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当前世界各国科学与教育发展的一个重要趋势是跨学科研究的兴起。单一学科已经无法解决知识应用过程中面临的现实任务。类似曼哈顿工程、星球大战、人类基因组计划、奔月工程等大科学大工程，其根本目标是解决复杂的大问题，进行大规模研究；其基本特点是投资强度大、多学科交叉、实验设备昂贵。这样的研究项目推动基础科学、应用科学和工程技术的共同进步，在把握研究方向、突破技术难题等方面，必须依靠多个学科的交叉，必须依赖数千科学家和工程师的合作。本研究以美国的麻省理工学院、瑞典的林雪平大学、荷兰的伏尔伏特理工大学为例，分别研究不同文化背景下的跨学科理念与实践，对我国高校跨学科建设有一定的借鉴意义。
麻省理工学院数学学科的跨学科研究与跨学科教育
麻省理工学院数学学科发展强大的过程就是一个不断被其他学科应用的过程。物理学领域量子力学和电机工程领域的研究，为麻省理工学院数学学科带来了腾飞的机遇。在受量子力学和电机工程等学科的推动之前，麻省理工学院的数学学科仅被视作服务性的学科，是典型的弱势学科。
从19世纪到20世纪早期，麻省理工学院的数学一直被作为测量和训练学生心智的学科，主要体现为一门教学科目。数学是入学考试的重要科目，在19世纪末期，考试的重点是代数、平面几何、立体几何和三角几何。20世纪早期，工程学开始促进数学学科在教学上的深入。与当时大多数大学相比，麻省理工学院对三角几何的要求更为严格，强调将直角和斜角三角形应用于测量问题，以及强调对数的应用。1919年，麻省理工学院大一年级的数学课程主要增加了解析几何以及微积分的初步概念，如笛卡儿坐标系和极坐标系，导数与积分在计算速率、面积和体积时的应用。但由于工程学的发展速度缓慢，受工程学刺激的数学学科水平一般。
量子力学的发展，对数学学科提出了更高的要求。量子力学于20世纪30年代发展成熟，开始对物理学家的数学功底提出了更高的要求。希特勒上台以前，美国最好的物理学家都需要到欧洲去学习新的量子理论和近代数学。麻省理工学院物理学的发展促使数学系开设了量子代数论。这一课程的开设，使得麻省理工学院数学系从一个主要负责本科生通识教育课程的系发展成为美国公认的具有高水平研究能力的数学系。
同时，物理学和工程领域关于“电”的研究也极大地促进了数学与计算科学的发展。1924年开始，麻省理工学院电机工程系的教师们已经感受到计算对工程的重要性。麻省理工学院电机工程系教授范尼瓦尔·布什从学生时代就对运算机器产生了浓厚的兴趣。在教授“电力传输”课程时布什发现，为了解决某一电力系统的稳定性问题，需要借助图表和数学函数表连续工作好几个月，求解特殊类型积分的过程严重地影响了研究进度。为此，布什经常和数学系的维纳教授以及电机工程系的学生讨论微积分的计算问题。数学和电机工程的跨学科合作，为布什带来了灵感，他发明了模拟机，并历经4次大的改进形成了微分分析仪。布什模拟机的出现，标志着信息革命的开始，也标志着数学与计算科学成为麻省理工学院的一个优势学科。
林雪平大学跨学科研究实践
瑞典林雪平大学（Linkoping University）建于1970年，是一所年轻的研究型大学。
林雪平大学以跨学科研究作为立校之本。在学校的主页中，林雪平大学声称“林雪平大学有两大标志：第一，跨越学系边界，实现学科交叉与合作；第二，创业精神。”
与世界通行的做法不同，林雪平大学没有按照学科设置院系，而是学校下属四大学院，学院之下设系，系之下设研究分支，在研究分支之下是研究小组。学院属于虚体，学校直接管理系，系是跨学科学术组织。2008年，林雪平大学共有14个系，包括：行为与学习科学，生物医学工程，临床与实验医学，计算与信息科学，文化与交流，电机工程，工程管理，数学，医学与健康科学，物理学、化学与生物学，科学与技术，社会变化与文化研究，Tema研究所，社会与福利研究。在科研活动中，研究小组是最基层的科研组织，其最大特点是灵活性，它可以自由地选择研究课题。
