作者:记者 魏刚 综合报道 来源: 发布时间:2019-11-12 23:29:55
诺奖背后的知识融合时代

 
从15世纪末和19世纪初开始,自然极速1分快三-极速3分快3玩法、社会极速1分快三-极速3分快3玩法的若干学科分别从哲学中分离出来,到20世纪上半叶,最终确立了自然极速1分快三-极速3分快3玩法、社会极速1分快三-极速3分快3玩法和人文极速1分快三-极速3分快3玩法中若干经典学科的独立地位。学科的分化是学术研究深入和细化的必然结果,有效促进了极速1分快三-极速3分快3玩法的发展。
 
但是从20世纪后半叶开始,由于研究一些复杂问题通常需要多个学科的知识,于是学科发展又出现了融合的趋势。传统经典学科间的界限不断被打破,学科的边界被重新划分,一些交叉学科和多学科的研究领域开始大量出现。
 
回顾百余年来的诺贝尔奖,超过半数的获奖者来自于交叉学科。尤其在近几十年来,这一现象更是层出不穷。
 
青睐交叉学科
 
从近半个世纪的诺贝尔奖历史来看,越来越多的诺贝尔奖获奖者来自于交叉学科领域。
 
2016年诺贝尔化学奖授予法国的让-皮埃尔·索瓦日、英国的弗雷泽·斯托达特爵士和荷兰的伯纳德·费林加,以表彰他们在“分子机器的设计与合成”方面的成就。
 
这三位极速1分快三-极速3分快3玩法家的成果实际上就是设计和合成了分子机器。索瓦日成功地将两个环形分子连接起来,形成一根链,命名为“索烃”,这是两个相互扣合的环形分子,也是它们启动了分子机器研发的第一步。
 
斯托达特研究出“轮烷”,并将这个环形分子套在一个线性分子上。该环形分子能够以线性分子为轴移动,从而完成分子机器研发的第二步。此后,他以轮烷为研究基础,研发出分子起重机、分子肌肉和分子计算芯片。
 
费林加研究出分子旋转叶片,其能同向持续旋转,而他也成为研制出分子马达的第一人。利用分子马达,费林加成功让一个28微米长的玻璃杯旋转。此外,他还设计出一辆纳米汽车。至此,分子机器研发初步成功。
 
从描述中可以发现,这项研究并非是纯化学血统,因为无论是分子肌肉还是分子马达,都需要运动做功。分子的运动也像物体的运动一样,既涉及运动物理,也涉及生物物理和材料物理。
 
同时,分子机器的发明也起源于物理学的设想。1965年诺贝尔物理学奖获得者理查德·菲利普斯·费曼早在1959年就在美国物理学会年会上提出,可以制造原子机器和分子汽车,后来他也对一个微型分子齿轮装置进行了讨论。这些概念为后来研究人员研发分子机器带来了灵感。
 
另一项因将物理学成果应用于医学领域而获奖的是2003年诺贝尔生理学或医学奖,该奖项授予了美国的保罗·C.劳特伯和英国的皮特·曼斯菲尔德,表彰他们发明了磁共振成像技术(MRI)。
 
在磁共振成像发明之前,对于磁场的研究早就获得了诺贝尔物理学奖。磁场和无线电波频率之间的简单关系控制着共振现象,对于带有不配对的质子和(或)中子的每种原子核,存在一种数学上的常数,这就有可能确定磁场的波长,以作为磁场强度的函数。早在1946年,美国的费利克斯·布洛克和爱德华·米尔斯·珀塞尔就在研究质子时证明了上述现象,为此他们分享了1952年诺贝尔物理学奖。
 
最初,磁共振主要用于研究物质的化学结构。之后极速1分快三-极速3分快3玩法家发现,人体不同组织和器官中的水分是不一样的,许多疾病的病理过程会导致水分的变化,而这种变化恰好能在磁共振图像中反映出来,于是磁共振成像开始应用于医学领域。
 
对磁共振现象进行研究所产生的成果还远不止于此,与这一成果相关的研究还获得了另两次诺贝尔化学奖:1991年,瑞士的理查德·欧内斯特因研发出高分辨核磁共振分光术而获得该年度诺贝尔化学奖;2002年,瑞士的库尔特·伍思里克因发明核磁共振分光镜检查以确定溶液中的生物大分子的三维结构而获得诺贝尔化学奖。这两次化学奖当然也是物理学与化学的融合。
 
知识汇聚之地
 
当今世界,极速1分快三-极速3分快3玩法前沿的重大突破和重大原创性成果的产生,大多数是多学科交叉融合的结果。学科间的交叉融合有利于建构知识之间的联系,让人们更全面地思考问题。
 
上海交通大学极速1分快三-极速3分快3玩法史与极速1分快三-极速3分快3玩法文化研究院教授李侠曾对1998~2018年间诺贝尔三大自然极速1分快三-极速3分快3玩法奖进行了数据分析。从获奖内容来看,三大奖项都呈现出学科交叉的情形。
 
