试析交叉学科知识点的形成机理和作用方式

1、西南交通大学学报 (社会科学版 2007年 4月 JOURNAL OF S OUTH W EST J I A OT ONG UN I V ERSI TYAp r . 2007第 8卷 第 2期(Social Sciences Vol . 8 No . 2收稿日期 : 2006209218基金项目 : 四川省软科学研究项目 (2006R16-039作者简介 : 蒋葛夫 (1958- , 男 , 四川蓬安人 。 博士 , 教授 , 主要从事发展战略研究 。 Tel试析交叉学科知识点的形成机理和作用方式蒋葛夫(西南交通大学 校长办公室 , 四川 成都 610031关键词

2、: 交叉学科 ; 知识点 ; 知识点运动 ; 理论模型摘 要 : 学科指一个专门的研究领域 , 识门类 , 的 , 、 关联度和强度叠加 、 搜索中心转移 、 多 , :比较 、 二门或三门学科知识点合成 、 多学科知识点合 成 、 。 G644文献标志码 : A文章编号 : 1009-4474(2007 02-0015-06Forma ti on M echan is m and I n teracti on M ode of I n terd isc i pli n ary Knowledge Po i n tsJ I A NG Ge 2fu(P residen t s O ffice,

3、S ou thw est J iaotong U n iversity, Chengdu 610031, Ch ina Key words :interdisci p linary; knowledge point; move ment of knowledge point; theoretical model Abstract :D isci p line in modern ter m s refers t o the acade m ic categorizati on, in other words, the type of knowledge divided by the natur

4、e of scientific kno wledge and a syste m of p r ofessi onal knowledge . The research on the interdisci p linary move ment of knowledge point requires effective strategies of searching knowledge point in that they can reduce the likelihood of failure . After the searching and positi oning knowledge p

5、oint according t o the correlati on, intensity, overlapp ing of correlati on and intensity, transfer of search center, search with multi p le search centers, we can find five ways of the interacti on of interdisci p linary knowledge point:co mparis on,co mbinati on of knowledge point of t w o or thr

6、eedisci p lines, combinati on of kno wledge point of multi p le disci p lines, combinati on of knowledge point of s oft and hard disci p lines, and co 2existence . 一 、 学科知识点的基本概念 1. 学科分类的结构学科指 “ 一个专门的研究领域 ” , 现代意义的学科主要指学术的分类 , 即按科学知识的性质而划分 的知识门类 , 是专门的系统化的知识体系 。描述学 科结构的方法是学科分类 。 我国的 学科分类与代码 (国家标准 BG

7、/T 13745-92 , 是将一个复杂的 科学体系用一种简单的线性列表形式来确定各学科之间的关系 、 排列顺序 , 以构成实用性较强的学科分类工具 1。 学科分类与代码 分为四个层次 , 第一个层次 为 “ 门类 ” 。 第二 、 第三 、 第四个层次分别为一 、 二 、 三级学科 。 在分类表中不明确列出 “ 门类 ” 层次 , 直 接按一级学科统一排列 , 以使一些具有综合性质的 学科和交叉学科放在适当的位置 , 不受 “ 门类 ”界线 西南交通大学学报 (社会科学版 第 8卷的约束 。学科的形成 , 往往来源于某一领域研究课题的 集合 , 又是专业分工的必然结果 。 学科研究队伍的 产

8、生和社会功能的增强或消亡等 , 都受到自然和社 会条件复杂因素的影响 。 因此 , 学科发展是不平衡 的 。 见表 1。表 1 学科分类中的层次和数量分布门 类 一级学科 二级学科 三级学科 自然科学 8107619农业科学 4120 620052619225666总 计 586352058 学科分类的抽象结构为“ 树 ” , 其中 , 门类为 “ 根 ” 。 学科分类有五个门类 , 即为五棵树 。 从属于 门类的各学科形成“ 树 ” 中的节点 (三级学科可以 理解为叶节点 。学科体系“ 树 ” 的纵向层次反映 了学科上下级的关系 , 决定一个学科层次的主要因 素包括它与上级学科的关系 、 上

