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跨学科的新感受

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发表于 2017-7-15 11:07:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
跨学科的新感受
都世民(Du Shimin)
为什么要跨学科?
在文革期间,不少人都下放到南方军队农场,当时我被留下抓革命促生产。由二院副院长宋健秘密下达任务,参加核效应试验。由此我开始了第一次跨学科研究。首先我要学习原子弹爆炸的核效应:光辐射和冲击波。雷达在核爆中承受什么样的核效应?如何自动化测量?测量什么参数?用什么方法?雷达如何加固?这一切与我原先工作相差很远。这是服从国家需要的跨学科研究。历时两年半。
第二次跨学科是因为查阅资料,发现在电磁兼容学科,宽频带天线作为测量工具和标准。而且由频域特性转化为时域特性。这个学科对宽频带天线的研究比天线学科反而早。这次跨学科是边缘学科交叉概念。历时很多年。
第三次跨学科是因为科普创作。要写科普文章和科普书必须收集大量科技新信息,当时没有电脑,只能剪报收集。这些信息有大量学科交叉。
第四次跨学科是因为家人患神经方面疾病,导致我上网搜索,发现说法不一。好多问题无定论。导致我对这方面的兴趣。
跨学科研究的目标
如今跨学科研究的目标有三方面:
—是学习生物医学有关神经性疾病的研究方法、结果,进行对比,寻找结论差异的原因;二是寻找与自己知识面的关联;
三是用自己学科知识分析生物医学学科问题。
原来以为跨学科是夲学科边界。这边界如何产生的呢?是学科横向发展导致的。例如,新材料的岀现是边缘学科产生,玻璃纤维、超导材料、人工电磁材料等。另外新分析方法:矩量法、时域有限差分法、GTD法、球面波展开法等。新的测试仪器和测量方法出现,例如近场测量。
这些边缘学科产生,是学习其它学科为夲学科所用。同时也用夲学科新进展促进边缘学科的发展。
前沿跨学科研究的新感受
近几年来,因为退休,免除了一切结点考核和年终考核。与报表和会议远离,与金钱和名利脱钩了。这么一来也就不存在"跨学科就是不务正业之嫌"。搞科研得专心致志,围绕目标要随心而做。也就是做点自己想做的研究。
笔者进入生物医学领域,最大感受是生命科学与脑科学熟轻熟重?到底是复杂系统问题,还是单—学科问题?人脑与机脑是一回事吗?到底是人脑改变机脑,还是机脑改变人脑?现在生命科学的研究是否是以信息为主要目标,信息应该来自六感官:眼、耳、鼻、舌、身、意,而意识必须有感官信息为前提。视觉感官系统是生命科学研究的主要信息来源。对这方面研究涉及诸多学科前沿:
1)人的眼球是水晶体。是变折射率透镜。这是新学科---微小光学研究成果。
2)龙伯透镜是变折射率球体透镜,这种透镜在一百多年前,电磁之父麦克斯韦就曾研究鱼眼之谜和色感之谜。如今通信天线使用频段向毫米波发展,龙伯透镜天线正成为宽角、宽频带扫描天线优选型式。随着波长缩短,激光和太赫兹频段电扫描天线也会选用龙伯透镜天线型式。但是目前还是局限于球面透镜天线,扫描时只考虑移动饋源,未曾见到转动球体透镜实现宽角电扫。
3)生物学将视网膜微纳化、细胞化、分子化。在微纳层面获得很多成果。人眼的成像机制纵深发展。
4)人眼的成像机制是探索视觉感官系统运行机制的重要方面。现在成像有`多种方式,这些方式与人眼成像机制是不同的。
5)太赫兹频段(0.1THz--10THz)在近些年发展很快,而且涉及诸多学科。其潜在应用范围相当广泛。生物体对太赫兹的敏感效应,DNARNA、蛋白质等生物大分子旋转及振动能級与太赫兹频段有关联,可以对生物大分子的结构、性质进行分析鉴定,乃至精确操控和调节,不仅可以获得目标样品信息,还可以进行成分分析。另外,由于太赫兹波有—定穿透深度,并且有较高的时间分辨率和灵敏度,信噪比高,频带极宽,所用的照射能量只有x射线的百万分之一,不会给生物组织产生有害电离影响,在生物成像方面也很安全,这给生物医学研究带来新动力。
6)电磁波对人体影响的研究已经进行了好多年,特别是微波频段,例如雷达、通信设备的辐射,也包括手机及可穿戴电子设备对人体的影响,例如对生殖器官、大脑的影响,会不会致癌,没有定论。这个问题与太赫兹频段检测、成像有关联。
7)高能武器的研制和投入使用,必然涉及人和生物被辐照带来的伤害,例如高能激光武器。将来太赫兹频段研究会紧密关联生物效应。势必导致新武器的研制。
8)太赫兹频段研究是经典电磁学延伸,频谱更高端。研究对象涉及微纳层面,但是又为多层面链接搭建了桥梁。笔者是无线电系毕业,学习太赫兹频段相关问题似乎又转回到自己所学的专业知识。也就是说,在自然科学前沿,多学科知识是相互关联和贯通。
9)上述情况却表明大学学习贵在基础课,在分专业之前,一定要重视专业基础课学习。过去的无线电系课程比现在分专业的基础课面要宽,大量的新知识是不断更新,永无止境,应该在工作岗位上学习。
10)从科研角度,是以脑科学还是以生命科学组建研制队伍,领军人选成为关键。研制机构配置也不相同,人员从事专业配置也不相同。如果不是统一管理,在资金、人员专业配置、计划攻关都不相同。加上我们国家有中医悠久历史,发扬中医系统观和中药的丰富资源,按西方国家研究机构配置是走不出自己的道路。所谓"接轨"的说法与"西化"有共同属性。是走不岀自己道路,两弹一星研究模式还是有现实意义。人才要引进,也要自己培养,靠金钱和名利去挖人才不长远,因为这样做会导致挖墙角岀现,也会有人岀更高价,引入的人才还会离开,可能成为一些人登高的踏板,也不一定是真人才。
综上所述,自然科学主要研究对象是大小宇宙。中国上下五千年文化也是阐述大小宇宙的各种现象与規律。自然科学是细化分科研究,中国文化是文史不分家,社会科学和自然科学也不分家。为什么西方二百年的自然科学历程,其结论与中国佛学的叙述一致。为什么中医经络不能确认?这与小宇宙内找不到看不见的电磁波有无关联?小宇宙在大宇宙内生存,大宇宙无处不存在电磁波!小宇宙内应该有电磁波!现代自然科学多学科前沿的研究有贯通和碰撞的可能。怎样整合有利于多学科协同发展,是值得我们深思的大问题,希望有关部门关注。
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