北京大學交叉學科研究院

北京大學交叉學科研究院

“北京大學前沿交叉學科研究院”(Academy for Advanced Interdisciplinary Studies,PKU)是北京大學直屬的院級研究機構。2005年12月28日,學校發文成立前沿交叉學科研究院(校發[2005]288號),任命韓啟德院士擔任院長,方競教授擔任常務副院長。2006年4月4日,前沿交叉學科研究院成立大會在北京大學舉行。現任院長為韓啟德院士,執行院長為“千人計畫”學者湯超教授,常務副院長為方競教授,副院長為歐陽頎院士和張幼怡教授,辦公室主任為李寧博士。研究院的研究領域涵蓋了數學、物理、化學、生物、醫學、材料、電子、信息、環境等諸多學科,師資隊伍由來自校內不同院系的學者組成,開展交叉學科的研究與人才培養工作。研究院的學生以學術型博士研究生為主,現有在校生400餘人。

基本介紹

  • 中文名:北京大學前沿交叉學科研究院
  • 英文名:Academy for Advanced Interdisciplinary Studies, Peking University
  • 簡稱:AAIS
  • 創辦時間:2006-04-04
  • 類別:公立大學
  • 學校類型:綜合
  • 屬性:全國重點,985,211
  • 校訓:無
  • 校歌:無
發展宗旨,主要任務,成立背景,學科建設,人才培養,組織結構,

發展宗旨

時任校長許智宏院士在研究院成立大會上的講話中指出:“前沿交叉學科研究院的成立將是北京大學歷史上十分重要的一筆,對北京大學的學科建設、科學研究發展和綜合素質人才的培養等都具有十分重要的意義。”原全國人大常委會副委員長、中國科協主席、北京大學醫學部主任韓啟德院士擔任前沿交叉學科研究院院長,他對研究院的發展提出了24個字的方針:虛實結合,摒棄浮躁,完善制度,項目帶動,兼容並包,外向開放。

主要任務

前沿交叉學科研究院的基本任務是組織跨學科的學術交流、開展跨學科的科學研究和培養交叉學科的優秀人才。研究院將以北京大學雄厚的基礎學科和先進的技術學科為基礎,組織聯合相關的研究力量,建設具有良好學術交流環境、學科前沿性與學科交叉性相結合、實體與虛體相結合的交叉學科研究平台,為北京大學的交叉學科研究創造良好的學術氛圍和研究條件;研究院將開展前沿性的問題研究和科學技術攻關,使北京大學在一些重要領域進入國際前列;研究院將在研究生主管部門的指導下,與相關院系和學科合作,努力探索交叉學科人才培養模式,使之成為高層次綜合人才培養的重要基地;研究院的管理體制將以有利於促進學科交叉和創造良好學術氛圍為基本準則,採用虛實結合、研究人員專聘與兼聘相結合等多種靈活方式,資源在校內外共享。

