解決重大科學問題離不開學科交叉

文／符曉波

前不久，十余名院士專家共同見證了我國首個海洋領(lǐng)域國家基礎(chǔ)科學中心——“海洋碳匯與生物地球化學過程基礎(chǔ)科學中心”（以下簡稱“中心”）的成立。

該中心以“應對氣候變化、支撐碳中和需求”為宗旨，通過多學科交叉方式開啟全鏈條海洋研究。中心的領(lǐng)銜科學家是廈門大學海洋與地球?qū)W院教授、中國科學院院士焦念志，他長期致力于海洋生態(tài)與環(huán)境領(lǐng)域的研究，提出的創(chuàng)新性理論對于實現(xiàn)海洋碳負排放具有重要價值。

2020年，我國明確提出，力爭2030年前二氧化碳排放達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和目標。

如何才能實現(xiàn)這一目標？近日記者就此采訪了焦念志院士。他將答案指向海洋，并強調(diào)了學科交叉對于實現(xiàn)“雙碳”目標的重要意義。

結(jié)合多年實踐，焦念志表示：“學科交叉往往有利于綜合性地解決人類面臨的重大問題。我國正處于基礎(chǔ)科學和技術(shù)快速發(fā)展的關(guān)鍵時期，更要大力提倡學科交叉，注重交叉科學的發(fā)展。”

實現(xiàn)碳中和目標需要依靠科技創(chuàng)新

記者：在助力實現(xiàn)碳中和目標方面，海洋有哪些潛力？

焦念志：我國已在國際上宣布了“雙碳”目標，而作為全球最大的發(fā)展中國家，發(fā)展仍是我們解決問題的主要手段，實現(xiàn)碳中和必須同時采取減排和增匯（增加碳匯）措施，多路徑協(xié)同發(fā)展。

如果說減排是我國在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整方面立下的“軍令狀”，那么增匯則是為國民經(jīng)濟發(fā)展開出的“保險單”。海洋占地球表面積的71%，其總儲碳量是大氣圈的近50倍、陸地碳庫的近20倍，是地球表面最大的活躍碳庫，助力碳負排放的潛力巨大，在緩沖氣候變化中起到了不可忽視的作用。

記者：基于您提出的海洋微型生物碳泵理論，您一直在積極推動海洋碳匯事業(yè)的發(fā)展，目前已經(jīng)取得了哪些進展？

焦念志：我在海洋科研一線已經(jīng)工作了四十余年，一直在和海洋微型生物打交道。我們發(fā)現(xiàn)，海洋中有無數(shù)體積極小、但數(shù)量極大的微型生物，它們能夠把活性有機碳轉(zhuǎn)化為惰性有機碳，從而將碳長期地保存在海洋里。這一理論，為解開海洋碳庫之謎提供了“鑰匙”，成為國際海洋碳匯研究的新熱點。

目前，我們正在推進的海洋碳負排放國際大科學計劃，以碳中和全球共識為牽引、以海洋碳負排放科學問題為抓手，已經(jīng)匯聚了來自33個國家的78家科研院所的科學家。大家通過學科交叉，協(xié)同攻關(guān)海洋碳匯這一跨學科的國際性難題，目標是打造一個以我國為核心的海洋碳負排放科研示范基地，建立海洋碳負排放技術(shù)規(guī)范和國際標準，為全球海洋碳負排放提供智慧方案。

記者：打造科研示范基地、建立國際標準，這些工作已不局限于理論研究，更多的是在推動研究成果落地。作為科研工作者，您做這些工作的初衷是什么？

焦念志：科學發(fā)展促進社會進步，科學家不應該是待在實驗室里“兩耳不聞窗外事”的局外人。現(xiàn)實社會要求科學家在公共領(lǐng)域中，不僅要探尋科學真理，還要參與政府決策、傳播科學知識，并通過一系列的行動讓科學研究成果惠及社會。例如，全球各國爭相提出的碳中和戰(zhàn)略目標，就需要依靠科學技術(shù)創(chuàng)新才能夠?qū)崿F(xiàn)。