9、下级和同级学科的 发展历史 、 成熟程度和影响范围等 。 除了上下级关 系 , 各个节点在横向或树与树之间一般不存在连通 和交叉的关系 。2. 学科分类末端继续抽象分解(1 课程群 。三级学科以下 , 是“ 课程群 ” 。课 程群由相同的学科分类属性的课程组成 。课程是 学科具体知识条理化的组织形式 , 集中地 、 系统地 论述某一方面的问题 。课程群既可以按照线性方 式组织 , 又可以按照网络方式组织 , 还可以按照 “ 元 ” 的方式组织 。(2 课程分解 。现在将课程继续分解 , 会出现 不同的知识单元 :公共知识 、 专业知识 。公共知识 是从上级学科继承下来的知识以及横断学科赋予 的

10、知识 , 专业知识是用以区别其他课程的 、 具有本 课程特征的知识 。专业知识又可以细分为专业基 础知识和专有知识 , 不同课程的标志是专有知识 。 则课程分解的逻辑式为 :课程 =公共知识 专业知 识 =公共知识 专业基础知识 专有知识 。值得注意的是 , 与学科树不同 , 课程层面不排 除不同门类的知识元素 。 例如 , 语言学 、 数学 、 系统 科学等就跨越了不同的学科门类 。(3 专有知识分解 。将专有知识分解 , 得到专 有知识点 , 专有知识是专有知识点的集合 , 专有知 识分解的逻辑式为 :专有知识 =x|x:专有知识点 。表达专有知识点需要依靠专有概念 , 于是专有 知识的分

11、解改用另一个逻辑式表达 :专有知识 =y|y:(4,即专有概念 =关键概念 。决定专有知识点性质的是关键概念 。关键概 念用一个陈述句表达 , 逻辑形式为 :A 是 B , 或 :如 果 C, 则 A 是 B 。通过上述分解 , 我们可以发现 , 虽然学科分类 树节点之间 、 根与根之间不存在横向联系 , 但在叶 节点的深部却存在着十分活跃的知识点 (群 , 它们 可在学科分类树的任何位置自由流动 、 组合和分 解 。 换句话说 , 学科分类结构的本身就蕴涵着沟通 所有学科节点的微观动力 。知识点的概念是分析 跨学科知识形成机理的前提 。 二 、 知识点跨学科的运动1. 知识点的激活和扩散要让

12、知识点跨学科运动 , 首先要使其激活 , 获 得脱逸原知识群或结构的能量 , 然后向其他学科扩 散 。 运用认知结构的激活扩散模型可以解释这个 过程 。认知的激活和扩散是外界输入信息和认知结 构中原有知识形成联系的基础 。研究者都有自己 的认知结构 , 具体的认知结构由于个人兴趣 、 教育 和社会角色的关系 , 带有较为固定的学科 (母学科 特色 。 交叉学科的研究者 , 必须要改变母学科带来 的思维定势 , 学会从其他学科获得新的关键概念或 知识点 。如图 1所示 , 认知结构的激活扩散模型就是一 个能够起到这种作用的网络模型 。它以语义联系 或语义相似性将概念组织起来 。概念之间的联系 用

13、连线表示 , 连线的长短表示联系的紧密程度 , 连 线愈短 , 表明两个概念有愈多的共同特征 , 关联度 越高 , 如果速度用 d (i, j 表示 , 则 d ( A, C 比 d (A,B 有更高的关联度 ; 连线的粗细表示联系的强度 , 61第 2期 蒋葛夫试析交叉学科知识点的形成机理和作用方式 图 1 认知结构的激活与扩散模型由使用的频率确定 , 连线越粗 , 表明两个概念的联系越强 , 例如 d (A , C 比 d (A , B 的联系强 。该模 型包含概念之间上下层次的逻辑关系 , 同时也包含 更多的概念之间的横向联系 2。 就被激活 , , 四周扩散 , 再扩散 到其他节点 ,