从各系的名称可以看出，林雪平大学中大多数系的研究内容很难划入某单一学科中去。与其说林雪平大学不是按照学科门类组织学术活动的不如说它是按照自身对科学分类的独特理解进行组织研究的。相对于其他大学，它采用一个较为宽泛的学科门类划分方式，各个系都遵循一定的跨学科组织原则。
以学校的物理学、化学与生物学系为例。它建于1970年，目前，物理学、化学与生物学研究人员总数保持在300位左右，并且每年大约有100位访问学者。在300名较为固定的研究者中，有教授约40人，研究生约130人。作为基层研究组织，研究小组有正常的产生和退出机制，这是林雪平大学学术组织制度的一个特色。1993年，物理学、化学与生物学之下的研究小组共有13个，到2006年增加到了24个。以Chemistry分支之下的Chemical Engineering小组为例，在1993年是没有这个小组的，在2000年和2005年又建立了起来，2006年，Chemical Engineering小组解散，其成员加入Chemistry分支的其他研究小组中去。
由物理学、化学与生物学系的研究方向可以看出，林雪平大学的系涉及的研究范围非常广泛，并且下属的研究小组拥有较大的研究自由。在十多年时间里，研究小组的数量增长了1倍以上。
伏尔伏特理工大学跨学科研究实践
伏尔伏特理工大学是荷兰最大的理工大学。它拥有13个跨学科研究中心，其研究主题分别是：计算机科学与技术；地球：观测、生态、工程；信息通信技术；生命科学与技术；材料科学；机电和微系统；人流和物流；纳米技术；可持续能源；可持续工业过程；水：环境、循环、基础设施和管理；可持续城市建设；下一代基础设施等。
以伏尔伏特理工大学的水研究中心为例。水研究中心的研究主题为“水：环境、循环、基础设施和管理”。建设水研究中心的研究力量包括信息技术学院的微电子系和机械、海运和材料工程学院的医学技术和机电系。另外微电子系的电子元件、技术和材料实验室，电子仪器实验室，医学技术和机电系的人机系统研究小组，结构优化和计算力学研究小组，微机电系统和制备技术研究小组，也共同参与建设水研究中心。
水研究中心围绕医学和（生物）化学仪器设备，土壤、水和空气监测，工业监测和能耗监测，运输和物流监测4个方面进行跨学科合作研究并采用如下一些举措促进跨学科合作：
一是加强内部关系和内部学术交流。水研究中心建立了项目理事会，组织年会和专题会议，开设了网站，为参与建设的两个系共5个实验室和研究小组创造了交流平台。
二是设立基金，建立资源共享制度。伏尔伏特理工大学提供给各个跨学科研究中心需要的公共实验设施，设立种子基金和研究中心基金，鼓励跨学科研究。种子基金一般由中心成员申报；研究中心基金则是面向全校的，志在鼓励研究中心和其他院校之间的跨学科合作研究。
三是拓展外部关系。水研究中心注重提高知名度，经常组织年会以增加媒体曝光频率。研究中心制定了国内国际科研合作方案，注重把研究者推向国际。
跨学科研究学术组织获得成功的内部机理
在跨学科研究方面，大学有着资源优势和固有缺陷。优势在于学科门类齐全，为跨学科研究奠定了普通研究所所不具备的学科基础。劣势在于强调学者个人的学术自由，教师难免各自为政，有很多教师满足于个人申请课题、单打独斗，这一现状使得高校在组织实施大科学、大工程研究时举步维艰。
不仅在中国，美国、法国、日本等西方国家的高校也面临研究力量过于分散这一组织难题，各国的研究型大学相继成立了跨学科中心、高等研究院等跨学科组织。较早组织跨学科研究的麻省理工学院、斯坦福大学等，虽然不乏失败的经历，但总体上看，重大科技成果还是主要依靠跨学科研究产生的。