要注重培養(yǎng)科研人才的跨學科思維

記者：您主持的許多海洋科學研究都是以多學科交叉的方式開展的。在您看來，學科交叉是否是未來科研取得突破的關(guān)鍵？

焦念志：自然界的各種現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，單一學科知識很難全面、完整地解決某一問題。

海洋科學是一門涉及多領(lǐng)域的綜合性學科，其分支學科眾多，包括海洋生物學、化學海洋學、海洋物理學、海洋氣象學、地質(zhì)海洋學等二級學科及研究方向。以海洋碳匯這一宏大命題為例，已知的重要海洋碳匯機制包括微型生物碳泵、生物碳泵、溶解度泵、碳酸鹽泵。這些儲碳機制分別從生物、物理、化學方向解釋了海洋中的儲碳現(xiàn)象，它們并非彼此割裂，而是互相緊密聯(lián)系。要解決如此宏大的科學問題，必須匯聚國內(nèi)外智力，多學科交叉進行協(xié)同攻關(guān)。

毋庸置疑，學科交叉是解決重大科學問題的重要條件之一。不僅是海洋碳匯研究，科學研究普遍需要考慮多學科方向交叉融合。我國正處于基礎(chǔ)科學和技術(shù)快速發(fā)展的關(guān)鍵時期，更要大力提倡學科交叉，注重交叉科學的發(fā)展。

記者：目前，我國高校在學科交叉融合發(fā)展方面的開展情況如何？您有哪些學科建設(shè)方面的建議？

焦念志：近年來，在國家政策指導以及相關(guān)部委和省、市科技主管部門的推動下，學科交叉融合已成為高等教育發(fā)展的主流趨勢，被各大高校所重視。一些高校和研究所更是走在了前頭，作出了示范。我認為，在倡導跨學院、跨高校、跨國合作以開展學科交叉研究的同時，更應該從人才培養(yǎng)抓起，在培養(yǎng)科學研究未來人才的起步階段，就注重對科研人員開展跨學科思維的訓練。

基礎(chǔ)研究成果的取得不可能一蹴而就

記者：今年，中心的成立為海洋領(lǐng)域基礎(chǔ)科學研究打開了新局面。不過，我國基礎(chǔ)研究水平與發(fā)達國家仍存在差距，而基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新的總開關(guān)，未來我們要如何做才能縮小與發(fā)達國家在這方面的差距？

焦念志：我國基礎(chǔ)研究水平與發(fā)達國家有一定差距，這個問題是體現(xiàn)在多方面的，比如對基礎(chǔ)研究投入有待提升、全社會支持基礎(chǔ)研究的環(huán)境需要進一步優(yōu)化等。但是也要看到，目前我國已經(jīng)非常重視基礎(chǔ)研究，國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于全面加強基礎(chǔ)科學研究的若干意見》，就對全面加強基礎(chǔ)研究作出了部署。

基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新的基石，但基礎(chǔ)研究成果的取得不可能一蹴而就，需要科學家的長期堅持和付出。這是一個漫長的過程，不能急功近利、急于求成。

廣大的科技工作者是推動基礎(chǔ)研究實現(xiàn)重大突破的核心力量。做好基礎(chǔ)研究工作，一方面要進一步優(yōu)化科技工作者的考核評價體系，讓他們能夠在基礎(chǔ)科學領(lǐng)域潛心研究；同時，也要加強對基礎(chǔ)科研人才的補貼和投入，重視基礎(chǔ)科研平臺和實驗室的搭建，為基礎(chǔ)研究及其參與的科學家提供堅實的后盾和優(yōu)越的實驗平臺。

除此之外，傳承是促進基礎(chǔ)研究發(fā)展的重要影響因素。如前所述，要注重對基礎(chǔ)研究領(lǐng)域人才的培養(yǎng)，培育更多具有科研精神、視野廣闊的創(chuàng)新人才。