14、 当不同来 源的激活在某一个节点交叉 , 而该节点从不同来源 得到的激活的总和达到活动阈限时 , 就可以对这种 交叉的网络通路进行评价 。例如 , 在“ 客机 ” 与“ 飞 机 ” 之间找到上下级连线 , 同时在“ 飞机 ” 与“ 飞行 器 ” 间找到上下级连线 , 就可以肯定“ 飞机是飞行 器 ” 的判断 。 激活扩散模型包含搜索过程和决策过 程 (也可看作计算 。从激活扩散模型我们可以看 出 , 知识的保持不仅与知识的组织程度有关 , 还与 知识的运用频率和信息加工过程的决策计算有关 。在三级学科以下的课程群中 , 知识点不受学科 分类结构的约束 。 两个学科进入交叉状态 , 各自学 科的

15、知识点就可以构成如图 1所示的模型 。2. 知识点搜索的途径确定有效的搜索知识点的策略是非常重要的 , 它可以降低选择知识点时的失败几率 。(1 按关联度的大小搜索以三级学科上的某个知识点为搜索中心 , 以研 究者的学术知识或搜集的资料为参照 , 按照关联度 的大小构造 , 可以连接不同知识点的线条集合 。如 图 2所示 , 设中心知识点为 K 0, K i (i =1, 2, , n 为 异于 K 0的知识点 , R i (K i , K 0 为 K i 与 K 0的关联 度 , 将 R i 降序排列成 R:R 1>R 2> >R j > >R n -1>

16、R n , 即得到连接不同知识点的线条集合 , 构图 2 不同知识点按关联度排列的搜索途径造不同知识点搜索途径模型 。根据这个模型 , 选择不同的知识点 , 可按照从 内在联系紧密到内在联系松散 、 从邻近学科到远程 学科 、 从本门类到其他门类的顺序展开的 。 如图 2, R 1、 R 2所连接的 K 1、 K 2将被首先搜索 , 而 R 5所连接 的 K 5将被最后搜索 。(2 按强度的大小搜索 , 也是以三级学科 , 。如图 3所示 , 设中心知 识点为 K 0, K i (i =1, 2, , n 为异于 K 0的知识点 ,P i (K i , K 0 为 K i 与 K 0的强度 ,

17、 将 P i 降序排列成 P:P 1>P 2> >P j > P n -1>P n , 即得连接不同知识点的粗细线条集合 , 而构造不同知识点搜索途径 模型。图 3 不同知识点按强度排列的搜索途径根据这个模型 , 选择不同的知识点 , 可按照从 常用到不常用 、 从邻近学科到远程学科 、 从本门类到其他门类的顺序展开 。如图 3, P 1所连接的 K 1将被首先搜索 , P 2、 P 3所连接的 K 2、 K 3随后将同时 被搜索 , 而 P 5所连接的 K 5将被最后搜索 。(3 按关联度和强度叠加的途径搜索 如果关联度与强度成正比例 , 关联度大的同时 强度也

18、大 , 这种情况下可将按关联度排列的模型和 按强度排列的模型叠加 。如果关联度与强度不成 比例 (如关联度小而强度大 , 则按两种排列的高值 进行搜索 。(4 搜索中心转移 如图 4所示 , 如果 K 0与 K j 的关系 (关联度或 强度 非常紧密 , 则可以忽略二者之间的距离 , 将 K j 作为后续搜索的搜索中心 ; 在逐层搜索中 , 也可将 搜索中心后移 。 搜索中心的转移 , 形成次级搜索中 心 。 次级搜索中心下搜索链条的等级高于前级搜索中心下排在次级搜索中心后面的搜索链条 。71 西南交通大学学报 (社会科学版 第 8卷 在图 4顺序 , , 搜索 顺序 中断 , , 搜索 R

19、31、 R 32、 R 33; 然后再从 K 4继续搜索 , 执行搜索顺序 。 K 3下的 K 31、 K 32、 K 33的搜索等级高于 K 4、 K 5。(5 多搜索中心搜索 如果在同一交叉学科知识点的搜索过程中出 现了两个及以上的搜索中心 , 则需要分别进行搜 索 , 即使有相同的知识点被搜索到 , 由于是来自不同方向的搜索 , 所反映的结果不同 , 因而也不能遗 漏。 如图 5所示 , 有 K A 和 K B 两个搜索中心 , 先选 K A 为中心 , 按照关联度 R A 的排列进行搜索 , 然后再选 K B 为中心 , 按照关联度 R B 的排列进行搜索 , 反之 亦然 。 其中 ,

