二 科學(xué)研究方法的移植再生:跨學(xué)科研究的手段
科學(xué)方法的跨學(xué)科運(yùn)用是自然科學(xué)歷史發(fā)展的必然[6]。從科學(xué)發(fā)展的歷史來(lái)看,如今已經(jīng)非常普遍和實(shí)用的如觀察、實(shí)驗(yàn)和模擬等研究方法,最初也只是在某一門(mén)或幾門(mén)學(xué)科內(nèi)創(chuàng)立和發(fā)展,經(jīng)過(guò)其他學(xué)科的借鑒移植,逐漸擴(kuò)散到整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域,成為通用的研究方法。由于跨學(xué)科研究的對(duì)象高度綜合,所涉及的學(xué)科理論種類(lèi)繁多,從不同領(lǐng)域借鑒和移植成熟精致的研究方法能夠達(dá)到事半功倍的效果。對(duì)于從不同科學(xué)體系進(jìn)行研究方法的移植再生,體育科學(xué)為我們提供了典型案例。下面通過(guò)對(duì)體育科學(xué)幾種重要的研究方法的描述,我們可以看出科學(xué)研究方法的移植借鑒對(duì)于跨學(xué)科研究的重要意義。
體育的產(chǎn)生是一個(gè)長(zhǎng)期孕育演變的過(guò)程,早在原始社會(huì)時(shí)期就已出現(xiàn)體育運(yùn)動(dòng)的初級(jí)形態(tài)。長(zhǎng)期以來(lái),競(jìng)技體育的競(jìng)爭(zhēng)性使得人們?cè)噲D對(duì)體育運(yùn)動(dòng)進(jìn)行深入研究,盡管如此,具有真正意義上的體育科研卻直到20世紀(jì)初才開(kāi)始萌芽。而作為體育研究的理論結(jié)晶,體育科學(xué)也直到20世紀(jì)中后期才取得了相對(duì)獨(dú)立的地位,形成一門(mén)具有特定研究對(duì)象、包括眾多分支學(xué)科的龐大知識(shí)體系??梢院敛豢鋸埖恼f(shuō),不同領(lǐng)域科學(xué)研究方法的移植再生在體育科學(xué)獨(dú)立化、科學(xué)化進(jìn)程中扮演著不可或缺的角色,同時(shí)也成為其進(jìn)行跨學(xué)科研究的重要手段。
體育科學(xué)以運(yùn)動(dòng)著的人作為自己的研究對(duì)象,研究對(duì)象的自然屬性與社會(huì)屬性的雙重復(fù)雜性決定了其必然同時(shí)涉及自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)兩大科學(xué)門(mén)類(lèi),具有自然性和社會(huì)性的雙重特征,也決定了在體育科學(xué)的研究過(guò)程中必須從其他自然科學(xué)學(xué)科和社會(huì)科學(xué)學(xué)科移植借鑒并綜合運(yùn)用多種研究方法。根據(jù)在感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)兩個(gè)不同階段中所使用研究方法性質(zhì)上的差異,我們將體育科研方法劃分為感性認(rèn)識(shí)方法(數(shù)據(jù)搜集方法)和理性認(rèn)識(shí)方法(資料分析方法)兩大類(lèi)型[7](圖1)。
⑴感性認(rèn)識(shí)方法
感性認(rèn)識(shí)方法又稱(chēng)為資料搜集方法,目的在于為體育科研提供詳盡而精確的數(shù)據(jù)和資料,主要包括觀察法、實(shí)驗(yàn)法、訪(fǎng)談法、文獻(xiàn)資料法、引文資料搜集法等。不難發(fā)現(xiàn),在感性方法中,有從自然科學(xué)學(xué)科中移植再生的研究方法,如實(shí)驗(yàn)方法、觀察方法;同時(shí)也有從社會(huì)科學(xué)學(xué)科中借鑒滲透的研究方法,如文獻(xiàn)資料法、引文資料搜集方法等。其中,實(shí)驗(yàn)方法在感性認(rèn)識(shí)方法中占據(jù)著突出的地位,是運(yùn)用最為廣泛的一種科學(xué)方法。
