跨學(xué)科交叉 培養(yǎng)獨(dú)立創(chuàng)新人才
清華大學(xué)地學(xué)系 付昊桓
付昊桓（左二）在2017戈登·貝爾頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)。
邱勇校長(zhǎng)于2017年12月5日在《光明日?qǐng)?bào)》發(fā)表文章《一流博士生教育體現(xiàn)一流大學(xué)人才培養(yǎng)的高度》，提出博士生培養(yǎng)反映了一所大學(xué)乃至一個(gè)國(guó)家人才培養(yǎng)的水平和高度。邱校長(zhǎng)指出學(xué)術(shù)精神、獨(dú)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(gòu)建覆蓋博士生培養(yǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的全方位教育體系的戰(zhàn)略目標(biāo)。
我于2010年底回到清華大學(xué)工作，并且非常幸運(yùn)地享受到邱校長(zhǎng)文中提到的青年教師也可指導(dǎo)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(lè)的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是我和同學(xué)們“教學(xué)相長(zhǎng)”，共同提高的一個(gè)過(guò)程。
讀完邱校長(zhǎng)的文章，深受啟發(fā)，也深有感觸。總結(jié)這幾年來(lái)自己指導(dǎo)博士生的工作實(shí)踐，每一個(gè)博士生從自知、自信到獨(dú)立創(chuàng)新的發(fā)展歷程，理論和實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)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(zhǎng)過(guò)程中重要的組成部分。
從“自知、自信”到獨(dú)立創(chuàng)新
邱校長(zhǎng)著重提到博士的獨(dú)創(chuàng)性和批判性思維。這也是我認(rèn)為博士生在求學(xué)過(guò)程中最需要培養(yǎng)的特質(zhì)。成為自己研究的主人，具備研究上的獨(dú)立性，是博士求學(xué)過(guò)程中最難邁過(guò)的一個(gè)門檻。
這種獨(dú)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(gè)“過(guò)山車”的過(guò)程。開始時(shí)心氣極高，希望做出讓整個(gè)領(lǐng)域翻天覆地的新成果；進(jìn)入一段時(shí)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(gè)時(shí)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(xué)過(guò)程，是探索外在世界的一個(gè)過(guò)程，更是進(jìn)一步了解自我的一個(gè)過(guò)程，知道自己擅長(zhǎng)什么，不擅長(zhǎng)什么，又對(duì)什么東西感興趣（往往和擅長(zhǎng)不擅長(zhǎng)也有很大的關(guān)系），對(duì)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(duì)研究過(guò)程中的困難和挑戰(zhàn)，就能有一個(gè)更加平和的心態(tài)了。
以“自知、自信”作為基礎(chǔ)，博士生就可以逐步向獨(dú)立研究者的方向邁進(jìn)了。初期可以把在選題領(lǐng)域超越自己的導(dǎo)師作為第一個(gè)目標(biāo)，逐漸完成從“跟跑”到“并跑”到最終“領(lǐng)跑”的過(guò)程。在這個(gè)角色的轉(zhuǎn)變中，通過(guò)與導(dǎo)師乃至領(lǐng)域內(nèi)其他專家的辯論和交鋒，逐漸形成自己對(duì)于學(xué)術(shù)問(wèn)題獨(dú)立的見(jiàn)解，和獨(dú)創(chuàng)性的思維，找到屬于自己的學(xué)術(shù)之路。在研究過(guò)程中，以批判性的思維去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。最終的目標(biāo)是能瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，做出引領(lǐng)而非跟隨的獨(dú)創(chuàng)性工作，真正體現(xiàn)出科研上的“自強(qiáng)”精神。
