2007年9月31日至10月20日，受信息学院和信息国家实验室委托，我参加了学校科研院和国际处组织的实验室管理研讨班，在Purdue大学参加了相关培训和考察，并访问了Illinois大学Urbana-Champaign分校、西北大学、Chicago大学、Wisconsin大学Madison分校和Argonne国家实验室。为期三周的行程中安排活动内容很多，一行十余人也都十分辛苦，不过大家都觉得收获不小、感触良多。

    就我个人而言，这次参加学校组团访美是一次集中考察美国中西部优秀大学的好机会，也是较为全面、深入了解受访学校科研组织的实际情况和发展方向的调研之旅。在这次研讨班的活动中，这些大学和机构追求卓越的创新精神、追求真理的人文气质和追求实效的管理水平给我留下了很深的印象，它们在发展交叉学科、建设公共平台和推动成果商用[1]方面的做法也让我很受鼓舞。

    下面，仅以发展交叉学科为题，做一简要汇报。 

    一、发展交叉学科的动力

    在我们走访的几乎每一所大学和国家实验室，从上到下在科研工作中的关注点大都集中在交叉学科上。2000年，Purdue大学第10任校长Martin C. Jischke就职后，制定了以集中优质资源建设交叉学科为核心的第一个五年（2002年至2007年）战略规划，一方面组织交叉学科的新方案吸引政府、企业和私人的资金支持，另一方面用资源优势增强交叉学科的竞争力，使该校年科研经费从2亿美元增长到3亿美元，并融资17亿，新建47楼，净增教师300余人，大大补充和增强了学校的教学和科研实力。我们抵达Purdue参加两周培训之前不久，刚好Purdue大学新校长France A. Cordova到任履新，正在制定新的战略规划，提出要在下一个五年中使年科研经费翻番，达到6亿美元。我们接触到的院长、系头、教授们都认为，要做到这一点，只有进一步加大学科交叉和科研组织，争取规模大、周期长的项目，如NSF的国家工程中心（ERC）或NIH的中心等。

    那么，交叉学科对学校发展变得如此至关重要的原因何在？我们在培训和访问中反复询问了不同学科、不同岗位的人。不完全、不系统地归纳起来有这样几点：

    1、人类面临的重大挑战（grand challenge, 如全球气候变化）所提出的科学问题越来越复杂，越来越难以从单个学科或多学科合作分工（multi-disciplinary）加以解释或解决，必须走学科交叉与融合（inter-disciplinary）的路,而很多单独学科也都在学科的交叉地带积极寻找新的发展空间。

    2、科研成本增加而政府投入减少（至少从单个学校来看），使得科研经费竞争加剧，而交叉学科的提案更有说服力，也更容易积聚实力（美国学校的单一学科方向上教师人数一般相对较少）。用他们私下的实在话说，交叉学科的本子更符合当今政府经费管理部门（funding agency）的口味。

    3、在普遍的经济压力下，政府部门更倾向于支持实际应用意义明显，对美国或学校所在州经济发展战略至关重要，甚至短期见效的项目。同时，美国电信等行业数年来的不景气，使得工业界在财务压力下锐减研发投入，原来一些重要的私立研究机构（如Bell Lab）等自身难保，大学和国立实验室不得不承担更多应用研究以支撑产业发展。这些向实际应用以致产品和服务的倾斜，也要求交叉学科的支持。

    4、美国很多学校的传统工科甚至信息类学科（包括通常在理科的计算机学科），都面临着难以招收和保有足够、优质学生的困难。推动学科交叉、发展交叉学科，例如信息学科与生命学科的交融、信息学科与管理学科的交汇，对招生有利，也符合社会对人力资源的需求。

    显而易见，这里面有些原因和清华面临的情况相同，有些原因则是美国的特殊情况造成的；有些情况是各个学科都面临的，有些则对某些学科更为突出；有些是长期存在的，有些可能是受暂时经济状况等的影响。然而，基本上是由于这些原因，使得美国的很多大学极为重视发展交叉学科。西北大学主管科研和行政的两位副校长在和我们座谈的时候，不约而同地先后着重强调学科交叉是该校最核心的价值（primary core value）。