實(shí)驗(yàn)方法包括人體實(shí)驗(yàn)方法、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法和教學(xué)實(shí)驗(yàn)方法三種形式。早在20世紀(jì)初期,人們就廣泛使用近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)成果來(lái)開(kāi)拓體育研究的新領(lǐng)域。近幾十年來(lái),隨著生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中的色譜儀、分析儀和電子顯微鏡等各種高分辨率的實(shí)驗(yàn)儀器被引入體育科學(xué)研究中以來(lái),體育科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備在分析速度、數(shù)據(jù)處理以及檢測(cè)范圍等方面均達(dá)到了較高水平。實(shí)驗(yàn)方法成功的跨學(xué)科運(yùn)用使體育研究獲取了近代自然科學(xué)的精髓,并由一門(mén)“顯學(xué)”轉(zhuǎn)變成一門(mén)科學(xué)。
⑵理性認(rèn)識(shí)方法
理性認(rèn)識(shí)方法又稱(chēng)為資料分析方法,它是在體育科研的感性階段中占有大量的原始數(shù)據(jù)和資料的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行分析和加工以建立體育科學(xué)理論的重要手段。體育科學(xué)在其創(chuàng)建初始階段移植借鑒如歸納法、演繹法、預(yù)測(cè)法、邏輯法、比較研究等多種理性方法,事實(shí)證明這對(duì)于尚還稚嫩的體育科學(xué)快速成熟有著非常重要的意義。近年來(lái),體育科研的一個(gè)重要趨勢(shì)就是定量化分析的加強(qiáng)。隨著數(shù)學(xué)模型法、模糊數(shù)學(xué)法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、回歸方程分析法等數(shù)學(xué)方法在體育科學(xué)研究中運(yùn)用越來(lái)越廣泛,控制論、信息論、計(jì)算機(jī)仿真方法開(kāi)始被滲透到體育研究中也成為可能,生成了如體育統(tǒng)計(jì)學(xué)、體育計(jì)量學(xué)、體育運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、體育系統(tǒng)過(guò)程、運(yùn)動(dòng)器材學(xué)等一批新興交叉學(xué)科,極大地促進(jìn)了體育科學(xué)的發(fā)展。
從體育科學(xué)成功地移植再生其他學(xué)科研究方法的案例中可以得出結(jié)論,對(duì)于跨學(xué)科研究,借鑒和運(yùn)用其他學(xué)科的研究方法往往可以省去在本學(xué)科體系內(nèi)部從頭發(fā)展類(lèi)似的方法,為跨學(xué)科研究提供有效的工具和手段。但是要值得注意的是,研究者不能把單學(xué)科的研究方法簡(jiǎn)單地運(yùn)用到跨學(xué)科研究中,而是要結(jié)合具體的研究領(lǐng)域,通過(guò)移植、滲透和綜合各種單學(xué)科研究方法,使之“再生”,并得到科學(xué)共同體內(nèi)部的肯定和公認(rèn),達(dá)到它山之石,攻己之玉的目的。
三 T型研究主體的觀念碰撞:跨學(xué)科研究的動(dòng)力
美國(guó)科學(xué)學(xué)與情報(bào)科學(xué)家普賴(lài)斯(D.Price,1922-1983)曾在20世紀(jì)60年代提出“大科學(xué)”這一概念,指出隨著科學(xué)社會(huì)化和社會(huì)科學(xué)化的程度不斷加深,科學(xué)逐漸從“小科學(xué)”時(shí)代過(guò)渡到“大科學(xué)”時(shí)代。其中,大科學(xué)時(shí)代的一個(gè)突出特點(diǎn)是科研活動(dòng)不再是分散的、單純的個(gè)人行為,已經(jīng)演變成為一種跨學(xué)科、聚焦型、多人員參加的集體性協(xié)作。另一個(gè)主要特征就是對(duì)科學(xué)研究主體提出了更高的要求,而具備“T”型知識(shí)結(jié)構(gòu)的跨學(xué)科人才將會(huì)在這樣的時(shí)代起著核心作用。
