《中国科学报》2024年11月26日（马永红 张晓会）报道：
成功的学科交叉“奇点”哪里来
■马永红 张晓会
当下，高校的学科交叉发展和学科共融共生成为大势所趋。但正如英国学者迈克尔·吉本斯提出的，学科交叉被广泛认为是积极的，所有人都相信只要努力追求，就可以实现学科交叉，但最终实现的只是多学科的简单叠加。
吉本斯所言一语成谶，我国高校在学科交叉建设的过程中，学科假交叉、不愿交叉和交叉同质化等问题逐渐显露。
“假交叉”“表面交叉”
目前高校学科交叉效果之所以不理想，主要存在以下问题。
一是同质化问题。当下高校对学科交叉的探索热情日益高涨，但同质化问题也浮出水面，尤其在热点领域，高校在学科交叉建设模式上过于同质化。学科交叉模式可分为向外辐射模式（新技术相关学科和基础学科为其他学科提供技术或理论支撑）、汇聚模式（基于问题，以某学科为中心，汇聚不同学科进行交叉）和自由探索模式（类似学术沙龙，在不同学科“闲谈”中迸发灵感，有利于重大创新突破）。高校可根据自身发展情况，选择适合的发展模式，但考虑到原始创新，应鼓励采取向外辐射模式和自由探索模式。
同质化还表现为重复建设“热点交叉学科”，即各高校重复或模仿建设有研究基础、发展前景好的交叉学科，一些“稚嫩”且非热点的交叉学科或项目受到冷落。
二是“假交叉”“表面交叉”问题。某些高校为了迎合大趋势和标新立异，出现了拍拍脑袋就进行学科交叉的情况，即为了交叉而交叉，或为了申请项目而交叉。比如，某高校虽设置了学科交叉中心相关平台网站，但网站运营的实际内容与学科交叉不符合。如今，学科交叉俨然成为课题申报的重要风向标，某些高校为了申请项目，有意制造学科交叉的假象，申请完项目，学科交叉便被抛弃。
三是不愿意交叉。在我国，高校办学资源短缺是一个普遍现象。各学科面临有限的资源，害怕自身资源被抢夺，为保住既有利益，即使科学发展已出现交叉的迹象，但仍然不愿提交叉、促交叉。
如今，高校各学院在绩效导向下形成竞争关系，导致它们不愿共享资源。即使已进行交叉，跨院系合作的成果最后归属问题、利益分配不均衡问题也是各学院不愿意交叉的重要原因。即使已经加入交叉，很多教师仍会受传统学科思维的影响，产生“单兵作战”的现象。
在笔者看来，之所以出现以上问题，根源在于两个问题仍未明晰。其一，何谓学科交叉，与交叉学科有何不同？其二，学科交叉何为，如何进行学科交叉？
在我国高校，由于学科交叉属于新事物，高校对此缺乏经验，不知怎样进行学科交叉，主要表现为即使成立学科交叉中心后，仍找不到各学科合适的交叉点，故学科交叉没有依托载体，无从下手。
学科交叉不等于交叉学科
学科交叉不等于交叉学科，学科交叉的结果和最终走向也不必然就是交叉学科。
交叉学科是学科交叉催生的阶段性成果，初期可能会因本身可持续发展能力不高而消失，但也可能不断迭代和叠加，最终形成新学科。不过，学科交叉却永不停止。比如，X学科和Y学科进行交叉，形成XY交叉学科，后续发展中，XY交叉学科很容易陷入传统学科组织建制式发展。建立XY交叉学科不是最终目的，即便成为交叉学科后，仍要不断进行交叉。因此，学科交叉远比交叉学科更重要。
而且，交叉学科最大的优势在于“交叉”，其一旦建立，则说明内部已经形成了一套相对成熟的科研范式，这在目前来看确实是一件“好事”。但交叉学科不同于传统学科，它是一门永远在交叉的学科，只有不断与各种学科连续交叉，方能体现其活力和生命力。因此，我们更应提倡“交叉中的交叉学科”或“学科永远在交叉”。
以生物医学工程为例。该学科在国内的发展起步于上世纪80年代，主要源于工科院校的信息技术类专业和力学专业。同时，一些医学院校在生物学、医学物理等相关学科基础上，相继开展生物医学工程专业教育，并建立了硕士和博士学位点。至此，生物医学工程成为一门具有明显交叉特征的交叉学科。
然而，这并不等于生物医学工程的学科交叉已经结束。相反，在后续的发展过程中，生物医学工程不仅与物理、材料学、信息工程等学科进一步交叉，更积极寻求与其他新学科的交叉，如人工智能（AI）+生物医学工程，使得医学手段得到质的提升。
学科交叉的“奇点”
