（科学技术哲学专业论文）交叉科学学科发生机理探微与实证分析.pdf

摘要 交叉科学学科的异军突起是现代科学聚合化发展的重要表征和具体 体现，有意识地研究现代科学发展中学科交叉机制与模式对于促进不同学 科间渗透融合、提高科研水平以及交叉学科的科研管理等诸方面都具有很 强的现实意义。 但就目前我国交叉科学的发展现状来看，使用“交叉科学”还只是止 于现象和经验层西，它所包含的具钵内容、发展特点和规律，却很少有人 关注，口号层面的“交叉科学”提法居多，而具体落实却很单调和狭隘。 本文在简要回顾前人工作的基础上，从交叉科学学科发生机制的理论 探讨、发生状况的计量分析、发生模式的框架建构以及发生演化的图景透 视四个角度着手，并选取几个具有代表性的领域，如自然科学部类二元交 叉学科群体、文理交叉学科群体以及综合性交叉学科体系环境科学的 状况特征和演化途径进行计量分析与实证研究，试图揭示出交叉科学发 生、发展的整体性规律。在此基础上，探讨造成我国交叉科学研究所面临 困境的原因，并阐释了观念变更、制度安排、组织保障和人才培养等四项 推动交叉科学发展的对策建议，为建设有利于学科交叉融合的管理体系和 评价机制提供参考。 十目 斗$ & $ 掌掌m * i 交凡# 掌掌# 鬟生机理挥* 与实i 叵# * a b s t r a c t t h es u d d e nr i s i n go fc r o s s - d i s c i p l i n ei st h ei m p o r t a n tm a r ka n ds i g n i f y e m b o d i m e n to fc o l l e c t i v e d e v e l o p m e n to fm o d e r ns c i e n c e t os t u d yt h e m e c h a n i s ma n dm o d ec o n s c i o u s l y , w ec a np r o m o t et h ei n f t l t r a t i o n ，i m p r o v et h e s t a n d a r da n dm a n a g e m e n to fd i f f e r e n ts u b j e c t s b u ta sf a ra st h ed e v e l o p m e n to fm o d e mc r o s s - s c i e n c ec o n c e r n e d ，i t su s e i so n l yl o c a t e di np h e n o m e n o na n de x p e r i e n c e ，i t sc o n t e n t ，p o i n ta n dr u l ea r e s e l d o mc o n c e r n e d m o s tp e o p l e o n l yc a r eo fs u p e r f i c i a l i t y , b u tn o tt h e f u l f i l m e n t b a s e do nt h ep r e v i o u sf i n d i n g so fo t h e rp e o p l e ，t h i sp a p e ra t t e m p t st of i n d o u tt h em o n o l i t h i cr u l eo ft h eo c c u r r e n c e ，d e v e l o p m e n to fc r o s s s c i e n c ei nf o u r p o i n t s ，w h i c ha r ef r o mt h et h e o r yd i s c u s so ft h em e c h a n i s m ，t h eq u a n t i t a t i v e a n a l y s eo ft h eo c c u r r e n c e ，t h ef r a m ec o n s t r u c t i o no ft h em o d ea n dt h ev i e w p e r s p e c t i v eo ft h ee v o l v e m e n ti nt h er e p r e s e n t a t i v ea r e a ，s u c ha sd u a l i t yc r o s s c o l o n yo fn a t u r a ls c i e n c e ，c r o s sc o l o n yo fa r t sa n ds c i e n c e ，s y s t e mo f c o m p r e h e n s i v ec r o s s s c i e n c e ，t oa n a l y s ea n ds t u d yt h es i t u a t i o nc h a r a c t e ra n d t h ee v o l v e m e n tp a t ho fe n v i r o n m e n ts c i e n c e 。