所謂“T”型知識(shí)結(jié)構(gòu)是相對(duì)于“┃”“━”兩種類(lèi)型而言的?!癌А毙褪侵秆芯恐黧w擁有深厚的專(zhuān)業(yè)背景知識(shí),但是精而不博,知識(shí)面比較狹窄;與“┃”型相反的是,“━”型研究主體雖然具備廣博的知識(shí),涉及面很寬廣,但是由于缺乏理論深度,因此很難在某個(gè)專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域內(nèi)取得突破性進(jìn)展?!癟”型則將兩種類(lèi)型結(jié)合起來(lái),橫向代表研究者具有廣博的一般文化知識(shí)、相關(guān)或邊緣知識(shí);縱向代表研究者在某一專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的深度與層次。形成“T”型知識(shí)結(jié)構(gòu)可以有兩種方式:一是個(gè)體研究者既在自己的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)有著深厚的基礎(chǔ)和特殊的才能,同時(shí)對(duì)相關(guān)的領(lǐng)域又有比較全面的了解,具備開(kāi)闊的科研視野和敏銳的洞察力。二是通過(guò)來(lái)自不同研究領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)人才組成具有跨學(xué)科性質(zhì)的科研機(jī)構(gòu)?!癟”型結(jié)構(gòu)的研究主體包括個(gè)體研究者與研究團(tuán)體都擁有跨學(xué)科特性的知識(shí)儲(chǔ)備,因此在進(jìn)行跨學(xué)科研究過(guò)程中,他們思想觀念的碰撞比別人更容易產(chǎn)生智慧的閃光和創(chuàng)新的火花,從而形成跨學(xué)科研究持續(xù)的動(dòng)力源泉。
⑴研究個(gè)體的知識(shí)儲(chǔ)備
任何一個(gè)認(rèn)識(shí)主體都處于人類(lèi)社會(huì)的背景中,背景化是科學(xué)認(rèn)識(shí)主體的重要特征。不同文明形態(tài)的人類(lèi)社會(huì)造就科學(xué)認(rèn)識(shí)主體不同的哲學(xué)觀背景和不同的理論知識(shí)背景,科學(xué)史表明,那些善于對(duì)不同哲學(xué)形態(tài)及不同科學(xué)理論博采眾長(zhǎng)、兼收并蓄的研究者可能會(huì)作出科研中的重大突破,我們從1901年到2000年這一百年間諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)獲得者知識(shí)交叉背景分析中得到準(zhǔn)確的驗(yàn)證[8]。
我們以25年為一個(gè)時(shí)間段,分析具備知識(shí)交叉背景諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)獲得者人數(shù)占整個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者人數(shù)的百分比。1901-1925年間,獲獎(jiǎng)人數(shù)74人,交叉學(xué)科人數(shù)22人;1926-1950年間,獲獎(jiǎng)人數(shù)88人,交叉學(xué)科人數(shù)34人;1951-1975年間,獲獎(jiǎng)人數(shù)143人,交叉學(xué)科人數(shù)58人;1976-2000年間,獲獎(jiǎng)人數(shù)161人,交叉學(xué)科人數(shù)79人。這四個(gè)時(shí)間段具備知識(shí)交叉背景諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)獲得者人數(shù)占整個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者人數(shù)的百分比分別為29.73%、38.64%、40.56%和49.07%,呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的趨勢(shì),表明科學(xué)認(rèn)識(shí)主體知識(shí)背景的交叉對(duì)于促進(jìn)不同學(xué)科間滲透和融合,推動(dòng)原創(chuàng)性科研成果的出現(xiàn)具有非常重要的意義。
⑵研究機(jī)構(gòu)的組織協(xié)同