学科交叉成功的关键在于找到不同学科间的适配性“嫁接点”，形成新的创新源点。学科交叉强调学科间的交互和横穿，而学科一旦进行交互，必然会产生重合点。该重合点正是各学科的交叉点，或称作学科交叉的“奇点”。
奇点原本是天体物理学术语，即一个既存在又不存在的点，也可以表示两个事物融合的某个奇妙时刻。学科交叉的奇点则指不同学科间奇妙的交叉融合时刻，其奇妙在于学科交叉的结果既可预期，也可未知，且交叉形成的奇点具有强大能量，可解决某个社会实践复杂问题或突破学科边界，形成新学科。
不同学科模式的交叉会形成不同形态的奇点，可以是几个学科交叉形成的平行节点，也可以是围绕某个问题链接各学科，形成网状拓扑结构。比如，X学科基于已存在问题链接其他学科，形成平行节点，交叉后的结果预期可知，即解决某个具体问题。一旦出现新问题， X学科又会在原有学科交叉的基础上链接新的学科交叉，如此往复，无限拉伸和链接。
同时，奇点也可以是几个学科交叉形成的突出节点，即各学科交叉后形成了新学科，或者几个学科交叉后形成的凹陷节点，即学科交叉后的去向属于未知状态，需要人为进行填充。比如，X学科进行自由探索，并无预期目的和问题，但在自由探索过程中，X学科与其他学科可能的交叉点被发现，但这个交叉点处于凹陷状态（空洞状态），交叉后的结果未知，即不为某一问题去交叉，也不知未来发展如何。此时，就需要人为填充凹陷，即利用可能的交叉点，尝试解决已知问题或未来可能会出现的问题，进行原始创新。
学科交叉的奇点在于“问题”。学科交叉成功的关键在于找到合适且可发展的交叉奇点。否则，学科交叉将难以进行。比如，某高校为促进交叉，联合各学院成立学部，但因各学院并未找到合适的交叉点，只是简单地排列组合，未达到“1+1>2”的效果，反而因资源问题导致合作变为恶意竞争。
从目前学科交叉的建设看，学科交叉被赋予“对社会需求和问题导向的敏感性和实用性”的重任。因此，成功的交叉奇点关键在于“问题”。
一是基于现实问题，将不同学科领域的知识汇聚、协同，解决复杂实践问题并产生新知识或新学科。比如，美国斯坦福大学的 Bio-X计划使命就是以解决生命科学中的现实问题为主旨，通过跨越学科间的界限促进发现、解决问题，创造新知识。
二是基于未来问题，运用学科交叉思维，利用知识资源共享优势，给予各学科知识最大延伸张力和知识嵌入机会，积极引发各学科对未来问题的预测并提前布局，取得重大创新突破。如今，我们以AI为基础，已经研发出以ChatGPT为代表的大语言模型，但我们不能满足于现状，而应站在更宽的科学尺度和人类文明发展高度上构想AI发展的下一步是什么，引导各学科对未来科学可能发生的问题进行预测，并提前布局。
学科交叉的奇点要“大”，要从“小交叉”迈向“大交叉”，从“近缘交叉”（自然科学、社会科学等科学部类内部的交叉）迈向“远缘交叉”（文理之间的大交叉）。当前，技术突破依赖于学科交叉，但大多是相近或相邻学科间的交叉，如集成电路科学与工程依托的是电子科学与技术、物理学等科学部类内部的交叉。
毋庸置疑，近缘交叉确实破解了专业难题，在创新上也有一定突破。但一旦涉及原始创新或重大突破，近缘交叉是受限的。因此，我们要在更大、更宽的科学尺度上考虑大交叉。
大交叉实现重大突破的现实也证明了这一观点。比如，计算机、数学、脑科学等相关近缘学科的交叉，便形成了具有明显交叉特征的AI学科，AI在应用的基础上寻求文理之间的大跨界碰撞，实现了重大创新突破。如中央音乐学院开启“AI+音乐”跨界融合、中央戏剧学院创新融合“AI+戏剧”，共同探索未来音乐和戏剧的无限可能。“AI+音乐”及“AI+戏剧”诠释了科学和艺术的完美结合，未来极有可能突破学科边界或出现新学科。
最后，我们应为“学科交叉奇点”营造和谐共生的良好学科生态。奇点成功的前提是要促进交叉、鼓励交叉，要适当倾斜，并不断优化资源配置，扭转各学科间的对立态势，从“对立竞争”转向“合作共享”。
（作者单位：北京航空航天大学人文社会科学学院，本文为国家社会科学基金重大项目“科技自立自强背景下高校有组织科研研究〈VIA230005〉”阶段性成果）
媒体链接：https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2024/11/382158.shtm?id=382158
编辑：贾爱平
