交叉学科为在职博士做出突破性创新奠定知识基础

2015-08-10 16:12:03  来源:在职研究生教育信息网

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学科交叉创新是人类科技史昭示的最基本和最有效的创新方式之一,控制论创始人维纳也一再强调不同学科专业的边缘领域最有可能取得突破性创新成果。20世纪的量子力学是物理学与数学交叉创新的典范,而DNA双螺旋结构的揭示则是生物学家与物理学家合作创新的结果。而随着科技领域的拓展和科技问题的日益复杂,交叉创新正显示出前所未有的威力。

去年学校组织了专家、博士生导师组团赴关考察了斯坦福人学等四所世界顶尖学府。考察中所遇到的人多数学者都不约而同地强调学科交叉与合作创新的极端重要性。由斯坦福人学设计制造的最新一种功能强人的芯片,即是2名计算机专家,1名机械学专家,1名航空航天专家和1名图像处理专家等5位不同领域专家合作攻关的成果。据说这种芯片即将推向市场,并将引发新一轮计算能力的提升和计算机市场的剧变。斯坦福人学著名航空航天专家杰尼斯院士指导的博士生人幅度改进了波音747机的外壳设计,并已在波音公司推广应用。这一重人成果即是流体力学、控制理论与数值计算等学科专业交叉的成功产物。杰尼斯教授在座谈中明确指出,处理这样的复杂问题,多学科专业的交叉合作比传统的单一流体力学考量要更为优越。斯坦福人学的另一位机械工程专家摩因院士任职的研究单位即称为计算数学与工程研究所,这个研究所竟下设一个m'有纯粹自然科学性质的湍流研究中心。摩因教授在座谈时指出,由其领导的研究机构所涉及的学科专业包括流体力学与计算,热力学与热动力,固体机械与生物机械等)’-泛的领域。

由此可以断言,交叉学科专业合作是处理和解决复杂性科学技术问题的基本途径之一,交叉学科专业知识背景则是在职博士以及一切从事科学工作的研究者取得创造性成果的一个重要条件。跨学科与交叉性知识结构在在职博士做出突破性创新的过程中起着举足轻重的作用。交叉学科知识背景在突破性创新中所起的作用卞要体现在以下三个方而:

(1 >学科创新。李四光运用力学方法解决地质学领域的问题,并将实践中经验性知识归化上升为理论创新体系,从而开辟了地质力学这一崭新学科领域。谭其攘院士通过地理学和历史学交叉视角,堪称精绝地成功解释了“黄河安流”问题,并将交叉视野不断拓展、完善,最终开创了历史地理学。成功解决高速匕行流体力学难题从而成为国际著名应用力学专家的钱学森,后来由理及工,又由理工及交叉学科,并创立工程控制论这一新的学科专业。1984年,不同学科专业的三位诺贝尔奖获得者盖尔曼(粒子物理学家)、阿罗(经济学家)和安德森(磁学物理学家)在研究复杂性的共同兴趣下集结起来,创立了复杂性科学。

(2)原理创新。在隐形匕机技术创新的角逐中,关国和俄罗斯的科学家采用了截然不同的创新原理。关国的设计师具有材料力学和匕机制造等学科交叉理论知识背景,而俄罗斯科学家的知识结构则是以高能物理、等离子体物理和匕机制造等学科为交叉背景。不同的知识结构导致了不同的涉及原理。前者通过改变匕机材料来减少雷达反射回波,而后者是用等离子体环绕匕机来形成高通滤波装置。不同的设计原理,产生了同样高水平的原始创新成果。

(3)方法创新。柯达公司出于人众化和市场需求的考虑,简化了装胶卷的方式,又设计出自动曝光的功能,继而发明了袖珍式照相机。在这一研制过程中并没有采用任何新技术,而是对现有技术进行了创造性的综合。

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