学术报告｜杨卫院士：交叉科学——无尽的前沿|交叉科学——无尽的前沿|学术报告|杨卫|科学家|院士

2023年1月7日，在教育部学位管理与研究生教育司、教育部科学技术与信息化司、国家自然科学基金委信息学部、中国工程院信息与电子工程学部指导下，由中国人工智能学会、中国自动化学会主办，中国人工智能学会教育工作委员会、中国自动化学会教育工作委员会承办，在百度公司、京东集团、钢铁侠科技、浙江大学上海高等研究院、北京工业大学北京人工智能研究院支持下，以“智能科学与技术交叉学科发展新机遇”为主题的“智行中国”系列论坛第三期成功举办。

中国科学院院士、发展中国家科学院院士、司库、美国工程院外籍院士、固体力学专家，杨卫院士发表题为《交叉科学——无尽的前沿》的主旨报告。他从交叉学科的学理、实操、案例三个章节对交叉学科的发展进行了阐述，提出了学科发展的经纬结构、学科空间和交叉学科的衍生过程，从交叉学科部的组织、文化、领域覆盖和矩阵式扁平化管理新模式出发，论述了如何跳出传统单一学科理念，以打破学科之间的壁垒束缚。同时，杨卫院士以自己正在进行的交叉力学这一领域，描述了介质交叉、层次交叉、刚柔交叉和质智交叉等案例，生动形象地讲述了交叉学科的实践和发展。

为了促进学术交流，现将杨卫院士报告中关键ppt内容发布，以便共同思考学科交叉的手段和方法。

第一部分交叉科学的学理

杨卫院士提出，学科的发展是具备一定的经纬结构的，其中主要的结构如下：

学科经轴与教育纬度：学科自身发展的纵向路径（经轴）与不同教育水平之间的横向联系（纬度）。

学科教育的纵向贯穿与横向连通：学科教育从低年级至高年级，本科生至研究生水平上的贯穿过程，以及不同学科之间共享的横向连通过程。

纵向学科生长数与横向教育平台。

学科连接度量——毗邻与交叉。

层次共享度量——教育、知识、人才、平台。

杨卫院士提出，每个学科自身都可视为学科空间中的一点，该空间以距离作为关联性度量，具有连通性、各向同性、转动观察客观性的关联性空间（二维形况下为球面）。学科的球径可表示学科发展过程中的一个度量尺度。随着学科的分化和离异，尺度会不断增加，反之随着学科相关度的增加，关联性提高，尺度则会不断减小。

以文献计量学方法为手段，可将圆周弧段作为27个学科类型，圆内的点表示研究主题的位置，其对应的泡泡大小衡量其相关学术产出，越靠近边缘的点表示其研究内容越靠近单一领域，反之则表示其研究内容与其他学科产生更深层次交叉。点的位置通过杠杆原理可以计算出学术产出对应各学科所占比重，而点的大小则代表学术产出的体量。对比清华大学与浙江大学学术产出的主题分布可发现（数据来源：SciVal，检索日期为2021年4月26日），浙江大学在农、医学科等方面产出更多，而清华大学在物理科学、信息科学等方面产出更旺盛。

杨卫院士讲到，交叉学科的形成首先是需要两学科共同研究一个问题，形成学科交叉，在研究过程中产生了稳定的研究问题就可以维系学科交叉的深入进行。杨卫院士提出交叉科学的衍生过程：

播种——培育问题：首先找到适合于学科交叉的研究问题，可供多学科共同研究。国家自然科学基金委交叉学部作为主要的支持者对学科交叉研究提供支持。

收获——成果评价：国家、企业可设有对学科交叉成果评判的委员会，对交叉学科成果进行评价。

繁衍——学科形成：学科交叉过程中在某些问题上形成了稳定的成果，该成果可以与人才培养进行关联，同时培养可能持续时间超过了教育所需周期的数倍，则可能形成新的交叉学科。

交叉学科的设立主要关心以下问题：1.该学科是否有自身学理基础；2.交叉学科的形成能否支持较长时间的培养过程；3.新兴交叉学科是否会制约相邻学科的发展。

目前的交叉学科门类初步布局，还没有形成广泛的联络结构。2022年国务院学位委员会第三十七次会议审议通过了《研究生教育学科专业目录（2022年）》，决定从2023年起正式实施。《研究生教育学科专业目录（2022年）新增了第14个学科门类——交叉门类。交叉门类下设集成电路科学与工程、国家安全学、设计学、遥感科学与技术、智能科学与技术、纳米科学与工程、区域国别学、文物等8个一级学科，另下设1个专业学位为密码。