)科壁壘、探索組織創(chuàng)新、促進(jìn)跨學(xué)科發(fā)展提供重要的制度保障。

4.2 創(chuàng)建聯(lián)合聘任制度

日本產(chǎn)業(yè)綜合研究所采用聯(lián)合聘任制度,通過日本政府推廣“戰(zhàn)略性創(chuàng)新創(chuàng)造計(jì)劃”,構(gòu)建一種跨越機(jī)構(gòu)、領(lǐng)域、部門的聯(lián)合聘任制度環(huán)境。為了加速推進(jìn)基礎(chǔ)研究向應(yīng)用研究、工業(yè)化轉(zhuǎn)化,允許科研活動(dòng)人員在科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)或者企業(yè)之間進(jìn)行流動(dòng),明確社會(huì)保險(xiǎn)和福利等舉措來實(shí)施交叉聘任機(jī)制,允許研究人員跨機(jī)構(gòu)工作[22]。另外,美國(guó)伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)之間的人才交流非常頻繁,形成了強(qiáng)有力的合作體制,通過簽約制度雇用約250 名大學(xué)教授作為實(shí)驗(yàn)室的研究人員,促進(jìn)人才交流,形成了長(zhǎng)期聯(lián)合聘任制度,與來自各國(guó)不同知識(shí)背景的各領(lǐng)域研究人員共同開展研究,具有天然的跨學(xué)科研究?jī)?yōu)勢(shì)。

4.3 創(chuàng)新跨學(xué)科評(píng)價(jià)制度

傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)制度在招聘、任期、晉升、空間分配和其他獎(jiǎng)勵(lì)方面可能會(huì)對(duì)跨學(xué)科研究構(gòu)成重大障礙。參與跨學(xué)科研究的個(gè)體研究人員需要一個(gè)支持性的環(huán)境,使他們能夠在多個(gè)學(xué)科和部門工作,并在跨學(xué)科工作時(shí)獲得公平的評(píng)價(jià)和獎(jiǎng)勵(lì)。美國(guó)研究型大學(xué)對(duì)于大型跨學(xué)科主題,單獨(dú)評(píng)估不同學(xué)科的貢獻(xiàn),將特定學(xué)科專家的書面報(bào)告提交給評(píng)估委員會(huì)進(jìn)行最終評(píng)估。在生物醫(yī)學(xué)和健康科學(xué)等多學(xué)科共同參與的典型領(lǐng)域,所有研究主題都由一個(gè)多學(xué)科委員會(huì)進(jìn)行評(píng)估,不同學(xué)科的貢獻(xiàn)由這些學(xué)科的專家事先書面評(píng)估。美國(guó)評(píng)估這類機(jī)構(gòu)的組織廣泛采用矩陣評(píng)估形式,以捕捉跨學(xué)科研究人員的活動(dòng)和成就。該方法將跨學(xué)科研究視為嵌入學(xué)科的一個(gè)組成部分,并形成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)人員在跨部門工作的成果展示,通過矩陣評(píng)估可以清晰可見。

4.4 提供跨學(xué)科專項(xiàng)基金

美國(guó)能源部國(guó)家實(shí)驗(yàn)室致力于大規(guī)模的、復(fù)雜的、高風(fēng)險(xiǎn)的、長(zhǎng)期的研究,經(jīng)常組成跨學(xué)科團(tuán)隊(duì),并與大學(xué)和企業(yè)合作以將研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用,得到美國(guó)能源部長(zhǎng)期且穩(wěn)定的基金支持。例如,伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室致力于基礎(chǔ)研究,其跨學(xué)科探索性研究會(huì)得到實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)型研發(fā)項(xiàng)目支持,成為實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)先研究項(xiàng)目??鐚W(xué)科專項(xiàng)基金可以為跨學(xué)科人才培養(yǎng)和促進(jìn)跨學(xué)科建設(shè)注入新的動(dòng)力,對(duì)促進(jìn)跨學(xué)科發(fā)展起到重要的支撐作用。

