跨学科成解决气候变化等棘手问题有效途径

照片来源:自然

筹集4000万美元绝不是一件小事。西奥多·布朗知道他的计划可能特别难以接受。20世纪80年代，作为伊利诺伊大学负责研究管理的副总裁，布朗承担了为阿诺德·贝克曼(Arnold Beckman)募集大笔捐款的任务。阿诺德·贝克曼是该大学的校友、富有的化学家和企业家。布朗当时犹豫了。他认为大学应该主要由国家资助。因此，他决定设计一个前所未有的项目。

1983年，他和他的同事提议建立一个研究所，但该研究所没有机会从传统渠道获得资金。它定义了对许多现代大学强大学科界限的“蔑视”，聚集了不同部门的成员，并引导他们加入共同的项目。布朗认为这将有助于大学教师处理更大的科学和社会问题。

“目前，真正具有挑战性和值得研究的问题非常复杂，需要复杂的设备和知识工具。”他说，“传统的大学教师结构不利于合作和跨学科工作。”这可能是发展跨学科研究的最早努力。现在，跨学科研究几乎席卷了全世界的大学。

在日前举行的第二届全球重大挑战论坛上，与会专家表示，当前世界面临资源短缺、环境污染、气候异常、灾害和疫情频发等严峻挑战。这需要许多领域和学科的协调合作。

英国皇家工程学院院长安·多里安(Dame An Dorian)在演讲中表示:“面对全球挑战，最重要的是我们应该用创新的理念打破各种学科的界限。同时，我们也希望在工程、社会和科学领域有更多的参与，并建立一支强大的跨学科团队来应对全球挑战。”

艰难的开始

新项目的开发从来都不容易。尽管那时布朗并不完全是一个人——几乎与此同时，新墨西哥州成立了跨学科的圣达菲研究所，但他的提议遇到了巨大的障碍。院长担心他们的员工和资金会被拿走。一些同事嘲笑布朗提议为研究生提供开放的办公空间进行交流:噪音会让严肃的工作变得不可能。甚至一位著名的物理学家也说过，“跨学科研究是为那些在他们的领域不够好的人准备的。”

但是贝克曼喜欢这个主意，并承诺捐助4000万美元。几年后，29000平方米的贝克曼先进科学技术研究所诞生了。布朗成为第一任导演。很快，该研究所得到了国防部和国家科学基金会的大量资助。当布朗于1993年离开学院时，其他重点大学也派代表去学习经验。贝克曼研究所也取得了许多显著的成果，包括帮助创建了第一个图形浏览器。

自贝克曼研究所成立以来，跨学科研究模式已经开始向全世界传播，并开始克服专业化趋势，这是二战以来的主流科学模式。跨学科研究机构在美国、欧洲、日本、中国、澳大利亚等国家发展迅速。研究人员正在共同努力解决气候变化、可持续发展和公共卫生等问题。"世界问题不是学科内部的问题."致力于跨学科研究的北卡罗来纳大学教育心理学家莎伦·德里说:“我们必须促进不同技能和经验的人的融合。没有人有能力解决人类面临的所有问题。”

尽管如此，跨学科研究的支持者仍然认为理解的速度太慢，跨学科研究人员在资助申请、推广和向*期刊提交论文方面面临巨大困难。科学家说，在许多方面，这种趋势只是一个流行的标签。“进入跨学科领域有着巨大的推动力，但在实际进行研究时仍然存在障碍。”明尼苏达大学的生物工程师大卫·伍德说。

历史演变

将学术研究分成独立类别的想法可以追溯到柏拉图和亚里士多德。在16世纪，像弗朗西斯·培根这样的哲学家开始为知识的碎片化而哀悼。

快速发展的科学面临的一个问题是，跨越学科界限的信息太多，人们无法掌握。德国比勒菲尔德大学的科学历史学家彼得·魏格特说，卡尔·林奈的分类学专著《自然系统》就是一个例子:将1735年的第一版和1768年的最后一版进行比较，可以发现目录已经从10页扩大到2300页。