i nl i g h to ft h ea b o v e ，t h i st h e s i s t r yt of i n do u tt h ec a u s ew h i c hr e s u l ti nt h ej a mo fc r o s ss c i e n c es t u d y , a n di t a l s oi n t e r p r e tt h es u g g e s t i o nt or e n o v a t ec o n c e p t i o n ，a r r a n g es y s t e m ，e n s u r e o r g a n i z a t i o n ，b r i n gu pp e r s o n ，o f f e rr e f e r e n c et ot h em a n a g e m e n ts y s t e m c o n s t r u c t i o no fc r o s ss c i e n c e 、问题的提出 鱼喜 1 于日 目前，在学术、教育、管理界，“交叉科学”已是一个频频亮相的词汇，从各种会 议到各色文件，从课题申报到奖项评审，从课程设置到专业建设，几乎都含有“交叉 科学”的字眼，似乎交叉科学已受到普遍重视。但深入分析，可以发现，在多数场合， 使用“交叉科学”，只是止于现象和经验层面，它所包含的具体内容、发展特点和规律， 却很少有人关注，以至口号层面的“交叉科学”提法居多，而具体落实却很单调和狭 隘。从实质上说，传统的学科观和学科分类体制仍占统治地位，交叉学科被看成了学 科的衍生物，除少数热门交叉学科外，大多数交叉学科生存和发展，都面临种种困境。 交叉学科数量浩繁，形态万千，如何探索交叉学科发展的整体规律、把握交叉的原理 和方法，建设有利于学科交叉的灵活管理机制，充分发挥交叉学科在创新中的作用， 是当前国际科技界、教育界及管理界共同关注的一个重要问题。 如何完成这一课题，不仅需要不懈的实践探索，同时更需要构建起完整的理论指 导体系：寻求答案的思路不仅要立足于克服对“交叉科学”的误解和偏见，更要从学 科分类、学科管理的角度来思考这一问题。具体地说，求解这一问题的过程也就是对 以下五大命题的回答过程： 命题1 ：在对“交叉科学”、“交叉科学学科”等基本概念界说问题上，学术界一直 存在着较大争议与分歧，如何正确理解它们的边界和内涵? 在现代科学正处于高度分 化和高度综合相伴共生的新时期，如何对交叉科学( 交叉科学学科) 进行归类、划分 以及从理论上分析其发生、发展的可行性? 命题2 ：现代交叉科学的学科区域分布遵循什么规律? 怎样对交叉科学发生状况进 行描述、评估? 其现实意义所在? 命题3 ：从微观层面看，任何一门交叉科学学科的发生、发展模式的共性是什么? 参与学科交叉过程的元素变动规律是什么? 命题4 ：从宏观层面看，交叉科学作为一个系统有哪些重要特征? 交叉科学系统演 化图景如何进行描述? 命题5 ：交叉科学目前在学术界、教育界、管理界的地位均很尴尬，造成这一状况 的原因是什么? 怎样改变交叉科学目前的困境? 对以上几个命题清晰、系统的认识和回答是深入研究交叉科学的前提和基础。应 该说，经过多年的理论研究和实践探索，在交叉科学研究领域，我国学者已经积累了 一定的理论共识，但这些观点还比较分散，而且多数理论研究缺乏详实的实证基础。 。刘仲林交叉学科分类模式与管理沉思【j 】科学学研究，2 0 0 3 ( 6 ) ：5 6 1 5 6 6 一l 一 中目 掌n 术大掌掌位 文 吏x 科掌掌科- 生生机理挥m 与重 i 正9 析 出于这一考虑，在本文中，作者试图从交叉科学学科发生的角度出发，着重涉及交叉 科学学科发生机制的理论探讨、发生状况的计量分析、发生模式的框架建构、发生演 化的图景透视四个方面，从过程的角度，动态地考察交叉学科发展的整体规律、把握 交叉的原理和方法，并在此基础上，探讨如何建设有利于学科交叉的灵活管理机制， 充分发挥交叉科学学科在原始创新中的作用。 二、研究现状评述 我国学术界对交叉科学研究可以追溯到上个世纪8 0 年代，特别是1 9 8 5 年4 月首 届交叉科学学术讨论会在北京召开后，关于交叉科学研究的论文和专著开始大量涌现。 我们对从8 0 年代中期到2 0 0 3 年发表在国内公开发行的重要刊物上的1 2 0 余篇有关交 叉科学研究的论文进行统计分析后发现。，这些专业论文覆盖了交叉科学概念界定、类 型、基本特征、形成机制以及交叉科研管理等诸多领域，涉及面较为宽广，成为我们 研究交叉科学一笔宝贵财富。但高潮之后却归于平淡。由于各方面的原因，近年来， 交叉科学领域的研究并没有预期那样日益兴旺，反而举步维艰，日渐衰落。这种状况 导致交叉科学研究目前还很不充分，理论体系也很不成熟。还需要更多的人加入到这 个领域，为这项工作贡献力量，因此，抱着抛砖引玉之目的，我们决定将这个课题作 为硕士学位论文选题进行深入研究。 按照研究方法的不同，我们将前人工作大致划分为经验总结型、观点阐述型、案 例剖析型和理论分析型四大类型，其中经验总结型和观点阐述型的论文比例占了绝大 多数，但近年来案例解析型和理论分析型的论文数量逐渐在呈上升趋势。