作者：李恩中 曹河聽 龍勉 馮雪蓮 單位：國家自然科學基金委員會醫(yī)學科學部 中國科學院力學研究所 國家自然科學基金委員會生命科學部

基礎研究是國家科技發(fā)展的原動力，學科的交融與滲透已經(jīng)成為當今科學發(fā)展的重要趨勢，促進交叉學科的健康成長是目前科學界普遍關心的問題之一。分析近百年來獲得諾貝爾自然科學獎的300多項成果中，近一半的項目是多學科合作的研究成果，對170多位生理學或醫(yī)學諾貝爾獎獲得者及他們的原創(chuàng)性成果的統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，具有跨學科知識背景的科學家有76人，占總數(shù)的44.2%，有48項原創(chuàng)性成果涉及其他學科體系，占總獲獎次數(shù)的53%。最典型的事例是DNA分子雙螺旋結構的發(fā)現(xiàn)，涉及到4位作者，其中2位是物理學家，l位是化學家，1位是生物學家，充分體現(xiàn)了物理學、化學、生物學交叉融合的成果。美國加州大學錢永健(RogerY.Tsien)教授，具有化學、物理學、生理學以及生物化學的學術背景，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年度諾貝爾化學獎，這方面工作若沒有多學科交叉的背景是很難完成的。由于不同的學科領域有著不同的研究手段、研究方法和理論觀念，通過學科交叉和滲透，采用多學科的研究工具、方法和推理模式進行研究，常常能夠實現(xiàn)全新的發(fā)展，這在科學史上是屢見不鮮的，在生命與醫(yī)學科學領域亦是如此。

做好學科交叉，首先必須要認識學科交叉研究的特點。所謂交叉研究是指以研究團隊為基礎開展的科研活動，它要求團隊成員有各自不同的知識背景，掌握不同的研究方法，并且以團隊為整體對復雜的科學問題發(fā)起挑戰(zhàn)。團隊成員通過彼此交流，拓展原有的知識結構，加深對問題的理解。在研究中每個人都要負責涉及自己學科領域的問題，每個人對最終的研究成果都負有責任。實際上，交叉學科是一個動態(tài)的概念，很多現(xiàn)在的學科也是由過去的交叉學科發(fā)展而來的，如生命科學與材料科學的交叉，產(chǎn)生了生物材料學;生命、醫(yī)學科學與信息科學交叉，產(chǎn)生了生物醫(yī)學電子學以及生物醫(yī)學信息學等。交叉學科的形成首先是來源于對一些復雜的科學問題進行系統(tǒng)、深人研究的需求。如生命與醫(yī)學科學相關的交叉學科，其發(fā)展的原動力主要來自于兩個方面:第一是生命與醫(yī)學科學本身的需要，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;第二是基礎和應用科學的拓展，對生命現(xiàn)象和生物學過程新的認識以及對人類健康的追求等等。本文力圖通過分析生命與醫(yī)學科學領域交叉學科研究發(fā)展現(xiàn)狀和開展交叉研究存在的困難和障礙，探討促進交叉研究的方法和途徑，希望對進一步推動生命與醫(yī)學科學研究的發(fā)展方面有促進作用。

1生命與醫(yī)學科學領域的交叉研究發(fā)展現(xiàn)狀

其他學科與生命、醫(yī)學科學的交叉，為相關的基礎和應用領域的發(fā)展提供了契機。其中，基礎科學與生命科學的交叉目前正在經(jīng)歷從Bi。一X到X一Bi。的轉變。前者(如生物物理學、生物力學、生物數(shù)學、生物信息學等)注重將不同層次的生物學對象作為一種特殊介質(zhì)，研究其物理學、力學、數(shù)學和信息學規(guī)律(其重心是X)。后者(如物理生物學、力學生物學、數(shù)學生物學、信息生物學等)則強調(diào)將物理學、力學、數(shù)學和信息學作為一種研究方法，認識特定生命現(xiàn)象和生物學過程的定量規(guī)律(其重心是Bio)。應用科學與生命及醫(yī)學科學的交叉集中反映在生物醫(yī)學工程(BiomediealEngineering，BME)這一交叉學科。其中基于電子電氣工程的(EE一Based)BME涉及生物醫(yī)學電子學、生物醫(yī)學圖像、生物醫(yī)學光子學、醫(yī)學影像學以及放射醫(yī)學等;基于化學工程的(ChE一Based)BME涉及生物材料與組織工程學以及納米生物學與納米醫(yī)學;基于機械工程的(ME-Based)BME涉及生物力學與生物流變學，人工器官以及仿生學等等。

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

2學科交叉研究中的障礙和存在的問題

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

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

2.3具有交叉訓練和良好積累的人才不足現(xiàn)代科學的發(fā)展使得成為某一方面的專家所必須掌握的知識和技能越來越多，相應的培訓周期也越來越長，更不用說要了解和掌握多個領域知識的專家，而交叉學科對研究者知識積累和科學訓練的要求，往往需要經(jīng)歷5一10年甚至更長時間的培養(yǎng)才能成為合格的獨立研究者;也因此，與生命或醫(yī)學科學領域同齡人相比，交叉學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。