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跨学科合作的苦与乐

 逍遥李X 2015-11-18

尽管不是什么新鲜事,跨学科合作(不同学科的科学家一起来解决一个共同的问题)正越来越频繁地出现,国立卫生研究院战略协作办公室主任伊丽莎白·怀尔德说。她补充道,科学决策者正在兜售他们在当今社会中解决大问题的能力。虽然这样的合作能让科学家得到有益的机会,或者通过非传统的方法获得经费,但是年轻的科学家也要知道其中的危险和陷阱。

2001年,植物生物学家肯尼斯·皮勒结束了在农业生物技术公司孟山都公司的工作,随妻子来到北卡罗来纳州的夏洛特市。在那里,他担任北卡罗来纳大学的副教授,教授植物生物学。在皮勒的办公室走廊的另一头是免疫学家肯尼斯·波斯特的办公室,他正在尝试用小麦生产一种疫苗用的病毒蛋白。

皮勒意识到波斯特的项目可以让自己重返研究,波斯特则意识到皮勒的专业知识能填补自己知识的空缺。“我知道自己没有能让实验进行下去的专业知识。”波斯特说。这一对搭档很快认识到他们正在干一件大事情:2005年,波斯特和皮勒成立了名为SoyMeds的生物技术研究公司,全力研发以大豆为原料的疫苗及其疗法。如果他们成功了,有朝一日,吃药将变得只需喝一大口豆浆就行了。

可逾越的挑战

跨学科工作并不是为了规避风险。“在学术界,它能让一门学科的研究变得更容易,更严谨。”剑桥麻省理工学院的大气化学家诺艾尔·塞林说。她在研究气候变化研究如何跨学科影响全球政策。

学习一门新学科及其术语需要额外的时间和精力。许多院系可能希望年轻科学家把精力全部投入到自己的学科领域。特别是在最初阶段,你会觉得“有点不舒服”,田纳西州那什维尔范德堡大学地理学院的古生态学家拉里萨·德桑蒂斯说。她主要研究在过去的6500万年里,哺乳动物是如何应对环境变化的。最近,德桑蒂斯开始与范德堡大学的一位沉积学家,还有一位考古学家一道研究早期的秘鲁文明。这个项目甚至引发她与其他考古学家的更多合作。突然,她发现自己在不断大量阅读有关土著文化风俗的文章。“那不是我通常会读的文章,”她说。

尽管被迫涉足了许多其他的学科,德桑蒂斯说,她有时觉得在学术上有些无所适从。每一门学科都有自己的文化和习惯,她说,术业无专攻意味着自己一直无法完全进入任何一门学科领域。“考古学家当我是生物学家,生物学家又觉得我是地质学家,”她说。

大多数期刊都局限在某一个特定领域内,找对能连接完全不同的学科的期刊可能也是种挑战。不同领域有各自的出版习惯(如手稿风格和作者清单),这意味着要解释清楚每个人有何建树。这往往很困难。例如,在生物学期刊中,最后一个作者是课题组长,然而在地理期刊中,作者的名字通常按其为研究贡献多少来排序的。德桑蒂斯在《生物学报》最近发表的一篇文章中,按照自己学科的传统,把自己列为第二作者,即使她是课题组长。“如果我在生物学院,我可能要把自己的名字放在最后,”她说。“然而,如果这样的话,我研究地球科学的同事可能会认为我的贡献最小。”

这些阻碍并不是无法逾越的:德桑蒂斯已经决定,无法她在什么刊物上发表文章,她都会按照自己领域的传统来排列作者。当自己是课题组长时,她会专门把自己列为通讯作者。她在自己的简历里说明了这一点,也准备在评终身衔时解释为什么自己的名字出现在最后。

值得的结果

通常,风险、难度越大也意味着回报越大。当德桑蒂斯适应了秘鲁研究项目中的文化变化之后,合作关系变得不可思议地有价值,她说。“我们基本上用我喜欢的方式来处理他们感兴趣的考古学问题,”即,文明和环境变化(如洪水和干旱)中的文化转变之间的关系。德桑蒂斯对现在的工作十分满足。“它扩大了我的研究范围,实实在在地促使我从更广的层面思考,当涉及到人类和社会时如何解释古生态学数据,”她说。