我国的文化背景有利于大学扬长避短，克服大学跨学科研究的固有缺陷。西方国家主要采用地方分权制度，教师中盛行自由主义和个人主义，在组织跨学科的大科学大工程时，往往需要耗费巨大的行政成本。我国的集体主义文化背景浓厚，教师的集体意识和团队合作能力较强，这些特征都有利于我国大学集中人力、物力和财力，开展跨学科的大项目研究。因此，可以大胆预言，跨学科研究极有可能成为我国大学赶超西方大学的一条捷径。既然西方国家能很好地开展跨学科的研究，我国高校应该更有信心完成质量更高、规模更大的跨学科研究。
在此背景下，我国大学必须合理地组织校内研究力量，既保障教师的学术自由，又有效地引导学科之间进行合作，构建多种组织形式，允许多种研究环境并存，促使学校的核心竞争力表现为一支或者几支科研集团军的战斗力，打造多学科交叉与合作的集团军。
很多高校在组织跨学科研究时，注重以强势学科带动弱势学科，以中心学科带动边缘学科，整合分散的力量，以项目维持跨学科研究组织的可持续发展。但这些跨学科组织的运行并不成功，甚至完全失败。一个重要的原因在于，参与跨学科研究的各个学科组织，不仅不能密切合作，甚至相互排斥。
总结各种跨学科研究模式可以发现，成功的跨学科研究实践需要重点回答以下两个突出问题：
一是某些跨学科学术组织为什么不能产生新的学科或者不能促进旧学科的发展。跨学科研究要进入实质性的运作并且取得成功，必须具有明确的目标和一定的研究领域，形成一套新的研究方法。这种研究问题域和方法，被称为范式。如果跨学科研究的目的是要形成学科建设成就，那么它就需要范式的指引与规训。范式，为各个学科提供具有一定边界的研究领域，避免盲目地各自为战。在数学领域，量子代数论是在量子力学范式的影响下发展起来的。在生物与生命科学领域，直到DNA结构的发现，MIT才得以顺利地整合数理化各个领域的研究力量，使其集中于生物与生命科学的研究。
一个新的学科，“新”的含义主要表现为：要么开创了新的研究对象，要么革新了研究方法。跨学科研究相对于单一学科研究的优势，或者跨学科研究存在的理由，主要表现为研究对象或者研究方法的更新。一般而言，成功的跨学科研究都是经过处理复杂的、系统的研究对象，结合多个学科研究方法然后形成一套系统的新方法。在麻省理工学院，从地质学到天体物理学，从化学工程到生物与生命科学，都经历了这样一个过程。而将自然科学研究方法应用于人文社会科学研究，也帮助后起的麻省理工学院人文社会科学占据了一席之地。从这些人文学科诞生之日起，麻省理工学院人文社会科学的特色就是采用定量的、数学的分析方法解决实际问题，在这一思路指导下，麻省理工学院为人文社会科学的发展增加了新的思路和气象。
二是跨学科学术组织为什么不能可持续发展。某些跨学科研究活动已经有较为明确的范式，既明确了研究问题域，又明确了研究方法和研究工具，但这种跨学科研究失败的一个重要的原因就是缺乏可持续发展的外部条件。很多失败的案例，不是因为跨学科研究领域没有潜力，而是因为经费不足、学术带头人行政能力不足、成员动机错误等原因造成。在现代大学办学资源有限的情况下，很多学校无法独立承担跨学科研究的消费。项目因素已经演变为制约跨学科学术研究的一个内部因素。
如果跨学科学术组织的组建是为了服务现代社会大生产，那么它必须有一定数量和较大规模的潜在项目。如果缺少具体的目标和难题，跨学科学术组织是难以真正有效地运行起来。跨学科研究同研究项目结合，是促进跨学科学术组织可持续发展的重要方式。如果没有足够的信心和资源来持续地支持某一项跨学科研究，那么，跨学科研究形成实体组织的过程一般应当同大项目相结合。麻省理工学院雷达实验室的建设经验表明，大项目的牵引对于跨学科学术组织的可持续发展具有决定性的作用。一方面，项目经费是组织可持续运行的物质保障；另一方面，项目区别于纯粹的自由探索，项目对研究的实效性和成本提出了较高的要求。围绕应用前景，项目提供方不断对学术研究提出要求和建设性意见，避免学术研究钻进象牙塔。正如麻省理工学院所总结的：“在雷达实验室，组织的每一个层次都能通过军官或者美国科学与研究发展局国防研究委员会中的军官与陆海军保持近距离接触。陆海空三军对军用科研项目的评判仅仅基于技术的有效性。” 在项目面向市场的过程中，研究应尽量控制成本，避开虚无的目标。只有同项目结合，或者展示出一定的项目前景，跨学科研究才不会因为无人买单而被迫中止。
