跨学科研究生教育现代科技发展的必然*，本文主要内容关键词为：科技发展论文,研究生教育论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高等教育是社会发展的历史产物，其发展与社会的政治、经济、文化和科学技术的发展息息相关。一方面，社会（生产力）发展到一定阶段，其政治、经济、文化和科技发展会产生对高等教育的需要，从而促使高等教育不断发展；另一方面，随着社会和科技向纵深发展，这种需要越来越强烈，以致于发展成为今天的社会发展和科技进步在很大程度上必须依赖于高等教育的发展。因此，高等教育的发展必将促进社会发展和科技进步。换而言之，高等教育的发展只有适应并满足社会发展和科技进步的需要才能促使其自身的发展和进步。跨学科研究生教育作为研究生教育的重要发展趋势，也是随着社会发展与科技进步而产生的。本文将从现代科学技术发展趋势和科学技术进步与高等教育特别是研究生教育的关系角度阐述跨学科研究生教育的必然性。
一、跨学科的涵义及主要形式
Interdisciplinary，意为跨学科（或跨科学）、交叉学科。该词最早出现于本世纪20年代中期西方文献中。通常认为，广义的跨学科(Interdisciplinary)包含三层意义[1]：(1)指打破学科界线，进行涉及两门或两门以上学科的科研或教育活动，即我们通常所说的“跨学科”；(2)指包括众多的交叉性学科在内的学科群，如边缘学科、综合学科、横断学科等，通常称为“交叉学科”；(3)指一门以研究跨学科规律和方法为基本内容的新学科，通常称为“跨学科学”。本文所言跨学科意为第(1)层含义，即打破学科界线，进行涉及两门或两门以上学科的教育活动，它并不指具体的学科，而是体现跨越的时空性，特别是强调跨学科的过程。
一般而言，跨学科（或学科交叉）的主要形式体现在四个层次的交叉[2]：(1)自然科学、人文科学、社会科学等各自的各个不同的学科领域内的不同层次的交叉；(2)自然科学、人文科学、社会科学各自的各个不同学科领域间的各个层次交叉；(3)自然科学、人文科学、社会科学中的各类科学之间的不同学科领域的交叉；(4)上述各类科学间的综合交叉。研究生培养中的跨学科通常为以下几种表现形式：(1)就研究生培养期间涉及的学科（专业）而言，通常以《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中的一个二级学科（或专业）为主，进行不同学科门类间各层次学科间跨学科，或同一门类一级学科间不同层次学科间跨学科，或相同一级学科内各二级学科（专业）间跨学科；(2)就攻读博士或硕士学位前的学科（专业）与攻读期间的学科（专业）关系而言，以攻读博士或硕士期间的学科（专业）为主，与攻博或攻硕前学科（专业）间进行上述不同层次学科间跨学科；(3)就学校的内外而言，以校内某一学科（专业）为主，与校外各学科层次间进行跨学科。
二、近现代科学技术发展简史[3]、[4]
为了能够清楚地说明现代科技发展趋势及特点，让我们简单回顾一下现代科技发展史。
15世纪下半叶至16世纪初年，资本主义生产方式、欧洲文艺复兴的冲击、古希腊自然哲学的启发等已为近代科学的萌芽准备了肥沃的土壤。1687年，《自然哲学的数学原理》出版，标志着牛顿力学体系建立，宣告了以牛顿力学为基础的近代科学体系在欧洲诞生。
16世纪中叶至18世纪中叶，科学发展以单一学科的崛起带动较大范围的学科复兴为特点。1543年，哥白尼(N.Copernieus)的《天体运行论》、维萨留斯(A.Vesalius)的《人体结构》出版，1590年，伽利略(Galilico)的加速度定律的发现，揭开了在近代天文学、近代解剖学（或生理学）、近代经典力学三大领域的近代第一次科学革命的帷幕。在天文学领域，继哥白尼之后，1619年，开普勒(J.Kepler)发现行星运动三定律；1687年，牛顿(Newton)提出万有引力定律。在经典力学领域，1638伽利略出版《新科学对话》，总结了他的力学研究成果，奠定了牛顿力学三定律的基础；1687年，牛顿提出惯性、力和加速度、作用与反作用牛顿三定律。在近代解剖学和生理学领域，1628年，哈维(W.Harvey)发现人体全身血液循环规律。