20、 K A2点是两个搜索过程的共同点 , 当 K A 为中心时 , 它的检索等级最高 ; 在 K B 为中心时 , 它 的检索等级最低 ; K A -R A2-K A2与 K B -R B2-K A2在搜索 结 果 的 归 属 上 不 同 , 所 发 挥 的 作 用 也 不 一样 。图 5 多搜索中心的知识点搜索 三 、 跨学科知识点的相互作用 知识点搜索定位以后 , 接着要考察来自不同学科知识点之间的作用 。1. 跨学科知识点之间的一般性作用过程 设 A 学科的知识点为 K A , 而 B 学科的知识点 为 K B 。如图 6所示 , 由 K A 搜索到 K B 的知识点相互作用为 f A ,

21、 K A 概念的属性从内涵到外延 , 经 f A 作用到K B 概念的外延 , 并逐步渗透到内涵 , 当这种渗透足以引起内涵变动时 , K B 的属性就会发生变化 (修 正 、 扩充 、 重新定义 而形成新的知识点 K C 的概念 。 由 K B 搜索到 K A 的知识点相互作用为 f B , K B 概念 的属性从内涵到外延 , 经 f B 作用到 KA 概念的外 延 , 并逐步渗透到内涵 , 当这种渗透足以引起内涵 变动时, K A 的属性就会发生变化 (修正 、 扩充 、 重新 定义 而形成新的知识点 K D 的概念 。 图 6 跨学科知识点的一般性作用过程81 第 2期 蒋葛夫 试析交

22、叉学科知识点的形成机理和作用方式 K A 与 KB在 相 互 作 用 时 不 具 备 交 换 律 , 即K A K B K B K A 。 因为在 f A 作用下 , 是取 K A 的部分属性与 K B 的全部属性相互作用 , 而在 fB作用下 , 是取 K B 的部分属性与 KA的全部属性相互作用 , 如同取一滴红色墨水放入蓝色墨水瓶和取一滴蓝色墨 水放入红色墨水瓶 , 结果不会相同一样 , 除非红色 墨水和蓝色墨水的量完全相同 , 而这种假设前提几 乎是不成立的 。2. 跨学科知识几种典型的作用方式(1 比较 。新知识点 3代 、 跨地域 、 跨学科 、 跨领域的学科 , 这些学 科可分布

23、在同一学科门类的内部 , 也可分布在不同 学科之间 。 经过比较将得出一个新的概念 、 一个新 的知识点 。 选择知识点来源学科时要注意其可比 性 , 不要选择没有差异或差异非常小的学科领域 。 知识点对比的宏观结果是形成比较学科 。(2 二门或三门学科知识点的合成 。 设有来自 A 学科的知识点 K A 和来自 B 学科的知识点 K B , 取 K A 和 K B 的部分属性有机地融合在一起 , 形成新的知识点 K A B (注意 , KA B与 KB A是不同的 。合成的宏观结果是产生边缘学科 , 主要是指二门或三门 学科相互交叉 、 渗透而在学科间的边缘地带形成的 学科 。 边缘学科中要

24、分清基底学科和植入学科 , 基 底学科是边缘学科的基础 , 植入学科是借用的理 论 、 概念 、 方法和手段 , 二者不能交换 。如工程心理 学与心理工程学 、 化学物理与物理化学等均是两门 不同的学科 。边缘学科有多种分类方法 : 按学科交叉的远 近 , 可以分为 “ 近缘边缘学科 ” 和“ 远缘边缘学科 ” ; 按形成方式分类 , 可以分为方法借用型 、 技术借 用型和理论融合型 。它们的划分在前述的微观模 型中都可以找到解释 。(3 多学科知识点的合成 。 将合成知识点的来 源学科扩大到三门以上进行合成 , 形成的新知识点 将具有更多的新的概念属性和覆盖面 , 合成的结果 是产生软学科

