互动科普

在处理社会重大问题的时候，交叉学科已经成了科学家最流行的手段。但是，跨越学科边界依然有很大阻力。

想拿到四千万美元的经费从来都不是一件容易事，而西奥多·布朗（Theodore Brown）这次的游说更是格外困难。20世纪80年代初，在伊利诺伊大学香槟分校担任主管研究的副校长的布朗曾接到一个任务：向该校毕业生，富有的化学家及企业家阿诺德·贝克曼（Arnold Beckman）征求捐款。贝克曼当时非常犹豫，他认为学校最主要的资金支持应该来自州政府，所以布朗决定构思一个从未有过的项目。

1983年，他和同事草拟了一份方案，提议建立一个几乎不能通过常规渠道获得资金的学院。这一计划挑战了现代大学一直以来泾渭分明的学科划分传统，它旨在将不同的学院联合起来应对共同的目标。布朗说，借此，研究人员就可以处理通常难以解决的科学和社会难题。

“在这个时代，真正值得处理的挑战性难题都是相当复杂的，需要精密的科学仪器和智力工具，而且不会只有一种狭窄的思路，”他说，“但传统大学的院系结构并不利于跨学科协作研究。”

这是推动交叉学科研究的一个早期的例子，如今交叉学科已经席卷全球各地的大学。虽然位于新墨西哥州的圣菲交叉学科研究所（Santa Fe Institute）几乎于同一时期成立，但作为交叉学科流行起来之前就开始提倡跨越学科边界的倡议者，他的提议曾遇到巨大的阻力。系主任们担心系里的研究人员，以及他们的经费都会被夺走。布朗提议建立开放的办公空间来促进研究生交流，而这遭到了一些同事的嘲笑：很明显这种喧闹将使得严肃的工作无法进行。于是交叉学科就落下了一个坏名声。“交叉学科研究是给那些在本学科不够优秀的人提供的。”一位著名物理学家斥责道。

不过贝克曼很喜欢这个主意，而且慷慨提供了布朗索要的全部4 000万美元——这在当时是向美国公立大学捐出的最大一笔私人捐款。经过几年的忙碌后，29 000平方米的贝克曼先进科技研究所诞生了。

学院找不到愿意为新模式冒险的合适主管，于是布朗自己就成了掌门人。很快，美国国防部和国家科学基金会等组织向该学院提供了大量经费，平息了批评声。在1993年布朗离开的时候，其他名校正派出代表团前来学习新模式。如今的贝克曼研究所拥有超过200名教职员工，也已获得了瞩目的成就，包括协助创造出最早的图形化网络浏览器。

自贝克曼研究所创立以来，交叉学科的模式已经传播到整个世界，与自二战以来就一直统治着科学研究的学科专业化潮流逆向而行。在美国、欧洲、日本、中国、澳大利亚以及其他地方，交叉学科研究所如雨后春笋般出现，研究人员利用这样的模式来寻找解决复杂问题（如气候变化，可持续发展和公众卫生问题）的方法。从文章发表的数据中也可以看出各学科交叉融汇的趋势，如今科学文献中有超过三分之一的引用指向其他学科（见58页图表）。“世界上任何问题都不是限制在某一个学科内的，”在北卡罗来纳大学教堂山分校研究交叉学科的教育心理学家莎伦·德里（Sharon Derry）说，“我们要让不同专业，拥有不同技能的人联合起来。对于我们所面对的问题，没有任何一个人拥有可以解决它的全部能力。”

尽管如此，交叉学科研究的支持者仍然认为人们动作不够迅速，而且跨学科研究人员在申请经费、谋求职位提升以及向高影响力杂志提交文章时，依然困难重重。科学家表示，在很多情况下，交叉学科潮流只不过是个时尚的标签。“人们都很愿意把自己的工作称为‘交叉学科’，”明尼苏达大学的生物工程师戴维·伍德（David Wood）说，“但是从事真正的交叉学科研究依然面临阻力。”

高度细分的学科

把学术研究细分为不同的类别的思想可以追溯到柏拉图和亚里士多德时期，但到了16世纪，弗朗西斯·培根（Francis Bacon）和其他哲学家却开始为知识的碎片化感到忧伤。

科学高速发展的途中遇到的一个问题，就是如今科学的知识量已经如此巨大，任何人都无力掌握多个学科的知识。德国比勒费尔德大学的科学史学家彼得·魏因加特（Peter Weingart）举了这样一个例子来说明该现象：卡尔·林奈的分类学巨著《自然系统》（Systema Naturae），其目录从1735年的第一版的10页骤增到1768年最后一版的2 300页，涵盖7 000个物种。