(作者单位：北京化工大学)
[责任编辑：张 雯]
麻省理工学院数学学科的跨学科研究与跨学科教育
麻省理工学院数学学科发展强大的过程就是一个不断被其他学科应用的过程。物理学领域量子力学和电机工程领域的研究，为麻省理工学院数学学科带来了腾飞的机遇。在受量子力学和电机工程等学科的推动之前，麻省理工学院的数学学科仅被视作服务性的学科，是典型的弱势学科。
从19世纪到20世纪早期，麻省理工学院的数学一直被作为测量和训练学生心智的学科，主要体现为一门教学科目。数学是入学考试的重要科目，在19世纪末期，考试的重点是代数、平面几何、立体几何和三角几何。20世纪早期，工程学开始促进数学学科在教学上的深入。与当时大多数大学相比，麻省理工学院对三角几何的要求更为严格，强调将直角和斜角三角形应用于测量问题，以及强调对数的应用。1919年，麻省理工学院大一年级的数学课程主要增加了解析几何以及微积分的初步概念，如笛卡儿坐标系和极坐标系，导数与积分在计算速率、面积和体积时的应用。但由于工程学的发展速度缓慢，受工程学刺激的数学学科水平一般。
量子力学的发展，对数学学科提出了更高的要求。量子力学于20世纪30年代发展成熟，开始对物理学家的数学功底提出了更高的要求。希特勒上台以前，美国最好的物理学家都需要到欧洲去学习新的量子理论和近代数学。麻省理工学院物理学的发展促使数学系开设了量子代数论。这一课程的开设，使得麻省理工学院数学系从一个主要负责本科生通识教育课程的系发展成为美国公认的具有高水平研究能力的数学系。
同时，物理学和工程领域关于“电”的研究也极大地促进了数学与计算科学的发展。1924年开始，麻省理工学院电机工程系的教师们已经感受到计算对工程的重要性。麻省理工学院电机工程系教授范尼瓦尔·布什从学生时代就对运算机器产生了浓厚的兴趣。在教授“电力传输”课程时布什发现，为了解决某一电力系统的稳定性问题，需要借助图表和数学函数表连续工作好几个月，求解特殊类型积分的过程严重地影响了研究进度。为此，布什经常和数学系的维纳教授以及电机工程系的学生讨论微积分的计算问题。数学和电机工程的跨学科合作，为布什带来了灵感，他发明了模拟机，并历经4次大的改进形成了微分分析仪。布什模拟机的出现，标志着信息革命的开始，也标志着数学与计算科学成为麻省理工学院的一个优势学科。
林雪平大学跨学科研究实践
瑞典林雪平大学（Linkoping University）建于1970年，是一所年轻的研究型大学。
林雪平大学以跨学科研究作为立校之本。在学校的主页中，林雪平大学声称“林雪平大学有两大标志：第一，跨越学系边界，实现学科交叉与合作；第二，创业精神。”
与世界通行的做法不同，林雪平大学没有按照学科设置院系，而是学校下属四大学院，学院之下设系，系之下设研究分支，在研究分支之下是研究小组。学院属于虚体，学校直接管理系，系是跨学科学术组织。2008年，林雪平大学共有14个系，包括：行为与学习科学，生物医学工程，临床与实验医学，计算与信息科学，文化与交流，电机工程，工程管理，数学，医学与健康科学，物理学、化学与生物学，科学与技术，社会变化与文化研究，Tema研究所，社会与福利研究。在科研活动中，研究小组是最基层的科研组织，其最大特点是灵活性，它可以自由地选择研究课题。
从各系的名称可以看出，林雪平大学中大多数系的研究内容很难划入某单一学科中去。与其说林雪平大学不是按照学科门类组织学术活动的不如说它是按照自身对科学分类的独特理解进行组织研究的。相对于其他大学，它采用一个较为宽泛的学科门类划分方式，各个系都遵循一定的跨学科组织原则。