普林斯顿大学机械和航空航天工程教授娜奥米·伦纳德在研究鱼群和鸟群的集体运动。她发现,跨学科工作能有益地把自己的两个毫不相干的兴趣结合起来。2009年,伦纳德在公开讲演上展示了她的研究之后,她结识了一位名叫苏珊·马歇尔的舞蹈指导。当时,马歇尔刚进普林斯顿大学,她在想,如果让舞蹈演员采用和鱼或者鸟群一样的集体运动规律,会得到怎样的效果。于是,她提出和伦纳德合作寻求这一问题的答案。由于自己就是个舞蹈演员,伦纳德马上就预见到合作在科学上的可能性。

大约一年后,她们两人与马歇尔专业舞蹈队的学生和舞蹈演员进行了一系列研究。舞蹈室成了研究群体行为的实验室。他们给舞蹈演员制订了基本规则,如“两个指定的人之间保持一个手臂的距离,不要让任何人距自己小于一个手臂的距离。”伦纳德和她的学生们通过分析表演视频,判断谁对谁做出反应,谁最具有影响力。他们还发现,在群体运动中,舞蹈队里会自发产生多个领导者。这些发现可能有助于研究者更好地了解群体动力学。去年,两位合作者在蒙特利尔举行的美国控制会议上展示了她们的研究成果。今年,这个团队将在一本名为《控制和艺术》的书中用一章节介绍她们的研究项目。

伦纳德说她非常着迷;她想继续进行这样的合作项目。“你会成为一个不同领域的学生,”伦纳德说。“你能去思考一些新的东西。”现场试验可能已经结束,但“集群逻辑”这一项目仍以集群模拟器的形式存在,任何人都可以下载。用户可以对虚拟的舞蹈演员指定不同的规则,观察他们的运动改变。

跨学科资金

各种筹资机制为想要扩展自己学术范畴的科学家而存在,即使是那些还处于职业生涯的最初阶段的科学家。例如,德桑蒂斯的秘鲁项目就通过范德比尔特的国际学生办公室得到经费。这一机构专业为跨多个学科的团队提供资金。“如果没有这些资助计划,投入到学习新的语言和文章的时间可能足以阻止教师进行更有难度的合作,”德桑蒂斯说。

其中一些筹资机制可回溯到几十年前,现已经形成了专门的研究中心。例如新墨西哥州的圣塔菲研究所成立于1984年,其对城市和可持续发展的研究让城市规划师、经济学家、社会学家、社会心理学家、人类学家和复杂系统理论家会聚一堂。最近的一个例子是成立于2007年,由物理学家保罗·戴维斯领导组建的坦佩亚利桑那州立大学的BEYOND中心。该中心旨在汇集各个学科的科学家和哲学家,去尝试解答一些最大的谜团,如生命和宇宙的起源。 BEYOND中心的项目包罗万象,从寻找外星人,到由美国国立卫生研究院资助的结合了肿瘤学和物理科学的物理科学与癌症生物学中心。

像比尔及梅林达·盖茨基金会这样的私人基金会举办的“探索大挑战”计划也为跨学科解决全球性问题的科学家团队提供资助。在这里,非传统的合作是规则,而不是例外,史蒂芬·布茨高姆说。他是发现与转化科学小组在盖茨基金会的负责人。“我们并不追求在某个基础科学领域取得进步,旨在追求在任何科学领域探索解决问题的新方法上助一臂之力,”他说。

一些联邦资助机构在网上发布他们的资助项目。美国国家科学基金会保持着一份其对跨多个学科项目的资助名单。美国国立卫生研究院的共同基金机构也有类似名单。NIH的各研究所和中心也为个人提供跨学科的奖项,但没有集中的名单。

资金继续他们的研究,最终得以独立成立了自己的公司SoyMeds。博斯特和皮勒承认他们的合作在一定程度上是有风险的,但其收益巨大。如果博斯特从未遇到皮勒,他说他可能仍在艰难地让植物去正确地表达蛋白质。如果皮勒从未遇到博斯特,他可能会无法从事预防和治疗人类疾病的工作,SoyMeds也不会存在。

德桑蒂斯赞同道,如果你愿意积极地解决大的难题或想要更多地了解另一领域,冒着跨学科的风险是十分重要的。但时间将证明承受这样的风险是否值得。“最后,我认为做跨学科研究是有益的,不过最终还是要看我能否拿到终身教职。”

(文章来源与科学杂志)


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