19世纪，现代大学学科边界的雏形开始显现。第二次世界大战以后，学科的数量和能力都开始迅猛发展，尤其在大力支持研究的美国。“这段时期，大学数量呈指数增长，”加拿大蒙特利尔大学的信息学家樊尚·拉里维埃（Vincent Larivière）说，“而且大学中新设立的学院越来越多，也因此变得更加庞大。”

魏因加特说，美国和苏联的紧张关系对此也有促进作用。苏联夸耀其以解决社会问题为目的的研究项目，比如改进农业来增强食品安全。相比之下，美国总统德怀特·艾森豪威尔（Dwight Eisenhower）则主张解除对基础学科的束缚。他在1959年的一次演讲中说：“在智力探索的领域中，真正的自由可以而且应该被实行。”虽然基础研究不一定是局限在单一学科中的，但向交叉学科的转变中，基础研究受到的推动力明显比不上应用研究。

单个学科被进一步细分，专业数量也开始增长。生物学分成了植物学和动物学，然后又分成演化生物学、分子生物学、微生物学、生物化学、生物物理、生物工程以及更多。去年年底，宾夕法尼亚大学的社会学家杰里·雅各布斯（Jerry Jacobs）统计了密歇根州立大学中生物学相关院系数目，得到的结果是将近40。

于是，在错综复杂的学科发展中，“交叉学科”一词应运而生。牛津英语词典（Oxford English Dictionary）中最早出现这个词的引用是在1937年12月，来自一本社会学期刊。但即使早在那个时期，就已经有人认为这个词被过度使用了。当年8月，一位来自芝加哥大学的社会学家向美国社会科学研究委员会（Social Science Research Council）提交了一份报告，认为“交叉学科”和许多其他热门词汇一样，是“没有经过审慎检查的宣传口号”。

拉里维埃说，交叉学科学术运动是在20世纪70年代兴起的，而且从那以后一直在发展。他认为这部分归功于图书馆，当时的图书馆开始储备订阅期刊，这也促进了研究人员查看其他领域的文献，比如粒子物理学家可以更容易地浏览生物学期刊。此外，相对于基础研究和学术自由，美国开始重新关注如环境保护之类的社会问题，而这些是很难被单一学科解决的。

美国并不是唯一开始发展交叉学科的国家：1994年，瑞典议会研究规划与协调部门参与编纂了一本颇有影响力的书《知识生产的新模式》（The New Production of Knowledge, Sage）。这本书预言，在未来，科学家试图解决社会相关问题时，学科交叉的趋势会持续增长。拉维埃尔说，这本书影响力巨大，尤其是促成了欧盟的第五框架资助计划。该计划于1998年到2002年进行，注重问题导向的跨学科研究。

很快，交叉学科的研究所在世界各地快速涌现，每一个都有特定的结构和研究目的。其中最早的一个是圣菲研究所（Santa Fe Institute），建立于1984年，主要研究如何把高等数学及计算技术应用于一系列的学科。其他的研究机构，如麻省理工学院戴维·H·科克综合癌症研究所（David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research），或专注神经科学研究的珍妮利亚研究学院（Janelia Research Campus）则是研究某个特定学科的问题，但也参与其他领域的工作。还有一些专注于特定的问题，如澳大利亚的莫纳什可持续发展研究所（Monash Sustainability Institute）。

虽然交叉学科发展势头很强劲，但研究者依然不断碰壁，就像之前的布朗那样。1998年，斯坦福大学的化学家理查德·扎雷（Richard Zare）帮助建立了该校的交叉学科研究所 Bio-X，但是一个有影响力的同事却告诫他，不要把自己的实验室搬到 Bio-X 大楼。

这位同事认为，这样做实际上让扎雷离开了化学系，而且扎雷在新研究所的管理和教学任务也会削弱化学系的实力。

尽管他在学校中地位稳固，扎雷还是担心这样做会损害自己现有的地位。“这后果是非常严重的，”他说，“对于正在寻求终生教职的年轻教授来说风险就更大了。”

2004年，为了回应学术界对交叉学科不断增长的兴趣，并应对研究者在尝试中遇到的各项挑战，美国科学院发布了一项名为《促进交叉学科研究》的报告，作者们建议研究所消除各方障碍，例如制定灵活的预算方案，以便学院部门之间共同分担支出。

这份报告吸引了很多人，下载次数超过7 600，而且影响范围超出了美国。在英国杜伦大学，物理学家汤姆·麦克利什（Tom McLeish）说，管理人员在校园内建立一系列交叉学科中心的时候，引用的正是这份报告。

