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Nature:如何解决世界上最大的难题?

摘要 : 筹集4000万美元从来不是件小事,Theodore Brown知道自己的计划可能尤其难让人接受。作为上世纪80年代美国伊利诺伊大学负责研究管理的副校长,Brown承担了向该校校友、富裕化学家和企业家Arnold Beckman招募大笔捐助的任务。当时Brown十分踌躇,他认为大学的经费应当主要来自该州,于是,他决定设计一个之前从未有过的项目。

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筹集4000万美元从来不是件小事,Theodore Brown知道自己的计划可能尤其难让人接受。作为上世纪80年代美国伊利诺伊大学负责研究管理的副校长,Brown承担了向该校校友、富裕化学家和企业家Arnold Beckman招募大笔捐助的任务。当时Brown十分踌躇,他认为大学的经费应当主要来自该州,于是,他决定设计一个之前从未有过的项目。

1983年,他和同事提议建立一个研究所,但该机构没有任何机会从常规渠道获得经费。它将“藐视”定义许多现代大学的强大学科界限,将不同学部的成员集合起来,引导他们共同投身于公用项目。Brown认为,这将有助于大学教员处理更大的科学和社会问题。

“目前,那些真正具有挑战性、值得研究的问题是复杂的,需要尖端设备和知识工具。”他说,“传统的大学院系结构并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了。而现在,跨学科研究已经几乎横扫了全世界的大学。

在日前举行的第二届全球重大挑战论坛上,与会专家表示,当前全球面临资源短缺、环境污染、气候异常、灾害疫情频发等诸多严峻挑战,需要多领域、多学科协同配合。

英国皇家工程院院长达姆·安·道林在致辞中表示:“面对全球挑战,最重要的一点是我们要以创新的思路打破各学科的边界,我们也同时希望在工程界、社会界以及科学界有更多的参与,要打造一个强有力的跨学科团队应对全球的挑战。”

艰难起步

新项目的发展从来都难以一帆风顺。尽管当时Brown并不完全孤单——几乎同一时间新墨西哥州成立了跨学科Santa Fe研究所,但他的建议遇到了极大障碍。系主任担忧他们的职员和经费将被夺走。一些同事嘲笑Brown的建议只是为研究生提供便于交流的开放办公空间:喧闹将使得严肃工作无法进行。甚至一位知名物理学家表示,“跨学科研究是为那些在自己领域不够优秀的人准备的”。

但Beckman喜欢这个主意,并承诺出资4000万美元。几年后,这个占地2.9万平方米的贝克曼先进科学和技术研究所诞生。Brown出任第一任所长。很快,该研究所获得来自国防部和国家科学基金会等单位的大笔资助。到1993年Brown离开该所时,其他重点大学也派代表前来学习经验。贝克曼研究所也取得了许多令人瞩目的成果,其中包括帮助创立首个图形浏览器。

自贝克曼研究所创立以来,跨学科研究模型开始扩展到全世界,开始战胜二战以来的主流科学模式——专门化趋势。交叉学科研究所在美国、欧洲、日本、中国和澳大利亚等国家迅速发展。研究人员携手致力于解决气候变化、可持续发展和公共健康等议题。“世界性问题并非学科内问题。”致力于研究跨学科问题的北卡罗来纳大学教育心理学家Sharon Derry说,“我们必须推动具有不同技能和经验的人联合起来。没有人具备解决人类目前所面临问题的所有能力。”

虽然如此,跨学科研究的支持者依然表示,理解速度过于缓慢了,交叉学科研究者在经费申请、升职和向顶级期刊递交论文等方面面临巨大困难。科学家表示,在许多方面,该趋势只不过是一个流行标签。“有一个巨大的推动力让你进入跨学科领域,但实际作研究时,仍然存在障碍。”明尼苏达大学生物工程师David Wood说。

历史沿革

将学术研究区分成离散范畴的理念,可以追溯到柏拉图和亚里士多德时期,到16世纪,Francis Bacon等哲学家开始为知识的碎片化表示哀悼。

快速发展的科学面临的一个问题是:有太多信息跨越一个人所能掌握的学科界限。德国比勒菲尔德大学科学史学家Peter Weingart表示,Carl Linnaeus的分类学专著《自然系统》就是一个例子:对比1735年的第一版和1768年的最后一版可以发现,目录从10页扩展到2300页。