成立背景

在科學發展的三百多年裡,人們從初期的哲學科學研究開始,逐步對自然現象有了認識上的深化和科學技術規律上的掌握。在這期間,人們對學科進行了分類並演化得愈來愈細,隨之教育也相應地分科分類,形成了不同的專業和方向。進入20世紀末/21世紀初,人們發現,當代科學的發展和重大科學技術成就的取得,越來越依賴於不同學科之間的交叉與融合,許多有影響的科技成果,都是在學科的互動和交叉點上取得的。典型的例子是2003諾貝爾醫學獎,它們的獲得者是物理學科(曼斯菲爾德)和化學學科(勞特布爾)的研究背景,他們的研究與醫學研究的交叉結合產生了對人類發展具有極大影響的傑出成果——核磁共振圖像技術在臨床診斷和醫學研究的突破。 事實上,生物醫學作為是當今發展最快的學科之一,不僅本身具有多學科的綜合性,而且需要生物學家、醫學家和數學、物理、化學、信息科學、環境科學、工程科學等學科專家共同努力。生物醫學的許多重大突破,都是通過多學科的交叉來實現的。
納米材料科學技術是20世紀90年代以來迅速發展的學科交叉的典型代表,涉及了物理、化學、材料科學、生命科學及信息科學等科學領域,已經得到了突飛猛進的發展。以碳納米管和納米線等準一維納米材料研究為例,過去15年來的相關論文總數已經超過45,000篇。我國的納米材料研究得到國家重大項目的積極支持,並已帶來了豐厚回報,2006年中國科學家發表的納米材料科技論文總數已經躍居世界第一,體現了學科交叉的綜合優勢。作為材料科學的新的分支,生物醫學材料研究是生物學、醫學、化學和材料學等交叉形成的邊緣學科。隨著生物醫藥技術、納米技術等的迅猛發展,新概念的生物醫用材料層出不窮,在藥物控制釋放、生物材料降解吸收、介入微創治療、新型人造器官、組織工程等領域體現出生物醫學材料研究具有十分重要的意義和發展前景。
交叉學科的重要性不僅體現在基礎學科的前沿問題需要多學科的密切合作,人類發展面臨的許多重大問題也需要多學科的合作才能真正解決。歷史上許多重大的研究成就都是不同學科合作的成果,如DNA結構的發現、磁共振成像技術、眼科雷射手術、人類基因組測序、深海探測以及載人空間飛行等。根據統計,1901-2000年期間諾貝爾生理學和醫學獎共頒發了91次,其中有48項成果涉及到其它學科,占總頒獎次數的53%,主要是物理和化學的技術、理論向生物和醫學領域轉移和滲透。
學科交叉在推動並促進傳統學科發展的同時,已經成為新學科生長的主要驅動力之一。進入21世紀,納米與新材料技術、生命科學與生物技術、信息技術和認知科學等新興領域的諸多技術有機結合,學科之間的交叉、滲透、融合日益增強,科技發展對國民經濟、社會發展與國家安全的影響越來越大。同時,日益複雜的科學問題和社會問題(如認知科學、全球變化、自然災害、綠色能源、環境保護等)已不可能在單一學科領域範圍內解決,對這些問題的認識和研究需要藉助相鄰或相關的學科,匯集不同學科的知識和技巧,這種由問題而產生的動力促進了學科的交叉。
交叉學科研究和教育對大學自身的發展具有重要意義。大學是新知識的發源地,而學科之間的邊緣地帶經常是新學科的誕生之處。不同學科研究人員之間的自由交流甚至是激烈的爭論,有助於彌補各自學科的局限性,往往能夠碰撞出奇妙的思想火花。
綜合性大學在開展交叉學科研究和教育方面具有先天優勢。綜合性研究型大學一般具有學術氣氛濃厚、文化氛圍自由、學科高度綜合、優秀人才輩出等特點,大學的學科結構層次豐富,理、工、醫、文、史、哲、商、法等學科兼而有之,有利於相互支持和滲透,尤其適宜於自然科學與醫學、社會科學之間高度跨學科的結合,便於學科交叉融合產生新的學術思想和科學成果,容易產生新的研究方向,孕育新的學科生長點和創新成果。

學科建設

北京大學具有很好的基礎學科和技術學科優勢。學科齊全、基礎雄厚是北大的重要特點。北京大學的多學科特點為發展跨學科研究提供了獨特的優勢和重要的基礎條件。北京大學已經先後建立了若干跨學科研究中心和新體制科研機構,並已取得了國際一流的研究成果。
前沿交叉學科研究院成立以來,通過探索科研與管理機制創新、推動基礎條件建設、招聘和引進優秀科研人才、組織學術交流與研究項目申請等工作,有力地促進了研究院的體制建設、學科建設和隊伍建設。在前沿交叉學科研究院的框架下,各個研究中心以各自已有的條件為基礎,面向科學技術發展和國家社會需求,組織多學科的研究力量開展前沿性問題的研究和科學技術攻關,獲得了各類跨學科研究項目的支持,並已經取得了若干重要的研究成果。

