作者：李恩中 曹河聽 龍勉 馮雪蓮 單位：國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)醫(yī)學(xué)科學(xué)部 中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)生命科學(xué)部

基礎(chǔ)研究是國(guó)家科技發(fā)展的原動(dòng)力，學(xué)科的交融與滲透已經(jīng)成為當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的重要趨勢(shì)，促進(jìn)交叉學(xué)科的健康成長(zhǎng)是目前科學(xué)界普遍關(guān)心的問題之一。分析近百年來獲得諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)的300多項(xiàng)成果中，近一半的項(xiàng)目是多學(xué)科合作的研究成果，對(duì)170多位生理學(xué)或醫(yī)學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者及他們的原創(chuàng)性成果的統(tǒng)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)，具有跨學(xué)科知識(shí)背景的科學(xué)家有76人，占總數(shù)的44.2%，有48項(xiàng)原創(chuàng)性成果涉及其他學(xué)科體系，占總獲獎(jiǎng)次數(shù)的53%。最典型的事例是DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，涉及到4位作者，其中2位是物理學(xué)家，l位是化學(xué)家，1位是生物學(xué)家，充分體現(xiàn)了物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)交叉融合的成果。美國(guó)加州大學(xué)錢永健(RogerY.Tsien)教授，具有化學(xué)、物理學(xué)、生理學(xué)以及生物化學(xué)的學(xué)術(shù)背景，他在綠色熒光蛋白以及多色熒光蛋白方面的出色工作使得他獲得了2008年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，這方面工作若沒有多學(xué)科交叉的背景是很難完成的。由于不同的學(xué)科領(lǐng)域有著不同的研究手段、研究方法和理論觀念，通過學(xué)科交叉和滲透，采用多學(xué)科的研究工具、方法和推理模式進(jìn)行研究，常常能夠?qū)崿F(xiàn)全新的發(fā)展，這在科學(xué)史上是屢見不鮮的，在生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域亦是如此。

做好學(xué)科交叉，首先必須要認(rèn)識(shí)學(xué)科交叉研究的特點(diǎn)。所謂交叉研究是指以研究團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)開展的科研活動(dòng)，它要求團(tuán)隊(duì)成員有各自不同的知識(shí)背景，掌握不同的研究方法，并且以團(tuán)隊(duì)為整體對(duì)復(fù)雜的科學(xué)問題發(fā)起挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)成員通過彼此交流，拓展原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，加深對(duì)問題的理解。在研究中每個(gè)人都要負(fù)責(zé)涉及自己學(xué)科領(lǐng)域的問題，每個(gè)人對(duì)最終的研究成果都負(fù)有責(zé)任。實(shí)際上，交叉學(xué)科是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，很多現(xiàn)在的學(xué)科也是由過去的交叉學(xué)科發(fā)展而來的，如生命科學(xué)與材料科學(xué)的交叉，產(chǎn)生了生物材料學(xué);生命、醫(yī)學(xué)科學(xué)與信息科學(xué)交叉，產(chǎn)生了生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)信息學(xué)等。交叉學(xué)科的形成首先是來源于對(duì)一些復(fù)雜的科學(xué)問題進(jìn)行系統(tǒng)、深人研究的需求。如生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)相關(guān)的交叉學(xué)科，其發(fā)展的原動(dòng)力主要來自于兩個(gè)方面:第一是生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)本身的需要，如生命體海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生迫切需要定量化分析方法、手段;第二是基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)的拓展，對(duì)生命現(xiàn)象和生物學(xué)過程新的認(rèn)識(shí)以及對(duì)人類健康的追求等等。本文力圖通過分析生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域交叉學(xué)科研究發(fā)展現(xiàn)狀和開展交叉研究存在的困難和障礙，探討促進(jìn)交叉研究的方法和途徑，希望對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的發(fā)展方面有促進(jìn)作用。

1生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域的交叉研究發(fā)展現(xiàn)狀

其他學(xué)科與生命、醫(yī)學(xué)科學(xué)的交叉，為相關(guān)的基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展提供了契機(jī)。其中，基礎(chǔ)科學(xué)與生命科學(xué)的交叉目前正在經(jīng)歷從Bi。一X到X一Bi。的轉(zhuǎn)變。前者(如生物物理學(xué)、生物力學(xué)、生物數(shù)學(xué)、生物信息學(xué)等)注重將不同層次的生物學(xué)對(duì)象作為一種特殊介質(zhì)，研究其物理學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)和信息學(xué)規(guī)律(其重心是X)。后者(如物理生物學(xué)、力學(xué)生物學(xué)、數(shù)學(xué)生物學(xué)、信息生物學(xué)等)則強(qiáng)調(diào)將物理學(xué)、力學(xué)、數(shù)學(xué)和信息學(xué)作為一種研究方法，認(rèn)識(shí)特定生命現(xiàn)象和生物學(xué)過程的定量規(guī)律(其重心是Bio)。應(yīng)用科學(xué)與生命及醫(yī)學(xué)科學(xué)的交叉集中反映在生物醫(yī)學(xué)工程(BiomediealEngineering，BME)這一交叉學(xué)科。其中基于電子電氣工程的(EE一Based)BME涉及生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)、生物醫(yī)學(xué)圖像、生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)、醫(yī)學(xué)影像學(xué)以及放射醫(yī)學(xué)等;基于化學(xué)工程的(ChE一Based)BME涉及生物材料與組織工程學(xué)以及納米生物學(xué)與納米醫(yī)學(xué);基于機(jī)械工程的(ME-Based)BME涉及生物力學(xué)與生物流變學(xué)，人工器官以及仿生學(xué)等等。

