学科会聚催生创新高地崛起

首页 > 教育新闻 > 教育新闻阅读/2024-04-08 / 加入收藏 / 阅读 [打印]
在“十四五”规划和二○三五年远景目标纲要中,人工智能和脑科学被确立为国家战略科技力量。其中,类脑计算和脑机融合技术研发是重要领域之一,而脑机接口技术是脑机智能融合技术的关键之一。当前,国内有来自高校及科研院所的三十余个研究团队进行相关研究。视觉中国 供图

    当今世界已经进入知识大融通、大会聚的大科学时代,尤其伴随着新一轮科技革命和产业变革的交织演变,知识创新的学科组织形态正在发生重大变化,学科会聚成为知识生产和教育发展的新趋势。

    习近平总书记在主持中共中央政治局就建设教育强国进行第五次集体学习时强调,要把加快建设中国特色、世界一流的大学和优势学科作为重中之重,大力加强基础学科、新兴学科、交叉学科建设,瞄准世界科技前沿和国家重大战略需求推进科研创新,不断提升原始创新能力和人才培养质量。

    面对党中央赋予我国一流大学和优势学科的科技创新使命,当前不少高校在学科建设机制、科研组织体系、人才培养模式等方面还存在一些亟待改进之处,尤其是高校系统内普遍存在的学科壁垒、学科分化的制度惯性、松散耦合的组织体系等,阻碍了学科创新、有组织科研和拔尖创新人才培养,迫切需要深入探索学科建设的新理念、新模式、新机制,以学科会聚的新范式引领一流学科创新发展。

    学科会聚的指向:创新驱动发展

    从高等教育的发展历程看,现代大学知识体系和学科系统的持续演进,尤其是科技前沿的创新发展,不断催生交叉会聚型的新知识领域和新学科形态。20世纪后期以来,随着科学从高度分化转向高度综合,学科体系的变化开始加速演化,多学科的协同与集成创新成为解决复杂问题的重要手段,学科会聚成为科学技术发展的重要特征和新趋势。

    浙江大学是国内高校探索并实践学科会聚的先行者。早在2005年10月,浙江大学和香港科技大学联合举办的“学科会聚与科研平台高新技术高峰论坛”,就研讨了21世纪学科会聚的趋势与展望、科研平台对学科会聚突破与创新的作用等问题。此后,浙江大学的邹晓东、陈劲、吴伟等多位学者对学科会聚的理论、模型、实践等,持续展开深入研究,并取得了丰硕的成果。

    经过多年探索,浙江大学于2019年启动“面向2030的学科会聚研究计划”(简称“创新2030计划”),分批实施了11个学科会聚研究重大专项,率先将学科会聚的理念转化为大规模实践。该计划作为一项探索性工程,虽然实施的时间不长,但已经展现出可喜的发展前景,培育了一批尖峰学科和标志性成果。

    以最先启动的“脑科学与人工智能会聚研究计划”(也称“双脑计划”)为例,该计划成立了我国唯一的“脑科学与脑医学学院”,获批建设“脑机智能全国重点实验室”“脑与脑机融合前沿科学中心”“人工智能协同创新中心”等高能级创新平台,在《自然》《科学》等世界顶尖学术期刊发表论文十余篇,荣获世界人工智能大会最高奖项,实现世界首例高龄志愿者植入式脑机接口临床转化,研发全球最大神经元规模类脑计算机,创建新一代人工智能科教融合平台,成为脑科学与人工智能领域国家战略科技力量和拔尖创新人才培养汇聚的战略基地。

    从技术会聚到学科会聚的演变历程,彰显了学科发展思路的迭代创新,尤其突出重大挑战问题牵引的创新驱动发展逻辑。这显然不同于学科知识体系建构的内生发展逻辑,因而需要深化学科建设的理念变革、组织变革和制度变革。一方面,当今世界人类正面临资源短缺、生态失衡、公共安全等日益复杂的重大问题和挑战,单一学科无法破解这些问题,需要学科从泾渭分明的专业化分工走向科学整合与技术会聚。另一方面,大科学时代的知识融通必然产生变革世界的会聚技术,进而形成引领未来的会聚型学科领域,如脑科学、合成生物学、精准医学、设计育种等。

    基于学科会聚的逻辑,其指向始终是创新驱动发展,即重大领域的创新引领学科的交叉会聚。具体来看:

    创新驱动的引擎是知识会聚。不同学科的会聚交融将推动原有知识体系的解构与重组,不同学科之间的依赖、促进和移植形成新的创新集群,特别是大信息、大生命、大物质等学科群的前沿交叉,将成为引领未来创新的关键领域,如医学与信息科学、工程学的交叉会聚催生了精准医学的前沿方向。

    创新驱动的实质是人才引领。多学科背景的人才以新的组织模式会聚在同一个问题领域,最终形成解决复杂性问题的整合创新能力,如“数学+人工智能+互联网+人文社科”的多学科人才会聚整合,打造了数智管理创新、人工智能法学、数字社会治理等引领“数字社科”研究的创新团队。