    二、发展交叉学科的实体

    在我们此次随康克军副校长访问的几所大学和国家实验室里，一个突出的特点就是它们大都建立了专门支撑交叉学科发展的实体单位。例如，Illinois大学Urbana-Champaign分校不但有Beckman Institute for Advanced Science and Technology，还有Coordinated Science Laboratory。其中Beckman Institute中有600多名来自30多个系的研究人员从事生物智能（Biological Intelligence）、人机智能交互（Human-Computer Intelligent Interaction）、分子和电子纳米结构（Molecular and Electronic Nanostructures）方面的研究。而Coordinated Science Laboratory则聚集了95个来自13个系的教授（包括10个工程院院士）与60多名研究员、博士后等一起从事主要在信息领域的合作研究。就连以文理和经济见长的Chicago大学也有Gordon Center for Integrated Science，并逐步在这个没有工学院的大学里突出translational research（本人孤陋寡闻，不知道确切的译法）。

    此行最令人耳目一新的交叉学科实体应该要数Purdue大学前任校长最为得意之作，Discovery Park。学校在校园中开辟专门地块，以2千6百万美元的Lilly捐赠资金（endowment grant）起步，建立了十个交叉学科研究中心，其中三个中心的建设已经完成并投入运行。例如，Birck Nanotechnology Center拥有先进的class 1超净实验室、集中了校内一流的纳米研究实验设备，并设计了与生物实验对接的专门通道装置。这些中心从建筑设计到实验室布置都充分考虑了开展交叉学科研究的需要，充满了连通感和动态感。而这些中心的主任即使是新引进到Purdue大学的，也是以系为主聘单位，日常的事务多数是由执行主任（Managing Director，一个常见于企业的职务）来负责。我们接触到的执行主任们大都具有博士学位和专业背景，长于科研管理和对外交流，有较强经营意识（创业精神），在项目申请、组织和成果推广方面起着关键作用。

    这些交叉学科实体通常是学校直属的单位，且拥有自己的设备平台，如西北大学的材料研究中心。它们的建立通常是由教授们提出建议后经过充分论证决定的，也会随着时间变化而调整，所以比院系的组织形式更为灵活，也以更加稳定的院系结构为支撑。西北大学主管科研副校长在回答我们询问时说，他平均每年都要建立2个中心。每建一个中心，学校可能会提供一些基本条件如空间（用房）和设备等，但这些基础资源条件更多是由共同建议成立中心的院系贡献。中心建立的第一年，学校一般提供几十万美元的启动资金，之后逐年减少，到第四年就没有了，但会长期提供聘用少数行政和专业人员的经费。中心的运行主要靠争取科研经费和提供科研服务（recharge，提取中心外服务对象的科研经费）。

    交叉学科实体的运行依赖于学校完善的评价和分配体制，具体做法上则因校而异。在经济核算采用分账式（我随手拈来的非专业术语）的大学，如Illinois大学Urbana-Champaign分校，中心的财政来源和各系科研经费分配类似，也是与学校分成的，另外还要和系里协议按参与项目教授的工作量再分配。好在美国大学教授年薪确定，且“8小时内”的工作量分配是非常清楚的（以工资出处为依据）。而经济核算采用预算式（还是我随手拈来的非专业术语，指财权集中的情况）的大学，如Purdue大学，就可以采用我认为更有效的方法，也就是它的成本分担（cost sharing）和成果共享（credit sharing）的政策。Purdue大学Discovery Park的中心不但向学校上报它的科研经费，也把经费按投入各中心的教师工作量比例分配给系里，由系里加上自己独立获得的科研经费一起上报。这样看上去是中心的收入报了两次，但因为学校对各系的评价和对中心的评价是分开的，预算考虑也是分开的，所以只是系和系比、中心和中心比，最后学校根据总体发展规划分配资源。因此，院系都有较强的意愿为Discovery Park输送中心主任，并有千名教师参加中心项目。目前有200人在Discovery Park支薪，多数是教师的部分工作量的成本分担。另外，Discovery Park中科研用房面积属于平台或项目，不属于团队或教授个人，且可按入驻时签订的协议每年调整。即使如此，还是有很多科研实力强的教师愿意进入到交叉学科实体中开展科研，而且几乎每个学校都谈到这些实体对竞争性很强的人才非常有吸引力，对学校引进最有潜力的教授发挥了很好的作用。