一般而言， 经验总结和观点陈述主要侧重于表层分析；案例剖析主要是针对一些具体的交叉学科， 介绍它们的发展历史、研究方法和理论体系等方面；而理论分析则是综合以上几个方 而力图系统地研究交叉科学，形成有关交叉科学元研究的理论体系。我们的统计结果 表明，多年来学术界对交叉科学研究业已形成一定量的文献积累，但不少研究深度不 够，研究面不宽，多数集中于基于现状认识和自身经验的观点陈述和总结，进行深刻 理论研究和实证分析的研究成果还比较少，特别是基于计量学角度对交叉学科发生状 况进行实证研究更鲜有涉及；过分拘泥于交叉学科或交叉科学概念上的界定，过多的 精力集中在强调交叉科学研究对经济发展和社会进步的重要意义，同时把跨学科研究 与跨学科学割裂开来，没有能够从具体的交叉科学学科发生案例中来挖掘学科交叉的 机理和规律，研究有失偏颇，视角不够宽泛。 三、研究目标设定与研究线路安排 研究线路是一项研究的逻辑内容，反映了研究项目的内部结构关系。本文采用实 证研究手法，依照“理论架构计量分析概念模型实证研究”这一研究范 这些重要期刊主要包括：自然辩证法研究、科学学研究、科研管理、科学学与科学技术管理、科学技术 与辩证法、科技导报、哲学研究、天津师大学报、大自然探索等。笔者注。 式，设计本文的章节体系具体研究线路参见下图。 本文在简要回顾前人工作的基础上，从交叉科学学科发生机制的理论探讨、发生 状况的计量分析、发生模式的框架建构以及发生演化的图景透视四个角度着手，并选 取几个具有代表性的领域，如自然科学部类二元交叉学科群体、文理交叉学科群体以 及综台性交叉学科体系一一环境科学的状况特征和演化途径进行计量分析与实证研 究，试图揭示出交叉科学发生、发展的整体规律。在此基础上，探讨造成我国交叉科 学研究所面临困境的原因，并阐释了观念变更、制度安排、组织保障和人才培养四项 推动交叉科学发展的对策建议，为建设有利于学科交叉的管理机制提供参考。 本文研究路线图 ，f 一| r 爻j 噜掌掌科毫生机制稿l 论撵a t 第一章交叉科学学科发生机制理论探微 从科学迸化史的角度来看，科学大致沿着一条综合分化再综合的运动轨 迹向前发展。如今，现代科学正处于高度发散与高度聚合相伴共生的特殊时期，交叉 科学学科“的蓬勃发展贝i j 是现代科学两种发展趋势的具体体现。科学史的发展表甥，科 学上的重大突破和新生长点的出现，往往发生在不同学科边缘领域的交叉点上。 如果从1 9 世纪中叶物理化学的产生算起，交叉科学实际上已有1 0 0 余年的历史。 在这不长的一段时间里，随着不同学科之间横向联系与渗透的不断加强，传统学科界 线不断被打破，涌现和兴起大量的边缘学科、横断学科和综合学科等交叉科学学科群 体，它们大约占整个学科知识体系的一半以上。有统计表明，近5 0 年来所产生的新兴 学科中，交叉科学学科约占g o 。由不同学科之间的交叉、渗透和综合所产生的交叉 科学群落在整个科学系统中占据重要地位，对科学的发展也起着越来越显著的推动作 用。交叉科学学科的异军突起使得我们有必要从理论上分析其发生、发展的可行性， 因此，在本章中，我们着重对交叉科学学科发生的趋势葶d 机毒9 进行理论探讨，这也是 我们研究整个交叉科学体系的逻辑前提与理论始点。 第一节交叉科学学科概念界说 近年来，国内诸多学者分别立足于自己的学科领域。从各个侧面和不同角度对学 科交叉现象和行为模式进行研究，衍生出众多关于交叉科学的概念和理论。这些概念 一方面从不同的视角反映了交叉科学学科的某些特征，为这一领域的研究奠定坚实基 础；但另一方面学术界对交叉学科、交叉科学的认识尚有明显的歧义，对概念内涵的 不同理解也带来理论上的模糊性，为交叉科学的进一步发展设置了障碍。本文无意着 力于其概念的系统研究，但为了后续讨论的连续性和规范性，简单回顾前人关于交叉 科学学科概念界定还是非常必要的。 对交叉科学( 交叉学科) 概念的理解，极恧言之，有多少个研究者就会有多少种 关于交叉科学( 交叉学科) 的定义。其中，我们选取几个具有典型性和影响力的理解 和界定如下： o 所谓交叉科学是指自然科学和社会科学相互交叉地带生长出的一系列新生学 叫交叉科学学科是相对于交叉科学而言的概念，指具有交叉特征的具体学科；交叉科学则指已经形成和有待创建的 各门交又科学学科的集台体，是所有交叉科学学科的统称。 ；| ；要指出的是，由于学术界习惯用“交叉学科”这一提 法来进行表述，因此若无特别指出，在奉文中“交叉科学学科”与“交叉学科”这两个概念可以互抉使用。 笔者注。 罾耠飞科擘史又论【m 】含肥；安徽教育出版社，1 9 9 1 ，9 3 d + i l i a 抖掌n 丰 掌掌t * ： 竞叉抖掌掌利r 生l 机4 撵截与蜜$ # 科。( 钱学森) ” o 交叉科学是与单一科学相对应的综合性科学。它可以是边缘科学，也可以不是 边缘科学。两门以上的科学相互结合、彼此渗透的交叉，不仅分别存在于自然科学与 社会科学各自的内部。而且还大量发生在自然科学与社会科学之间。( 乌家培) 。 o 交叉科学，本质上说来，乃是在社会科学和自然科学之问宽阔的交叉地带所出 现的，包括边缘科学、横断科学、综合科学等在内的新兴学科群落。