25、。 软科学是综合地运用决策理论 、 系 统方法 、 预测技术 、 计算机技术等现代科学技术的 知识手段 , 对各种复杂的自然现象和社会问题 , 从 经济 、 科学 、 技术 、 管理 、 教育等各个社会环节之间 的内在联系入手 , 研究其规律性 , 从而找出解决问 题的各种方案 , 为有关发展战略 、 目标管理 、 政策原 则及组织管理等提供科学的决策依据的一类科学 。 (4 软学科和硬学科知识点的合成 。 将合成知 识点的来源学科延伸到软学科和硬学科 , 形成的新 知识点体现出综合性的特点 , 合成的宏观结果是产 生综合学科 。 与软科学相比 , 综合学科体现了软科 学成分 、 硬科学成分兼

26、有的特点 , 、 城市 、 。, , 并将这些独立成 , 其宏观结果是产生横断学 科 。 横断学科是在广泛的跨学科研究基础上 , 以各 种物质结构 、 层次 、 物质运动形式等的某些共同点 为研究对象而形成的工具性 、 方法性较强的学科 。 横断学科有三个显著特点 : 普适性 。具有广泛的 普遍适用性 , 是横断学科的最基本特征 。 数学 化 。 对具有数量意义的问题建立数学模型 , 进行定 量研究 。 工具性 。 提供了新的世界观 、 新的思维 方式及新的科学方法 。 四 、 跨学科知识点相互作用的实例 下面我们从学科结构入手 , 对跨学科知识点的 相互作用做简单的实例考察 。1. 三级学科

27、之间的知识点相互作用三级学科之间的知识点相互作用 , 可扩大学科 知识的覆盖面 , 容易施行 , 是科学研究经常使用的 思维方法 , 但创新成分有限 。 相互作用的结果仍处 于二级学科的范围 , 共性大于特性 。例如 , “ 铁路电 气化工程 ” 、 “ 铁路通信信号工程 ” 、 “ 铁路机车车辆 工程 ” 、 “ 铁路运输管理 ” 均为三级学科 , 它们的知 识点无论如何交叉 , 所产生的新知识点仍在“ 铁路 运输 ” 二级学科之下 , 可 归入“ 铁 路运输 其他 学 科 ” , 属于技术革新或局部创新的范畴 。2. 三级学科与二级学科之间的知识点相互 作用三级学科与二级学科之间的知识点相

28、互作用 , 其前提是三级学科不属于上位的二级学科 , 即有二 级学科 A 和二级学科 B (A B , 三级学科 A属于 A, 则 A 0的知识点只能与 B 的知识点相互作用 , 而 与 A 的知识点作用无意义 。例如 , 三级学科“ 铁路 机车车辆工程 ” 中的知识点可与二级学科“ 海洋工 程 ” 的知识点相互作用 , 形成诸如海洋铁路等新知 9 120 西南交通大学学报 (社会科学版 第 8卷 识点 ,但与二级学科“ 铁路运输 ” 的知识点相互作 用 , 效果与三级学科之间的知识点相互作用相同 。 三级学科与二级学科之间知识点相互作用 ,交叉学 科研究色彩比较浓厚 , 成果的显示度比较高

29、, 可以 产生行业性的创新效果 。 3. 三级 学 科 与 一 级 学 科 之 间 的 知 识 点 相 互 作用 三级学科与一级学科之间的知识点可以相互 作用 , 它可以通过一级学科作为媒介 , 沟通与其他 三级学科之间的联系 , 跨学科意义明显 , 交叉范围 广阔 ,可产生结构性的创新效果 。 如景观建筑学是由建筑学 、 城市规划 、 城市设 计衍生出来的新型交叉学科 ,它的知识点是由三级 学科“ 城乡规划方法与理论 ” 城市系统工程 ” 、 “ 与 上位的一级学科“ 土木建筑工程 ” 的知识点合成的 , 属于边缘学科 。 又如电子商务是融计算机科学 、 市场营销学 、 管理学 、 法学和现代物流学等的新型交叉学科 , 它 的知识点是从三级学科“ 生产管理 ” 物流系统管 、 “ 理” 与上位的一级学科“ 管理学 ” 及远程一级学科 “ 计算机科学技术 ” 法学 ” 、 “ 中的知识点合成而来 的 ,属于边缘学科 。 再如金融工