18世纪下半叶至19世纪下半叶，科学发展以一系列基础学科的诞生及其体系的确立为特征。首先，化学、生物学、物理学三大领域飞速发展，在化学领域，1777年，拉瓦锡(A.L.Lavoisier)建立科学的燃烧理论；1803-1811年，道尔顿(J.Dalton)和阿佛伽德罗(A.Avogadro)提出原子－分子理论；1869年，门捷列夫(MeНдeлeeB)发现元素周期定律；1828年，施莱登(M.J.Schleiden)和施旺(T.Schwann)建立细胞学说；1852年，达尔文(C.R.Darwin)建立生物进化论。在物理学领域，1840-1846年，迈尔(J.R.Mayer)和焦尔(J.P.Joule)等人发现能量守恒和转化定律；1864年，麦克斯韦(J.C.Maxwell)建立电磁理论。其次，在其它基础自然科学领域也获得了重要的进展，如天文学领域康德(I.Kant)的《天体演化论》(1755)，地质学领域莱依尔(C.Lyell)的渐变理论及经典地质学理论体系的建立(1830-1833)，数学领域柯西(Cauchy)的分析理论体系的建立(1821)、罗巴切夫斯基和黎曼(G.F.Riemann)的双曲几何和黎曼几何(1876)，遗传学领域孟德尔(G.Mendel)的遗传定律(1865)。
与科学发展同时，近代技术发展也经历了两个很重要的阶段：18世纪30年代至19世纪30年代，技术发展的核心是纺织机械的革新、瓦特(J.Wattl)蒸汽机的发明和广泛使用以及整个技术体系的革新，从而促使了以大机器生产为特点的工业体系的形成。18世纪下半叶至19世纪下半叶，技术发展的核心是电机的发明和电力的普遍应用以及以电机技术、无线电通讯技术和内燃机技术全面发展为主要内容的，以一系列电气技术为主干的新技术群的形成，从而促使了以大工业生产为特点的垄断资本主义的形成。
19世纪末20世纪初，科学技术进入现代发展时期。首先，以物理学领域三大实验发现和三大理论的诞生揭开了现代科技发展史的新篇章。1895年，伦琴(W.C.Rontgen)发现X射线；1896年和1898年，贝克勒尔(A.H.Becquerel)和居里(Curie)夫妇分别发现放射性；1897年，汤姆逊(J.Thomson)发现电子。三大发现首先冲破了近代经典物理学体系，打破了原子结构的大门。1905、1915年，爱因斯坦(A.Enstein)建立相对论，1900-1928年，普朗克(M.Planck)、爱因斯坦、德布罗意(L.Debroglie)、薛定谔、海森堡(W.K.Heisenberg)等人建立量子力学理论，1930-1936年，查德威尔(J.Chadwer)、居里夫妇、费米(E.Fermi)、哈恩(O.Hahn )和斯特拉斯曼(F.Strassmann)等人建立原子核物理学理论。
现代物理学的迅猛发展，带动了一系列科学技术的革命，并与现代技术结合，有力地促使了化学、生物学、天文学、地学等领域质的连锁变化及现代边缘科学、综合科学和横断科学的诞生（关于横断学科的概念参见下文）。
