交叉学科

融合学科

交叉学科，学科门类代码为“14”，是指学科交叉、学科交叉融合逐渐形成一批交叉学科，如化学与物理学的交叉形成了物理化学和化学物理学，化学与生物学的交叉形成了生物化学和化学生物学，物理学与生物学交叉形成了生物物理学等。这些交叉学科的不断发展大大地推动了科学进步，因此学科交叉研究（interdisciplinary research）体现了科学向综合性发展的趋势。

简介

交叉学科是指不同学科之间相互交叉、融合、渗透而出现的新兴学科。交叉学科可以是自然科学与人文社会科学之间的交叉而形成的新兴学科，也可以是自然科学和人文社会科学内部不同分支学科的交叉而形成的新兴学科，还可以是技术科学和人文社会科学内部不同分支学科的交叉而形成的新兴学科。

近代科学发展特别是科学上的重大发现，国计民生中的重大社会问题的解决等，常常涉及到不同学科之间的相互交叉和相互渗透。

2020年8月，“交叉学科”成为继“哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学、管理学和艺术学”之后的第14个学科门类。

国家自然科学基金委官网“机构设置”一栏显示，在数学物理科学部、化学科学部、生命科学部、地球科学部、工程与材料科学部、信息科学部、管理科学部、医学科学部8个传统学部之外，已新设立了交叉科学部。陈拥军任交叉科学部常务副主任。中国科学院院士汤超担任国家自然科学基金委员会交叉科学部首任主任。

学科交叉融合是未来科学发展的必然趋势，是加速科技创新的重要驱动力。自然科学基金委交叉科学部的成立是推动交叉科学繁荣发展的一个重要创新举措，符合科技发展创新理念，顺应学科发展交叉趋势。

美国国家科学院在《促进跨学科研究》（2005）中解释，“不只是将两门学科粘在一起来制造一个产品，而是思想和方法的整合、综合，这样的研究才真正是跨学科研究”。

当前，学科交叉已经逐渐成为科技创新的源泉，成为科学时代一个不可替代的研究范式。

学科代码

2020年12月30日，国务院学位委员会、教育部发布《关于设置“交叉学科”门类、“集成电路科学与工程”和“国家安全学”一级学科的通知》（学位〔2020〕30号），按照《学位授予和人才培养学科目录设置与管理办法》的规定，经专家论证，国务院学位委员会批准，决定设置“交叉学科”门类（门类代码为“14”）、“集成电路科学与工程”一级学科（学科代码为“1401”）和“国家安全学”一级学科（学科代码为“1402”）。

2021年1月，国务院学位委员会、教育部印发通知，新设置“交叉学科”门类，成为中国第14个学科门类。

战略举措

当前，学科交叉融合是大势所趋，全球广泛关注，但机遇和挑战并存。如何促进学科交叉融合研究，一直以来都是世界各国科学资助机构面临的一个共同难题和挑战。对于中国这样的科学后发国家，交叉研究则更加困难。但强化学科交叉和寻求新的科研范式是未来科技快速发展的必由之路，也是中国实现科技自立自强的重要途径。必须摆脱惯性思维，抓住科研范式变革的机遇，汇聚力量凝练中国交叉研究的重大方向，大力推动学科交叉研究。

交叉科学部要加强面向重大战略需求和新兴科学前沿交叉领域的统筹和部署；建立学科交叉融合资助机制和资源配置模式，促进多学科对综合性复杂问题的协同攻关；尊重不同学科特点，鼓励个性发展，打破传统禁锢观念，推动深度交叉融合，努力形成新的学科增长点和新的研究范式，为国家培养变革性交叉科学人才。

社会意义

国家新设交叉学科门类具有双重原因：

一是基于知识生产的需要。交叉学科相对于过往边界划分明确的单一学科而言，因可以提供更多元的理论基础和视角，更容易产生创造性成果。而且，随着现代科学技术的发展，越尖端、前沿的研究越需要突破单一学科的限制，而基于交叉学科的思维和共同努力才有可能成功。

二是基于人才培养的需要。在高校里，设立和调整学科，归根结底还在于社会需要的人才类型发生了变化，需要高校及时作出反应。因此，国家新设交叉学科门类也是从政策的角度来引导高校调整学科布局，进而通过学科育人，培养出社会所急需的专门人才。

国内外发展

美国得克萨斯大学教授艾伦·雷普克在《如何进行跨学科研究》一书中谈到，根本原因是大学管理机构缺少对交叉学科的“系统化落实”。“大学往往把交叉学科视为一种趋势，而不是真正的变革，结果就以零碎、缺乏条理、凑合的方式进行跨学科工作，而不是视之为全面、彻头彻尾的改革。”