5 對(duì)中國(guó)跨學(xué)科研究的幾點(diǎn)啟示

1)打破學(xué)科制度壁壘,探索跨學(xué)科的組織形式。為了解決重大國(guó)家需求、國(guó)際前沿和復(fù)雜的社會(huì)問題,跨學(xué)科研究將會(huì)越來越普遍,但由于長(zhǎng)期以來受學(xué)科方向、研究領(lǐng)域的阻礙,要想順利推動(dòng)跨學(xué)科發(fā)展,需要克服長(zhǎng)期以來的制度障礙??鐚W(xué)科研究的本質(zhì)是學(xué)科之間的跨越,研究機(jī)構(gòu)和研究型大學(xué)應(yīng)打破原有的學(xué)科壁壘,探索跨學(xué)科機(jī)構(gòu)的組織形式,開展資源整合。從長(zhǎng)期性跨學(xué)科平臺(tái)來看,設(shè)立面向問題導(dǎo)向的跨學(xué)科中心、跨學(xué)科機(jī)構(gòu)或部門,聯(lián)合開展跨機(jī)構(gòu)或部門任職的聯(lián)合聘任制,或者像洛克菲勒大學(xué)一樣創(chuàng)立“沒有圍墻”的機(jī)構(gòu)。從短期跨學(xué)科項(xiàng)目來看,圍繞項(xiàng)目連接起來的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)在組織形式上應(yīng)積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研深度融合,促進(jìn)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)和高校共同建立跨學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室或者中心,探索學(xué)科之間的內(nèi)部聯(lián)系,解決單一學(xué)科無法解決的問題,針對(duì)具體問題,由跨學(xué)科中心組織不同領(lǐng)域?qū)<疫M(jìn)行合作交流,交換不同學(xué)科的研究范式,相互啟發(fā),開展深入的合作。

2)創(chuàng)設(shè)跨學(xué)科人員緊密交流的平臺(tái)及氛圍。面向國(guó)際前沿、復(fù)雜的社會(huì)問題以及“卡脖子”技術(shù),應(yīng)從國(guó)家戰(zhàn)略高度推進(jìn)跨學(xué)科研究,堅(jiān)持問題導(dǎo)向或應(yīng)用導(dǎo)向,創(chuàng)立寬松的科研條件,打破學(xué)科界限??鐚W(xué)科機(jī)構(gòu)是跨學(xué)科研究的重要平臺(tái),圍繞具體的問題導(dǎo)向或?qū)嶋H應(yīng)用展開的跨學(xué)科研究,其主要方式是不同學(xué)科的研究人員針對(duì)某一社會(huì)問題進(jìn)行交流討論,從不同學(xué)科角度出發(fā)考慮如何解決問題,因此持續(xù)而緊密的溝通就顯得非常重要,可以是不同學(xué)科之間的實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)施的共享,公共休息室、咖啡吧的交流討論以及會(huì)議室、線上的交流等深入的實(shí)質(zhì)性交流與合作。交叉團(tuán)隊(duì)人員需要及時(shí)共享信息、打破學(xué)科壁壘,實(shí)現(xiàn)資源的共享、優(yōu)化和互補(bǔ),在相互交流與碰撞中產(chǎn)生知識(shí)融合和科技創(chuàng)新。

3)建立客觀的評(píng)價(jià)機(jī)制,制定適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)措施。建立客觀的評(píng)價(jià)方法和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制是促進(jìn)跨學(xué)科發(fā)展的重要保障。目前,跨學(xué)科研究人員或高校教師面臨任期和晉升標(biāo)準(zhǔn)的巨大障礙,具有跨學(xué)科經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)的大師級(jí)科學(xué)家較少,很難找到了解跨學(xué)科研究工作總體質(zhì)量的評(píng)審人員。對(duì)于跨學(xué)科研究人員,不同學(xué)科的貢獻(xiàn)可由相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域?qū)<医M成交叉學(xué)科評(píng)審組進(jìn)行客觀評(píng)價(jià),制定較為公平合理的評(píng)價(jià)方法和獎(jiǎng)勵(lì)措施??梢越梃b美國(guó)廣泛采用的矩陣式評(píng)價(jià)方法,以及同行評(píng)議方法等,力爭(zhēng)從多元化角度來對(duì)跨學(xué)科成果進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。