理論與實(shí)踐相結(jié)合，打造敢于跨界的學(xué)科交叉文化
邱校長(zhǎng)多次指出，創(chuàng)新是21世紀(jì)最重要的特征，推動(dòng)學(xué)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(xué)經(jīng)歷一直是在屬于工科的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，博士后和清華的工作，則是在屬于理科的地學(xué)領(lǐng)域。理科強(qiáng)調(diào)理論，著重發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象，提出規(guī)律；工科則強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，著重解決可行性、可靠性、效率、性能等方面的問(wèn)題。在我進(jìn)行交叉研究的初期，這種理念甚至價(jià)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(shí)踐的結(jié)合，一方面以理論方面的創(chuàng)新來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐的開展，另一方面，以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的提升反哺理論。
超算作為一個(gè)將各類前沿科學(xué)問(wèn)題與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合的平臺(tái)，在推動(dòng)理論與實(shí)踐的結(jié)合方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。理科的同學(xué)們到這個(gè)平臺(tái)上，可以從編程、調(diào)試、實(shí)驗(yàn)管理、數(shù)據(jù)分析等各個(gè)方面學(xué)習(xí)到工科的技能和思維；而工科的同學(xué)們，特別是計(jì)算機(jī)專業(yè)的同學(xué)們，也可以從氣候、地震、生命科學(xué)等眾多領(lǐng)域?qū)W習(xí)到理科的思路與方法。在這個(gè)過(guò)程中，超算的強(qiáng)大數(shù)值模擬能力和數(shù)據(jù)分析能力，讓我們可以更準(zhǔn)確、更便捷的驗(yàn)證和提升對(duì)理論的認(rèn)知；對(duì)現(xiàn)象和理論更準(zhǔn)確的理解又可以反過(guò)頭來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同場(chǎng)景更準(zhǔn)確的模擬和預(yù)測(cè)。通過(guò)理論和實(shí)踐更為緊密的融合，推進(jìn)兩方面螺旋式的上升。
人類社會(huì)現(xiàn)在面臨的科學(xué)和工程問(wèn)題大都涉及多個(gè)學(xué)科，需要很多不同背景的科學(xué)家一起推進(jìn)和解決。以我所在的地球系統(tǒng)科學(xué)系為例，全球氣候未來(lái)的變化和應(yīng)對(duì)，就涉及了大氣、海洋、生態(tài)、遙感、大氣化學(xué)、全球變化經(jīng)濟(jì)學(xué)等等不同學(xué)科。不是簡(jiǎn)單地把這些學(xué)科堆砌在一起，而是需要融在一起形成一個(gè)有機(jī)的整體，才能發(fā)揮系統(tǒng)性的價(jià)值和作用。因此，對(duì)未來(lái)的科研工作者而言，跨學(xué)科的合作能力和服務(wù)于整體的合作精神都是非常必要的。
學(xué)科交叉合作說(shuō)起來(lái)容易，做起來(lái)并不簡(jiǎn)單。不同的學(xué)科往往意味著不同的研究語(yǔ)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(dòng)渠道的過(guò)程會(huì)相當(dāng)困難。我常常拿滑雪給學(xué)生做例子：剛剛把鞋子換成雪橇的時(shí)候，我們會(huì)不停摔倒，連簡(jiǎn)單的站立都做不到，甚至?xí)?wèn)自己為什么要來(lái)滑雪；但是度過(guò)了開始的適應(yīng)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(lè)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(xué)科交叉碰撞的火花，才有機(jī)會(huì)享受交叉研究的樂(lè)趣。
