世界一流大學(xué)學(xué)科交叉發(fā)展特征及啟示

諶群芳 王苑 趙傳賢

摘? ? 要：學(xué)科間的交叉融合是自然科學(xué)發(fā)展的必然趨勢，新興交叉學(xué)科必將成為我國雙一流學(xué)科建設(shè)的新增長點(diǎn)。文章以WEB OF SCIENCE（WOS）、Scopus、Incites和ESI等數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析世界一流大學(xué)的整體學(xué)術(shù)影響力、交叉學(xué)科的學(xué)術(shù)影響力及國際合作等指標(biāo)，并對浙江大學(xué)和斯坦福的醫(yī)工信領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)證分析，研究世界一流大學(xué)學(xué)科交叉的共性發(fā)展特征，旨在為我國雙一流學(xué)科建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：世界一流大學(xué);學(xué)科交叉;學(xué)術(shù)影響力

中圖分類號：G640? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2020）04-0052-04

有統(tǒng)計顯示，近百年來有40%以上諾獎獲得者的研究領(lǐng)域?qū)儆诮徊鎸W(xué)科，而且這個比例呈升高趨勢，近25年來交叉學(xué)科比例已達(dá)到49.07%[1]。在推進(jìn)學(xué)科交叉發(fā)展方面美國大學(xué)具有較多領(lǐng)銜成功的范式。早在1960年，有組織的跨學(xué)科研究單位數(shù)量最多并雄居美國大學(xué)之首的是加州大學(xué)伯克萊分校。當(dāng)時，曾被哈佛校長內(nèi)森·普西描述為“圍繞共同的興趣，用于從不同學(xué)科和學(xué)系聚集學(xué)者的管理策略，是推動對符合領(lǐng)域研究的跨學(xué)科攻關(guān)的手段”[2]。該校成立于2001年的信息技術(shù)研究中心（CITRIS）就是一個典型的跨?？鐚W(xué)科研究創(chuàng)新中心，社會捐贈曾達(dá)1.7億。美國杜克大學(xué)則是一所專門有個性化和特色的國際性大學(xué)，也是第一所成立跨學(xué)科項(xiàng)目管理辦公室的大學(xué)（1998年）。

這對國內(nèi)科研文化的構(gòu)建有著非常重要的啟示，國內(nèi)傳統(tǒng)的科研氛圍常常表現(xiàn)為一種各自為戰(zhàn)的狀態(tài)。事實(shí)上，學(xué)科交叉、學(xué)術(shù)交流和團(tuán)結(jié)合作是獲得創(chuàng)新性成果的關(guān)鍵，這就要求國內(nèi)的科學(xué)機(jī)構(gòu)必須建立起團(tuán)隊(duì)交叉合作文化氛圍的新機(jī)制。信息技術(shù)學(xué)部的第一位臨床醫(yī)生交叉學(xué)科院士顧瑛院士認(rèn)為，學(xué)科交叉已經(jīng)走出“小黑屋”，因?yàn)椤靶畔W(xué)部包含的學(xué)科特別多，幾乎沒有一個學(xué)科是醫(yī)學(xué)不需要的”[3]。

科學(xué)家對Nature和Science論文數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的研究發(fā)現(xiàn)，在絕大多數(shù)學(xué)科中，當(dāng)有4—6個學(xué)科相互交叉的研究，其引文影響是最大的[4]。據(jù)Scopus data統(tǒng)計，目前49.1%的論文引用發(fā)生在生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，27.6%發(fā)生在自然科學(xué)領(lǐng)域，16.5%發(fā)生在工程與技術(shù)領(lǐng)域。因此，本課題重點(diǎn)分析了世界一流大學(xué)（表1）的整體學(xué)術(shù)影響力、學(xué)科交叉的學(xué)科構(gòu)成、學(xué)術(shù)影響力和發(fā)展趨勢、國際合作影響力，總結(jié)探索成功高校的發(fā)展規(guī)律和運(yùn)行機(jī)制，為中國高校雙一流建設(shè)發(fā)展中學(xué)科交叉的內(nèi)涵提升提供啟示。