    三、发展交叉学科的平台

    为了支撑交叉学科的发展，除了为相关实体集中配备了很好的实验设备，一些学校还集中建设了公共科研平台，如高性能计算和大容量存储平台、可视计算（visualization）平台、材料分析平台等。Purdue大学每年投入信息基础设施（ITaP）大约5千万美元，其中5百万美元左右用于高性能和可视计算平台等，并将6千多个计算节点整合成一个在全美大学中首屈一指的CI（Cyber Infrastructure）环境，极大地提高了科学计算能力，为生物成像等领域教授的研究创造了必需的条件，为争取CMS和NanoHUB等国家重大项目发挥了关键作用，也明显地提高了既有设备使用效率并延长了它们的使用寿命。美国政府也十分重视开放科研平台的建设。NSF一方面要求接受其资助的研究平台都为NSF支持的项目提供低价服务（科学计算、材料分析等），一方面投入60亿美元对CI这类科研资源共享项目给与支持，据说大大提升了科研资源供给、减少了科研条件成本。

    多数学校还结合交叉学科科研的发展开设了交叉学科教学的平台（学位科目），即开拓生源并充分发挥了交叉学科建设成果的作用，又为交叉学科的发展和相关产业的需求提供了人才补充。当然，服务平台对于发展交叉学科也是很重要的，例如学校的扶持政策和条件支持等。我没有做细致的统计，但印象中这次受访学校的院系中非教职人员的比例都比较大，为教职人员和学生提供了很好的教学、研究环境。例如Purdue大学理学院根据我们座谈时的要求当场查询并提供了人事数据，它目前不但拥有终身教职（tenured/tenure-track faculty）323人，非终身教职（non-tenure faculty, lecturers, and post-docs）189人，而且配备了行政（administrative staff）57人、专业（professional staff）195人、文书（clerical staff）77人和服务（service staff）74人。又据Illinois大学Urbana-Champaign分校提供的材料中发布的数据，该校2006年全职人员中则有教职（faculty）5676人，行政和专业（administrative and professional staff）8038人，支撑（support staff）10562人。

    除了教学、科研和服务的平台外，一些大学也建立了类似清华科技园的技术成果商用推广平台，例如Purdue大学的Research Park。1980年Bayh-Dole法案通过以来，通过技术成果商用和教授创立公司（多数情况下教授只是创始人、持股人，但不是经营人）等多种方式，科研成果的商用开发已近非常普遍也较为成熟。各校都有专门的机构经营学校的知识产权，也有专门的机构避免和处理利益冲突（conflict of interest）。公立学校通常还都设立了私利非盈利性机构性质的基金会，将知识产权经营交给基金会处理，例如Purdue大学校长作为董事会主席的Purdue Research Foundation，就负责着知识产权经营、Research Park发展和处理校园内私有房地产等“棘手”问题。又如Wisconsin大学Madison分校的WARF（Wisconsin Alumni Research Foundations），从1925年Harry Steenbock教授用紫外线照射增加食品中维生素D成分的发明开始，取得了很多对经济发展和生活水平提高有重要贡献的技术商用成就，目前持有31家教授创办公司股票，眼下正在参与在校园中心投资3.75亿美元建设大规模交叉学科发展基地Wisconsin Institute for Discovery，其中第一期WARF出资5千万美元。当然，大家都清楚大学的长处是从事非专用（non-specific）、非产品（non-product）的长远（long-term）研究，所以学校并不是鼓励教师以产品开发和产业化为业，而是积极创造条件，帮助教师与企业合作，用研究成果服务于社会经济发展，所以很多美国大学的教师每年都可以有50个工作日从事校外工作。

    总之，学科交叉和交叉学科[2]是这次我们走访大学和实验室的焦点（focus）。发展交叉学科不再只是一个口号、几项措施可以做到的，而是要有实体的机构和公共的平台来承载。建设这些实体和平台并充分发挥它们的作用，需要学校的眼光和决心，需要通用资源的集中和分配机制的保障。这方面需要结合中国和清华的情况做更深入的研究。

    本报告的很多内容是根据考察期间的访谈记录整理的。访谈对象的说法和有些答问时给出的数据不一定准确，自己的理解也可能会有偏差。仅供研讨，若有引用时请详加考证。

2007年冬

本文为研讨班结束后按学校要求提交的报告。