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1908年，科学家卢瑟福在他的诺贝尔奖演说中有一段幽默的道白。他说，他一生研究了许多变化，唯独没料到的是，到头来自己会从一个物理学家变成了一个化学家。
一、从“小科学”到“大科学”
本世纪中期，面对科学世界发生的一系列巨大变化，美国物理学家S.温伯格(Weinberg,1993)提出一个形象的比喻，他说，这些变化使科学由过去的“小科学”变成了“大科学”。的确，20世纪以来，科学研究已基本从分散的单纯个人活动转向社会化的集体活动；科学研究的规模也越来越大，从集体规模、国家规模一直发展到今天的国际规模；科学终于告别文人雅士消遣的时代，成为整个社会和全人类的共同事业。
仅仅就在100多年以前，科学交流还大多限于书籍、书信、讲学等局部的范围。尽管也有实验室等合作研究的形式，但参与的人数和规模都非常有限，大体上和当时的工场手工业水平相一致。19世纪以前，除了在一些科学协会或博物馆等机构中有屈指可数的几个专事科学的席位之外，多数科学家并不能靠科学研究来维持生活。比如，B.富兰克林(Franklin,1706～1790)是靠遗产生活；R.波义耳(Boyle,1627～1691)靠其他收入谋生，甚至还当过东印度公司的董事；现代化学的创始人A.L.(Lavoisier,1743～1794)出于生计，不得不一面从事其酷爱的化学研究，一面充当法国政府的官吏……这样，科学就必然被局限在一个很小的圈子里，只有少数人有余力和兴趣问津。
到了19世纪中叶，社会对科学家的需要与日俱增，科学研究才作为一种独立的社会职业分化出来，并从此为科学的社会化打下了经济基础。19世纪下半叶起，大学和学院等为科学家的职业洞开门户。此后，这一职业又扩展到商业、经济、军事等更广阔的领域，吸引了更多的人加入到科学研究的行列。
进入20世纪，具有强大技术基础的大规模科学研究所和科学实验室相继出现，不断推出丰硕的成果造福于全社会，使得科学研究和现代大工业生产终于协调起来，过去的“小科学”开始全面转变为社会化的“大科学”。这一转变，对从事科学研究的个体来说，也提出了新的挑战和要求。
从本质上说，科学工作者的素质和其所处的时代环境总是相适应的。“大科学”的出现，造就了一支庞大的科研队伍，根据联合国教科文组织的统计资料，19世纪以来的科学家人数有表1所示的递增关系。
科学家人数的激增，必然导致科学产品的加速增长，据美国著名学D.普斯(Prioe,1921～1983)的统计，科学杂志从18世纪中期以来的增长如表2所列。
普赖斯还由此归纳出著名的科学指数增长律。从上述统计中不难看到，在同样的研究空间内科学家人数和科学文献数目的激剧增长，必然要导致科学研究方式也随之发生变化，其中最为重要的一项变化就是科学家集团的出现。
表1
时期 19世纪 19世纪中叶 19世纪末 20世纪初 20世纪中叶 最近
科学家数 0.1万 1万
5万 10万 100万
300万
表2
时期
1750
1800186519001965
科学杂志总数
10 1001000
10000 100000
二、科学家集团的出现及其作用
所谓科学家集团，是指在科学研究过程中结成的大小不一、形式各异的科学家团体，最典型的是形成一种科学学派。随着社会生产的发展和“大科学”的出现，科学研究的主要方式，也从过去个体单干为主逐步转向互助合作，以互助合作为特征的科学家集团，成为20世纪科学研究的主导性力量。今天，只要一提到哥本哈根学派、H.卡文迪许(Cavendish,1731～1810)实验室等科学家集团的名字，就会使人联想起一系列辉煌的科学成就。统计一下1901年到1972年间的286位诺贝尔奖金得主，其中竟然有185位是与别人合作研究而获得成功的。进一步的统计表明，合作正呈上升的趋势。1925年以前，合作研究的获奖者占41%；1925年至1950年间，合作研究获奖的比例上升到65%；1950年以后，这一比例高达79%。