4)提供啟動(dòng)基金,長(zhǎng)期資助有前景高風(fēng)險(xiǎn)研究??鐚W(xué)科研究本身風(fēng)險(xiǎn)較大,具有不確定性,提供基金資助對(duì)保障跨學(xué)科發(fā)展具有較大的驅(qū)動(dòng)作用。如前文所述,歐美都在積極推進(jìn)跨學(xué)科行動(dòng),研究型大學(xué)和機(jī)構(gòu)紛紛開展跨學(xué)科規(guī)劃,將之作為一項(xiàng)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略在實(shí)施。例如,美國(guó)DARPA自1960 年起開始資助跨學(xué)科研究,并在支持高風(fēng)險(xiǎn)、高回報(bào)的跨學(xué)科研究方面取得了成功。中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委于2020 年11 月成立了交叉科學(xué)部,部署面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和新興科學(xué)前沿交叉學(xué)科領(lǐng)域的資助。但通過與科研人員交流發(fā)現(xiàn),目前交叉學(xué)科的課題申請(qǐng)仍有相當(dāng)大的難度,其原因是多方面的,其一是交叉學(xué)科本身的復(fù)雜性,評(píng)委來自不同學(xué)科,對(duì)交叉學(xué)科的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)有一定的局限性,還沒有形成合理的綜合打分評(píng)估模式,特別是具有高風(fēng)險(xiǎn)的交叉研究在獲取啟動(dòng)基金上難度較大。在基金申請(qǐng)的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈的背景下,可能會(huì)迫使評(píng)審機(jī)構(gòu)采取更保守的態(tài)度,在基金有限的情況下,更趨向于把資金撥給成熟的學(xué)科。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,由歐美國(guó)家對(duì)跨學(xué)科發(fā)展的布局可知,跨學(xué)科發(fā)展需要國(guó)家戰(zhàn)略布局,在“面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求和面向人民生命健康”方面,從國(guó)家層面設(shè)立交叉學(xué)科專項(xiàng)基金,經(jīng)專家研判,對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)但有重大研究前景的跨學(xué)科研究項(xiàng)目進(jìn)行資助,可促進(jìn)原始創(chuàng)新。

中國(guó)交叉學(xué)科起步較晚,資助體系不健全,資助力度較小,跨學(xué)科研究人員有心無力,對(duì)周期長(zhǎng)、風(fēng)險(xiǎn)大的跨學(xué)科資助有限,給世界前沿研究的實(shí)現(xiàn)造成很大阻礙。另外,一直以來的資源壟斷現(xiàn)象造成研究經(jīng)費(fèi)傾向于大的團(tuán)隊(duì),而研究發(fā)現(xiàn),大科學(xué)團(tuán)隊(duì)更像是建立在已有研究基礎(chǔ)上的加速器,小團(tuán)隊(duì)才是貢獻(xiàn)顛覆性成果、開拓學(xué)術(shù)未知領(lǐng)域的先鋒,比大團(tuán)隊(duì)更有可能做出顛覆性發(fā)現(xiàn),將科學(xué)和技術(shù)帶入全新方向,幾乎每個(gè)領(lǐng)域都是如此[27]。因此,建議不僅要資助大型科研團(tuán)隊(duì),也要資助小團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)研究,且對(duì)有前景的高風(fēng)險(xiǎn)研究無論大團(tuán)隊(duì)還是小團(tuán)隊(duì)都應(yīng)該長(zhǎng)期資助。

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