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从诺贝尔科学奖研究成果看跨学科发展现状

供稿人:温一村  供稿时间:2015-11-30   关键字:诺贝尔自然科学奖  跨学科发展  百年  

从整个科学发展长河来看,跨学科发展活动目前尚处于较早的发展时期,在传统科学纵向高度发展的今天,科学已经达到了一个“分水岭”,更多具有挑战性的科学进步将发生在不同学科的交界处,借助科学技术的统一,科学将会进入一个新的复兴时期,这使得跨学科发展日渐成为科学探索的重要方式。当今,很多热门话题都涉及跨学科研究,如基因组学与蛋白质组学、神经系统科学、微阵列技术等;同样,许多重大的科研成就也都是跨学科合作的成果,如人类基因组测序、“绿色革命”以及载人空间飞行等。可以说,跨学科研究是未来科学发展的主要方向,实现跨学科科学研究不仅是科学自身发展的需要,也是全球经济和人类社会发展的需要。相比于传统而成熟的学科体系而言,跨学科发展的历史并不久远。自其17世纪下半叶萌芽以来,直到20世纪后期才呈现出高速发展的状态。我们对1901年到2014年这一百多年间诺贝尔科学奖研究成果进行了分析,对这一观点进行了验证。

从1901年到2014年,获得诺贝尔自然科学奖的研究成果共有374项,其中跨学科研究成果奖项共有203项,占获奖数目的54.3%,并且从下表中可以看出,跨学科成果获得的奖项所占的比例呈直线上升趋势。这一方面表明科学的重大进步越来越需要具有跨学科背景的人才,多学科知识有助于科学家拓宽科研思路,更了解科学问题解决途径与手段的多样性,从而能更快速有效地接近科学目标,另一方面也意味着跨学科促进重大科学发现的巨大作用已呈现,同时在众多学科领域之间的交叉区域还存在着诸多空白有待发展。


表1:1901-2014年间诺贝尔奖中的跨学科研究成果奖项

颁奖年代

1901-1920

1921-1940

1941-1960

1961-1980

1981-2000

2001-2014

1901-2014

颁奖项数

50

60

63

81

72

48

374

交叉成果项数

16

25

33

48

47

34

203

所占比例

32.0%

41.7%

52.4%

59.2%

65.3%

70.8%

54.3%

数据来源:上海科学技术情报研究所收集整理。


在近年来的诺贝尔自然科学奖中,有大量的得奖结果都来自于跨学科领域。比如2012年的诺贝尔物理奖得主哈罗什和维兰德的获奖理由是“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”,近年来,量子计算机领域有了突飞猛进的进展,哈罗什和维兰德在上世纪80-90年代开创的技术可以看到单个粒子的量子状态,该技术不仅对于应用,对基本问题的研究也有很大的帮助。实际上,也正是维兰德的团队在1995年首先利用离子阱技术实现了量子逻辑操作,开启了量子计算机的大门。一旦量子计算机得以实现,其将像上个世纪计算机信息时代一样,为计算机领域带来一场全新的革命。同时,最近的诺贝尔化学奖三位得主是因为在超分辨率荧光显微技术领域取得的成就而获奖,他们利用荧光拓展了光学显微镜的极限,在该项研究中将物理学的原理和技术广泛应用于生命科学领域,最后获得了诺贝尔化学奖。而2014年的诺贝尔生理学与医学奖得奖结果解决了困扰科学界几个世纪的难题,该研究发现了大脑的定位系统,即“内部的GPS”,从而使人类能够在空间中定位自我,有助于进一步了解人类大脑空间记忆的中枢机制。该获奖研究并不是传统意义上的医学,严格的说,应该算是感知学,跟心理学和行为学关系紧密,神经感知学最初被视为医学一个分支,目前很多时候会被视为信息科学,还有一些人把这个学科看成是终级哲学。研究目的也不是治疗疾病,而是理解大脑运行的机制。


综上所述,在近100多年里,跨学科领域运用多种学科的理论和方法,消除了各学科之间的脱节现象、填补了各门学科之间边缘地带的空白,将分散的学科综合起来,从而实现科学的整体化。跨学科研究正在成为科学发展的主流,不仅活跃研究者的思维,开阔科学研究的视野,同时也大大推动着科学技术的发展。

 


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