以学校的物理学、化学与生物学系为例。它建于1970年，目前，物理学、化学与生物学研究人员总数保持在300位左右，并且每年大约有100位访问学者。在300名较为固定的研究者中，有教授约40人，研究生约130人。作为基层研究组织，研究小组有正常的产生和退出机制，这是林雪平大学学术组织制度的一个特色。1993年，物理学、化学与生物学之下的研究小组共有13个，到2006年增加到了24个。以Chemistry分支之下的Chemical Engineering小组为例，在1993年是没有这个小组的，在2000年和2005年又建立了起来，2006年，Chemical Engineering小组解散，其成员加入Chemistry分支的其他研究小组中去。
由物理学、化学与生物学系的研究方向可以看出，林雪平大学的系涉及的研究范围非常广泛，并且下属的研究小组拥有较大的研究自由。在十多年时间里，研究小组的数量增长了1倍以上。
伏尔伏特理工大学跨学科研究实践
伏尔伏特理工大学是荷兰最大的理工大学。它拥有13个跨学科研究中心，其研究主题分别是：计算机科学与技术；地球：观测、生态、工程；信息通信技术；生命科学与技术；材料科学；机电和微系统；人流和物流；纳米技术；可持续能源；可持续工业过程；水：环境、循环、基础设施和管理；可持续城市建设；下一代基础设施等。
以伏尔伏特理工大学的水研究中心为例。水研究中心的研究主题为“水：环境、循环、基础设施和管理”。建设水研究中心的研究力量包括信息技术学院的微电子系和机械、海运和材料工程学院的医学技术和机电系。另外微电子系的电子元件、技术和材料实验室，电子仪器实验室，医学技术和机电系的人机系统研究小组，结构优化和计算力学研究小组，微机电系统和制备技术研究小组，也共同参与建设水研究中心。
水研究中心围绕医学和（生物）化学仪器设备，土壤、水和空气监测，工业监测和能耗监测，运输和物流监测4个方面进行跨学科合作研究并采用如下一些举措促进跨学科合作：
一是加强内部关系和内部学术交流。水研究中心建立了项目理事会，组织年会和专题会议，开设了网站，为参与建设的两个系共5个实验室和研究小组创造了交流平台。
二是设立基金，建立资源共享制度。伏尔伏特理工大学提供给各个跨学科研究中心需要的公共实验设施，设立种子基金和研究中心基金，鼓励跨学科研究。种子基金一般由中心成员申报；研究中心基金则是面向全校的，志在鼓励研究中心和其他院校之间的跨学科合作研究。
三是拓展外部关系。水研究中心注重提高知名度，经常组织年会以增加媒体曝光频率。研究中心制定了国内国际科研合作方案，注重把研究者推向国际。
跨学科研究学术组织获得成功的内部机理
在跨学科研究方面，大学有着资源优势和固有缺陷。优势在于学科门类齐全，为跨学科研究奠定了普通研究所所不具备的学科基础。劣势在于强调学者个人的学术自由，教师难免各自为政，有很多教师满足于个人申请课题、单打独斗，这一现状使得高校在组织实施大科学、大工程研究时举步维艰。
不仅在中国，美国、法国、日本等西方国家的高校也面临研究力量过于分散这一组织难题，各国的研究型大学相继成立了跨学科中心、高等研究院等跨学科组织。较早组织跨学科研究的麻省理工学院、斯坦福大学等，虽然不乏失败的经历，但总体上看，重大科技成果还是主要依靠跨学科研究产生的。
我国的文化背景有利于大学扬长避短，克服大学跨学科研究的固有缺陷。西方国家主要采用地方分权制度，教师中盛行自由主义和个人主义，在组织跨学科的大科学大工程时，往往需要耗费巨大的行政成本。我国的集体主义文化背景浓厚，教师的集体意识和团队合作能力较强，这些特征都有利于我国大学集中人力、物力和财力，开展跨学科的大项目研究。因此，可以大胆预言，跨学科研究极有可能成为我国大学赶超西方大学的一条捷径。既然西方国家能很好地开展跨学科的研究，我国高校应该更有信心完成质量更高、规模更大的跨学科研究。
