跨學科交叉  培養(yǎng)獨立創(chuàng)新人才

清華大學地學系 付昊桓

付昊桓（左二）在2017戈登·貝爾頒獎現場,。

邱勇校長于2017年12月5日在《光明日報》發(fā)表文章《一流博士生教育體現一流大學人才培養(yǎng)的高度》,，提出博士生培養(yǎng)反映了一所大學乃至一個國家人才培養(yǎng)的水平和高度。邱校長指出學術精神,、獨創(chuàng)性和批判性思維這些博士生培養(yǎng)的根本和重中之重,，并提出構建覆蓋博士生培養(yǎng)各個環(huán)節(jié)的全方位教育體系的戰(zhàn)略目標。

我于2010年底回到清華大學工作,，并且非常幸運地享受到邱校長文中提到的青年教師也可指導博士生的創(chuàng)新舉措,。博士生的培養(yǎng)，成了我工作中最重要和最快樂的一個環(huán)節(jié),，也是我和同學們“教學相長”,，共同提高的一個過程。

讀完邱校長的文章，深受啟發(fā),，也深有感觸,。總結這幾年來自己指導博士生的工作實踐,，每一個博士生從自知,、自信到獨立創(chuàng)新的發(fā)展歷程，理論和實踐相結合的學科交叉創(chuàng)新,，還有身心與品格的培養(yǎng),，這些都是一流博士生成長過程中重要的組成部分。

從“自知,、自信”到獨立創(chuàng)新

邱校長著重提到博士的獨創(chuàng)性和批判性思維,。這也是我認為博士生在求學過程中最需要培養(yǎng)的特質。成為自己研究的主人,，具備研究上的獨立性,，是博士求學過程中最難邁過的一個門檻。

這種獨立性,，往往需要立足于研究者的“自知”和“自信”,。很多人（包括我自己）在博士的開始階段，心態(tài)上容易有一個“過山車”的過程,。開始時心氣極高,，希望做出讓整個領域翻天覆地的新成果；進入一段時間以后,，真正了解到浩如煙海的前人工作,，又一下陷入找不到方向甚至懷疑讀博決定的情緒低谷。在這個時候,，“自知”和“自信”這兩樣武器非常重要,。所謂“自知者明”，博士的求學過程,，是探索外在世界的一個過程,，更是進一步了解自我的一個過程，知道自己擅長什么,，不擅長什么,，又對什么東西感興趣（往往和擅長不擅長也有很大的關系），對確立自己的研究方向,、研究路徑乃至人生路徑,，都大有裨益。在“自知”之后再建立起“自信”,，面對研究過程中的困難和挑戰(zhàn),，就能有一個更加平和的心態(tài)了,。

以“自知,、自信”作為基礎,，博士生就可以逐步向獨立研究者的方向邁進了。初期可以把在選題領域超越自己的導師作為第一個目標,，逐漸完成從“跟跑”到“并跑”到最終“領跑”的過程,。在這個角色的轉變中，通過與導師乃至領域內其他專家的辯論和交鋒,，逐漸形成自己對于學術問題獨立的見解,，和獨創(chuàng)性的思維，找到屬于自己的學術之路,。在研究過程中,，以批判性的思維去發(fā)現問題和解決問題。最終的目標是能瞄準國際前沿,，做出引領而非跟隨的獨創(chuàng)性工作,，真正體現出科研上的“自強”精神。

理論與實踐相結合,，打造敢于跨界的學科交叉文化

邱校長多次指出,，創(chuàng)新是21世紀最重要的特征，推動學科交叉是獲得高水平創(chuàng)新成果,、培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的重要途徑,。

以我自身為例，求學經歷一直是在屬于工科的計算機領域,，博士后和清華的工作,，則是在屬于理科的地學領域。理科強調理論,，著重發(fā)現現象,，提出規(guī)律；工科則強調實踐,，著重解決可行性,、可靠性、效率,、性能等方面的問題,。在我進行交叉研究的初期，這種理念甚至價值觀上的差異,，讓我吃了不少苦頭,；但另一方面，它也讓我格外注意理論和實踐的結合,，一方面以理論方面的創(chuàng)新來指導實踐的開展,，另一方面,，以實踐經驗的提升反哺理論。

超算作為一個將各類前沿科學問題與計算機科學相結合的平臺,，在推動理論與實踐的結合方面有其獨特的優(yōu)勢,。理科的同學們到這個平臺上，可以從編程,、調試,、實驗管理、數據分析等各個方面學習到工科的技能和思維,；而工科的同學們,，特別是計算機專業(yè)的同學們，也可以從氣候,、地震,、生命科學等眾多領域學習到理科的思路與方法。在這個過程中,，超算的強大數值模擬能力和數據分析能力,，讓我們可以更準確、更便捷的驗證和提升對理論的認知,；對現象和理論更準確的理解又可以反過頭來實現對不同場景更準確的模擬和預測,。通過理論和實踐更為緊密的融合，推進兩方面螺旋式的上升,。