雖然跨學(xué)科人才在科研活動(dòng)中起著非常重要的作用,但對(duì)于一些重大的研究課題,僅僅依靠個(gè)體研究者的單兵作戰(zhàn)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,必須把優(yōu)秀的科研人員組織起來(lái),協(xié)同作戰(zhàn),采取聚焦型研究方式以尋求科學(xué)前沿的突破和進(jìn)展。下面以我國(guó)火災(zāi)科學(xué)的重點(diǎn)科研機(jī)構(gòu)——中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為例,指出研究機(jī)構(gòu)的組織協(xié)同對(duì)于跨學(xué)科研究的重要意義。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于1989年由我國(guó)政府正式批準(zhǔn)建立,并于1995年11月通過(guò)驗(yàn)收。在整個(gè)大科學(xué)系統(tǒng)中,火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)優(yōu)秀的跨學(xué)科人才的集合體,也是一個(gè)有序的、具有自組織功能的科學(xué)研究子系統(tǒng)。根據(jù)研究方向的不同,火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室可以劃分為建筑火災(zāi)研究室、工業(yè)火災(zāi)研究室、火災(zāi)化學(xué)研究室、森林火災(zāi)研究室、火災(zāi)數(shù)值模擬研究室、火災(zāi)探測(cè)研究室以及火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性能化評(píng)估研究室等七個(gè)研究室。其中,每個(gè)研究室都有一至兩名通才型的學(xué)科帶頭人,并下轄一個(gè)由博士、碩士組成具有層次性的研究團(tuán)隊(duì)。這樣,通過(guò)組建跨學(xué)科的研究課題組來(lái)構(gòu)建更加龐大的跨學(xué)科性知識(shí)結(jié)構(gòu),把不同專(zhuān)業(yè)的研究者集中在同一個(gè)研究方向下進(jìn)行跨學(xué)科研究,合理的機(jī)構(gòu)設(shè)置和組織協(xié)同使得以火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為代表的中國(guó)火災(zāi)科學(xué)研究在短短十幾年里就走在世界前沿。
四 一體化新學(xué)科體系的建構(gòu):跨學(xué)科研究的目標(biāo)
跨學(xué)科研究的最終目標(biāo),是在不同學(xué)科領(lǐng)域的交匯點(diǎn)上構(gòu)建新的交叉學(xué)科體系。19世紀(jì)前,新興學(xué)科產(chǎn)生一般通過(guò)科學(xué)分化。而進(jìn)入20世紀(jì)后,隨著學(xué)科間橫向聯(lián)系與滲透的不斷加強(qiáng),傳統(tǒng)學(xué)科界線(xiàn)不斷被打破,大量邊緣學(xué)科、橫斷學(xué)科和綜合學(xué)科等交叉學(xué)科群體不斷涌現(xiàn),跨學(xué)科的研究模式逐漸起著決定性的作用。作為一個(gè)在20世紀(jì)中期崛起的新興交叉學(xué)科門(mén)類(lèi),海洋科學(xué)由最初的自然地理學(xué)的子學(xué)科逐漸發(fā)展成為獨(dú)立的并具有眾多分支學(xué)科的綜合性現(xiàn)代海洋科學(xué)體系,這一例證充分顯示出跨學(xué)科研究模式在發(fā)展新興學(xué)科乃至構(gòu)建新的交叉科學(xué)體系均發(fā)揮著的重要作用。
海洋科學(xué)是研究發(fā)生在海洋中各種自然現(xiàn)象和過(guò)程的性質(zhì)及其變化規(guī)律的知識(shí)體系。由于研究對(duì)象的復(fù)雜性特征,海洋科學(xué)研究對(duì)多學(xué)科交叉與協(xié)同提出很高的要求。20世紀(jì)60年代以來(lái),由于對(duì)海洋資源和海洋環(huán)境問(wèn)題重要性的充分認(rèn)識(shí),不同學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)家們?cè)诟髯缘膶?zhuān)業(yè)背景和原有的學(xué)科基礎(chǔ)上,分別運(yùn)用本學(xué)科的理論和方法,開(kāi)展海洋調(diào)查研究和海洋開(kāi)發(fā),逐漸形成了諸如海洋物理學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)、海洋生物學(xué)、海洋化學(xué)、海洋工程學(xué)、海洋災(zāi)害學(xué)和海洋法學(xué)等一系列分支學(xué)科。