跨學(xué)科交叉，對(duì)于研究者形成獨(dú)創(chuàng)性和批判性思維，也有很好的促進(jìn)作用。“他山之石，可以攻玉”，即使針對(duì)同樣的現(xiàn)象，不同的學(xué)科，站在不同的角度，往往能夠發(fā)現(xiàn)不一樣的問(wèn)題，提出不一樣的方法。這種不同，往往能夠促進(jìn)青年學(xué)者以新的視角評(píng)判已有工作，跳出常規(guī)，發(fā)現(xiàn)新的路徑。
正是得益于學(xué)科交叉合作，我所在的地學(xué)系和計(jì)算機(jī)系組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)連續(xù)兩年獲得超算領(lǐng)域世界最高獎(jiǎng)“戈登·貝爾”獎(jiǎng)，今年聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的研究更是占據(jù)了全球三項(xiàng)提名中的兩席。研究組里幾位90后的博士同學(xué)們?cè)谶@樣的交叉合作項(xiàng)目中，站到了高性能計(jì)算應(yīng)用研究領(lǐng)域的國(guó)際舞臺(tái)，體現(xiàn)了學(xué)科交叉的巨大潛力。
身心的修煉，品格的培養(yǎng)
清華的校訓(xùn)，要“自強(qiáng)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(gè)更重要的組成部分。
“無(wú)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(xué)注重身體健康，打造健康體魄；同時(shí)也通過(guò)體育完成對(duì)同學(xué)們完整人格的培養(yǎng)。體育，最能鍛煉面對(duì)困難時(shí)候的勇氣和韌性，也最能形成漫長(zhǎng)歲月中的一份堅(jiān)持。三千米長(zhǎng)跑、體育課與畢業(yè)掛鉤等舉措曾經(jīng)讓剛到清華念本科的我頭疼不已，但那時(shí)養(yǎng)成的體育鍛煉的習(xí)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(xué)問(wèn)更有風(fēng)骨的梁?jiǎn)⒊㈥愐 ⑼鯂?guó)維、趙元任等四大國(guó)學(xué)導(dǎo)師；聯(lián)大時(shí)期，以實(shí)干作為清華本色的朱自清先生；建國(guó)以后，為“兩彈一星”做出卓絕努力的清華人，以及更多在國(guó)家各個(gè)領(lǐng)域默默貢獻(xiàn)自己力量的“紅色工程師”；更有改革開放以來(lái)，在各條戰(zhàn)線上奮發(fā)圖強(qiáng)，展現(xiàn)清華“行勝于言”精神的校友們。時(shí)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(dú)特的校園文化。這是前輩們留下的最寶貴的財(cái)富，更需要我們進(jìn)一步去傳承和發(fā)展。
邱校長(zhǎng)在2017年的開學(xué)典禮上的致辭中提到：“做學(xué)問(wèn)要有高尚的人格，人格的高度決定學(xué)問(wèn)的高度”。對(duì)這些文化和精神的繼承和發(fā)揚(yáng)，對(duì)學(xué)術(shù)精神和完整人格的培養(yǎng)，是博士求學(xué)生涯中至關(guān)重要的一環(huán)。才智也許是科學(xué)家的一個(gè)必備素質(zhì)，但追求真理的學(xué)術(shù)精神才是科學(xué)家們數(shù)十年如一日科研長(zhǎng)跑的恒久驅(qū)動(dòng)力。而從“小我”到“大我”，樹立家國(guó)情懷，將個(gè)人的奮斗融入更大的事業(yè)，為國(guó)家、民族乃至世界解決大挑戰(zhàn)、大問(wèn)題，則更是清華人應(yīng)有的胸襟和抱負(fù)。
作為博士生們，大家所處的也許是做研究、做學(xué)問(wèn)最好的一個(gè)時(shí)代。祖國(guó)綜合實(shí)力的提升，在各個(gè)方面為青年人提供了非常好的條件。清華園里一場(chǎng)接一場(chǎng)的大師報(bào)告，目不暇接的科研競(jìng)賽和社團(tuán)活動(dòng)，乃至世界頂級(jí)的文化藝術(shù)表演，讓我對(duì)現(xiàn)在的同學(xué)們羨慕不已。博士生們?nèi)司辽僖淮蔚暮Ｍ饨涣鳈C(jī)會(huì)，以及像“神威·太湖之光”這樣世界領(lǐng)先的研究平臺(tái)，更是以前無(wú)法企及的優(yōu)越條件。希望這篇文章，能給各位正在求學(xué)中的博士同學(xué)們一些啟發(fā)，也希望博士同學(xué)們能樹立更遠(yuǎn)大的目標(biāo)和使命感，實(shí)現(xiàn)人生的夢(mèng)想和價(jià)值。
（清華新聞網(wǎng)12月20日電）
編輯：華山