那时候麦克利什正担任学校的副校长，他认为，交叉学科让小型大学有机会在世界舞台上崭露头角，为此不惜与担心交叉学科中心会降低传统院系预算的系主任们做斗争。他建立了一套激励系统，让大型团队中的研究者与单人团队的研究者享有相同的奖励机制。如今学校的交叉学科中心的研究课题已经覆盖到了从生态弹性和心理弹性到中世纪科学史的方方面面。

交叉学科的潮流在亚洲也在增长。2000年，中国国家自然科学基金委员会（NSFC）制订了一个交叉学科研究计划，在过去十年里一些高校也启动了多个交叉研究中心，包括北京大学前沿交叉学科研究院。国家自然科学基金委员会政策局副局长郑永和说，在不久的将来，委员会计划启动更多的交叉学科项目。“中国是个快速发展中的国家，”他说，“所以高校和研究所也可以快速建立新的交叉学科研究中心。”

新加坡南洋理工大学在2012年建立了交叉学科研究生院，并已经有335名学生，而该校研究生院所有学生人数是2 000。项目主任布·利德贝里（Bo Liedberg）说，成立这所研究生院（号称亚洲同类型的第一所）的一个目标是扩大学校的筹资途径。他认为，由于工业界往往注重现实世界的跨学科问题，所以交叉学科项目可能会吸引更多商业伙伴。

澳大利亚新南威尔士大学生命科学系的分子生物学家兼系主任默林·克罗斯利（Merlin Crossley）说，为筹措经费而致力于交叉学科，是一种非常流行的做法。“始终有外界压力推动我建立跨专业、跨院系的联盟，”他说，“如果要建一幢新的大楼，同伴越多就意味着筹集资金越容易。” 亚利桑那州立大学（Arizona State University）自从在全校范围内推广了交叉学科以后，从2003年至2012年间收到的联邦资助提高了162%。

虽然有这样的推动力存在，交叉学科的影响范围依然是有限的。在每一所南洋理工大学或是杜伦大学的背后，都有数以百计没有任何显著变化的大学。美国艾奥瓦大学的神经学家南希·安德烈亚森（Nancy Andreasen）说，大部分研究机构中，喜好泾渭分明地划分院系的人依然在职，而且掌权。在十几年前，正是她共同担任主席的委员会撰写了美国科学院的那份交叉科学报告。安德烈亚森表示：“现状非常令人失望。”

团队协作

对于已经接受了交叉学科理念的研究所或项目，这种转变也不总是那么轻松。英国圣安德鲁斯市的咨询师劳拉·马尔（Laura Meagher）担任一个交叉学科团队的指导，她指出，在人们最常犯的错误，就是低估一个成功的交叉学科项目所需要的付出以及人际关系。“人们认为这种项目只不过是把一叠简历订在提案后边，”她说，“他们没有认识到人际关系的建立是需要时间的。”

她说，当建立团队的压力来自上级时，成员可能就会忽视人际关系，使得项目受到阻碍。伦敦能源研究中心（UKERC）在2004年开始协调并进行可持续能源研究，它正是一个极好的例子，让我们体会到交叉学科研究中微妙的人际关系有多么重要。爱丁堡大学的社会学和政治学家马克·温斯克尔（Mark Winskel）评估了该中心的第一个十年，他说，最初五年里，该中心运转良好，标志着它这一巅峰时期的是一本重要著作《能源2050》  （Energy 2050）的出版，这本书综合了该机构的研究结果，并根据这些结果提出了建议。但接下来的五年阶段，它却没能再产出同样质量的成果。

温斯克尔询问了团队成员，发现原因是UKERC尝试改变结构，向更大群体开放，比如在第二阶段中期提供了新的几轮资助，而这干扰了一些已经建立起的长期人际关系。“这让研究者群体和学科更加多样化，”他说，“但这也意味着成员变得更加涣散。”UKERC 吸取了教训：在2014年5月份启动的第三阶段，他们将目标调整为提供更稳定的合作关系。

威斯康星大学麦迪逊分校的社会心理学家托马斯·希伯莱因（Thomas Heberlein）说，社会科学家尤其容易出现缺乏凝聚力的问题。有时候投资者想强调他们所支持工作的社会影响，就把社会学家召集来评估项目可能的结果。但很明显，让社会科学家加入项目就像是在表格上打个钩，并不要求他们真正地承担研究任务并把他们的学科整合进项目中，这对人不够尊重。