我国跨学科交叉科研机构由于发展时间更短，导致在高校内仍存在不少问题。

清华大学科研院的一项研究指出，高校促进跨学科交叉的评价机制和考核激励机制尚未完全建立；院系对于鼓励教师跨院系兼职和跨学科交叉研究工作动力不足；资源配置方式的改革仍须进一步探索；教师跨院系兼职管理制度还未能得到广泛应用；交叉学科相关学生培养机制尚未健全；重大项目推进机制仍在形成过程中。

在这种现状下，国内要想在复合型人才培养和交叉学科领域取得突破性进展，任重而道远。

学科规律

科学上的新理论、新发明的产生，新的工程技术的出现，经常是在学科的边缘或交叉点上，重视交叉学科将使科学本身向着更深层次和更高水平发展，这是符合自然界存在的客观规律的。

2008年11月11日，在2008诺贝尔奖获得者北京论坛上，华人图灵奖得主姚期智指出：多学科交叉融合是信息技术发展的关键：当不同的学科、理论相互交叉结合，同时一种新技术达到成熟的时候，往往就会出现理论上的突破和技术上的创新。

诺奖与交叉学科

诺贝尔奖120年的历史凸显了一个事实，自然科学越来越显示出学科交叉的发展趋势。现代科学技术的重大突破，新的生长点和新学科的产生，往往是在不同学科彼此交叉和相互渗透的过程中形成的。跨学科或者说交叉学科研究对于人们取得科学技术的原创性成果和突破性进展的意义重大，我们对它的需求比过去任何时候都更为强烈。

诺贝尔奖的跨界色彩，并非人们的直观感受，有不少对诺贝尔自然科学奖颁奖的统计分析证明了这一点。

据统计，从1901年到2008年授予的356项诺贝尔自然科学奖的奖项中，交叉研究成果共有185项，占52.0%。在不同的时段（1901~1920年，1921~1940年，1941~1960年，1961~1980年，1981~2000年，2001~2008年），交叉学科研究成果在颁奖项数中所占的百分比依次为32.0%、41.7%、54.0%、56.8%、61.1%、66.7%。诺贝尔自然科学奖获奖成果在20世纪50年代以前，大部分成果是属于单一学科的，而在50年代以后，大部分成果则是交叉性的。

还有一项最新研究，利用1901~2020年诺贝尔生理学或医学奖获得者的获奖成果（论文）及其参考文献相关数据识别诺贝尔获奖成果在跨学科方面的趋势和特征，结果发现，20世纪40年代及之前、20世纪50~70年代、20世纪80年代及之后，成果篇均参考文献量分别约为12篇、25篇、38篇，成果参考文献篇均涉及学科量分别约为5个、7个、11个。获奖成果整合的知识数量和学科种类都呈现不断上升的趋势。

更多研究发现，诺奖科学家的代表性论文常常具有显著的跨界特质，它们的特点就是能很好地将互不相干和主题各异的科研论文相关联。诺贝尔奖得主在践行“科学中介”角色方面表现出了独特的能力，填补了研究网络中现有的结构性漏洞。

不仅如此，通过考察那些获奖科学家的知识背景，研究者发现，他们大多拥有广泛的兴趣爱好，具有多学科融通交叉的知识和理论背景。

霍金曾说：“21世纪将是复杂性科学的世纪。”随着2021年诺贝尔物理学奖的揭晓，三位科学家因复杂系统研究贡献而获奖，这一年轻又充满争议的“复杂科学”领域进入了更多人的视野。跨学科是复杂科学研究最重要的特征，它正是为了适应自然与社会的内在复杂性而诞生。而在这一领域驰骋的科学家们，无一不是既在一个学科纵向深耕，又在多个学科间横向迁移。

2020年，数学物理学家罗杰·彭罗斯因在黑洞领域的研究工作获得诺贝尔物理学奖。好奇心爆棚的他被誉为“理论物理学的巨人”，他的贡献跨越了数学和物理学的许多领域。他把各种复杂的数学技巧引入了物理学研究的多个分支，提供了完全不同的研究思维方式。

2017年的诺贝尔化学奖授予了冷冻电镜技术的三位开创者，其中约阿希姆·弗兰克作为生物物理学家获得化学奖尤为引人瞩目。

但熟悉诺奖历史的人知道，像弗兰克这样，从物理学进入生命科学研究领域获奖的不胜枚举。比如，因建立DNA双螺旋结构模型而获1962年生理学或医学奖的弗朗西斯·克里克和莫里斯·威尔金斯；因提出测定DNA中核苷酸顺序的方法而获得1980年化学奖的沃尔特·吉尔伯特；因建立晶体电子显微技术、测定核酸—蛋白质复合体结构而获得1982年化学奖的阿龙·克卢格；因确定细菌光合作用反应中心的三维结构而获得1988年化学奖的约翰·戴森霍弗，等等。