19世纪，现代大学的学科边界在二战后开始生根并迅速发展。"当大学开始呈指数增长时，更多的系被创建了."加拿大蒙特利尔大学的信息科学家Vincent Larivière说。魏格特说，美国和苏联之间的紧张关系在当时也发挥了作用。苏联*提出了一个致力于解决社会问题的研究大纲，例如促进农业生产和确保粮食安全。美国*强调基础研究应该打破束缚。尽管与应用研究相比，基础研究并不强调学科，但它也不对跨学科研究施加压力。

从那以后，学科被反复细分。例如，生物学开始被分为植物学和动物学。然后是进化生物学、分子生物学、微生物学、生物化学和生物工程。去年年底，宾夕法尼亚大学社会学家杰里·雅各布斯粗略计算了密歇根州立大学生物相关系的数量:将近40个。

因此，在众多学科的条件下，“跨学科”一词出现了。最早的引文出现在1937年12月的《牛津英语词典》中。但是当时，一些人认为这个词被过度使用了。在那一年提交给美国社会科学研究委员会的一份报告中，芝加哥大学的一位社会学家说，“跨学科”一词属于其他“未经仔细研究的俏皮话和口号”

然而，拉里维埃说，作为一个学术运动，跨学科在20世纪70年代变得流行，并继续发展。美国也开始将其重点从基础研究和科学*转移到无法用单一学科解决的社会问题，如环境保护。

美国并不孤单:1994年，瑞典研究计划与合作委员会支持出版了一本有影响力的书《知识的新生产》，并预测未来社会相关问题的科学解决方案将需要越来越多的跨学科研究。拉里维埃说，这本书对欧盟第五个框架计划产生了重要影响。该计划强调跨学科和以问题为导向的研究。

很快，跨学科研究机构在世界各地成立，每个机构都有自己独特的结构和目标。例如，圣达菲研究所是首批跨学科研究机构之一，成立于1984年，致力于高等数学和计算机技术在一系列学科中的应用。

尽管发展迅速，跨学科研究人员仍然面临着与布朗相同的障碍。1998年，斯坦福大学化学家理查德·扎雷亚帮助建立了跨学科研究所Bio-X。但一位有影响力的同事建议他不要将实验室迁至Bio-X。因为这样做会使扎雷亚与化学系分离，从而削弱该系的实力。

但是到了2004年，人们对跨学科研究的兴趣加深了。国家科学院发布了一份名为“促进跨学科研究”的报告。该报告建议学院和大学降低门槛，以便更灵活地分配资金，从而分摊跨学科成本。

一起工作

对于跨学科项目或研究机构来说，转型并不容易。英国跨学科研究顾问劳拉·米格尔(Laura Meagher)指出，最常见的错误之一是低估了完成跨学科研究所需的责任感和人际关系的深度。“人们不知道建立关系需要时间。”她说。

她指出，当从上到下促进合作时，可能会失去对人际关系的一些关注，从而导致项目受挫。爱丁堡大学的社会和政治科学家马克·温斯凯尔说，致力于可持续能源研究的英国能源研究中心见证了跨学科关系的脆弱。该中心的第一个五年计划取得了良好的效果，但下一个五年计划令人失望。

Winskel的调查发现，UKERC的结构已经发生了变化，成为一个更广泛的研究群体，打破了已建立的长期关系。“我们已经成为一个有更多学者和学科的社区。这也意味着约束力的降低。”他说。从2014年开始的第三阶段开始，英国能源研究中心已从这一经验中吸取教训，并努力建立更稳定的合作关系。

威斯康星大学麦迪逊分校的社会心理学家托马斯·赫伯林说，社会学家通常特别面临缺乏凝聚力的问题。当赞助者强调研究的社会影响时，社会学家通常被要求评估一个项目的更广泛的影响。他说，当一个社会学家被要求通过勾选一个表格而不是真正承诺合作来加入一个项目时，结果是显而易见的。

几项英国调查发现，社会学家比其他学科更不愿意参与跨学科项目。赫柏林说，绊脚石是自然科学的霸权。"这种不平衡破坏了我们的合作。"他说。

然而，跨学科研究取得了很大进展。布朗说贝克曼研究所的跨学科研究是成功的。该中心将继续吸引杰出的科学家和大量资金。“事情在不断变化。现在人们开始关注大问题。如果你想解决大问题，你需要跨学科。”他说。

(张张)

中国科学新闻(2015-09-21第三版国际版)

阅读更多

《自然》杂志的相关报道