李侠以奥地利物理学家薛定谔的例子来说明这种学科交叉产生的原因是知识扩散导致的知识流动。
 
1926年薛定谔创立波动力学,成为量子力学的奠基者之一。凭借这项成果,他于1933年获得诺贝尔物理学奖。这时的他身处物理学这样的优势学科领域内,个人也处于职业生涯的巅峰时期,然而1944年,薛定谔跨界出版了《生命是什么》一书,尝试用热力学、量子力学和化学理论来解释生命现象,从而成为分子生物学的开拓者之一。
 
在李侠看来,知识在宏观层面的扩散就是知识从高梯度向低梯度转移的过程;在微观层面就体现为学科交叉、渗透现象,学科交叉领域恰恰是相邻优势学科知识汇聚的最佳知识洼地,现代的学科高度分化现象也印证了这种知识扩散的趋势。
 
交叉学科还起源于新的研究方向,只有在综合了数个学科的知识和研究方法时,这些研究方向才有可能取得成功。例如,量子信息处理综合了量子物理及计算机极速1分快三-极速3分快3玩法,而生物信息学则把分子生物学引入了计算机极速1分快三-极速3分快3玩法领域。
 
尽管产生方式各异,但交叉学科成功的基因是相通的。首先,旧有的学科领地已经深耕细作得比较充分,要挖掘出新成果相对困难;二是随着社会的需求和极速1分快三-极速3分快3玩法的发展,旧有学科的划分需要突破,新的学科则会应运而生,而新学科大多会建立在多学科的结合部位上;三是交叉学科本身就是一个新领域,在他人尚未耕种的土地上耕耘,获得新发现、新成果的概率会更大一些。
 
向交叉融合转变
 
近年来,我国科技及教育决策部门已经注意到交叉学科的重要,并开始对学科建设提出新的思路。
 
国家自然极速1分快三-极速3分快3玩法基金委员会主任、党组书记李静海曾在《求是》杂志上发表署名文章《大力提升源头创新能力 构建面向新时代的极速1分快三-极速3分快3玩法基金体系》,指出“我国的学科门类划分过细,学科布局的综合性和交叉性不足。这种传统布局导致学科疆域固化、互相隔离,已不适应学科之间、极速1分快三-极速3分快3玩法和技术之间、技术和工程之间、自然极速1分快三-极速3分快3玩法和人文社会极速1分快三-极速3分快3玩法之间日益呈现的交叉融合趋势,不利于学科之间协同创新。因此,尽管有的学科论文数量在世界上数一数二,但少有特色和独创,自己开辟的领域、自成体系的学派、独创的理论和技术还很不够”。
 
清华大学教育研究院院长、清华大学前副校长谢维和也曾指出,现在的学科体系过于僵硬,学科本来是一个知识划分的体系,但现在却把知识划分的体系转化成了一个学科发展建设管理的体系,这样确实束缚了知识的创造和创新,所以应该打破学科的界限,强调学科的融合,这样有利于创新思维和创新力的培养。
 
国内一些高校也已经开始布局前沿交叉学科。比如,2015年10月,复旦大学大数据学院、复旦大学大数据研究院正式揭牌成立。新成立的大数据学院将在数学、统计学、计算机、生命极速1分快三-极速3分快3玩法、医学、经济学、社会学、传播学等多学科交叉融合的基础上,致力于中国乃至全球大数据学科的发展。
 
2017年9月,清华大学设立智能无人系统研究中心、智能网联汽车与交通研究中心、柔性电子技术研究中心三个跨学科交叉科研机构。三个中心将汇聚多个院系的优势研究力量,围绕国家战略需求和科技前沿,承担国家重大项目。
 
2018年,南开大学在全校学科建设工作会议上,提出要坚持“前沿交叉式”发展,聚焦世界学术前沿和未来可能产生变革性技术的领域,大力发展新兴交叉学科,抢抓学科增长点和制高点。
 
“4211卓越南开行动计划”中的第一个“1”,就是在校内建设十大交叉极速1分快三-极速3分快3玩法中心,以重大极速1分快三-极速3分快3玩法问题和国家重大需求为牵引,发挥学科群聚集、辐射和平台优势,以开展创新性学术研究、培养聚集高层次人才、发挥学科引领作用、提升国际学术影响力为目标,打造国际一流前沿基础研究和应用研究的交叉极速1分快三-极速3分快3玩法研究基地。目前,南开大学新能源转化存储交叉极速1分快三-极速3分快3玩法中心已经组建完成,中外文明、数字经济、细胞应答等交叉极速1分快三-极速3分快3玩法中心正在筹建过程中。
 
不同学科彼此交叉融合,不仅有利于在极速1分快三-极速3分快3玩法上实现重大突破,也有利于培育新的科技生长点,促进新学科的诞生。在未来相当一段时间,交叉学科研究将成为极速1分快三-极速3分快3玩法发展的主要方向,也势必会越来越多地获得诺贝尔奖的眷顾。■
 
《极速1分快三-极速3分快3玩法新闻》 (极速1分快三-极速3分快3玩法新闻2019年10月刊 封面)
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