一、世界一流大學(xué)的學(xué)術(shù)影響力

課題組對比分析Incites十年學(xué)術(shù)指標(biāo)趨勢發(fā)現(xiàn)，學(xué)術(shù)指標(biāo)排序越靠前，則學(xué)校的學(xué)術(shù)影響力越強(qiáng)。其中，牛津分項(xiàng)指標(biāo)如十年論文總數(shù)，被引前10%、國際合作更是表現(xiàn)突出，進(jìn)入前3名。哈佛在論文總數(shù)擁有絕對優(yōu)勢①。在H指數(shù)上具有突出表現(xiàn)的前三甲大學(xué)分別是美國的麻省理工、哈佛、斯坦福。在高被引和引文兩項(xiàng)指標(biāo)上美國五所大學(xué)擁有絕對影響力：麻省理工、加州理工、哈佛、普林斯頓和斯坦福。

而關(guān)于ESI學(xué)術(shù)指標(biāo)信息中，保持站隊(duì)前三甲的有哈佛和霍普金斯大學(xué)，分別擁有3個指標(biāo)的絕對優(yōu)勢（ESI總論文、總被引、TOP論文單篇被引），以工科見長的麻省理工和加州理工則擁有2個相同指標(biāo)的領(lǐng)先優(yōu)勢（單篇被引和TOP論文單篇被引）。

二、世界一流大學(xué)的交叉學(xué)科學(xué)術(shù)影響力

（一）Incites交叉領(lǐng)域?qū)W術(shù)影響力指標(biāo)分析

從交叉學(xué)科論文總數(shù)、總被引量看，哈佛、麻省理工、牛津、斯坦福、哥大、帝國理工都保持了穩(wěn)定的TOP優(yōu)勢，哈佛更是以絕對第一優(yōu)勢領(lǐng)先眾多一流高校。清華大學(xué)高歌猛進(jìn)，在單篇平均被引和TOP論文單篇被引兩個指標(biāo)上均闖入前5名，彰顯了國內(nèi)一流高校在世界一流大學(xué)征程中的競爭優(yōu)勢（其中清華大學(xué)TOP論文的單篇被引異軍突起，主要是因?yàn)槠渲幸黄徊嬲撐某霈F(xiàn)了高被引）。在Incites多學(xué)科平均單篇被引數(shù)分析中，麻省理工依舊拔得頭籌，并且在世界一流高校中也是優(yōu)勢顯著，實(shí)力強(qiáng)勁，世界一流大學(xué)的事實(shí)數(shù)據(jù)也完全體現(xiàn)了學(xué)科發(fā)展的馬太效應(yīng)[5]。

（二）WOS交叉學(xué)科趨勢分析

十年趨勢對比分析中，國內(nèi)三所高校無論是H指數(shù)還是平均被引均與世界一流高校之間存在顯著差距。例如，以浙江大學(xué)為例，H指數(shù)是71，世界一流高校均值為224，平均被引是11.67，世界一流高校均值是63。在世界一流大學(xué)中，哈佛、麻省理工和斯坦福是遙遙領(lǐng)跑者。