50年代后，物理学（微观物理学）继续向纵深领域（粒子物理学或高能物理学）发展。1932年，安德森(C.D.Andeson)等人发现正电子，1935年汤川秀树继发现核子后，又提出介子理论，1947年发现π介子和K介子，1940-1950发现超子……更微观的基本粒子不断发现。自1897年发现电子以来，迄今为止，已发现基本粒子近400种。1955年坂田昌一提出强子的复合模型，1961年普尔曼等人提出八重态模型，1964年又提出“夸克模型”，1965年，中国物理学家提出“层子模型”…。此外，在化学领域，不断分化产生新的学科，如核化学、量子化学、高分子化学、分子工程学等；生物学领域，自进化论后不断向遗传基因和遗传工程领域发展，如分子生物学、量子生物学、未来生理学等相继诞生；天文学领域，以天体物理学为主流，先后产生应用天文学、射电天文学、天体演化学、现代宇宙学等等；地学领域，全球大地构造学的提出，标志着全球活动论模式建立。
本世纪40-80年代，学科间不断交叉渗透综合，大量边缘学科、综合学科和横断学科不断涌现，特别是40-70年代，系统论、控制论、信息论相继建立（简称SCI理论）；60-80年代，耗散结构论、协同论、突变论相继建立（简称DSC理论）。
技术领域，40-50年代，以物理学领域三大理论为基础，原子能技术(1942)、电子计算机技术(1946)和空间技术(1957)迅速崛起；进而50年代后，从深度和广度继续延伸，导致以微电子技术为主导的微电子技术、光纤通讯技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术、海洋技术等众多技术综合的高新技术领域和新型工业群迅速形成，从而更深远、更全面地影响人类社会的发展。
近代和现代科技发展历史表明，当代社会实践需要与科学发展的内在逻辑的统一便导致科学突破和新学科的产生。近现代科学的发展反映了由宏观物质运动（机械运动、天体运动）向微观物质运动（分子运动、原子运动、核子运动、基本粒子运动），由低能运动（机械能、引力能、热能、化学能、电磁能）向高能运动（原子核能、高能粒子流）的演进历程。
三、现代科学技术在高度分化与高度综合的辩证统一中趋向整体化
这是现代科学技术发展的主要特点。
1.它体现了科技发展的内在规律。在古代，科学是包含在哲学思想之中的，以后才逐渐分化出来，并不断加速分化。19世纪末，科学技术开始高度分化，表现在学科分支愈分愈细，分支学科越来越多。据联合国教科文组织统计，当代基础学科（专业）已有538个以上，学科专业在4000个以上。科学技术高度分化是历史发展的必然。这一时期正值第二次科学革命末期，当时科学发展以一系列基础科学诞生和确立为特征，它们的形成必然促使其本身和其它自然科学不断分化产生新的学科，并向纵深发展。到本世纪中叶，科学分化速度达到顶峰，以后便逐渐缓慢。
科技分化这一分支衍生类生长模式是传统的生长模式，其主要特点是新学科的孕育生长在一个母体学科内部寻找生长点，向纵深延伸，分化出若干新分支学科。
科学技术的分化将继续下去，永无止境，这是因为客观世界是时空无限性的物质世界。但是，客观世界又是多样性高度统一的物质世界，反映客观世界规律的科学技术本质上是内在的统一体，而科学的单纯纵向分化，一定程度割裂了科学研究客体和科学自身整体性的内在联系，因此，科学技术势必交叉、综合、一体化。科技发展史表明，本世纪中叶，科学技术高度综合，大量涌现出新兴交叉性学科和高新技术。据80年代我国出版的三部专门介绍世界新兴学科的工具书记载[5]，当今世界，新兴学科已发展到数千种，其中新兴交叉性学科（包括边缘学科、综合学科、横断学科）是主流，并且比重呈明显上升趋势。随着发展，一方面在大量产生交叉新学科的同时，交叉学科又大量渗透到传统学科，使其继续衍生分支，并与交叉分支纵横交错，交叉方式异彩纷呈；另一方面，涌现出传统学科所不能包容的大批综合学科和横跨一切科学的横断学科，这标志着现代科学进入系统综合期。技术科学的发展也是如此。