人才培養

前沿交叉學科研究院依託校內不同學科,完全開展交叉學科領域的研究生培養工作。研究生培養項目可以概括為三種不同的模式:(1)學科借用,以生物醫學跨學科研究中心為代表。即面向臨床醫學等實際工作中遇到的問題,利用基礎學科、工程技術學科的方法手段予以解決。(2)學科會聚,以納米科學與技術研究中心為代表。即圍繞相同或相近的主題,不同專業背景的研究人員從各自的學科角度出發,深入探索前沿科學問題。(3)學科融合,以理論生物學中心/定量生物學中心為代表。即不同專業背景的研究人員圍繞共同感興趣的主題,通過密切合作來解決科學問題。
跨學科研究生管理體系——交叉學院統一負責招生錄取、培養課程、學位授予過程。
招生:全國交叉學科大學生夏令營
培養:各中心根據研究方向,自行制定特色化的培養方案;交叉學院協調組織各培養方案獲得相關的單學科學位分會認可。
課程:各中心在交叉學院設計、開設專門專業必修課;學生可以選修與原學科不同專業的相關課程(50%),同時學習原學科的高級課程(50%);允許選修不同專業的本科生課程(納入學分)。
學位授予:各中心組織學位論文答辯,通過後向北京大學交叉學科學位評定分委員會提交是否授予學位的建議報告,交叉學科學位分會討論通過並報校學位委員會批准,授予相應的學位。

