新兴特色学科巡礼:清华地学,交叉创新再出发

2018.07.20

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    地球系统科学系 

     

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    李晨晖

     

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    卢小兵   程曦
    张歌明   张莉
     
    栏目统筹
    程曦
     
    编辑
    程曦

半世纪薪火不断,一百年再续地缘。地学在清华大学发轫可追溯至1928年。清华是我国最早开展地学学科高等教育和科学研究的高校之一,培养了一批知名地学专家,为我国的资源调查、监测、规划、管理与利用,工农业生产,城乡规划建设,防灾减灾等方面作出了重要贡献。2009年清华大学复建地学学科,并于2016年成立国内高校首个地球系统科学系。

地球系统科学系围绕全球环境变化及可持续发展问题,联合并发挥清华大学现有的自然科学和社会科学、工程技术与管理科学的优势,重点开展地球系统科学基础研究,着力围绕地球系统过程、地球系统模式、地球系统观测、地球系统管理和星球健康等领域开展教学与科研活动。

谈及清华地学的再出发,系主任宫鹏以四个维度界定了地球系统科学这一研究高地。地学的发展首先要瞄准全球——地学系开展的研究不能局限于中国,要面向整个地球来发力;其次要突出跨学科,不能局限在过去传统地学的任何一个学科上,对地球系统的探讨要尽地学所长,需要多学科的融入;再次要注重系统性,传统的优势学科要成为地学学科建设的重要支撑,为地学研究提供系统的解决方案;最后要注重定量,研究发力的要点在于建立起地球系统模式,采用高性能计算机模拟地球系统的多时空尺度和过程,推动地球科学定量化发展。“当院系建设把这四个维度综合起来考虑,便能明确我们的研究问题,即全球变化。”全球变化研究恰逢其时,深入地球系统领域,开拓国家的全球化视野。

地学系以国家需求为己任,初步构建了一支多学科、跨领域的模式研究团队,走出了一条地球系统模式的中国道路。地学系借力清华现有的科研支撑和学科优势,充分发挥地学特色,在与大气、陆地和海洋相关地球科学领域以及与之相关的物理、化学、生物学和经济学领域探索新知,为维护地球生态系统的安全与可持续性作出贡献。跨学科背景的研究者在一个屋檐下做事情,会给彼此带来启发式的正反馈。老师们带来的薪柴,攒聚出的不是单一学科的一支火把,而是一簇特色鲜明的学术火炬,迸发出巨大的能量和可能性。

将生态学纳入到地球系统研究框架里,是地学系颇有见地的举措。作为一级学科,生态学的学科理念和特点对地球系统科学有重要的贡献和意义。地球系统研究模拟全球环境变化,生态系统的理论得以衍生;用现有知识把握整个地球系统的运转状况,指导生态系统研究与教学的未来走向,更好地保护地球环境。

新时期的清华地学聚焦全球变化问题和地球系统科学前沿,积极组织多学科交叉研究,取得了一系列具有国际影响力的研究成果。今年4月份,地学系与国际著名学术期刊《柳叶刀》(THE LANCET)联合发布了《健康城市:释放城市力量,共筑健康中国》特邀报告。该报告是《柳叶刀》创刊近200年来,首次由中国学者统筹从策划到写作、出版全过程的特邀报告。这是对清华大学在健康城市研究领域的学术水平和国际影响力的肯定。“星球健康”这一新兴方向,旨在研究气候变化、海平面上升、生物多样性减少、环境污染以及全球化、城市化等人类活动对生态系统和人类健康的影响及其适应机制。“地学系把生态、环境和健康联系在一起,我们的研究不会孤立地考虑问题,不能只盯着一亩三分地,我们鼓励师生去思考这类问题——我的研究成果有什么新认识?对人类的生存有怎样的意义?能否改变社会政策?我们要回答好这些问题,把地球系统模式发展成为‘国之重器’。”宫鹏表示。

在教师队伍建设和人才培养方面,“科研工作要让事实说话,要强调‘evidence-based policy making’,做学问不仅要靠想象,还要靠事实。”宫鹏指出,要为老师们学术研究提供支持和便利,让他们拥有自信和自尊,在精神和能力上都有提升的空间,要让他们充分建立和拓展自己的学术网络。在培养学生方面,地学系始终强调以人为本,“导师组”制度就是以学生为本的实践。正如宫鹏所说,“在教育的行当里,以人为本就是以学生为中心。老师要围着学生转,而不应该是学生围着老师的需求转。”在每一个学生的学术研究初期,老师作为重要的领路人,最好的育人方式莫过于用心陪伴和助力学生的成长。

地球系统科学本身就是一个完满的故事——通过定量的手段、学科的交叉、全球的视野、系统的方法,致力于保护好我们生存的环境,让星球健康,让人类健康。地学系每一位热忱的研究者都心怀美好愿景:立天下之志,弘科学之道,共筑睿智地球,共享美丽家园。

他们眼中的清华地学:

我曾经在国内外学习工作多年,还没有看到像我们系这样涉及如此广泛的自然科学交叉、自然科学和社会科学交叉的学术单位,这就是我们地球系统科学系的生命力所在。我特别钟情于地球系统和人类生存关系的研究,我期待能够取得成功。

——徐冰教授

不同学科背景的学生在一起做研究不容易受惯性思维的阻碍,视野会更广,思维更开阔。但同时也要因材施教,让每个研究生都发挥跨学科的优势,激发研究潜能。

——林岩銮教授

从全球化的时空尺度出发,才有可能厘清不同自然及社会因素在诸多科学问题中的影响和反馈。国际化的视野提振同学们在研究上的独创性和合作性。对未来的科研工作者而言,跨学科的合作能力和服务于整体的合作精神是非常必要的。

——付昊桓教授

多学科交叉性正是我选择加入地学系的重要原因之一。在我来清华之前,我的研究集中在描绘和理解大气中的水和能量。而与地学系的同事合作使得我能够将大气、海洋、陆面中水和能量的交换统一起来,并参与到具有创新性、影响力和科学性的模拟计划中。将来自不同领域的科学家聚集到一起,本身就是一项具有挑战性的工作。而我们取得的成果,在很大程度上得益于宫鹏教授和整个科学指导委员会选择每个成员时的谨慎态度,并有效地让每个成员在合作中发挥各自的专业特长。

——乔纳森·怀特(Jonathon S. Wright)副教授

地学系国际化的学科氛围让师生在和国外研究者进行学术讨论的时候,能够建立起非常自信和平等的对话。学科交叉的特色给师生创造了一种新的协同合作模式。作为老师,应鼓励学生通过跨学科合作去找寻到自己喜欢的方向,激发学生对学科的兴趣和创新能力。

——杨军副教授

学科交叉既可以加强经济学和自然科学在地球系统模拟上的融合,又可以激发全球变化应对政策在广度和深度上的创新。地学系集合了各个地学相关学科的顶尖研究学者,创造了随时随地进行学术讨论和思维碰撞的工作环境,形成了有助于理论、数据、模型、应用交叉创新的得天独厚的工作条件。大家都在交叉中求创新,在创新中推动学科发展。

——蔡闻佳副教授

 

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