缘由

学科交叉的项目通常源于对单一学科无法、或是无意对某些重要问题进行研究的认识。例如，社会科学学科中的人类学和社会学，通常并不重视研究科技进步对于社会的影响；因此，许多对此感兴趣的社会科学家有意去参与科学与技术研究项目；此类多学科合作项目通常由不同领域的学者组成（如人类学、历史学、哲学、社会学或者女性研究）。不过，也有不少交叉学科起源于新的研究方向，如纳米科技等。只有在综合了数个学科的知识和研究方法时，这些研究方向才有可能取得成功。例如，量子信息处理综合了量子物理及计算机科学，而生物信息学则把分子生物学引入了计算机科学领域。

自然科学和社会科学之间也可以相互结合发展，形成新的交叉边缘学科，如进化金融学（Evolutionary Finance）就是近年来兴起的介于生物学和金融学的一门边缘科学，进化证券学则是介于生物学和证券学之间的边缘学科。此外，技术科学和社会科学之间也可以相互结合发展，形成新的交叉边缘学科，如网络语言学就是网络技术和语言科学有机融合而成的新兴交叉学科，该学科由中国知名学者周海中教授首先提出，并受到学界关注和肯定。

2009年北京大学重点交叉学科的招生简介里介绍的以下三个交叉学科均是以其他自然学科、技术科学、社会学科相互融合交叉形成的新兴的学科，其中每一门都涉及到了计算机科学：

表1：2009年北京大学重点交叉学科的招生简介

交叉学科之所以得到这么高的重视，中国社会科学院的金吾伦研究员把它归纳为以下三个方面，如下表所示：

学科

计算机科学

美国宾夕法尼亚大学于1946年2月14日研制成功的ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator,电子数字积分器和计算器）是世界第一台多功能、全电子数字计算机。而最早的计算机科学学位课程是由美国普渡大学于1962年开设的。

人工智能（AI）的先驱者之一Marvin Minsky对计算机科学的未来发展表达了他很高的期望：如同数学一般，计算机科学已经扩展到其他领域，但是计算机科学也有它自己的生命。在我看来，计算机科学是一个几乎全新的学科，它可能会变得像物理和数学综合起来（Minsky，1979）。

计算机科学作为一门学科在二十世纪最后的三十年间里，取得了大量的里程碑式的科学业绩，得到了惊人的发展，从曾被认为仅是一门编程的单一课程扩展到包括从抽象的算法分析、形式化语法等等，到更具体的主题如编程语言、程序设计、软件和硬件的一门独立学科。而以计算机科学与许多学科诸如电子工程、数学、经济学和语言学等等联系密切。这些学科之间有明显的交叉领域，因此产生了许多新的交叉学科：人工智能、电子商务、计算机图形学等等。2001年12月有IEEE-CS和ACM共同完成的关于计算学科教学计划（Computing Curricula 2001）将计算机学科分支领域划分为14个主领域，这其中几乎所有的领域都涉及到了多门学科的交叉和联系。

机器人学科

机器人学院建设中，各单位将充分发挥自身优势，探索创新人才选拔培养途径，开展合作教学和人才培养，共同推进机器人学科与相关学科的交叉融合，以产学研结合的特色发展方式支持机器人学科建设、产业发展。

人工智能学科

2019年4月22日，中国人民大学高瓴人工智能学院成立，高瓴人工智能学院是中国人民大学二级学院，承担人工智能学科的规划与建设，开展本学科和相关交叉学科领域的本、硕、博人才培养和科学研究工作。

大数据学科

2015年10月8日，复旦大学大数据学院、复旦大学大数据研究院正式揭牌成立。新成立的大数据学院将在数学、统计学、计算机、生命科学、医学、经济学、社会学、传播学等多学科交叉融合的基础上，聚焦大数据学科建设、研究应用和复合型人才培养。在学科建设方面，大数据学院及研究院致力于中国乃至全球大数据学科的发展，推动大数据科学与技术成为国家一级学科。

自设交叉学科

中国科学院大学自主设置交叉学科名单（截至2019年5月31日）：

纳米科学与技术（挂靠一级学科：物理学、化学、生物学、材料科学与工程）

社会计算（挂靠一级学科：控制科学与工程、计算机科学与技术、管理科学与工程）

生物信息学（挂靠一级学科：数学、生物学、计算机科学与技术）

经济计算与模拟（挂靠一级学科：系统科学、统计学、计算机科学与技术、管理科学与工程、农林经济管理）

食品安全与健康（挂靠一级学科：化学、生物学、环境科学与工程）

再生医学（挂靠一级学科：生物学、基础医学、药学）

仿生界面交叉科学（挂靠一级学科：物理学、化学、生物学、材料科学与工程）

生命科学与医学

学科交叉已经逐渐成为科技创新的源泉，成为科学时代一个不可替代的研究范式。而生命科学与医学领域已经成为汇聚多学科前沿研究的“主阵地”。

神经科学与管理科学交叉、脑科学研究应与临床神经学科融合、多学科交叉融合实现精神疾病精准诊治等。