诺奖级的创新越来越频繁地出现在各门学科的接合处
发布时间:2021-10-08 10:24:30 文章来源: 中国科学报
诺贝尔奖从1901年12月10日首次颁奖以来,至今已有120年的历史。作为全世界公认的自然科学领域最高荣誉奖,它几乎囊括了20世纪以来科学技术...

诺贝尔奖从1901年12月10日首次颁奖以来,至今已有120年的历史。作为全世界公认的自然科学领域最高荣誉奖,它几乎囊括了20世纪以来科学技术最具原创的重大成果和突破进展。

正是由于它的颁发与现代科技发展相伴而行,人们可以从中管窥现代科学研究的主要特点与趋势,并回答一个我们最关心的问题:如何促进诺贝尔奖级别的重大原创成果的产出。

国内外学者对于诺贝尔奖的研究有个一致的发现,诺奖级的创新,越来越频繁地出现在各门学科的接合处,那里的知识更容易扩散,研究的兴奋度最为强烈。诺贝尔奖正在不断强化它的跨界色彩。

诺奖得主中的跨界高手

霍金曾说:“21世纪将是复杂科学的世纪。”随着2021年诺贝尔物理学奖的揭晓,三位科学家因复杂系统研究贡献而获奖,这一年轻又充满争议的“复杂科学”领域进入了更多人的视野。跨学科是复杂科学研究最重要的特征,它正是为了适应自然与社会的内在复杂而诞生。而在这一领域驰骋的科学家们,无一不是既在一个学科纵向深耕,又在多个学科间横向迁移。

2020年,数学物理学家罗杰·彭罗斯因在黑洞领域的研究工作获得诺贝尔物理学奖。好奇心爆棚的他被誉为“理论物理学的巨人”,他的贡献跨越了数学和物理学的许多领域。他把各种复杂的数学技巧引入了物理学研究的多个分支,提供了完全不同的研究思维方式。

2017年的诺贝尔化学奖授予了冷冻电镜技术的三位开创者,其中约阿希姆·弗兰克作为生物物理学家获得化学奖尤为引人瞩目。

但熟悉诺奖历史的人知道,像弗兰克这样,从物理学进入生命科学研究领域获奖的不胜枚举。比如,因建立DNA双螺旋结构模型而获1962年生理学或医学奖的弗朗西斯·克里克和莫里斯·威尔金斯;因提出测定DNA中核苷酸顺序的方法而获得1980年化学奖的沃尔特·吉尔伯特;因建立晶体电子显微技术、测定核酸—蛋白质复合体结构而获得1982年化学奖的阿龙·克卢格;因确定细菌光合作用反应中心的三维结构而获得1988年化学奖的约翰·戴森霍弗,等等。

诺奖更青睐跨界成果

诺贝尔奖的跨界色彩,并非人们的直观感受,有不少对诺贝尔自然科学奖颁奖的统计分析证明了这一点。

据统计,从1901年到2008年授予的356项诺贝尔自然科学奖的奖项中,交叉研究成果共有185项,占52.0%。在不同的时段(1901~1920年,1921~1940年,1941~1960年,1961~1980年,1981~2000年,2001~2008年),交叉学科研究成果在颁奖项数中所占的百分比依次为32.0%、41.7%、54.0%、56.8%、61.1%、66.7%。诺贝尔自然科学奖获奖成果在20世纪50年代以前,大部分成果是属于单一学科的,而在50年代以后,大部分成果则是交叉的。

还有一项最新研究,利用1901~2020年诺贝尔生理学或医学奖获得者的获奖成果(论文)及其参考文献相关数据识别诺贝尔获奖成果在跨学科方面的趋势和特征,结果发现,20世纪40年代及之前、20世纪50~70年代、20世纪80年代及之后,成果篇均参考文献量分别约为12篇、25篇、38篇,成果参考文献篇均涉及学科量分别约为5个、7个、11个。获奖成果整合的知识数量和学科种类都呈现不断上升的趋势。

更多研究发现,诺奖科学家的代表论文常常具有显著的跨界特质,它们的特点就是能很好地将互不相干和主题各异的科研论文相关联。诺贝尔奖得主在践行“科学中介”角色方面表现出了独特的能力,填补了研究网络中现有的结构漏洞。

不仅如此,通过考察那些获奖科学家的知识背景,研究者发现,他们大多拥有广泛的兴趣爱好,具有多学科融通交叉的知识和理论背景。

“不株守一隅,以自己的专业知识作为扭结,建立一个适应较大并能在广大范围内左右驰骋的知识之网,是诺贝尔奖得主成功的显著特点之一。”复旦大学哲学学院教授陈其荣在《诺贝尔自然科学奖与跨学科研究》一文中指出。

打破“壁垒森严”的现代学科体系

诺贝尔奖120年的历史凸显了一个事实,自然科学越来越显示出学科交叉的发展趋势。现代科学技术的重大突破,新的生长点和新学科的产生,往往是在不同学科彼此交叉和相互渗透的过程中形成的。跨学科或者说交叉学科研究对于人们取得科学技术的原创成果和突破进展的意义重大,我们对它的需求比过去任何时候都更为强烈。

然而,跨学科研究看似“无所不在”,实则很容易与多学科研究产生混淆。多学科研究仅仅是将学科视野并置来理解问题,不同领域的专家就共同关心的某个问题自说自话。

跨学科研究的本质,在陈其荣看来,是要跨越不同“范式”之间的边界或“范式”之间转换,它是以打破狭隘的学科间的门户壁垒与学科偏见为前提的。

美国国家科学院在《促进跨学科研究》(2005)中解释,“不只是将两门学科粘在一起来制造一个产品,而是思想和方法的整合、综合,这样的研究才真正是跨学科研究”。

打破学科的界限、形成多元文化的教育背景是促进跨学科研究的重要条件。即便是在交叉学科比较盛行的美国高校,要让“壁垒森严”的现代学科体系完成真正的变革,也非一帆风顺。

美国得克萨斯大学教授艾伦·雷普克在《如何进行跨学科研究》一书中谈到,根本原因是大学管理机构缺少对交叉学科的“系统化落实”。“大学往往把交叉学科视为一种趋势,而不是真正的变革,结果就以零碎、缺乏条理、凑合的方式进行跨学科工作,而不是视之为全面、彻头彻尾的改革。”

我国跨学科交叉科研机构由于发展时间更短,导致目前在高校内仍存在不少问题。清华大学科研院的一项研究指出,高校促进跨学科交叉的评价机制和考核激励机制尚未完全建立;院系对于鼓励教师跨院系兼职和跨学科交叉研究工作动力不足;资源配置方式的改革仍须进一步探索;教师跨院系兼职管理制度还未能得到广泛应用;交叉学科相关学生培养机制尚未健全;重大项目推进机制仍在形成过程中。

在这种现状下,国内要想在复合型人才培养和交叉学科领域取得突破进展,任重而道远。(记者 胡珉琦)

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