2.科学技术系统综合发展既反映了科学技术的内在逻辑，也是社会发展需要的必然结果。垄断资本主义的发展及其为了加速扩充其垄断实力而努力保持在国际经济竞争中的优势，世界其它各国要求实现科学技术现代化的愿望，都强烈地促使科学技术的综合发展。当前，人类面临的许多全球性重大问题，如人口、生态环境、资源、灾害等都需要各学科领域的通力合作，进行综合研究。
3.现代科技发展交叉综合主要有三种模式[6]：(1)交叉式生长模式，即主要是两门学科在其结合点上通过交叉渗透，或用一门学科的原理或方法解决另一门学科的研究对象问题，从而产生边缘学科；(2)综合式生长模式，即多门学科相互渗透，相互融汇，集中运用多门的学科的理论和方法共同研究某些新的问题和复杂的客体，从而形成综合学科。综合学科包括社会科学或自然科学或人文科学内部多学科综合，但其主流是社会科学、人文科学、自然科学及工程技术科学间诸学科的综合。此外，为了解决现代社会发展中出现的许多复杂问题，还在上述诸类科学边缘间形成了一大批上述科学围绕某一问题共同研究的综合性大学科，如环境科学、生态科学、能源科学、材料科学、空间科学、海洋科学、生物技术与营养科学、农业系统工程科学等；(3)横断式生长模式，即各学科汇流，寻找某些共同特点和各种运动形式间的内在联系和共同规律，从而产生横断学科，如SCI和DSC等自组织理论、混沌理论等。横断学科一方面是综合的产物，另一方面，把各种物质中普遍存在的某些属性和关系抽取出来，综合形成新的科学思维方式和一般科学方法，并将它广泛渗透到各类科学领域，从而在它的横向上又产生一大批新的交叉学科。横断学科具有综合性和广泛性的特点，它在自然科学、人文科学、社会科学以及工程技术科学间架起了一座桥梁，成为促进现代科技整体化发展的一个重要因素。
4.现代科学技术整体化首先具体体现在：
(1)自然科学内部各学科统一。19世纪下半叶至20世纪上半叶，学科分化占主导地位，在传统学科如天、地、生、数、理、化等学科的基础上衍生形成了近2000多门学科。这些学科20世纪50年代后在交叉渗透和综合中逐渐统一。
(2)科学理论趋向统一。从科学史上看，人们在科学研究中，总是在追求以简单扼要的原理和公式来概括和描述复杂的自然现象。从哥白尼、伽利略、牛顿到爱因斯坦和当代的诺贝尔奖获得者，都是遵循着这条道路进行研究和思考的，从而取得理论上的新突破，达到理论上的新高度。又如，物理学史上的五次大综合（牛顿经典力学→相对论→量子力学理论→原子核物理→基本粒子物理）就是物理学理论趋于统一的发展历程。
(3)自然科学、人文科学、社会科学等汇流统一。现代科学技术的发展已经打破了自然科学、人文科学、社会科学等之间的截然界线。自然科学技术发展为社会、人文科学提供了研究手段和方法，自然科学中的概念也日益渗透到社会、人文科学中，从而促使社会、人文科学现代化。另一方面，当今科学技术的发展以及许多重要问题的解决都需要从社会系统工程的观念出发，考虑社会的条件、因素、影响和后果，需要自然科学和人文、社会科学通力合作；自然科学的发展战略、目标、规划等的确定和实施需要社会、人文科学的指导和帮助等等。值得重提的是40年代后开始的以SCI理论为标志的横向科学的兴起，使科学的整体化进入了一个新的阶段。60年代普里高津(I.Prigogine)的耗散结构论、70年代哈肯(W.Haken)的协同论、托姆(R.Thom)的突变论的崛起，把系统整体观推到一个新领域。SCI和DSC理论把必然性和偶然性、可逆性和不可逆性、进化和退化、无序和有序统到一起，从而促使自然科学、人文科学、社会科学汇流统一。
其次，表现在科学和技术整体统一趋向。科学与技术本质上是两个不同的概念和范畴，但是两者内在是统一的。