組織結構

研究院設立學術委員會,負責學術方向和體制建設決策諮詢等工作;設立學位委員會分委會,負責跨學科研究生教育培養和學位工作。
作為服務於科研、教學的組織保障,前沿交叉學科研究院設立精幹的行政管理機構。
納米科學與技術研究中心
北京大學是國內最早開展納米科技研究的單位之一。1997年9月率先成立跨院系、跨學科的納米科學與技術研究中心(以下簡稱中心),整合了化學學院、信息學院、物理學院以及生命科學學院的納米科技研究力量。在北京大學的大力支持下,經過十幾年的努力,中心已經成國內納米科技領域科學研究的重要研究機構。
中心現有5個研究部,分別是納米化學、納電子學、納米器件與集成技術、納米結構與低維物理、納米材料與生物技術研究部,共有23個研究組。 中心現有研究人員約150名,其中20名教授,5名副教授,3個工程師,博士後和研究生約有120人。現有研究隊伍中中科院院士1名,長江特聘教授4名、國家傑出青年基金獲得者8名、教育部新世紀優秀人才基金獲得者4名、國家納米重大科學研究計畫項目首席科學家3名、基金委“表界面納米工程學”創新研究群體1個、教育部創新團隊2個等。
納米中心現有1個教育部重點實驗室“納米器件物理與化學教育部重點實驗室” ,3個公共實驗平台,即“微納加工實驗室”、“電鏡實驗室”和“納米化學研究中心”。 2003年中心啟動“納米科技研究生班”,每年招收10-15名從事納米科技交叉學科研究的研究生。2008年“納米科學與技術”交叉學科被批准成為北京市重點學科。
主要研究方向
1)納米化學與單分子科學;
2)納米材料與介觀物理;
3)納電子學與分子電子學;
4)納米器件與集成技術。
定量生物學中心(原理論生物學中心)
北京大學交叉學科研究院
定量生物學是生命科學在飛速發展中,與數學、物理學、化學、信息科學、工學等定量學科交叉、融合後正在產生的一門新學科。自上世紀末以來,生命科學發生著日新月異乃至革命性的新變化。生命科學也逐步由定性、描述性、局部性研究,向精確、定量和整體化的方向發展。研究目光從原來注重分子,拓展到尋找生物系統的整體規律。生命科學的飛躍離不開定量科學和技術,而生命科學中大量的新問題又給這些傳統學科的發展提供了動力與源泉。
北京大學定量生物學中心(原北京大學理論生物學中心,以下簡稱“定量生物學中心”)是在李政道先生的提議和北京大學的大力支持下,於1999年開始籌建、2001年9月正式成立的。2006年4月,中心成為新成立的北京大學前沿交叉學科研究院的首批正式成員單位。中心創建的宗旨是利用北京大學的多學科優勢,集中數學、物理、化學、工學、生物和信息科學的研究力量,與國外同行溝通聯動,採用理論與實驗相結合的方式,開展並推動定量系統生物學的研究。
北京大學定量生物學中心集中了一批志同道合的優秀科學家——不僅融匯了北京大學校內的數學、物理、化學、生物、工學及信息科學的學者和專家,還聘請並吸引到一批國內與海外的傑出科學家兼職與定期訪問,形成了一個生物學研究的交叉學科研究群體。涉及研究領域包括系統生物學,合成生物學,計算生物學,生物信息學等。定量生物學中心是第一批教育部創新研究團隊,2007年成為國家自然科學基金委員會支持的首個“交叉學科”創新研究群體,2008年得到北京市重點學科建設對於交叉學科的支持。
定量生物學中心自成立以來,不斷完善基礎設施,在空間上保持持續地發展。中心現擁有常住人員辦公室、訪問學者辦公室、學術交流會議室、研究生工作室、計算機集群系統和定量生物學實驗室。現有講席教授1人,長江特聘教授2人,長江講座教授3人,教授2人,特聘研究員1人,副教授4人,博士後3人,博士生52人,碩士生5人,本科生24人。
自2001年底成立以來,中心在生物網路動力學、生物分子進化、基因調控、蛋白質作用機制及藥物分子設計等方面取得系列進展。理論生物學中心每周安排一次定期的學術活動,並不定期邀請國內外學者前來做報告。同時,中心每年在夏季召開理論生物學及生物信息學方面的國際會議或暑期班。2000年及2001年的研討會以交流與理論生物學有關的最新進展為主,自2002年開始每年選擇一個特定的課題,有目的地邀請國際上相關方向的知名專家,舉辦代表國際學術研究前沿、有針對性的、深入探討科學問題的研討會。同時中心還會適時舉行中心內部的學術交流活動。有助於加強各學科背景人員之間的溝通,為實現各學科之間的交叉和融合提供了有利支持。
重點培養學生的想像力,創造力和科研熱情。選擇有科研熱情(passion)和積極進取(highly motivated)的學生進一步培養:培養學生的想像力和創造力:中心研究生在iGEM program中為本科生提供技術支撐。
課程設定和培養: ①學生集中在生物學和另外一個特定的學科--至少完成各自學科的一半課程; ②學生掌握未來研究工作所需的知識和技能基礎--針對不同專業背景的新生,提供不同的基礎課程; ③培養學生對生物系統的整體觀--學術講座(邀請相關領域的專家,介紹如何從各自的專業角度研究生物系統); ④通過回顧研究領域經典論文,激發學生對論文的批判性分析和理解,提高科研領導力--系統生物學選講。