這些分支學(xué)科試圖從不同的角度,運(yùn)用不同的理論和方法,分門(mén)別類(lèi)地對(duì)海洋中各種自然現(xiàn)象和過(guò)程進(jìn)行研究。在這個(gè)階段,各個(gè)分支學(xué)科把整個(gè)海洋科學(xué)肢解成為一個(gè)個(gè)專(zhuān)門(mén)課題進(jìn)行獨(dú)立研究,因此還只是一個(gè)多學(xué)科的集合,并沒(méi)有形成完整的學(xué)科體系。然而,正是這種高度分化的離散性特征,使得海洋科學(xué)研究在各自分支領(lǐng)域內(nèi)相對(duì)獨(dú)立,不斷發(fā)展。
構(gòu)建完善的學(xué)科理論體系是海洋科學(xué)跨學(xué)科研究的最終目標(biāo)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,隨著研究的深化和各分支學(xué)科的不斷成熟,人們逐漸認(rèn)識(shí)到不能把海洋研究簡(jiǎn)單地分解成某些單一學(xué)科問(wèn)題的集合,海洋科學(xué)也不是一系列分支學(xué)科的簡(jiǎn)單疊加。因此,各分支學(xué)科內(nèi)部以及分支學(xué)科之間開(kāi)始通過(guò)跨學(xué)科的研究模式,努力實(shí)現(xiàn)從學(xué)科的分散狀態(tài)向聚合狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。目前,海洋科學(xué)已初步形成自己的學(xué)科規(guī)范,構(gòu)建出學(xué)科體系的基本框架——基礎(chǔ)海洋學(xué)和應(yīng)用海洋學(xué)兩大門(mén)類(lèi)[9](圖2)。其中,基礎(chǔ)海洋學(xué)又稱(chēng)為理論海洋學(xué),主要以發(fā)生在海洋中各種自然現(xiàn)象和過(guò)程作為自己的研究對(duì)象,以認(rèn)識(shí)海洋為目標(biāo),包括物理海洋學(xué)、化學(xué)海洋學(xué)、生物海洋學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)、區(qū)域海洋學(xué)等11門(mén)一級(jí)分支學(xué)科;應(yīng)用海洋學(xué)則以海洋開(kāi)發(fā)為己任,利用基礎(chǔ)海洋學(xué)的研究成果來(lái)為人類(lèi)服務(wù),主要包括海洋法學(xué)、海洋醫(yī)學(xué)、海洋經(jīng)濟(jì)學(xué)、海洋工程學(xué)、海洋氣象學(xué)等12門(mén)一級(jí)分支學(xué)科?;A(chǔ)海洋學(xué)和應(yīng)用海洋學(xué)下屬的一級(jí)學(xué)科又繼續(xù)分化派生出二級(jí)分支乃至三級(jí)分支,形成一個(gè)龐大的學(xué)科群體,通過(guò)跨學(xué)科研究模式而構(gòu)建出海洋科學(xué)的學(xué)科體系。
通過(guò)對(duì)火災(zāi)科學(xué)、體育科學(xué)以及海洋科學(xué)的實(shí)證性分析,現(xiàn)代科學(xué)新的研究模式——跨學(xué)科研究的特征與規(guī)律已經(jīng)基本被揭示出來(lái)。但在從“小科學(xué)時(shí)代”向“大科學(xué)時(shí)代”的轉(zhuǎn)型階段,同時(shí)學(xué)科發(fā)散與學(xué)科聚合的共生時(shí)期,如何對(duì)過(guò)去分散的、單純的個(gè)人行為研究模式進(jìn)行揚(yáng)棄,使得跨學(xué)科研究能夠在推動(dòng)科技進(jìn)步、解決人類(lèi)文明和社會(huì)發(fā)展的出現(xiàn)的重大課題的過(guò)程中發(fā)揮更有效的作用,仍然會(huì)成為科學(xué)共同體關(guān)注和討論的熱點(diǎn)問(wèn)題。
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