總體而言，國內(nèi)三所一流高校在多學(xué)科交叉領(lǐng)域發(fā)文有一定數(shù)量，但存在若干空白區(qū)域，部分學(xué)科領(lǐng)域尚未形成穩(wěn)定學(xué)術(shù)成果，提高交叉學(xué)科影響力尚有較大空間。港科大的發(fā)展就是一個很好的例證，它從2011年91—100名提升到2014年51—60名，正是跨學(xué)科交叉科研進(jìn)入國際舞臺帶來的回報[6]。課題組同時用SPSS軟件系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)國內(nèi)三所TOP高校有顯著的優(yōu)勢或提升優(yōu)勢，但是與聲譽(yù)指標(biāo)卻存在非正比提速，與國外一流高校存在顯著性差距。研究發(fā)現(xiàn)國內(nèi)TOP高校在交叉學(xué)科發(fā)展領(lǐng)域十年學(xué)術(shù)影響力指標(biāo)中尚未體現(xiàn)聲譽(yù)的影響，因此，交叉學(xué)科發(fā)展領(lǐng)域應(yīng)該具有較好的聲譽(yù)提升契機(jī)。為此，課題組對十五所高校交叉學(xué)科學(xué)術(shù)影響力指標(biāo)（浙大交叉學(xué)科學(xué)術(shù)影響力尚未上ESI榜）進(jìn)行兩兩相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)論文總量與總被引、TOP papers數(shù)、TOP單篇被引數(shù)的相關(guān)性極強(qiáng)，但與單篇被引次數(shù)、單篇高被引數(shù)之間存在弱相關(guān)，甚至與后者存在負(fù)相關(guān)。所有學(xué)科總體相關(guān)性分析一致的是，TOP papers數(shù)、TOP單篇被引數(shù)這兩個指標(biāo)因素分別與其他指標(biāo)之間存在強(qiáng)相關(guān)或極強(qiáng)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)均達(dá)到甚至高于0.5。其中，多學(xué)科交叉領(lǐng)域THE聲譽(yù)相對于QS和Incites聲譽(yù)，則表現(xiàn)出與六個學(xué)術(shù)指標(biāo)因素存在更強(qiáng)的正相關(guān)性。這也是目前我國TOP高校中學(xué)術(shù)影響力中涉及質(zhì)的指標(biāo)較弱導(dǎo)致的THE排名相對較弱的主要原因。學(xué)校規(guī)模越小，一流高校的學(xué)科交叉影響越顯著。例如，在只有哈佛1/7規(guī)模的加州理工學(xué)科交叉同樣能處于世界一流地位（世界第五），原因在于該校非常注重交叉學(xué)科建設(shè)方向（全校40個專業(yè)產(chǎn)生了50多個交叉學(xué)科研究中心）。

（三）世界一流大學(xué)國際合作狀況分析

國際合作論文是提高論文質(zhì)量的重要途徑之一，而且國際合作可以很好地體現(xiàn)學(xué)科交叉水平，國際化也是亞洲大學(xué)提升排名的關(guān)鍵[7]，對雙一流大學(xué)建設(shè)具有重要意義。其中，浙江大學(xué)十年Incites統(tǒng)計國際合作論文比率為23.45%，低于世界一流高校的均值37.7%，而北京大學(xué)卻在國際合作中正在逐步接近世界一流大學(xué)平均水平。國際合作論文的趨勢一方面說明了國際化進(jìn)程的步伐，另一方面也從側(cè)面充分反映了國內(nèi)頂尖高校與世界一流大學(xué)之間的追跑距離。

從國際合作13所世界一流高校前5位合作機(jī)構(gòu)看，哈佛進(jìn)入了除自身外12所世界一流高校的合作名單，這說明：與世界頂級高校為伍不僅是我們雙一流建設(shè)國際化目標(biāo)，也是世界一流高校的統(tǒng)一發(fā)展特征。在合作前10的機(jī)構(gòu)中，普林斯頓、哥大、耶魯、賓大4所高校與超過5所以上的世界一流高校進(jìn)行多學(xué)科交叉的密切合作，共同產(chǎn)生有影響力的學(xué)術(shù)成果。有10所高校的多學(xué)科領(lǐng)域合作前10機(jī)構(gòu)均有醫(yī)學(xué)，其中哈佛和麻省理工與5所以上的醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)進(jìn)行緊密合作，這與美國20世紀(jì)80年代開始大力推進(jìn)BIO+X計劃有密切關(guān)系。清華大學(xué)和北京大學(xué)的合作前10機(jī)構(gòu)也有哈佛，但均未進(jìn)入前五合作機(jī)構(gòu)，所以國際合作影響力和深度尚顯不足。

（四）ESI多學(xué)科交叉影響力分析

對比分析ESI世界排名，多學(xué)科交叉總被引前10高校中，世界一流高校占據(jù)6席，分別是哈佛、麻省理工、牛津、哥大、斯坦福、帝國理工。在多學(xué)科交叉單篇平均被引前10的研究機(jī)構(gòu)中，則體現(xiàn)出了研究組織的顯著特征，論文署名均以跨學(xué)科的研究機(jī)構(gòu)或研究組織為主，區(qū)別于單一的署名方式。有6個研究機(jī)構(gòu)與生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域形成了跨學(xué)科交叉，其中美國哈佛—麻省理工的博德研究所是具有領(lǐng)銜影響力的跨校多學(xué)科合作典范。