( 赵红州) 。 0 交叉学科是在一定条件下，由不同学科或不同领域交叉渗透、彼此结合、相互 作用而形成的新兴学科。( 金哲) 。 0 我们把凡是突破一个专门学科的原有界限、研究内容或研究方法，涉及两门学 科以上的这种研究领域都归到交叉科学名下。( 孙小礼) 。 、 o 交叉学科是指形成于数学科学、自然科学与哲学科学、社会科学之间交汇区域 的跨界学科或边缘学科。( 王续琨) 。 以上我们介绍了部分关于交叉科学( 交叉学科) 的观点和定义，表述方法各有不 同，内容也同中有异。虽然基本精神是一致的，即交叉学科是两门或两门以上的学科 相互结合、彼此渗透交叉而形成的新学科，但仍然存在着较大的差异和分歧，主要在 于对交叉学科发生范围的界定。就此而言学术界存在两种倾向性意见，相应地形成狭 义交叉学科与广义交叉学科的概念。 狭义交叉学科概念的倡导者主张将交叉学科的生成区域限定在“数学科学、自然 科学与哲学科学、社会科学之间的边缘区域”。，认为自然科学内部的不同学科、社会 科学( 含人文科学) 。内部的不同学科，由于在研究对象、研究方法等方面的相近性、 相似性，学科之间的渗透、融合并不具有严格意义的交叉性：反观学科大门类间的交 叉，架起了相互沟通和汇流的桥梁，体现出科学体系完整性的交叉，是“真正的交叉”。 而广义交叉学科概念的倡导者则认为，交叉学科不仅包括自然科学、社会科学、技术 科学等各学科大门类间相互交叉形成的学科，也包括各学科大门类内部各学科交叉形 成的学科。 从我们调研的数据中可以发现( 在后文将会有详细论述) ，平时人们屡屡提及的“自 然科学与社会科学的交叉科学”( 即狭义交叉学科) 仅有4 0 1 门，相当于全部交叉学科 总数2 5 8 l 门的1 5 5 ，只是一个数量很少的交叉学科群体。如果仅仅将注意力集中在这 很小的一块研究领域内，反而忽略了占绝大多数的科学大门类间交叉学科的研究我 们就会以偏概全，导致战略性失误。因此，对于这两种意见我们更倾向于后者，即 钱晕森交叉科学：理论和研究的展望【n 】光明日报1 9 8 5 - - 0 5 一1 7 ( 3 ) 叫鸟家培，交叉科学发展的原因和途径【a 】迎接交又科学的时代【c 】北京：光明日报出版社，1 9 8 6 3 7 2 超红州，交叉科学与马克思主义【n 中霹青丰投，i 9 9 4 一0 5 一1 8 ( 3 工 删金哲，论当代交叉学科 j 】上海社会科学院学术季刊t 9 9 4c 3 ) ：1 4 0 - - 1 4 9 删孙小礼交又科学文献汇编【m 】武汉：中国科学院武汉图书馆，1 9 8 7 1 1 0 ， 9 王绩琨交又学科、交叉科学覆其在科学体系中的地位棚自然辩证法研究2 0 0 1 ( 3 ) ：4 3 - - 4 7 。王缝琨交叉科学结构论【m 】大连；大连理工大学出版社，2 0 0 3 1 3 一1 4 ， 叫多年来，学术界一直将人文科学看作社会科学的一个子集而包容于社会科学之中。笔者认为人文科学与社会科 学无论在研究对象抑或研究方法上均存在较大差异，主张将入文科学由社会科学中分立出来，成为与之并列的学科 群体。因此，在本文中。“人文科学”与“社会科学”是两个独立概念。笔者注， 一5 一 第一交叉科掌掌科鼍1 机劓l * m * 赞成采用广义交叉学科的概念。我们认 为，交叉科学学科是指由不同学科、领域 和部门之间相互作用、彼此融合而形成的 一类学科群，按照交叉度的高低可以划分 为比较学科、边缘学科、软学科、综合学 科、横断学科和超学科六大类型。，它们 不仅发生于不同科学门类之间，同时也发 生于各大科学门类内部( 图1 1 ) 。澄 清这一点对于我们关于交叉科学学科的 后续研究具有很重要的意义。 超学科 横断学科 综合学科 软学科 边缘学科 比较学科 交 叉 层 次 图1 1交叉科学学科层次结构 第二节交叉科学科学分类标准重新拟定 若试图对交叉科学进行分类，必然会涉及学科交叉层次和交叉学科发生域两个方 面，而这两者则统一在交叉科学整体的系统框架中。如果设想交叉科学是一个系统的 话，我们必须首先承认现代科学可以形成一个系统，并且交叉科学是现代科学这个大 系统中的一个子系统。虽然目前现代科学无论在其整体层面还是门类层面上都远没有 形成系统，甚至没有- - i 学科达到完善系统的程度，但这并不妨碍我们假设的科学系 统观。现代科学的系统观将科学视为由系统要素之间大量非线性相互作用形成的一个 自组织系统，而交叉科学作为现代科学的一个子系统，从科学系统的整体性、层次性、 开放性等特征出发，我们拟定交叉学科新的分类标准。 一、现代科学学科系统的树状层级构造 现代科学正处于高度分化和高度综合相伴共生的新时期，聚散共生已成为现代科 学发展的重要特征。一方面，由于先进实验技术和精密观察工具的出现，人类对客观 物质世界和主观思维领域都有了更加深刻的认识，科学分化也因此而越来越细，形成 了包含数千门学科的庞大知识体系；另一方面，由于客观世界与各门学科间相互联系 和相互转化的复杂性、科研方法的多样性以及科研目的的综合性，人类逐渐认识到， 依靠单一的学科知识体系，无法更深入揭示研究对象的本质特征，学科间的交叉、渗 透和综合也成为一种新的必然趋势。 