主要研究方向
· 系統生物學基礎研究
· 合成生物學
· 定量與高通理實驗技術
· 基於系統生物學的複雜疾病研究與藥物設計
生物醫學跨學科研究中心
北京大學生物醫學跨學科研究中心的建設目標旨在推動北京大學的生命學科和醫科與理科、工程技術學科之間的有機結合,建立良好學術交流和研究環境,將基礎科學、技術套用和臨床科學的前沿研究結合在一起,促進整個生物醫學領域的從分子尺度到人類器官尺度的新發明、新發現與技術創新。生物醫學跨學科研究中心的三大任務是:促進生物醫學跨學科學術交流;開展跨學科的研究工作;培養具有交叉學科背景的新型人才。
跨學科人才培養是跨學科研究中心的另一重要任務。2001年起,中心協助北大研究生院設立了兩個跨學科研究生班,培養具有交叉學科背景的新型複合型人才。到2005年,已招收跨學科研究生89名。“生物信息學研究生班”的研究生在生命科學、化學、物理學、數學、醫學(藥學)等眾多學科的優秀導師的指導帶領下,開展生物信息學/系統生物學/理論與計算生物學等方面的教學和科學研究,形成了新的學科力量和重要的學科方向。“生物醫學工程研究生班”的導師們分別來自北大的理學部、信息與工程學部、醫學部和多家附屬臨床醫院,研究生們既有來自生命科學、物理化學、基礎醫學等基礎學科,也有來自電子學、計算機技術、生物醫學工程、臨床醫學等眾多套用和工程學科,在各有關學科優勢互補、相互合作的基礎上,開展生物醫學工程跨學科前沿領域的研究和人才培養,形成了北大新的學科生長點。北大眾多的附屬醫院成為了其它學校所不具備的優勢資源,自由開放的學術氛圍也為學生們提供了一個很有利的平台,學生們可以根據自己的興趣進行“學科轉行”,進行不同學科之間大跨度的合作與交流。
主要研究方向
電漿醫學以及納秒脈衝電場;
生物醫學信號與圖像分析;
細胞力學與生物微納米技術。
磁共振成像研究中心(原功能成像研究中心)
北京大學磁共振成像研究中心創建於2010年。該中心的目標是建立一個綜合性的前沿交叉學科的磁共振成像科研平台,大力開展具有國際水準的磁共振成像領域的科學研究及其套用(重點神經科學,蛋白質在體功能和腫瘤臨床等)和高端技術創新(高場譜儀和脈衝序列等)。
中心在國家211/985計畫和國家發改委的資金支持下購置4台高場(3T和9.4T)研究型磁共振成像儀。
磁共振成像研究中心是一個圍繞大型儀器開展研究的交叉學科平台,其位於綜合科研樓的儀器設備即將投入使用。該中心將匯聚來自物理、數學、工程、心理、計算機、生命科學和醫學各領域的專家,不同學科之間相互融合、相互碰撞,綜合不同學科背景的思維模式,以實驗促進技術,培養在磁共振成像技術、認知腦功能成像、醫學功能成像等領域的高水平人才。
生物醫用材料與組織工程研究中心
依託北京大學前沿交叉學科研究院,整合北京大學理工學科、臨床及基礎醫學學科優勢資源,於2007年3月在北京大學成立。由材料學、力學、臨床醫學、生命科學等領域的有關專家組成交叉研究團隊,開展生物醫用材料與組織工程的基礎與套用研究工作。先後於2007年獲得科技部國家重大科學研究計畫項目支持,開展“納米材料在牙組織器官再生與修復中的機理研究”;2008年獲得教育部985創新研究平台建設項目支持,建設生物醫用材料研究平台;2008年在北京大學深圳研究院設立生物醫學工程研究中心,構建面向企業實踐成果轉化的產學研開發平台;2009年獲得科技部國家重大科學研究計畫項目支持,開展“具有納米修飾的心血管植入器械材料”課題研究;2009年起中心成為中國生物醫學工程學會介入醫學工程分會秘書處掛靠單位。至2009年12月,研究中心已承擔科技部國家重大科學計畫項目課題、科技部863重點項目課題、國家自然科學基金、北京市自然科學基金課題等達16項,累計獲得科研經費超過1000萬元;研究中心的實驗室建設及團隊建設已初具規模,並與校內多個實驗室建立合作關係;除開展有關的基礎研究及臨床套用基礎研究工作外,中心還大力推動、積極參與產學研結合項目,承擔了企業委託研發的“新型口腔種植體系統研發”等項目,與多個企業合作開展生物醫用材料產品的研究與開發。
主要研究方向
1、基礎研究方向
醫用金屬材料,醫用非金屬材料、生物醫學材料表面改性、胚胎幹細胞分化與調控機制、細胞力學行為研究
2、臨床套用研究方向
口腔生物醫學材料與器件、 骨與軟骨組織再生與修復、皮膚修復與創傷敷料、神經組織修復與神經康復、醫療檢測
環境與健康研究中心