中国的情形也是如此，根据1992年的最新统计，合作研究发表的论文占论文总数的大约70%。一些科学家集团内，精英人才层出不穷。英国的卡文迪许实验室，先后出现过17位诺贝尔奖获得者；美国的E.费米(Fermi,1901～1954)实验室，出现过6人；E.O.(Lawrence,1901～1958)实验室出现过4人。这些现象说明，科学家集团已成为科学研究的主要建制，在“大科学”环境中，这些人才荟萃的科学家集团的组合优势得到了淋漓尽致的发挥。
在科学家集团中，相关领域的专家们为了一个共同的目标（这个目标通常是靠单干难以完成的）相聚在一起，他们平等探讨，互相激励，通力协作，控制论的诞生就是一个范例。控制论的创始人N.维纳(Winer,1894～1964)原先是个数学家，本世纪30年代，他和墨西哥国立研究所的生理学家A.罗森勃吕特(Rosenblueth,1900)共同开创了一科学家集团，以讨论会的方式活动，参加者有物理学家、工程师、医生和数学家等。他们分别从数理统计、逻辑学、电工学、通信工程学和神经生理学等不同的学科领域提出问题，互相交流，取长补短。第二次世界大战前后，维纳参加了计算机的研制和高炮自控系统的设计，在理论与实际多边合作的条件下，于1947年完成了著名的《控制论》，开创了一个崭新的横断学科。其他象哥本哈根学派的餐厅讨论会、布尔巴基学派的“疯人”辩论会等等，也都体现出了科学家集团的创造效应。N.玻尔(Bohr,1885～1962)的教师E.卢瑟福(Rutherford,1871～1937)，每个星期五都要在自己的家里举行茶话会，师生朋友不拘形式，自由争论，在相互切磋中，许多重要的科学问题都得到了解决。这种科学家集团的科学环境造就了一大批科学英才。正如同肖伯纳所言：“倘若你有一个苹果，我有一个苹果，而我们彼此交流这些苹果，那么，你和我仍然各有一个苹果。但是，倘若你有一种思想，我有一种思想，而我们彼此交流这一思想，那么，我们每个将各有两种思想。”一个伟大思想，常常可以在科学家集团内成为科学思想的“核聚变”区。从系统结构上看，在科学家集团内，不同学科、不同专长的学者共处一体，平等的讨论常常将众多奇思妙想聚集在一些共同的方向上迸发出巨大的科技创造势能，从而有力地推动科学以过去从未有过的方式向前发展。
三、跨学科人才的培养和形成
如果说科学家集团的形成迎合了我们这个科技时代的需要，那么跨学科人才的提出便是对科学家集团这种有效的科研方式的具体总结。因为，在科学家集团内部起核心作用的就是跨学科人才。一个新兴的科技领域尚未开拓出来之前，总是需要有一批可以从事跨学科研究的交叉型人才，他们从不同的侧面和角度集思广益，把一个个独立艰深的科研成果从一个全新的视角重新组合优化，从而开辟科学认识和创造的新天地。这种能够从事跨学科工作的交叉型人才，我们称之为跨学科人才。这类人才知识渊博，既在某一专业有较为深厚的基础，又对相关的领域有比较全面的了解。因此，更确切地说，跨学科人才实际上是一种具有T字型知识结构的知识群体。只有具有跨学科知识结构，才可能具有正确的战略发展眼光，在区别中发现联系，从不同学术思想对立的两极之间保持必要的张力，寻找出可能交叉发展的契机，最终独辟蹊径，做出新的科学创造。
培育和形成跨学科知识结构有三种基本方式：第一，研究者个体具备多方面的学识修养、广阔的科学视野和某一专业的特殊才能。大凡新兴交叉性学科的创始人，多属此类人才；第二，组成一个研究小组。在现代科技背景下，第一种类型的个体跨学科知识结构往往很难达到，于是人们便通过组建跨学科的科研课题组来构建跨学科知识结构，由不同专业的科学家组合在一个大的研究方向之下，互相补充，协同作战。但是，在这种跨学科的科研小组内部，不同学科的专家之间，仍然存在着互相沟通的问题，因此，仍然需要某种“通才”式的人物来做总体的协调和组织工作。美国研制原子弹的“曼哈顿计划”总负责人L.R.格罗夫斯(Groves,1896)即是此种通才型的组织管理运作大师；第三，是由学术团体的双边或多边协作，甚至可以由不同国家之间的学术组织联合构成科学研究的同盟体，协作研究某一大类课题，达到跨学科的知识结构。美国的兰德公司，英国的伦敦战略研究所，意大利的罗马俱乐部，以及日本的野村战略综合研究所等，大致都属于这种具有跨学科知识结构的科研集团，并以为政府和科研部门策划构建跨学科知识结构为主要工作。