在此背景下，我国大学必须合理地组织校内研究力量，既保障教师的学术自由，又有效地引导学科之间进行合作，构建多种组织形式，允许多种研究环境并存，促使学校的核心竞争力表现为一支或者几支科研集团军的战斗力，打造多学科交叉与合作的集团军。
很多高校在组织跨学科研究时，注重以强势学科带动弱势学科，以中心学科带动边缘学科，整合分散的力量，以项目维持跨学科研究组织的可持续发展。但这些跨学科组织的运行并不成功，甚至完全失败。一个重要的原因在于，参与跨学科研究的各个学科组织，不仅不能密切合作，甚至相互排斥。
总结各种跨学科研究模式可以发现，成功的跨学科研究实践需要重点回答以下两个突出问题：
一是某些跨学科学术组织为什么不能产生新的学科或者不能促进旧学科的发展。跨学科研究要进入实质性的运作并且取得成功，必须具有明确的目标和一定的研究领域，形成一套新的研究方法。这种研究问题域和方法，被称为范式。如果跨学科研究的目的是要形成学科建设成就，那么它就需要范式的指引与规训。范式，为各个学科提供具有一定边界的研究领域，避免盲目地各自为战。在数学领域，量子代数论是在量子力学范式的影响下发展起来的。在生物与生命科学领域，直到DNA结构的发现，MIT才得以顺利地整合数理化各个领域的研究力量，使其集中于生物与生命科学的研究。
一个新的学科，“新”的含义主要表现为：要么开创了新的研究对象，要么革新了研究方法。跨学科研究相对于单一学科研究的优势，或者跨学科研究存在的理由，主要表现为研究对象或者研究方法的更新。一般而言，成功的跨学科研究都是经过处理复杂的、系统的研究对象，结合多个学科研究方法然后形成一套系统的新方法。在麻省理工学院，从地质学到天体物理学，从化学工程到生物与生命科学，都经历了这样一个过程。而将自然科学研究方法应用于人文社会科学研究，也帮助后起的麻省理工学院人文社会科学占据了一席之地。从这些人文学科诞生之日起，麻省理工学院人文社会科学的特色就是采用定量的、数学的分析方法解决实际问题，在这一思路指导下，麻省理工学院为人文社会科学的发展增加了新的思路和气象。
二是跨学科学术组织为什么不能可持续发展。某些跨学科研究活动已经有较为明确的范式，既明确了研究问题域，又明确了研究方法和研究工具，但这种跨学科研究失败的一个重要的原因就是缺乏可持续发展的外部条件。很多失败的案例，不是因为跨学科研究领域没有潜力，而是因为经费不足、学术带头人行政能力不足、成员动机错误等原因造成。在现代大学办学资源有限的情况下，很多学校无法独立承担跨学科研究的消费。项目因素已经演变为制约跨学科学术研究的一个内部因素。
如果跨学科学术组织的组建是为了服务现代社会大生产，那么它必须有一定数量和较大规模的潜在项目。如果缺少具体的目标和难题，跨学科学术组织是难以真正有效地运行起来。跨学科研究同研究项目结合，是促进跨学科学术组织可持续发展的重要方式。如果没有足够的信心和资源来持续地支持某一项跨学科研究，那么，跨学科研究形成实体组织的过程一般应当同大项目相结合。麻省理工学院雷达实验室的建设经验表明，大项目的牵引对于跨学科学术组织的可持续发展具有决定性的作用。一方面，项目经费是组织可持续运行的物质保障；另一方面，项目区别于纯粹的自由探索，项目对研究的实效性和成本提出了较高的要求。围绕应用前景，项目提供方不断对学术研究提出要求和建设性意见，避免学术研究钻进象牙塔。正如麻省理工学院所总结的：“在雷达实验室，组织的每一个层次都能通过军官或者美国科学与研究发展局国防研究委员会中的军官与陆海军保持近距离接触。陆海空三军对军用科研项目的评判仅仅基于技术的有效性。” 在项目面向市场的过程中，研究应尽量控制成本，避开虚无的目标。只有同项目结合，或者展示出一定的项目前景，跨学科研究才不会因为无人买单而被迫中止。
(作者单位：北京化工大学)
[责任编辑：张 雯]