高度发散的重要特征使得现代科学系统逐渐形成纵向延伸和横向扩展的层级结 构，不同学科体系在这个层级结构中均占据不同层次的位置。科学部类 居于学科系统 。刘仲林现代交叉科学【m 】杭州：浙江教育出版社，1 9 9 8 8 2 8 5 刘仲林交叉学科分类模式与管理沉思【j 】科学学研究，2 0 0 3 ( 6 ) ；5 6 1 5 6 6 科学部类是科学知识体系的根级子系统也经常被称为科学门类、学科大门类等。笔者注。 6 l l i l i i l l i j 厂iij、iill 学学科叉交 中目科掌技术 # 士掌位论文 交叉科掌掌科童生机理挥* 与重 t 分析 层级结构的底部，是现代科学知识体系中根级子系统，如自然科学和社会科学等。在 层级结构的躯干部位则是由科学部类分化出来元学科，如自然科学体系包括物理学、 数学、化学、地学、生物学以及天文学等元学科，社会科学体系包括经济学、政治学、 教育学和社会学等元学科，它们 构成现代科学知识体系第一级 子系统。同时，不同的元学科继 续分化出更多的分支学科，不断 衍生扩展，构成第二级乃至第三 级学科子系统整个学科系 统因此而呈现出一种树状构造 ( 见图1 2 ) ，并层级分明，构 成现代科学高度发散的具体机 制。 图1 2现代科学学科系统的树扶层级构造 某种意义上，散是聚的前提 条件，聚是散的必然结果。现代科学高度发散的具体机制为学科系统的聚合化提供了 基础和前提，同时也构成交叉学科不同层次的发生域。以上分析表明，虽然学科交叉 具体形态千差万别，交叉关系错综复杂，但根据每门学科在学科系统树状层级构造中 所占据的位置( 如有机化学处于自然科学部类中化学科学下的第三级学科子系统) ，我 们仍然能够通过对交叉学科发生域和学科交叉层次的界定以及制定新的交叉学科分类 标准来深刻揭示现代科学交叉学科发生趋势与机制。 二、交叉学科不同层次发生域 上节中虽然我- f f 弓 入学术界已基本达成共识的按照交叉度高低划分交叉科学学科 六大类型的分类模式，但这并没有解决长期困扰学术界关于交叉科学学科与其分支学 科应该如何界定的问题。我们知道，交叉学科是由不同学科间相互作用形成的独立学 科群体，而每门具体的交叉学科又通过其不断发散与聚合运动衍生出众多的分支学科， 如生物物理学是由生物学和物理学相互交叉而产生的- - f 新兴交叉学科，它包括生物 力学、生物光学、生物声学、生物电磁学和生物能量学等分支学科。如何看待这些分 支学科? 它们仅仅是隶属于生物物理学的分支学科抑或是独立的交叉学科? 对交叉学 科和分支学科的不同理解是学术界在交叉学科数量统计结果上出现较大偏差的主要原 因，因此，在对交叉科学学科发生状况进行计量分析之前，拟定一个新的交叉学科分 类标准显得尤为重要。 根据国家技术监督局1 9 9 2 年1 1 月发布的中华人民共和国国家标准学科分类 与代码。，学科体系共有自然科学、工程技术、医学科学、农业科学、人文与社会科 学5 大群体。我们将工程技术、农业科学和医学科学都划归技术科学体系，同时对人 文科学和社会科学进行区分，这样形成自然科学、技术科学、人文科学和社会科学四 。中华人民共和国国家标准学科分类与代码( g b t 1 3 7 4 5 - - 9 2 ) 【s 1 北京：中国标准出版社，1 9 9 3 1 第一，i 寰，x 科掌掌科鬟生机制论挥 大科学部类，另外再加上以上述四大科学部类为背景跨学科形成的交叉科学，交叉学 科不同层次发生域已昭然若现( 图1 3 ) 。 在图1 3 中，科学部类皆用圆圈来表 示。圈中无线条的部分是单学科区域，分为 自然科学、技术科学、人文科学和社会科学 四个科学部类。加粗的黑圈代表交叉学科发自然科学 生域，其中虚线区域表示发生在各科学部类 内部的交叉学科，我们称之为交叉同域。如 叫勿理化学”是发生在自然科学部类内的交披不料竿 叉学科；“医学工程测量学”是发生在技术 交叉科学 人文科学 社会科学 科学部类内的交叉学科：“管理伦理学”是 固1 3交叉学科不同层次发生域 发生在人文科学部类内的交叉学科；“经济 社会学”则是发生在社会科学部类内的交叉学科等。虚线区以外的交叉学科发生域表 示发生在不同科学部类之间的交叉学科，我们称之为交叉异域。在交叉异域中，实线 单线条区和实心灰体区分别表示科学部类间两两交叉以及三三交叉而生成的交叉学 科，如“数理社会学”是自然科学与社会科学两大部类间的交叉学科，“人类生物统计 学”则是人文科学、自然科学以及社会科学三大部类间的交叉学科。图中心的实心黑 体区表示交叉全域，它同时涉及到自然科学、技术科学、社会科学以及人文科学四大 科学部类，是交叉程度最高的交叉学科发生域，如“生物心理社会医学”和“环境科 学”等交叉度很大的学科均发生于交叉全域。 学科间错综复杂的交叉关系不仅体现在其发生域的差异上，同时还在交叉层次上 表现出来。现代科学学科系统树状层级构造使得交叉学科在交叉层次上表现为两种形 态：同级交叉和异级交叉。同级交叉指学科体系内部或者学科体系间同一层级学科之 间的交叉( 如细胞遗传学、生物化学、经济行为心理学等) ；异级交叉则是非同级学科 之间的交叉( 如中子光学、精神病社会学等) 。 