(1)随着科学的发展，科学对技术的指导作用日益突出，技术只有在科学的指导下才能更快地发展。自第一次科学和技术革命后，每次技术发展和技术革命都是在科学发展的基础上产生的，科学发展成了技术发展的先导。技术发展是科学发展的继续。例如，原子核物理学的应用，产生了原子能技术；数理逻辑与电子学结合，产生了电子计算机科学技术；流体力学、材料科学与电子学相结合，产生了空间技术；固体物理学的应用，产生了半导体电子技术；量子论的应用，产生了激光技术…。现代科技发展和实践表明，现代重大技术的发现无一再来源于单纯经验性的创造发明，而是来源于系统的综合性科学研究和指导。反之，当代科学，尤其是大科学方面的每一次进步，都离不开技术的支持。技术为科学的发展创造了条件和手段；技术发展中遇到的问题，对科学提出新的要求，从而促使科学加速发展。
(2)科学与技术发展一体化。本世纪50年代以前的近现代科学技术的发展是交替进行的。19世纪以前，科学落后于生产和技术，科学与技术及生产的关系是生产→技术→科学。此后，科学发展领先于生产和技术，其三者的关系演变为科学→技术→生产。50年代以后，现代科学、技术、生产发展表现为现代科学--技术--生产间的相互作用和联系的密不可分。具体表现在以生物学－遗传学、SCI和DSC理论建立为标志的现代科学革命与以原子能技术－电子技术－空间技术为标志的第三次技术革命以及以微电子技术、信息工程为标志的新技术革命一起错综交织、合流并进，并且，这一趋势必将持续到未来的21世纪。同时，在这一过程中，出现科学技术化、技术科学化的发展趋势。
(3)科学技术发展速化。近现代科技发展表明，科学革命和技术革命周期不断缩短，科技成果日益加速增长。因此，普赖斯提出“科学指数增长规律”；科学家马丁推算，人类的科学知识在19世纪每50年增加一倍，20世纪中叶每10年增一倍，70年代每5年增加一倍，目前每3年增加一倍。现代物理学中90%的知识是50年代后发展起来的。此外，在许多领域内，科学突破与技术创新的时间差日益缩短，有时几乎平行推进。
总之，现代科学技术的综合一体化使现代科学技术形成了一个多层次、多规格、多序列的有机的立体网络。
四、跨学科研究生教育是现代科技交叉渗透综合整体化发展的历史必然
高等教育与科学技术及其发展有着内在的密切联系。
首先，高等教育发展和科技进步具有协同性[7]。因此，表现在科学技术进步与高等教育发展历史密切相关（时间有序）（图1），科学技术中心转移（图2）与高等教育中心转移密切相关（时空有序）（即与科学技术活动中心相应，也存在高等教育中心，并以相同的顺序转移）；而高等教育发展和科技进步具有认识结构的同构性，是两者协同发展的内在依据。所谓认识结构是指构成认识活动和认识过程的各种基本概念、基本规律及与之相应的认识方法、认识程序等组合形式的统称。科学技术与高等教育的认识结构在上述各方面均是同构的，它们都由相应的单元组成，两种系统在内部的单元状态的转换上相互对应；在一个系统中引入的集体变量可以由另一个系统的集体变量单值确定。因此，科学技术的进步必然促使高等教育发展，并使之与科学技术进步相适应。
其次，体现在高等教育的职能上。高等教育在当代担负着培养高级专门人才、发展科技文化、直接为现代化建设乃至整个社会发展服务的使命。研究生教育是高等教育中的最高层次，也是我国高等教育的重要层次和我国培养高层次专门人才的重要途径，它担负着为我国现代化建设和未来社会发展培养学科带头人和骨干及企业和决策部门高层管理者和领导者的使命。这些高层次人才的主要使命之一便是进行科学研究，发展科学技术。在目前社会历史背景下，他们将同时奋斗在三条战线上：直接为当前的经济建设服务，跟踪和发展高新技术，加强对当代基础科学前沿问题的研究。这里，不仅高新技术和重大前沿基础性问题研究涉及多学科研究，而且，经济建设和社会主义市场经济的发展很大程度取决于应用科学研究和工程技术科学研究的成果，而应用科学都有显著的学科交叉性，工程技术更具有高度的综合性。
图1 科学进步与高等教育发展历史的相关性(D.price,1982)
a.西方科学技术增长曲线
