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聊聊多学科交叉领域科学研究话题 精选

已有 2967 次阅读 2024-12-30 07:55 |系统分类:观点评述

聊聊多学科交叉领域科学研究话题

刘庆生

(中国地质大学,武汉)

    前些日子,科学网的网友通过编辑给我发来一个“关于如何快速地在一个全新的多学科交叉领域开展科学研究”问题。编辑要求500左右的简要回答。这个话题很有意义,因为,在当今科学技术快速发展时代,很多专业领域和职业都会不同程度地涉及多种自然科学与工程技术理论的相互交叉融合,从而产生了诸多新兴的科技领域与产业。所以,我想以我的经历与认知展开谈一下我对这个话题的粗浅认识。 。

“如何在一个全新领域快速开展科学研究”是一个涉及科学方法论的话题。面对一个“全新的交叉领域”问题的科学研究是一个拥有科学研究激情学者的科学研究理念与行为。正如我在博文“美国MIT原来这样牛,2013年1月16日科学网”中说“MIT教授们具有高度自律精神,高度钻研精神。科学研究只有最好,没有更好的科学价值观。它造就了MIT世界范围内诸多科技领先的品牌效应。显然,多学科交叉领域的科学研究为产生重大原创科技成果提供了机会。

先谈一点关于多学科交叉领域产生方面的话题。我从事数十年的地球物理学科就是一个典型的多学科交叉形成的新学科。它涉及物理学科+数学+地质学科基本知识的交叉融合。地球物理学科作为地球科学中的一门重要学科门类,其产生也只有100多年历史(以美国地球物理研究杂志-Journal of Geophysical Research)创刊算起,当然,相关的地球物理现象发现更早,例如我国古代四大发明之一的“指南针”就与地球磁场(地磁学)相关。我国1949年之前没有地球物理学科,1952年北京地质学院创办就开始招收地球物理学科专业学生。当年师资主要属于两大类:一类从欧美学习地球物理学科海归的老师,例如顾功叙先生就是学成归国的我国第一位地球物理勘探学家,还有傅承儀,翁文波等;第二类就是从北京大学,清华大学,厦门大学,中山大学等学校物理系毕业学生,例如北京大学(包括燕京大学,辅仁大学)物理系的薛琴舫,谭承泽,刘光鼎,厦门大学数理系的曾融生等。所以,要想成为一位卓越的地球物理学家就必须拥有雄厚的数学、物理与地质学科基础知识。只是地球物理学科涉及的物理知识与数学知识有一些相对侧重的特殊需求,例如物理学科的场论,数学学科的数理方程、线性代数、复变函数和泛函分析等。

关于“如何快速进入一个全新交叉领域”研究,我提出几点意见,供大家参考。

第一、当我们面临一个新的涉及多学科交叉研究领域问题的时候,例如我们想在一个新的交叉领域开展某个问题研究,首先需要学习这个交叉领域问题涉及的相关学科的核心基础知识。某种意义上,一个学者在新的交叉领域中相关问题研究成果水平取决与之相关学科核心基础知识的学习与掌握程度。这一点似乎比较容易理解。因为任何一个多学科交叉领域中的问题都会涉及相关学科的知识,只是有的涉及学科多一点,有的涉及少一点。如果你不了解相关交叉学科基本知识,实施交叉学科综合研究就是空中楼阁水中月,缺乏科学研究的知识基础。以我“大陆地壳深部磁性结构研究”方向为例,它涉及地球物理学科中的地磁学与物质磁学,地质学科中的地球化学,矿物岩石,构造地质学等学科基本知识。所以,我就必须对地球化学、矿物岩石(岩浆岩石学和变质岩石学)与构造地质学基础知识有所了解,才能在这个交叉研究方向做出一点国际同行认可的成果。

第二、围绕“新兴交叉领域”问题研究需要找出研究问题涉及的学科相关内容之间内在联系,也是决定你研究这个“新的交叉(融合)领域”问题是否能够取得原始创新成果的基础。否则有可能陷入“捆绑式”交叉研究误区,难以产出好的原创成果。“多学科交叉”研究一定是相关学科原理(理论)之间的“融合”,而不是“捆绑”。例如围绕一个交叉领域中的某个“卡脖子技术”问题研究就会涉及多个学科原理(或理论)的交叉融合,为此,要设法找出与卡脖子技术问题密切相关学科内容之间的内在联系。  

第三:学点科学方法论知识,尤其是逻辑学知识对于理解分析交叉学科研究中相关学科研究素材的核心地位及相互关系非常重要。例如上述提到的“卡脖子技术”相关学科内容之间内在联系,就涉及相关素材之间的逻辑关系,即相关内容联系的重要性。我在一些文章中阐述了逻辑思维知识在科学研究中的重要意义。例如国家自然科学基金项目设计的多个研究内容就必须考虑它们之间既相互独立又紧密关联的逻辑关系。

第四:如果要想快速进入交叉领域某些问题科学研究就直接与相关学科专家学者合作研究,边干边学。以我自己的研究为例,由于历史原因,我们开展实质性的科学研究比较晚。所以,当我尝试开展交叉学科研究时就是采取直接与学校地球化学(高山院士和他的博士研究生,现任长江大学校长刘勇胜教授),岩石学(路凤香教授和他的博士生郑建平教授),构造地质学(金振民院士)等学者合作。我们之间合作科学研究成果在国际专业主流刊物发表学术论文20多篇,为学校固体地球物理学科发展贡献了绵薄之力。所以,现在的年轻学者要利用各种学术交流机会广交朋友,尤其是多学科领域的朋友,为你快速进入多学科交叉领域科学研究,产出好的科技成果提供机会。

元旦即将来临,我们即将走进2025年。我祝科学网广大网友新年快乐,家庭幸福,工作生活愉快!愿大家在新的一年里一起努力为科学网博客版的繁荣昌盛贡献智慧和力量。

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