从认识论的角度分析，人的知识结构一般都具有整体相关的特性，学习和掌握的知识多了，跨学科知识结构一般也就或多或少地形成了，这时的研究者常常可以举一反三，触类旁通。现代科学对这种能够在以一个学科为主体的多门学科间从事研究的学者显得特别的需要。几乎只有那些善于联系不同知识领域，在多学科的综合中独立思考创新的人，才可望获得真正的科学创造。因此，具有跨学科知识结构的学者或研究团体，往往能够解决许多专门学问家无法独立解决的课题。而未来科技的发展，正越来越体现出高度综合的集约化趋向，培养具有跨学科知识结构的人才，研究和分析跨学科知识结构的重要价值及基本运作模式，便是我们跨世纪的科技教育工作者的神圣使命，具有重要的战略意义，跨学科人才的出现，不是科技工作者的心血来潮，而是“大科学”时代发展的客观需要。目前，人类文明正进入一个兴盛与危机并存，机遇和挑战共生的新的重大转型时期，跨学科人才的崛起正是这一历史发展的必然。
四、面向新世纪的人才观
纵观科学的发展史，无非是在两种情况下有可能出现重大转型：一是科学的纵向发展普遍受挫，这时常给人以迷惘、危机的感觉，仿佛科学的远征已经步入穷途末路。然而不用多久，科学总是奇迹般的别开生面，继续大踏步向前迈进。第二种情形是，科学的发展一帆风顺，成果令人目不暇接，这时往往也会使人因为知识爆炸、信息膨胀而产生无所适从的绝望；不过感觉归感觉，进入到“大科学”的时代，科学发展的局面就不再是少数的几个人就可以指点江山的了。它必定会以其特定的方式向前发展。在当代，这种特定的方式就是跨学科人才的交叉开拓。从系统结构上看，一个具有跨学科知识结构的科学家集团或科学学派的出现，势必会对整个科学的大系统产生某种形式的扰动，这些科学家集团或科学学派都是科学体系中的非平衡点，同时也是有序的具有自组织功能的小系统。这样，在集团的内部和外部之间，集团与集团之间，势必会发生矛盾、争论乃至科学冲突。在这里，解决冲突既不需要战争，也不需要议会，而是进行科学思维的能量交换，在科学的交叉碰撞中取长补短，共同向着新的科学高峰攀登。
毋庸讳言，当代科学正又一次面临徘徊的局面，本世纪以来各学科发生的科学革命似乎都陆续走到了各自发展的尽头，科学家们勤奋地工作着，苦苦地期待着新突破的发生，但至今仍未见显效。在未来跨世纪的几十年中，科学研究的热点和兴奋点将因此而从纵深的科学掘进中分兵多路于横向开发，把原先被多数人视为不相干的事物联系起来，再从中寻找新的纵深突破口。人们逐渐发现，仅靠延用了几百年的单科独进式的科研方式，人类认识自然的路将可能越走越窄，而通过构建跨学科知识结构，在不同学科的交叉点和结合部开拓工作，便可能山重水复，柳暗花明。
放眼今日科学世界，各种各样的科学家集团正将门类众多的自然科学、社会科学以及技术科学等逐步结合起来，变离散为收敛，化无序为有序；活跃于各个领域的跨学科人才正在使每一个学科都和整个科学的大系统血肉相连，以至于在大科学系统中任何一个结构层次上的重大科学突破，都会迅速扩散开来，直到物化为改造世界的技术或物质产品，继续深刻地影响着整个科学世界和现实世界。跨学科知识结构的独特作用，将使整个科学世界逐步返本开新，既皈依于古代整体化的理想的自然哲学，又高于那种浑然一体的简单思辨，成为具有精密内在结构，稳定进化机制，诸学科之间逻辑相关的整体性的大科学。这一未来科学发展的大趋势，要求我们必须树立与之相适应的科技教育观以及人才教育发展战略观；打破学科界限，培养跨学科人才，是历史对我们的呼唤。