社会学的挣扎

多个英国研究已经发现，相比其他学科的研究人员，社会学家参与交叉学科项目的积极性更低。对于长期与生态学家和环境学家合作的希伯莱因来说，其中的一个绊脚石就是他所谓的“自然科学的霸权”。他说，相比于社会科学一类的定性学科，自然科学通常被认为更“高贵”，在投资者和研究人员看来也更加严谨。这种不平衡会让人产生挫折感，也在无形之中损害团队协作。希伯莱因的专长在民意调查，他说自然科学家经常轻率地提议他们自己可以使用网络工具比如 SurveyMonkey 来设计和执行调查。希伯莱因并不同意，“完成我们的工作其实非常困难，”他说，“我们的测量很复杂。”

在不同学科的研究人员在一起工作时，缺乏尊重会体现在各种各样的方面。伍德说生物工程师经常会收到善意的警告，叫他们不要让生物学专家组评估他们的经费申请，因为生物学家可能会对工程方面的研究目标和测量不屑一顾。但他也曾见到过专家组中的工程师因临床研究的诸多局限而畏缩的例子。

随着越来越多的研究人员参与到交叉学科工作中，研究人员相互之间的猜疑开始慢慢缓和。交叉学科研究在经费争取方面上也有了一些成功的迹象。比如美国国立卫生研究院（NIH）就认为，交叉学科的项目提案与传统研究的项目提案同样好，甚至还要稍好一点。相比之下，欧洲研究委员会（European Research Council）则提到，与范围更狭窄一些的项目相比，交叉学科的经费申请报告在评审专家组中的反响就要差一些。

在论文发表方面，交叉学科的境遇也相当复杂。交叉学科领域的研究人员一直都在抱怨他们的文章难以在顶级刊物发表。希伯莱因说交叉学科期刊的崛起对他的研究领域有所帮助，但他对其中一些文章的质量感到忧虑。研究生没有在单个领域经受长时间的严格学习就开始接受跨学科的训练，他对这种常见做法深表怀疑。“你必须先提升你的学科技能，”他说，“不然，跨学科研究质量就会很差，而且可能会越来越差。”

许多人把研究机构对于交叉学科的推动看做是仍在进行中的实验。“明明还没有切实的数据能表明交叉学科到底带来了什么样的影响，大家就已经开始大肆庆祝了。”布朗大学的社会学家斯科特·弗里克尔（Scott Frickel）说。

麦克利什说，在越来越多的研究机构采用新的方法来组织研究的同时，也有一些机构试图反思他们的评估过程。7月时，杜伦大学的韦罗尼卡·斯特朗（Veronica Strang）和麦克利什发表了一份名为《评估交叉学科研究》（Evaluating Interdisciplinary Research）的报告，而后学术团体和投资者竟蜂拥而至前来学习更多知识，这令他感到非常惊讶。他说：“我们并没有预料到这份报告能营造出人人都想来学习的氛围。”

在世界不同地区，交叉学科发展的步伐也各不相同。在美国，NIH 在2004年至2012年间开展了一个项目来促进交叉学科的研究。这带来了一些改变，比如原本经费通常会发给单个项目负责人，但现在开始把经费分给多个主要负责人，这就促进了研究中的合作。从那以后，NIH的制度一直保留到现在，而到现在NIH资助的研究项目中已有超过4 000个活跃的科研项目自称是“交叉学科”的。NIH战略协调办公室的贝齐·怀尔德（Betsy Wilder）说：“我们认为，交叉学科研究已经成为了做科研的一种标准方法，这类研究遍布于NIH资助的项目中。”

在其他一些国家，实验才刚刚开始。化学家艾亚潘皮莱·阿贾亚高希（Ayyappanpillai Ajayaghosh）是印度国家交叉学科科技研究所的主任，他说，印度正在推动开展更多的交叉学科项目。在日本，理论物理学家初田哲男离开了东京大学，部分原因是他认为那里学科之间的界限难以跨越。

2013年，初田加入了日本理化研究所（RIKEN），创立了一个由理论物理学家、化学家和生物学家组成的交叉学科团队，旨在同时促进这三个领域的发展。他希望这项工作会刺激日本产生更多交叉学科的研究。“日本在这方面稍稍落后于其他国家，”他说，“理论科学是一个不错的起点，因为在这个领域交流起来比较容易。”

距离贝克曼研究所建立已经过了大约25年，布朗认为它的交叉学科研究总体来说是成功的。这个中心仍在继续吸引优秀的学者和大量的团队资金——去年它从联邦政府的高级智能研究计划署（Intelligence Advanced Research Projects Activity）的项目中赢得了1 270万美元的研究合约——尽管已经有越来越多的学校建立了交叉学科团队来竞争这个资金。

有人觉得当前世界范围内对于交叉学科的推动只是一时兴起，布朗对这种说法感到愤怒。“回答是响亮的：‘不’，”他说，“情况已经发生了改变——如今的人们专注于研究大问题，而如果你要解决大问题，你就需要交叉学科。”