    创新驱动的根本是范式变革。21世纪涌现的人工智能、云计算、基因编辑、合成生物学等颠覆性科技,正推动创新范式的大转型、大变革,由此带来创新的革命性变化与系统性重组。例如,物质科学研究以生命健康重大需求牵引前沿科学问题,融入大数据、人工智能方法,发展出智能化、革命性的新物质创制体系和路径。“创新2030计划”明确围绕服务国家战略目标、探索国际科学前沿、支撑区域重大需求,面向2030年构建未来创新蓝图,以学科会聚融通的新形态、新体系,强化战略性、前瞻性、引领性问题的研究能力和创新水平。

    学科会聚的要义:任务导向的有组织创新

    学科会聚是“双一流”建设背景下聚焦一流学科建设的变革性探索,它主要通过构建学科交叉会聚的整合性系统框架,超越传统的交叉学科、跨学科和学科群概念,以重大战略需求和重大挑战问题驱动高水平有组织创新,进而打破传统学科的边界壁垒和组织惯性,在学科领域、研究范式、组织协同、资源整合等方面实现变革重塑。因而,“创新2030计划”的使命非常明晰,就是推动学科会聚造峰,促进跨领域融合创新,充分利用学科综合优势打造交叉研究创新高地,支撑学校加快建设中国特色、世界一流大学。

    学科会聚要以新的组织体系推动大尺度跨越的多学科交叉融合,其关键要义是任务导向的有组织创新。唯有聚焦国家战略需求和问题牵引,围绕大团队、大项目、大平台、大成果等进行任务导向的谋划,形成有组织的统一行动和资源配置,才有可能实现学科会聚创新。

    规划和凝练会聚型学科方向。学科会聚的重要目标是建设引领未来创新的会聚型学科,需要下功夫凝练学科前沿方向,其核心任务是组织学科研讨和制定学科规划,积极推动跨学科对话与合作,规划未来的创新蓝图和重大方向。浙江大学充分发挥学科综合优势,组织不同学科背景的学者反复研讨和思想碰撞,凝练形成了脑机智能、智慧海洋、精准医学、设计育种、亚洲文明、数字社科等新的会聚型学科领域。例如,“新物质创制会聚研究计划”致力于推动物质科学、信息科学、生命科学的融合创新,凝练形成生物与分子智造、超分子新物质创制等新兴学科方向。

    推进研究范式和知识体系革新。科学革命和技术变革的实质是研究范式革新,这也是学科会聚的重要路径,需要推动数据密集型研究新范式向所有学科领域进行方法渗透和知识迁移,其核心任务是提供“AI+”“计算+”的研究工具和算力平台,倡导推进研究范式转型和自主知识体系构建。浙江大学高度重视并谋划引领数据密集型研究范式变革,探索构建“通用大模型+领域数据+领域知识”的学科领域大模型,不断促进传统研究方法与新型研究方法互鉴互融,让新方法助推新理论、新知识的创新创造。例如,“农业设计育种计划”致力于革新生物育种范式,打造新型的智能育种工厂,探索形成了“大数据+基因编辑+生物育种”的设计育种新体系。

    打造新型项目组织与高能级创新平台。学科会聚的实现,需要在创新蓝图引领下,构建链接不同学科的新型组织体系,进而塑造交叉融合、开放协同的卓越创新生态系统,其核心任务是打造教育、科技、人才“三位一体”的高能级平台,组建跨学科的重大项目团队。浙江大学积极探索问题导向的有组织科研模式,构筑集成式和分布式共生的创新网络,以新的组织结构有效贯通学科链、创新链和产业链。例如,“生态文明与环境科技创新会聚研究计划”通过新型校地校企合作,打造学科交叉会聚的新型研发机构,与安徽省安庆市合作共建未来产业技术研究中心,参与建设能源与碳中和浙江省实验室,在浙江大学长三角智慧绿洲建设未来生态环境实验室,在浙江大学杭州国际科创中心建设土壤健康创新工坊,同时牵头成立了长江经济带生态文明创新研究联盟,谋划生态环境领域重大研究计划,构筑了全链条创新、跨学科协同的研究网络组织。

    深化多学科专业融通和教育创新。学科会聚的重要使命是培养复合型拔尖创新人才,需要以专业融通推进教育创新,其核心任务就是打造会聚型学科专业,构建科教融汇产教融合平台。浙江大学积极探索会聚融通培养拔尖创新人才的新模式新机制,构建了多学科交叉培养的新平台。例如,“脑科学与人工智能会聚研究计划”研发了新一代人工智能科教融合平台“智海”,深度探索跨学科、跨院校、跨区域的交叉培养和创新创业教育;创新“AI+X”拔尖创新人才交叉培养模式,设置“AI+医学”“AI+逻辑认知”等多个复合型专业方向,建立跨学科的博士生导师团队进行交叉培养,推动了跨学科的实质性交叉融合。

    学科会聚的动力:深化改革创新

    基于学科发展的演进逻辑,学科会聚最终将形成一种大跨度、宽领域、网络化、有机融合的学科集成系统,也将塑造具有极强创新活力的学科生态体系。

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