三、學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域?qū)嵶C分析

（一）WOS多學(xué)科交叉的領(lǐng)域分析

WOS數(shù)據(jù)顯示，在各個研究領(lǐng)域內(nèi)有交叉產(chǎn)生的多學(xué)科（+）研究方向，分別是材料+、化學(xué)+、物理+、地球科學(xué)+、工程+、人文+、心理+，此外，還有單獨(dú)的計算機(jī)跨學(xué)科方向。對這些論文對比進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，材料是最容易產(chǎn)生交叉的學(xué)科，國內(nèi)三所高校均超過世界一流高校均值，甚至達(dá)到翻倍，清華大學(xué)更是接近4倍。在化學(xué)、地球科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生的交叉成果，北京大學(xué)優(yōu)勢明顯。浙江大學(xué)在工程、化學(xué)、材料三個領(lǐng)域均有一定的優(yōu)勢地位，但是在人文、心理領(lǐng)域尚未產(chǎn)生有影響力的學(xué)術(shù)成果。

（二）浙江大學(xué)和斯坦福的醫(yī)學(xué)與信息學(xué)科交叉合作狀況

課題組使用Scopus作為數(shù)據(jù)（2017年）來源，以浙江大學(xué)和斯坦福的醫(yī)學(xué)學(xué)科為研究對象，借助Elservier科研績效評估平臺SciVal對比，著重分析了醫(yī)學(xué)與信息交叉領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢，發(fā)現(xiàn)除綜合實(shí)力顯著優(yōu)勢外，斯坦福在交叉學(xué)科上同樣具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?，相關(guān)交叉學(xué)科的競爭優(yōu)勢文獻(xiàn)規(guī)?？傮w大于浙江大學(xué)，但部分年均增長為負(fù)。因此，未來潛力較大的是交叉學(xué)科實(shí)力。在醫(yī)學(xué)與信息學(xué)科交叉中，斯坦福競爭優(yōu)勢方向是浙江大學(xué)的兩倍，集中在生物醫(yī)學(xué)工程、計算機(jī)科學(xué)，其中突出競爭優(yōu)勢（DC）和潛在競爭優(yōu)勢（EC）也是浙江大學(xué)的兩倍。浙江大學(xué)發(fā)文規(guī)模領(lǐng)先，且各競爭優(yōu)勢均呈現(xiàn)出發(fā)文增長的趨勢（年均增長6.8%），但是交叉學(xué)科的突出競爭優(yōu)勢和潛在競爭優(yōu)勢都不如斯坦福。兩所學(xué)校在腦機(jī)交互這個領(lǐng)域，具有一定的參考性發(fā)展啟示：斯坦福擁有一個規(guī)模超大的顯著競爭優(yōu)勢（DC），而浙江大學(xué)在該領(lǐng)域則存在較大潛在競爭優(yōu)勢（EC），2019年浙大推出的“雙腦計劃”未來一定會加速推進(jìn)突出競爭優(yōu)勢。進(jìn)一步對比分析了兩所學(xué)校6個學(xué)術(shù)指標(biāo)（論文篇均被引、FWCI、高被引論文百分比、TOP10%期刊論文百分比、被引次數(shù)排名前5%和被引次數(shù)排名前1%百分比）結(jié)果，斯坦福六項(xiàng)表現(xiàn)均遠(yuǎn)超浙大，實(shí)力強(qiáng)勁。

（三）交叉學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查

課題組從交叉合作的運(yùn)行機(jī)制、學(xué)科特征、交叉學(xué)科的發(fā)展瓶頸等問題出發(fā)，設(shè)計了調(diào)查問卷，調(diào)查對象是2016年以來浙江大學(xué)參與醫(yī)工信交叉合作有關(guān)的教師。調(diào)查問卷重點(diǎn)針對開展交叉合作的成功因素和制約因素進(jìn)行了問卷，收到有效問卷108人，對這些回答進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示，90%以上的學(xué)者認(rèn)為有必要開展交叉學(xué)科發(fā)展，且認(rèn)為它將是世界一流大學(xué)的新興增長點(diǎn)，且有主觀交叉合作愿望，但更希望來自于自上而下的學(xué)校動作。50%以上認(rèn)為成果歸屬、晉升、資源歸屬等考核機(jī)制為交叉成功的主要原因。在運(yùn)行機(jī)制核心要素重要程度要素中，60%以上認(rèn)為人事與組織模式是第一核心要素。