b.西方大学数量增长曲线
图2 科学技术中心转移与高等教育中心转移的相关性
（据汤浅光朝，1962） ABCDE—科技活动中心和高等教育中心
因此，研究生教育及其所培养的高层次专门人才所具备的素质，必须也必然要与现代科技发展相适应，并且，必然要反映和体现现代科技综合发展的特点（表1）。
表1 近现代科学技术与教育发展趋势
参考陆跃峰(1991)文，有修改
首先，与现代科技交叉渗透综合整体化发展相适应，研究生教育必然走向跨学科、综合和整体化，跨学科和综合研究生教育必然出现。跨学科研究生教育具体体现在诸如跨学科课程设置及学习、跨学科科学研究和相应的学位论文、跨学科指导和综合管理等等方面。综合（或整体化）研究生教育表现在诸如培养目标整体化（德、智、体，认知、情感、意志全面发展）、学科（专业）设置整体化（文、理、工、管相配套）、课程设置及课程结构整体化（自然科学、社会科学、人文科学相渗透，基础科学、应用科学、工程技术科学相结合）、教学过程整体化、教学—科研—生产一体化，以及与现代科学技术内容、结构、形式等等相适应的培养目标和形式、学科（专业）结构和课程结构、教学内容和形式等等方面。
其次，与科技发展速化以及国际化、社会化相适应，研究生教育必然变知识传授教育为能力教育，变封闭式知识教育体系为教学—科研—生产一体化教育体系，变专业教育为基础化教育，变专才教育为通才教育；而能力教育、开放式教育、基础化教育、通才教育等都是跨学科或综合研究生教育的范畴。为了更好地理解科技速化与跨学科研究生教育的关系，让我们再从科学技术、高等教育和认识结构发展的关系（图3）角度来看看[7]。科学技术和高等教育的发展都存在着由原来的认识结构发展到新的认识结构周期，前者为认识结构变化周期(T[,f])，后者为人才培养周期(T[,t])。人才培养一般是在原来的认识结构指导下进行的，从这一意义上说，教育滞后于科学；况且，人才培养本身也有一个滞后效应（即从培养到使用的过程），而且，科技的速化，认识结构周期便相对缩短，因此，人才培养周期无论多么短，也存在着终会有一个周期落后于二个认识结构变化周期之间。所以，若要使培养出来的高层次专门人才能够适应科技发展需要，即T[,f]＜T[,t]，高等教育就要超前发展，而超前发展的办法就是通才教育、能力教育、基础化教育等等。
图3 科学技术、认识结构发展、高等教育的关系（据陆跃峰，1991）
其三，与现代科技发展相适应，研究生教育必须现代化，包括学科建设现代化，教学内容现代化、教学手段现代化、培养模式和方式现代化等等。
其四，近现代科技发展历史表明，社会需要与科学内在逻辑的交叉点以及不同学科的交叉点便是科学突破和产生的生长点。因此，研究生教育只有在面向社会实践中才能有所作为，只有进行跨学科和综合教育，才能有所创造和发展。
跨学科研究生教育是研究生教育的发展趋势，已经或必将进一步或必须受到高等教育界和有关领导部门的高度重视。有关研究生培养单位正在努力探索适应并满足现代化建设、社会发展和科技进步需要的跨学科研究生培养的道路，并取得了初步经验。跨学科研究生培养不只是研究生教育的问题，还涉及到本专科教育，因为本专科教育是研究生教育的基础；从更大范围讲，它涉及到社会各界。因此，我们希望我国高校、有关科研单位和全社会一起行动起来，共同努力，把研究生教育包括跨学科研究和教育推向一个新台阶
注释：
*本文为“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室和“地质灾害防治与工程地质环境保护”国家专业实验室开放基金资助项目的课题中部分内容，写作过程中得到了库成荣、徐晓萍、孙爱珍、刘蜀骏等同志的帮助，在此谨表感谢。
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