学科交叉

世界是复杂的 人类的认知能力是有限的
交叉学科的前景
世界知名大学都高度重视推动多学科的交叉融合与 发展。麻省理工学院的跨学科研究中心和实验室(如雷达 实验室、电子实验室、怀特克学院等)已超过64个; 斯坦 福大学实施了“ 生物学交叉学科”研究计划,涉及生物 工程、生物医学、生物科学三大领域,跨越文理学院、工 程学院和医学院三大学院; 哈佛大学、密西根大学等普 遍设立了“合作基金”或建立了“学科交叉专家委员会” 等机构, 以推动学校学科的交叉融合与发展。
—— Scientific American Volume 309, Issue 6
方兴未艾的交叉学科
大数据
大数据发展的核心来源于人类测量、记 录和分析世界的渴望；从因果关系到相关 关系的思维变革才是大数据的关键，建立 在相关关系分析法基础上的预测才是大数 据的核心。
学科交叉有多重要？
1.据统计, 目前比较成熟的学科大约有5 5 5 0 门, 其中交叉学 科总量近 门, 占全部学科数的 之多, 其发展表现出良好的势头和巨大潜力.多学科交叉融合 是当今世界一流大学的共识和特征。
总结
大 道生一,一生二 , 二生三 , 道 三生万物。 至——《道德经》 简
代数与几何结合起来，建立了解析几何。 我们可以用代数方法解决几何问题，也可 以用几何方法解决代数问题。
历史上著名的学科交叉案例
噬菌体结构的发现——1940
年，德裔美国科学家德尔布吕克创建了“噬菌 体研究小组”，其核心成员德尔布吕克是范德 比尔特大学的物理学家，卢里亚是哥伦比亚大 学医学院的内科医生，赫尔希是圣路易华盛顿 大学的生物化学家。根据各自的学科背景，他 们在病毒复制的研究上分工明确：德尔布吕克 长于理论分析，赫尔希专注于实验的展开，卢 里亚则以一种简单检测基因变更的方法来研究 噬菌体。他们互相启发、互相补充，终于证明 噬菌体是由一层蛋白质包围的脱氧核糖核酸生 成。这也是物理学家与化学家合作的结果。
交叉学科Hale Waihona Puke Baidu前景
《中共中央、国务院关于加强科学技术进步的决定》(1995)也明确指 出:“要注重发展新兴带头学科、边缘交叉学科和应用基础学科。支持自 然科学和社会科学的合理结合,重视软科学的研究及应用。
2006年4月4日，前沿交叉学科研究院成立 大会在北京大学隆重举行。时任北京大学校长 的许智宏院士在研究院成立大会上的讲话中指 出：“前沿交叉学科研究院的成立将是北京大 学历史上十分重要的一笔，对北京大学的学科 建设、科学研究发展和综合素质人才的培养等 都具有十分重要的意义。”
2600
4 6. 8%
2.百年诺贝尔奖，有 的获奖者属于交叉学科。 尤其在20世纪最后25年，95项自然科学奖中，交叉学科领域 有45项，占获奖总数的
41.02%
47.4%。
学科交叉出现的原因
在社会发展中人类会遇到诸如人口、食物、能源、生态、 环境、健康等问题，仅靠任何单一门学科或一大门类科学都 不能有效地解决，而惟有交叉科学最有可能解决。一个国家 的发展战略、总方针、总政策的制定，有关政治、军事和经 济等重大决策都需要综合性的知识，可以说几乎要遍及所有 学科的系统性知识，若只靠经验性的和局部的知识进行随机 性和盲目的决策，就必然会产生失误，而决策的失误是最大 的失误。社会可持续发展也涉及到众多学科知识，而交叉科 学也能为其提供可靠的科学依据，国家重大工程系统的设计， 论证。 ---路甬祥 中国科学院院长
学科交叉 促进科技进步
学科分支不断细化
晶体物理
金属物理 半导体物理 磁学
物理学
凝聚态物理
固体物理
固体光学
固体电子学
准晶物理
超导物理 表面物理 无序物理
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学科交叉已非常普遍
历史上著名的学科交叉案例
1
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笛卡尔坐标系 噬菌体组成的发现 DNA双螺旋结构的 发现
历史上著名的学科交叉案例 笛卡尔坐标系——笛卡尔坐标系将
方兴未艾的交叉学科
Supercomputer-Driven Materials Design With supercomputers and the equations of quantum mechanics, scientists are designing new materials atom by atom, before ever running an experiment.
德尔布吕克
卢里亚
赫尔希
历史上著名的学科交叉案例
DNA双螺旋结构的发现——
沃森是一位遗传学家，克里克是一个 物理学家。克里克精通X射线晶体衍射 技术，而沃森明白DNA的生物功能。 二者缺一不可。
宝丽来的埃德温·兰德曾谈过人文 与科学的交集。我喜欢那个交集。那 里有种魔力。有很多人在创新，但创 新并不是我事业最主要的与众不同之 处。苹果之所以能与人们产生共鸣， 是因为在我们的创新中深藏着一种人 文精神。我认为伟大的艺术家和伟大 的工程师是相似的，他们都有自我表 达的欲望。事实上最早做Mac的最优 秀的人里，有些人同时也是诗人和音 乐家。在20 世纪70 年代，计算机成 为人们表现创造力的一种方式。一些 伟大的艺术家，像列奥纳多· 达·芬奇 和米开朗基罗，同时也是精通科学的 人。米开朗基罗懂很多关于采石的知 识，他不是只知道如何雕塑。 ------乔布斯