也谈学科交叉
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◇ 龙勉 当下,党和国家号召建设创新型国家,以自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来为指导方针,大幅提高科技创新能力,建设世界科技强国。创新的形式多种多样,学科交叉也是开展创新研究的途径之一。因从事力学与生物医学方面的交叉工作,我愿借此机会与有意从事交叉学科研究的同行和朋友分享点滴体会。 从事交叉学科工作需要不同学科的专业知识。闻道有先后,术业有专攻;每一位科技工作者自身的专长,源自于个人的教育经历和工作经验。多学习一门或数门其它学科的教科书也许不一定是难事,但克服专业语言障碍、逐步学以致用却需要工作的积累和时间的沉淀。以被誉为“现代生物力学之父”的冯元桢先生为例,冯先生于1948年在加州理工学院获得博士学位、并从事空气弹性力学和结构力学的教学和科研工作近20年。上世纪60年年代初,他有志于利用数理和工程方面的知识解决人体生理方面(肺、心、血液流动、软组织等)的力学和物理问题,并于1966年应聘至加州大学圣迭戈分校从事生物力学和生物工程教学和研究,随后创建生物工程系。冯先生在转向生物力学与生物工程领域之初,曾利用学术休假仔细研读了解剖学、生理学等方面的教科书,并在工作中长期与相关的生理学家保持密切的学术联系和合作。他在上世纪70年代末期回国讲学时谈到,生物力学研究者的生理学知识不应该低于外科大夫;细想起来,至今对有志于从事生物力学研究的青年学子仍有借鉴和参考价值。 交叉学科研究虽说大多是在不同学科的界面上开展工作,但并不是为交叉而交叉。冯元桢先生早期有一个关于肺泡血液流动的经典工作,这是一个关乎新陈代谢的重要生理问题,但仅靠生理学家难以对其进行定量描述;为此,冯先生从肺毛细血管的几何形态、血管弹性、血流流变特性等基础出发,结合理论模拟、力学测试和生物学实验等方法,建立了肺循环的压力-流量关系,提出了著名的肺泡血流的片流模型。他在上世纪70年代末期回国讲学的讲义中曾提到,这是工程科学的方法,也是生理学的方法;生物工程师可利用这些知识发展生物医学的实际应用,设计新的仪器、流程,开展药物筛选等。 从以上实例可以得到的启发是,交叉学科研究往往聚焦于采用单一学科知识难以甚至无法解决的问题。首先是选题是否重要,这不仅需要从自身的学科背景独立判断,而且还需要与所交叉学科的同行共同探讨;如此,既可规避选题时可能发生的“闭门造车”、又能保证工作的结果容易被所交叉科学的同行认可。其次是思路是否清晰,有利于从不同于生物医学的视角来求证或阐明所关注的问题,而不是重复所交叉科学同行能够独立完成的同类工作。再次是方法是否独特,能够充分利用自身学科特有的理论、计算和实验等手段和方法,增加对所关注问题的认识、拓展可能的应用。 千里之行始于足下。建设创新型国家任重而道远,我们每一个科技工作者能身临其中,既是幸运、也是责任。科技创新始终在路上,优势学科如此,交叉学科亦如此。愿我们都能尽一份绵薄之力。 |
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