三、交叉学科分类标准的重新拟定 结合交叉学科发生域和交叉层次我们力图从新的角度对交叉学科进行分类。整个交 叉科学可以划分为两大类型：同域交叉学科与异域交叉学科。考虑到不同的学科交叉 层次，同域交叉学科又可以继续划分成同域同级交叉学科和同域异级交叉学科。同理， 交叉科学学科咎 二二三二二二耋 三薹三三三兰兰三 。异域异级交叉学科 图1 4交叉科学学科的重新分粪 一8 一 霸 中目科* n $ 大掌女# m * 文交叉科掌掌科l 生机l 撮* 与蜜# 析 异域交叉学科继续划分成异域同级学科和异域异级学科( 图1 - - 4 ) 。对交叉学科进行重 新分类的意义在于我们能够对参与交叉的学科系统内外结构进行精密化的描述，搭建 一个分析错综复杂的交叉关系的逻辑平台，进而揭示交叉学科发生模式与机制。 第三节同域交叉学科发生规律研究 同域交叉指科学部类内部的交叉，如自然科学部类分支学科间交叉、技术科学部 类分支学科间交叉、人文科学部类分支学科问交叉以及社会科学音陕分支学科间交叉。 同域交叉不仅是最基本的学科交叉形式，同时也是发生最为频繁的学科交叉形式。根 据交叉层次的不同又可以区分为同域同级交叉和同域异级交叉两种情况。 一、同域同级交叉 6 大学科。这6 大基础学科可以在同一层次上进 “。7 行二元交叉、三元交叉甚至多元交叉，形成组合 圈1 5自然科学基础学科间 式交叉网络( 图1 5 ) 。 组合式交叉网络 从数学逻辑上计算，6 大基础学科间两两组 合会产生1 5 门交叉学科。如果我们用a + b 表示a 学科与b 学科相互交叉，那么有： 物理学+ 数学= 数学物理，化学+ 生物学= 生物化学，数学+ 地学= 计量地理学，天 文学+ 地学= 行星地质学，化学+ 天文学= 天体化学，天文学+ 生物学= 天体生物学 等表现形式。作为自然科学部类中发展最为成熟的学科，物理学与其它五门元学科进 行交叉在理论上会有物理化学、数学物理、地球物理、天体物理和生物物理学的发生。 从科学实践过程来看，这五门学科实际上在不同的历史时期均已出现。如数学物理在 1 8 世纪就开始出现萌芽，到了现代更有了巨大发展；物理化学诞生于1 9 世纪末，成为 学科交叉的经典案例；生物物理学在2 0 世纪中期以后更是成为现代科学研究中的热点 和前沿领域。 若6 大学科按照排列式进行交叉综合，从理论上进行推演将会产生3 0 门交叉学科。 与组合交叉情况有所区别的是，排列交叉所产生的交叉学科需要考虑到其学科名称排 第一| 交叉科掌掌科篡生机制理论挥饿 列顺序问题，也就是说，需要考虑“逆反交叉”。事实证明，所有以二元或二元以上 交叉名称形式出现的交叉学科，都存在着一个学科名称排列的顺序问题。如a 学科与 b 学科进行交叉，那么生成的交叉学科将会出现a b 与b a 两种称谓形式，究竟采用哪 一种称谓，抑或两门独立学科同时并存，需要对其学科属性和研究方法进行考察。我 们认为，在当前基础学科界限尚存的情况下，以哪一门学科的原理为方法解决哪一门学 科的问题，是我们必须关注的。以物理学和化学为例，化学中存在物理化学这一分支 学科，这是以物理学的原理和方法解决化学中的问题。相反，物理学存在化学物理学 这一分支学科，即用化学的原理和方法来解决物理学中的问题。借助两个学科的双向 交叉用以解决两个学科领域的问题，本来为科学的发展提供了机遇，然而，也向经典 的学科体系提出了挑战。目前学术界对于这两门学科的独立性还存在着很大的争议， 例如学科分类与代码就仍然将化学物理学作为一分支学科划归到化学科学；同时 两者也存在着合而为一的趋势，它们在研究对象和研究方法上都出现不可避免的交叠， 但就其逆反交叉结构形的存在却是一个不争的事实。这种矛盾一方面反映了现有交叉 学科规范化命名方法的不足，导致了“一科多名”现象( 如环境化学与化学环境学实 质上是同一门交叉学科按照不同的命名习惯出现的两种名称) ：但另一方面我们也应该 认识到多种交叉方式的存在，这对于发散科研工作者的思维、促进学科间的融合以及 发展交叉学科均具有重要的启发意义。 若6 大学科进行三元交叉或者多元交叉，理论上交叉综合也存在很大可能，交叉 关系也更加复杂。但事实上同级学科间进行三元交叉或者多元交叉的情形非常罕见， 估计今后的发展也很缓慢。 二是元学科各分支学科间相互交叉与综合。根据学科分类与代码，元学科下辖 两级分支学科，那么整个学科系统树状构造一共分为四个层次，如自然科学化学 无机化学无机固体化学：技术科学测绘科学技术摄影测量与遥感技 术遥感信息工程；人文科学艺术学电影电影美学：社会科学经 济学政治经济学资本主义政治经济学等。在这里我们规定，构成现代科学知 识体系第一级子系统的元学科为一级学科，而元学科的分支学科则分别构成二级学科、 三级学科等学科群体。因此，同一科学部类元学科各分支学科间同级交叉主要是以二 二交叉与三三交叉的形式，沿着某一大科学部类的垂直方向进行展开。如隶属于自然 科学部类下的二级学科的有机化学和光学，它们相互交叉结果生成三级同级交叉学科 有机光化学；隶属于人文科学部类下二级学科的电影和美学，它们相互交叉生成 的电影美学等。 二、同域异级交叉 同域异级交叉指科学部类内不同层级学科间相互交叉与综合，包括一二交叉、一 三交叉和二三交叉三种可能。 