對比分析成功要素與制約要素調(diào)查結(jié)果，同樣的，考核制度成為最重要的因素，但是對于科研經(jīng)費(fèi)的要求上，成功因素調(diào)查結(jié)果認(rèn)為項(xiàng)目的導(dǎo)向性要重于資金的保障程度，在制約要素中，認(rèn)為溝通的重要程度也要大于資金的保障性。這跟浙江大學(xué)近年來年均科研經(jīng)費(fèi)已高達(dá)40億以上，且國家加強(qiáng)科研經(jīng)費(fèi)管理有一定的密切關(guān)系。

在認(rèn)為全世界交叉學(xué)科發(fā)展最好的世界一流大學(xué)隨機(jī)調(diào)查結(jié)果中，50%以上被調(diào)查者的認(rèn)知達(dá)到了相對一致性，麻省理工、斯坦福、哈佛、伯克利、加州理工名列前五。

四、啟示

創(chuàng)新的源泉往往來自于基礎(chǔ)研究、交叉研究。世界一流大學(xué)多數(shù)創(chuàng)新技術(shù)最后的成功商業(yè)化，或者說能具備一定社會意義，都不是某一個單一技術(shù)，而是多學(xué)科的交叉。在學(xué)科發(fā)展中，現(xiàn)有學(xué)科的邊緣或者交叉融合點(diǎn)往往會催生新的理論、新的學(xué)科和新的技術(shù)，一些自然科學(xué)和社會科學(xué)相互交叉產(chǎn)生的新興學(xué)科往往具有非常大的發(fā)展活力和應(yīng)用前景，例如，人工智能研究涉及控制論、信息論、計算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)、仿生學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、哲學(xué)等許多學(xué)科[8]，一定會催生出新興學(xué)科，比如地理學(xué)，內(nèi)部交叉催生出計量地理學(xué)、生物地理學(xué)等8種學(xué)科[9]，外部交叉催生出人類地理學(xué)、城市地理學(xué)等20種學(xué)科。但是這些特征在雙一流學(xué)科建設(shè)目錄中往往無法超前出現(xiàn)，因?yàn)榻逃慷墝W(xué)科分類也是越來越細(xì)（不含軍事達(dá)370多個），WOS學(xué)科分類也是越來越細(xì)，學(xué)科交叉勢必就能體現(xiàn)出越來越大的影響力。林克椿通過21世紀(jì)初物理學(xué)與生命科學(xué)的交叉進(jìn)一步分析論證了學(xué)科間的融合是自然科學(xué)發(fā)展的必然趨勢[10]。世界一流高校的高學(xué)術(shù)影響力其實(shí)相當(dāng)一部分是來自于學(xué)科交叉的貢獻(xiàn)值，但我國高校交叉學(xué)科發(fā)展在雙一流學(xué)科建設(shè)方面的助力體現(xiàn)還微乎其微，國內(nèi)三所高校在多學(xué)科交叉領(lǐng)域論文存在一些空白區(qū)域，部分學(xué)科領(lǐng)域尚未形成學(xué)術(shù)成果，要提高交叉學(xué)科學(xué)術(shù)聲譽(yù)尚有較大空間，也是大有可為。因此，加強(qiáng)交叉學(xué)科布局，未來一定可以為雙一流學(xué)科建設(shè)尤其國際學(xué)術(shù)聲譽(yù)提供新興增長點(diǎn)[11]，學(xué)科交叉的春天已經(jīng)到來。Michael Szell等通過研究諾貝爾跨學(xué)科論文發(fā)現(xiàn)，一項(xiàng)學(xué)術(shù)成果的發(fā)表和它獲得諾貝爾獎之間的平均延遲時間大約是20年，21世紀(jì)到了承認(rèn)杰出跨學(xué)科研究的關(guān)鍵時刻[12]。