向极综合交叉发力，驱动创新加速跑（新知·把握科学研究新趋势）(2)

　　物理学家薛定谔利用量子力学和热力学探究生命本质，催生了分子生物学；屠呦呦从中医药中提取出青蒿素，开辟了人类抗疟疾的新途径……这些都显示了跨学科的创新力量。

　　极综合交叉的科学研究，不仅是推动基础科学研究和解决复杂技术问题的关键途径，也是促进经济社会发展的动力引擎。

　　表界面科学是化学、物理学、纳米材料、能源环境乃至生命健康等学科的交汇。近年来，吴凯团队研制出国家重大科研仪器“超高时—空分辨的离子化学研究系统”，这一系统融合了表面化学、凝聚态物理、超快光学、电子信息与工程等多个学科的知识和技术。

　　“这个系统能够将单个金属或非金属离子精准地软着陆到特定迁移介质表面，并实时监测单个离子在不同界面的迁移动力学、溶剂化过程、电荷转移和能量输运。”吴凯介绍，人们得以从宏观到微观、从静态到动态对离子的物理化学性质开展全方位的研究，直接为乏燃料安全处置、离子电池及资源回收等产业需求提供强有力技术支撑。

　　通过学科深度交叉融合，近年来我国取得了许多突破性进展成果。

　　在低维材料、表面物理和微观表征等多个学科的交叉研究中，清华大学教授、中国科学院院士薛其坤团队发现了“量子反常霍尔效应”，突破了人们对量子体系的物理认知，展示了极综合交叉研究的新范式，彰显了低维材料表界面的新奇物性。这一科研成果获得了2018年度国家自然科学奖一等奖。

　　受益于量子化学理论与计算、催化化学和化学工程等学科的高度交叉融合，中国科学院山西煤炭化学研究所研究员李永旺团队开发出了拥有完全自主知识产权的中温间接煤制油成套技术。该技术不仅在保障我国能源安全方面具有重要战略意义，还为煤炭资源的高效清洁利用提供了新的途径。这一研究成果获得了2020年度国家科学技术进步奖一等奖。

　　这些案例表明，极综合交叉研究可以整合多学科的理论原理和方法技术，推动前沿科学问题的解决，产出重大科研成果。

　　推动学科交叉融合是全球科技界的共识。专家认为，科学研究向“极综合交叉”发力的趋势，源自当代全球科技发展态势的深刻变革，以及科学问题的复杂性和多样性。如今，世界各国都在积极推动交叉学科研究，开拓科学视野，产生新的创新契机，带来新的解决方案。

　　极综合交叉的科学研究模式具有独特的创新驱动力，更容易产生颠覆性技术和引领性原创成果。许多原始重大科学发现和技术进步，都来自学科间的思想碰撞和原理融合。近年来，相当一部分诺贝尔自然科学奖是交叉学科碰触出的火花。比如，今年的诺贝尔化学奖授予了在蛋白质结构预测上作出突出贡献的3位科学家，这是综合科学研究产出的又一代表性成果。

　　打造交叉、开放和共享的学科运行机制，大力培养综合交叉科学研究人才

　　做好极综合交叉的科学研究，需要在哪些方面发力？

　　吴凯建议，在硬件方面，要加快重大高端科研仪器的自主研制。科学研究的跨学科融合，离不开重大高端科研仪器的创新与突破。重大高端科研仪器的自主研发和创制本身也是极综合交叉科学研究的产物，靠的是从基础原理、先进材料与加工、核心元器件、关键电子技术到系统集成的全链条创新。