一二交叉指元学科与其下一级分支学科间的交叉，这是同域异级交叉中较为常见 。逆反交叉指同现存被公认的各交叉学科的学科排列顺序相悖的交叉状态。笔者注。 0 中口科掌技术大掌掌t * 文 交叉率 掌掌科裳生机l 撵碱与事 t * 的情况。如自然科学部类中物理学分支学科与生物学可以通过一二交叉形式进行渗透 融合。物理学下辖力学、光学、电磁学等分支学科，这些分支学科与元学科生物学进 行一二交叉形成生物力学、生物光学和生物电磁学等同域异级交叉学科。以一二交叉 为表现形式还有大气化学、行星物理学、数量遗传学、情报经济学、商业社会学、安 全管理学等诸多交叉学科。 一三交叉指元学科与二级分支学科间的交叉，这种交叉形式所产生的交叉学科也 可以看成是一二交叉学科的分支。如生物学与流体力学通过一三交叉而生成生物流体 力学，同时生物流体力学也是生物力学的一个分支学科。 由二三交叉行为所生成的交叉学科数目目前并不是太多，对它的探讨还只局限于 理论推演，但可以预料的是，随着现代科学发散的进一步细化，二三交叉学科具有很 大的发展空间。 第四节异域交叉学科发生规律研究 异域交叉是指科学部类之间的交叉。根据上述的现代科学体系四分法，异域交叉 学科发生趋势可通过建立一个科学部类组合交叉四面体模型进行结构分析，如图1 6 所示。科学部类组合交叉四面体模型基本上涵盖了异域交叉的各个方面。在这个模型 中，自然科学、技术科学、人文科学和社会科学分别位于四面体的四个顶点，用字母 n 、t 、h 和s 来表示。其中，n t 表示自然科学与技术科学的交叉，“自然一技术” 型；n s 表示自然科学与社会科学的交叉，“自然一社会”型；n h 表示自然科学与 人文科学的交叉，“自然一人文”型：t s 表示技术科学与社会科学的交叉，“技术一 社会”型；t h 表示技术科学与人文科学的 交叉，“技术一人文”型；s h 表示社会科学 与人文科学的交叉，“社会一人文”型。平面 n t h 表示自然、技术、人文三大部类交叉， 平面n t s 表示自然、技术、社会三大部类交 类y 交, 叉s z n ，平t 面s h n 表s h 示萎柰裔蓑? 茬会j 芙妻兰技术科学类交叉，平面表示自然、社会、人文三 大部类交叉，四面体n t h s 则表示四大科学部 类间的综合交叉。根据交叉层级的不同，异域 交叉也可以划分为同级交叉和异级交叉两种图1 6 情况。 能。 异域间级交叉 人文科学 自然科学 科学部类组合交叉的四面体模型 异域同级交叉指不同科学部类同一层级学科间相互交叉与综合，同样包括两种可 ，p 一 交叉科掌掌# x ，机制理* 朔l * 一是不同科学部类元学科之间的交叉，可以有二元交叉、三元交叉和多元交叉几 种表现形式。如介于自然科学与技术科学之间的工程物理学、纺织化学、生物药物学、 放射性计量学、能源化学等“自然一技术”型；介于自然科学与社会科学之间的数量 经济学、生物经济学、物理学史、数理社会学、社会生物学等“自然一社会”型；介 于技术科学与人文科学之间的工程语言学、医学人类学、人类工程学等“技术一人文” 型；介于自然科学与人文学科之间的生物语言学、语言地理学、地理人类学、文化生 物学、宗教地理学等“自然一人文”型：介于技术科学与社会科学之间的医学社会学、 林业经济学、教育工程学、机械史学、农业经济学等“技术一社会”型；介于社会科 学与人文科学之间的宗教社会学、语言政治学、文化历史学、社会思维学、经济人类 学等“社会一人文”型等二元异域同级交叉学科。三元交叉和四元交叉学科数量不多， 如发生在自然、人文、技术三大部类之间的生物心理测量学以及发生在交叉全域的生 物心理社会医学等多元交叉学科。 二是不同科学部类元学科各分支学科间的交叉。与同域异级交叉相似，不同科学 部类元学科各分支学科间同级交叉也是以二二交叉与三三交叉的形式，沿着垂直方向 进行展开。区别在于，同域交叉跨度较小，但发展较为成熟；异域交叉则跨越不同的 科学部类，因此在研究方法、研究内容上还有继续深入的空间。 二、异域异级交叉 异域异级交叉指不同科学部类不同层次学科问交叉与综合。尽管异域异级交叉跨 越不同的科学部类，涉及众多不同层级的元学科与分支学科，交叉机制具有多元化特 征，但我们通过借助上述的交叉学科分类标准仍然能够清楚地分析其发生机制和规律。 和同域异级交叉类似，异域异级交叉也具有一二交叉、一三交叉、- - z 交叉等多 种交叉形式，如发生于自然科学和技术科学之间的医学生物化学、发生于技术科学和 社会科学之间的农业技术经济学、发生于自然科学和社会科学之间的非平衡系统经济 学等。值得指出的是。异域异级交叉还存在科学部类与元学科的交叉现象，如技术科 学和经济学交叉生成的技术经济学、技术科学同哲学交叉生成的技术哲学、自然科学 同社会学交叉生成的科学社会学、自然科学和心理学交叉生成的科学心理学等。异域 异级交叉充分体现了现代科学大跨度、广领域的聚合化发展趋势，对于推动自然科学 和社会科学交叉、联盟与合流具有重要意义。 