19世纪,现代大学的学科边界开始生根发芽,二战之后开始飞速发展。“当大学开始指数级膨胀后,也产生了更多学系。”加拿大蒙特利尔大学信息学家Vincent Larivière说。Weingart表示,当时美国和苏联的紧张关系也起了一部分作用。苏联政府提出了一个研究纲要,致力于解决社会问题,例如促进农业生产保障粮食安全。而美国政府则强调基础研究应打破束缚。尽管与应用研究相比,基础研究并不强调学科,但同样也不会对跨学科产生压力。

之后,学科被反复细分。例如,生物学开始被分成植物学和动物学,然后又出现了进化生物学、分子生物学、微生物学、生物化学和生物工程学等。去年年底,宾夕法尼亚大学社会学家Jerry Jacobs粗略计算了密歇根州立大学生物相关学系的数量:近40个。

于是,在学科林立的情况下,“跨学科”一词出现。最早的引用出现在1937年12月的《牛津英语词典》。但在当时,一些人认为这个词被过度使用了。在当年递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表示,“跨学科”一词属于其他“未经谨慎检查的妙句和口号”。

不过,Larivière表示,作为一项学术运动,跨学科在上世纪70年代开始流行,并不断发展。美国也开始将焦点从基础研究和科学自由,逐步向无法靠单一学科解决的社会问题倾斜,例如环境保护。

美国并不孤单:1994年,瑞典研究规划和合作委员会支持出版了一本极具影响力的书——《知识的新生产》,并预测,未来科学解决社会相关问题将需要越来越多的跨学科。Larivière表示,该书对欧盟第五框架计划产生了重要影响。该计划强调跨学科和问题导向研究。

很快,全世界范围内跨学科研究所不断成立,每个都有独特的结构和目标。例如,首批跨学科研究所之一的Santa Fe研究所成立于1984年,致力于一系列学科中的先进数学和计算机技术应用。

即便发展势头迅猛,跨学科研究人员仍面临着与Brown相同的障碍。1998年,斯坦福大学化学家Richard Zare帮助建立了跨学科研究所Bio-X。但是一位颇有影响力的同事劝告他不要将自己的实验室搬到Bio-X。因为这样做会让Zare脱离化学系,这会削弱该系的实力。

但到2004年,人们对跨学科研究的兴趣不断加深,美国国家科学院发布了一份名为《促进跨学科研究》的报告。该报告建议院校降低门槛,以便经费可以更加灵活分配,这样跨学科的费用将能被分担。

携手努力

对于涉及跨学科的项目或研究所而言,转型并非易事。英国跨学科研究指导顾问Laura Meagher指出,其中最常见的一个错误是,低估了完成跨学科研究所需的责任和人际关系的深度。“人们不清楚需要花费时间建立相互关系。”

她指出,当自上而下推动合作时,一些对于人际关系的关注可能会丧失,从而导致项目受挫。爱丁堡大学社会和政治学家Mark Winskel表示,致力于可持续能源研究的英国能源研究中心(UKERC)曾见证了跨学科间的关系有多脆弱。该中心第一个5年计划获得不错的成绩,但下一个5年计划却令人失望。

Winskel调查后发现,UKERC的结构发生了变化,变成了一个更广泛的研究群落,并打破了已建立的长期关系。“我们变成更多学者和学科的群落。这也意味着结合力的降低。”他说。UKERC从中吸取了经验,并从2014年启动的第三阶段开始,努力建立更稳定的合作关系。

威斯康星—麦迪逊大学社会心理学家Thomas Heberlein表示,通常,社会学家尤其面临结合力缺乏的问题。当资助者强调该研究的社会影响时,社会学家通常被要求评估一个项目更广泛的影响。他表示,当一个社会学家被要求以在表格上打钩的方式——而非有真正合作承诺——加入到一个项目中时,结果显而易见。

数个英国调查都发现,与其他学科相比,社会学家更不愿意参加跨学科项目。Heberlein表示,一个绊脚石是自然科学的霸权地位。“这种不平衡破坏了彼此的合作。”

无论如何,跨学科研究仍取得了长足进步。Brown表示,贝克曼研究所的跨学科研究取得成功。该中心将继续吸引卓越科学家和大笔经费。“事情在不断变化,现在人们关注大问题,如果要解决大问题,你将需要跨学科。”

原文链接:How to solve the world's biggest problems

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