跨学科的新感受

A new sense of interdisciplinary research

都世民（Du Shimin）

为什么要跨学科？

在文革期间，不少人都下放到南方军队农场，当时我被留下抓革命促生产。由二院副院长宋健秘密下达任务，参加核效应试验。由此我开始了第一次跨学科研究。首先我要学习原子弹爆炸的核效应：光辐射和冲击波。雷达在核爆中承受什么样的核效应？如何自动化测量？测量什么参数？用什么方法？雷达如何加固？这一切与我原先工作相差很远。这是服从国家需要的跨学科研究。历时两年半。

第二次跨学科是因为查阅资料，发现在电磁兼容学科，宽频带天线作为测量工具和标准。而且由频域特性转化为时域特性。这个学科对宽频带天线的研究比天线学科反而早。这次跨学科是边缘学科交叉概念。历时很多年。

第三次跨学科是因为科普创作。要写科普文章和科普书必须收集大量科技新信息，当时没有电脑，只能剪报收集。这些信息有大量学科交叉。

第四次跨学科是因为家人患神经方面疾病，导致我上网搜索，发现说法不一。好多问题无定论。导致我对这方面的兴趣。

跨学科研究的目标

如今跨学科研究的目标有三方面：

—是学习生物医学有关神经性疾病的研究方法、结果，进行对比，寻找结论差异的原因；二是寻找与自己知识面的关联；

三是用自己学科知识分析生物医学学科问题。

原来以为跨学科是夲学科边界。这边界如何产生的呢？是学科横向发展导致的。例如，新材料的岀现是边缘学科产生，玻璃纤维、超导材料、人工电磁材料等。另外新分析方法：矩量法、时域有限差分法、GTD法、球面波展开法等。新的测试仪器和测量方法出现，例如近场测量。

这些边缘学科产生，是学习其它学科为夲学科所用。同时也用夲学科新进展促进边缘学科的发展。

前沿跨学科研究的新感受

近几年来，因为退休，免除了一切结点考核和年终考核。与报表和会议远离，与金钱和名利脱钩了。这么一来也就不存在＂跨学科就是不务正业之嫌＂。搞科研得专心致志，围绕目标要随心而做。也就是做点自己想做的研究。

笔者进入生物医学领域，最大感受是生命科学与脑科学熟轻熟重？到底是复杂系统问题，还是单—学科问题？人脑与机脑是一回事吗？到底是人脑改变机脑，还是机脑改变人脑？现在生命科学的研究是否是以信息为主要目标，信息应该来自六感官：眼、耳、鼻、舌、身、意，而意识必须有感官信息为前提。视觉感官系统是生命科学研究的主要信息来源。对这方面研究涉及诸多学科前沿：

1）人的眼球是水晶体。是变折射率透镜。这是新学科---微小光学研究成果。

2）龙伯透镜是变折射率球体透镜，这种透镜在一百多年前，电磁之父麦克斯韦就曾研究鱼眼之谜和色感之谜。如今通信天线使用频段向毫米波发展，龙伯透镜天线正成为宽角、宽频带扫描天线优选型式。随着波长缩短，激光和太赫兹频段电扫描天线也会选用龙伯透镜天线型式。但是目前还是局限于球面透镜天线，扫描时只考虑移动饋源，未曾见到转动球体透镜实现宽角电扫。

3）生物学将视网膜微纳化、细胞化、分子化。在微纳层面获得很多成果。人眼的成像机制纵深发展。

4）人眼的成像机制是探索视觉感官系统运行机制的重要方面。现在成像有`多种方式，这些方式与人眼成像机制是不同的。

5）太赫兹频段（0.1THz--10THz)在近些年发展很快，而且涉及诸多学科。其潜在应用范围相当广泛。生物体对太赫兹的敏感效应，DNA、RNA、蛋白质等生物大分子旋转及振动能級与太赫兹频段有关联，可以对生物大分子的结构、性质进行分析鉴定，乃至精确操控和调节，不仅可以获得目标样品信息，还可以进行成分分析。另外，由于太赫兹波有—定穿透深度，并且有较高的时间分辨率和灵敏度，信噪比高，频带极宽，所用的照射能量只有x射线的百万分之一，不会给生物组织产生有害电离影响，在生物成像方面也很安全，这给生物医学研究带来新动力。

6）电磁波对人体影响的研究已经进行了好多年，特别是微波频段，例如雷达、通信设备的辐射，也包括手机及可穿戴电子设备对人体的影响，例如对生殖器官、大脑的影响，会不会致癌，没有定论。这个问题与太赫兹频段检测、成像有关联。

7）高能武器的研制和投入使用，必然涉及人和生物被辐照带来的伤害，例如高能激光武器。将来太赫兹频段研究会紧密关联生物效应。势必导致新武器的研制。

8）太赫兹频段研究是经典电磁学延伸，频谱更高端。研究对象涉及微纳层面，但是又为多层面链接搭建了桥梁。笔者是无线电系毕业，学习太赫兹频段相关问题似乎又转回到自己所学的专业知识。也就是说，在自然科学前沿，多学科知识是相互关联和贯通。

9）上述情况却表明大学学习贵在基础课，在分专业之前，一定要重视专业基础课学习。过去的无线电系课程比现在分专业的基础课面要宽，大量的新知识是不断更新，永无止境，应该在工作岗位上学习。

10）从科研角度，是以脑科学还是以生命科学组建研制队伍，领军人选成为关键。研制机构配置也不相同，人员从事专业配置也不相同。如果不是统一管理，在资金、人员专业配置、计划攻关都不相同。加上我们国家有中医悠久历史，发扬中医系统观和中药的丰富资源，按西方国家研究机构配置是走不出自己的道路。所谓＂接轨＂的说法与＂西化＂有共同属性。是走不岀自己道路，两弹一星研究模式还是有现实意义。人才要引进，也要自己培养，靠金钱和名利去挖人才不长远，因为这样做会导致挖墙角岀现，也会有人岀更高价，引入的人才还会离开，可能成为一些人登高的踏板，也不一定是真人才。

综上所述，自然科学多学科前沿的研究有贯通和碰撞的可能。怎样整合有利于多学科协同发展，是值得我们深思的大问题，希望有关部门关注。