本章主要参考文献 【1 刘仲林现代交叉科学 m 】，杭州：浙江教育出版社，1 9 9 8 2 】徐飞科学交叉论【m 】合肥：安徽教育出版社1 9 9 1 【3 】金吾伦跨学科研究引论 m 】北京：中央编译出版社，1 9 9 7 【4 】中国科学技术培训中心编迎接交叉科学的时代 c 】北京：光明 【5 】王续琨交叉科学结构论【m 】大连：大连理t 大学出版社，2 0 0 3 日报出版社，1 9 8 6 十目耳斗掌$ 掌硕掌位论支交叉车- 掌掌科冀l 机理挥a 与蜜# 析 6 】j ，t k l e i n i n t e r d i s c i p l i n a r i t y 【m 】w a y n es t a t eu n i v e r s i t yp r e s s ，1 9 9 0 7 】bm a r m a n a g i n gh i g ht e c h n o l o g y ：a ni n t e r d i s c i p l i n a r yp e r s p e c t i v e m ，a m s t e r d a m ：n o r t h h o l l a n d ，2 0 0 0 8 】杨德才科学技术各学科间相互交叉趋势及机理研究 j 】科研管理。2 0 0 2 ( 5 ) ：5 一l o 【9 】吴维民，等试论交叉科学的特点【j 1 社会科学，1 9 8 6 ，5 10 】牡俊民，试论学科与跨学科的统一【j 科学技术与辩证法，2 0 0 0 ( 4 ) ：5 6 - - 5 9 【1 1 】朱桂龙，等科学交叉在当代科学、国民经济和社会发展中的作用【j 】科技导报，1 9 9 7 ( 5 ) ： 1 9 2 1 【1 2 杨永福，等科学发展中的学科交叉研究史例探析【j 】自然辩证法研究，1 9 9 9 ( 4 ) ：5 9 - - 6 3 1 3 】刘仲林交叉学科分类模式与管理沉思【j 】科学学研究，2 0 0 3 ( 6 ) ：5 6 1 z - 5 6 6 f 1 4 】炎冰，宋子良“交叉学科”概念新解i j 】科学技术与辩证法，1 9 9 6 ( 4 ) ；5 l - - 5 4 15 】李喜先交叉科学及其发展趋势 j 】中国科学院院刊，2 0 0 0 ( 5 ) ：3 3 5 - - 3 4 0 1 6 】李喜先论交叉科学【j 科学学研究，2 0 0 1 ( 1 ) ：2 2 - - 2 7 【1 7 邢润川关于交叉科学研究中的几个问题 j 天津师大学报( 社会科学版) ，1 9 9 4 ( 1 ) ：3 9 4 0 第二章冀又抖掌掌耳事鬟生状况计 l l - 分瞬 第二章交叉科学学科发生状况计量分析 第一章我们从理论层面探讨了交叉科学学科发生的趋势与机制，在本章中我们试 图从计量学的角度对交叉科学学科发生状况进行精密化描述。根据研究需要，我们在 交叉科学系统中选取两个具有代表性的重要领域自然科学部类同域交叉学科发生 状况以及自然科学、技术科学和人文科学、社会科学两大知识“营垒”之间交叉学科 即所谓的文理交叉学科发生状况进行考察研究，力图采用实证方法对交叉科学学 科发生的整体状况与一般规律进行深入分析。 第一节自然科学部类交叉学科发生状况计量分析 出于交叉科学学科数目繁多，无法一加以研究，面自然科学部类是在整个科学 系统中发展最为成熟、学科门类最为齐全以及学科交叉行为发生最为活跃与频繁的领 域，同时考虑n - 元交叉模式是整个交叉科学体系形成和发生最重要的基础和手段， 因此，我们以自然科学部类同域二元交叉模式作为一研究“样本”，对其二元交叉学科 发生状况进行计量分析，以期揭示学科交叉的特征与规律。事实上，自然科学部类同 域二元交叉学科发生状况的理论研究和计量分析对于认识同域多元交叉和异域多元交 叉规律与特征均具有较为典型的方法论意义。 一、自然科学部类同域二元交叉学科区域分布 在第一章中，我们从理论上分析了自然科学部类元学科问不同模式交叉的可行性。 我们认为，数学、物理学、化学、天文学、地学和生物学6 大元学科既可以在同一层 次上进行同级二元交叉，如物理学+ 化学= 物理化学，化学+ 生物学= 生物化学，数 学+ 地学= 地球数学等同级交叉学科发生形式；也可以在不同层次上进行异级二元交 叉，如物理学+ 有机化学= 物理有机化学、相对论+ 天文学= 相对论天体物理学、化 学+ 热力学= 化学热力学等异级交叉学科发生形式。值得指出的是，二元交叉学科均 具有“偏序性特征”。我们认为，任何门交叉学科，不管其母体学科的来源和形式， 其学科属性不会完全保持“中性”，而是有所偏重。当以- i - j 学科的概念、原理和方法 去解决另- - 1 3 学科领域中的问题，供体学科与受体学科的关系将会得到严格的界定， 如数学物理学是以数学的方法和原理去研究物理学课题，即数学是供体学科，物理学 是受体学科，数学物理学是物理学中的个分支学科；而物理化学则是以物理学的理 。解恩泽，赵树智，刘永振定叉科学概论 m 】济南：山东教育出版社，1 9 9 1 8 1 4 一 十掣；航术大掌掌m i主，夏冉掌掌抖毫生机习蒙僦与蜜怔分斩 论和方法来研究化学，在这里物理学是供体学科，化学是受体学科，因此物理化学应 当隶属于化学领域。我们在进行统计研究时，有必要考虑到交叉学科的偏序性特征， 不能将- - i i 交叉学科同时划分到两个母体学科领域，避免造成重复计算。 在对有代表性的学科文献整合分析基础上。，并依据二元交叉学科偏序性特征