當(dāng)前生命及醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的交叉學(xué)科的發(fā)展正在呈現(xiàn)以下新的特點(diǎn):(l)來自于基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域的交叉學(xué)科研究者在所感興趣的特定生物學(xué)問題上的知識(shí)積累逐步深人，與生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)家之間的學(xué)術(shù)語(yǔ)言障礙正在逐步縮小。(2)一批受過良好交叉科學(xué)訓(xùn)練的獨(dú)立研究者和青年人才正在健康成長(zhǎng)，能逐步從不同于生命或醫(yī)學(xué)科學(xué)家的視角提出重要的科學(xué)問題，并具有在本領(lǐng)域重要刊物和生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)主流刊物上連續(xù)發(fā)表論文的能力。(3)回答和解決科學(xué)問題的方式豐富多彩，從理論模型、數(shù)值計(jì)算到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從個(gè)體、系統(tǒng)、組織到細(xì)胞、分子、基因，從定性到半定量和定量，從基礎(chǔ)理論、技術(shù)平臺(tái)到大型裝備，極大地豐富了生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)的研究手段和方法并孕育著新的突破。但是，目前開展交叉學(xué)科的研究仍然面臨著許多障礙和需要解決的問題。

2學(xué)科交叉研究中的障礙和存在的問題

2.1學(xué)術(shù)語(yǔ)言的差異使得不同領(lǐng)域的專家存在交流和溝通上的障礙不同領(lǐng)域科學(xué)術(shù)語(yǔ)的差異是交叉學(xué)科研究的障礙之一?？茖W(xué)家經(jīng)過訓(xùn)練會(huì)在同行間形成自己的學(xué)術(shù)語(yǔ)言，這種語(yǔ)言簡(jiǎn)化了與同行的交流，但同時(shí)又阻礙了學(xué)科間的交叉。首先，一個(gè)領(lǐng)域的專家可能不理解另一領(lǐng)域的專業(yè)術(shù)語(yǔ);其次，同一術(shù)語(yǔ)在不同學(xué)科中的涵義會(huì)完全不同。而在目前傳統(tǒng)單一學(xué)科模式的培養(yǎng)下，知識(shí)面寬而又懂得其他學(xué)科“專業(yè)語(yǔ)言”的科學(xué)家不多，這種科學(xué)家本身的素質(zhì)缺陷也導(dǎo)致不同學(xué)科之間的溝通存在困難;因此，交叉學(xué)科的研究者首先必須為理解不同學(xué)科間的學(xué)術(shù)語(yǔ)言而付出時(shí)間和努力。也只有克服了這種交流上的障礙才能保證交叉學(xué)科合作的順利和成功。

2.2合作態(tài)度上的障礙20世紀(jì)80年代Siglna兀科學(xué)研究學(xué)會(huì)曾進(jìn)行過一項(xiàng)調(diào)查，在被問及是否應(yīng)該增加對(duì)交叉學(xué)科研究的資助時(shí)，幾乎有3/4的學(xué)者回答是同意或強(qiáng)烈同意，表明大多數(shù)科學(xué)家都能認(rèn)識(shí)到交叉學(xué)科研究的重要性，但被問到在進(jìn)行交叉學(xué)科的研究中，是否愿意放棄自己原來的研究方向時(shí)，則極少有人表示愿意放棄。由于交叉學(xué)科研究講究團(tuán)隊(duì)合作，從事交叉學(xué)科研究的科學(xué)家可能會(huì)因此失去在原來學(xué)科中的學(xué)術(shù)地位。在發(fā)表論文時(shí)，第一作者和責(zé)任作者的數(shù)量畢竟是有限的，而交叉學(xué)科的研究工作需要多個(gè)人共同完成，兩者間的矛盾在一定程度上也使得科學(xué)家對(duì)開展合作研究的積極性受到限制，合作難度增大。另外，學(xué)科歧視也是合作的障礙之一，如認(rèn)為自己的學(xué)科比別的學(xué)科重要也會(huì)妨礙正常的交流與溝通。

2.3具有交叉訓(xùn)練和良好積累的人才不足現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展使得成為某一方面的專家所必須掌握的知識(shí)和技能越來越多，相應(yīng)的培訓(xùn)周期也越來越長(zhǎng)，更不用說要了解和掌握多個(gè)領(lǐng)域知識(shí)的專家，而交叉學(xué)科對(duì)研究者知識(shí)積累和科學(xué)訓(xùn)練的要求，往往需要經(jīng)歷5一10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)才能成為合格的獨(dú)立研究者;也因此，與生命或醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域同齡人相比，交叉學(xué)科的人才往往顯得積累不夠，優(yōu)秀的杰出青年人才更是難以脫穎而出。