人類社會現在面臨的科學和工程問題大都涉及多個學科,，需要很多不同背景的科學家一起推進和解決。以我所在的地球系統(tǒng)科學系為例,，全球氣候未來的變化和應對,，就涉及了大氣、海洋,、生態(tài),、遙感、大氣化學,、全球變化經濟學等等不同學科,。不是簡單地把這些學科堆砌在一起，而是需要融在一起形成一個有機的整體,，才能發(fā)揮系統(tǒng)性的價值和作用,。因此，對未來的科研工作者而言,，跨學科的合作能力和服務于整體的合作精神都是非常必要的,。

學科交叉合作說起來容易，做起來并不簡單,。不同的學科往往意味著不同的研究語言與研究文化,，需要走出自己的“舒適區(qū)”,。特別是初始階段建立互動渠道的過程會相當困難。我常常拿滑雪給學生做例子：剛剛把鞋子換成雪橇的時候,，我們會不停摔倒,，連簡單的站立都做不到，甚至會問自己為什么要來滑雪,；但是度過了開始的適應階段,，掌握了在雪上站立和滑行的技巧之后,，你就可以享受在雪道上縱橫馳騁的快樂了,。交叉也是如此，有勇氣,、有辦法邁出跨界的第一步,，才有可能看到后面不同學科交叉碰撞的火花，才有機會享受交叉研究的樂趣,。

跨學科交叉,，對于研究者形成獨創(chuàng)性和批判性思維，也有很好的促進作用,。“他山之石,，可以攻玉”，即使針對同樣的現象,，不同的學科,，站在不同的角度，往往能夠發(fā)現不一樣的問題,，提出不一樣的方法,。這種不同，往往能夠促進青年學者以新的視角評判已有工作,，跳出常規(guī),，發(fā)現新的路徑。

正是得益于學科交叉合作,，我所在的地學系和計算機系組成的聯(lián)合團隊連續(xù)兩年獲得超算領域世界最高獎“戈登·貝爾”獎,，今年聯(lián)合團隊的研究更是占據了全球三項提名中的兩席。研究組里幾位90后的博士同學們在這樣的交叉合作項目中,，站到了高性能計算應用研究領域的國際舞臺,，體現了學科交叉的巨大潛力。

身心的修煉,，品格的培養(yǎng)

清華的校訓,，要“自強不息”，更要“厚德載物”,。身心的修煉,，品格的培養(yǎng),，是博士生培養(yǎng)一個更重要的組成部分。

“無體育,，不清華”,。體育是清華最重要的傳統(tǒng)之一，它不僅要求每位同學注重身體健康,，打造健康體魄,；同時也通過體育完成對同學們完整人格的培養(yǎng)。體育,，最能鍛煉面對困難時候的勇氣和韌性,，也最能形成漫長歲月中的一份堅持。三千米長跑,、體育課與畢業(yè)掛鉤等舉措曾經讓剛到清華念本科的我頭疼不已,，但那時養(yǎng)成的體育鍛煉的習慣，讓我在之后的歲月受益匪淺,。

除了體育方面的傳統(tǒng),，清華還有其他很多方面的傳統(tǒng)。比如,，清華創(chuàng)辦初期,，有學問更有風骨的梁啟超、陳寅恪,、王國維,、趙元任等四大國學導師；聯(lián)大時期,，以實干作為清華本色的朱自清先生,；建國以后，為“兩彈一星”做出卓絕努力的清華人,，以及更多在國家各個領域默默貢獻自己力量的“紅色工程師”,；更有改革開放以來，在各條戰(zhàn)線上奮發(fā)圖強,，展現清華“行勝于言”精神的校友們,。時間的積淀，在清華的校園里留下了歲月的底色,，形成了清華獨特的校園文化,。這是前輩們留下的最寶貴的財富，更需要我們進一步去傳承和發(fā)展,。

邱校長在2017年的開學典禮上的致辭中提到：“做學問要有高尚的人格,，人格的高度決定學問的高度”。對這些文化和精神的繼承和發(fā)揚,，對學術精神和完整人格的培養(yǎng),，是博士求學生涯中至關重要的一環(huán),。才智也許是科學家的一個必備素質，但追求真理的學術精神才是科學家們數十年如一日科研長跑的恒久驅動力,。而從“小我”到“大我”,，樹立家國情懷，將個人的奮斗融入更大的事業(yè),，為國家,、民族乃至世界解決大挑戰(zhàn)、大問題,，則更是清華人應有的胸襟和抱負,。

作為博士生們，大家所處的也許是做研究,、做學問最好的一個時代,。祖國綜合實力的提升,，在各個方面為青年人提供了非常好的條件,。清華園里一場接一場的大師報告，目不暇接的科研競賽和社團活動,，乃至世界頂級的文化藝術表演,，讓我對現在的同學們羨慕不已。博士生們人均至少一次的海外交流機會,，以及像“神威·太湖之光”這樣世界領先的研究平臺,，更是以前無法企及的優(yōu)越條件。希望這篇文章,，能給各位正在求學中的博士同學們一些啟發(fā),，也希望博士同學們能樹立更遠大的目標和使命感，實現人生的夢想和價值,。

（清華新聞網12月20日電）

編輯：華山