人類社會面臨著環境問題導致嚴重的健康風險,為此北京大學於2007年10月成立了環境與健康研究中心。該中心將充分發揮北京大學文、理、醫學科齊全的綜合優勢,加強環境與健康領域的交叉學科研究,促進環境健康研究和管理人才的培養,為國家環境與健康政策提供高水平的科學、技術、決策支持。它作為北京大學環境健康研究的重要學術支撐機構,強調從基礎學科到決策支持緊密聯繫的特色,促進北京大學環境健康相關學科間的交流,推動北京大學環境健康科學發展。成立迄今,環境與健康研究中心組織了來自北京大學環境科學、化學、基礎醫學、公共衛生、臨床醫學等領域的專家,開展跨學科的環境與健康交叉綜合研究。
研究領域
·環境監測與人群暴露評價;
·生物標誌物測量技術;
·癌症高發區的污染暴露及環境基因組學研究;
·細與超細(納米)顆粒物的暴露及健康危害;
·環境污染的健康、社會及經濟損失評價;
·環境質量標準的健康風險評價。
海洋研究中心
北京大學海洋研究中心的目標是根據國家海洋事業發展的需求,組織北京大學的相關研究力量,建立培養從事海洋事業人才的體系,構建國際一流水平的多學科海洋研究平台。利用我校雄厚的多基礎學科的優勢,培育和促進以北京大學為主體或引領的海洋科學研究項目,支持和促進我校教師積極參與具有國際競爭性的、與我國海洋事業密切相關的重大科研、工程和諮詢項目,培養具有多學科背景的、在海洋事業上具有創新能力的高層次人才,在我國乃至國際的海洋研究中發揮重要作用,為建設海洋強國做出貢獻。
北京大學海洋研究中心作為一個多學科的、高層次的學術機構,將充分發揮北大在學科布局和與國內外其他知名學府廣泛聯繫的優勢,並與國家海洋主管部門合作,充分利用國內海洋研究的信息與資源,為發展我國的海洋研究做出貢獻。
主要研究方向
(1)海洋系統與全球變化(Ocean system and global change)
(2)深海地球動力學(Deep ocean and geodynamics)
(3)海洋資源基礎研究、開發與利用
(4)海洋法規與管理和國際關係
(5)海洋工程與技術
2014年北京大學決定成立海洋研究院。
科學史與科學哲學研究中心
中心成立背景、目標定位
發揮科學史與科學哲學的文理綜合優勢,構建北大文理交叉的學術平台。
開展北大理科史研究,為北大理科樹碑立傳,改變北大文科大學的形象。
發展北大的科學史和科學哲學學科,使之走在國內前列。
中心主要成員及研究方向
  • 許智宏院士,植物生理學,科學與人文,科技倫理學
  • 馬伯強教授,理論物理學,物理學史與物理學哲學
  • 饒毅教授,神經科學,生物學史
  • 吳國盛教授,西方科學思想史,中國近現代科學社會史
  • 張大慶,醫學史,醫學倫理學
北京大學-清華大學生命科學聯合中心(CLS)
為加速我國一流大學的建設,在國家支持下,由教育部、科技部、財政部設計、組織,北京大學與清華大學密切配合,按照“統一領導、頂層設計、強強聯合、務實發展、動態調整”的原則組建的生命科學聯合中心,是科研和教育體制的重大改革措施。其目標是通過改革教育和科研的相關制度,吸引與匯聚熱心教育的優秀科學家,以出色的理論教學和尖端的研究並重,培養拔尖創新人才,造就一流的生命科學研究與教育中心。
生命科學聯合中心激勵科學家秉承“求實創新”的科學精神,自由探索未知前沿。營造學科交叉融會、研究獨立自主、思想寬鬆活躍的氛圍,激勵具有突破性和持續發展潛力的原始創新。
作為跨越兩校多個院系的相對獨立的實體,生命中心在人才招聘與考核、科研與教學等方面享有自主權,實行國際化、社會化的人員聘用制度,通過公平公正的評估模式,公開選拔和聘用在本研究領域具有世界領先學術水平的研究人員和科學家。
生命中心以課題組負責的獨立實驗室為基本研究和人才培養單元,改革不適應現代教育發展的模式。以多學科交叉的培養方案選拔想像力豐富、獨立思考意識強、並具有強烈從事科學研究意願的學生,因材施教,發揮其創造力。加強本科生、研究生、博士後教育和培養,緊密結合自主科研實踐活動,鼓勵和培養青年科學家自主成長。
建設世界一流大學,關鍵之一是在科學和教育相結合的基礎上做出一流的科學研究。從牛頓以來幾百年的歷史清晰地表明,自由探索的科學研究是世界一流大學自然的強大組成部分。由於歷史局限,我國近代科教結合不夠緊密、甚至有過分離時期,不利於我國高等教育發展。國家建立兩校生命科學聯合中心,不僅有助於改善高校在全國科學研究--特別是自由探索型科學研究—中的比重,而且通過高等院校加強科教結合。
教育部在政策上給予生命中心體制機制支持,並鼓勵制定適合時代發展的本科生和研究生課程培養方案、畢業標準及學制規定;科技部為中心的日常科研運行提供競爭性項目支持;財政部按稍低於國內同類科研性質、相近規模研究所實到年度經費的平均值,為中心的招聘、科研建設和教學改革提供基本支持。中心積極探索建立適合科學和教育發展規律的、適應現代社會需求的體制機制,開展高水平研究,推動科研和教學互動發展,在體制機制、科研成果、創新人才諸方面,做出可以推廣的探索和努力。

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