文/赵晖 图片由地科院提供
年终岁末,在一片总结声中,天大有个学院在触摸未来。
学科如何交叉融合?
什么是系统思维?
怎样找到创新方向?
如何锻造科学家思维?
中国科学院院士、天津大学地球系统科学学院院长刘丛强给青年科技工作者们打了个样。

践行、落实学校“极交叉”战略,刘丛强院士打破学科壁垒,直接把常规年终述职升级成前沿科学论坛,搭起超有料的学术交流舞台!不仅请来世界不同科学领域的大咖,带来全球变化、人类可持续发展领域的最新成果和未来挑战;还召集了天大经管学部、建筑学院、环境科学与工程学院、软件学院、医学部等多院系学者组团头脑风暴,分享各自的研究亮点与现状,既拉满了跨学院的了解度,更挖出了超多跨学科合作宝藏!此外地科院各研究中心主任和学术骨干还围绕地球系统科学、全球变化等核心主题,深挖前沿科学问题,一起畅想、展望未来研究方向。这场前沿科学论坛,引导青椒和天大学子大胆开启脑洞,进行系统思考,锻造科学家思维。
25日,岁末寒冬,天津大学科学图书馆二层报告厅内暖意融融、思想激荡。一场别开生面的学术年会打破传统,以“地球系统科学前沿论坛”之名,汇聚校内外多领域专家学者,用跨学科的头脑风暴为年末收官画上厚重一笔。刘丛强院士以《从脑中之海到星辰之海——科学家的科学思维》为开篇报告,用一场跨越微观与宏观的思维之旅,为全场科研工作者奉上了兼具思想深度与实践启示的学术盛宴。

“左边是人类颅内的‘小宇宙’,由近千亿神经元构成;右边是我们栖息的‘生命方舟’,地球在宇宙中闪耀着文明的灯火。”刘丛强院士通过两组震撼的视觉影像,邀请在场听众暂时放下学科标签,以纯粹观察者的视角探寻其中的

深层联系。他创新性地重构“脑机接口”概念,提出将地球系统视为“星球级智能大脑”,人类创造的科学技术作为“连接机器”,而科研工作者正是这场宏大“接口”的设计者与优化者。这一新颖视角瞬间打开了跨学科思考的大门,让在场不同领域的专家学者眼前一亮。
刘丛强院士深入阐释了微观大脑与宏观地球的奇妙同构关系。神经元森林与地下“木维网”同为分布式信息处理网络,前者通过神经递质传递信号,后者依靠真菌菌丝输送养分、预警风险;血脑屏障与大气圈层都是精密的“守护之盾”,既选择性通透生命必需物质,又抵御有害侵袭;人类脑电波与地球舒曼共振的频率惊人重叠,暗示着生命与星球的深层共鸣。这些生动的科学类比,将看似无关的生命科学与地球科学紧密相连,让听众深刻体会到“万物同源、系统共生”的科学本质。
在“星球大健康”的全新视野下,刘丛强院士揭示了地球健康与人类健康的共生关系。他指出,化石燃料燃烧产生的PM2.5不仅是地球的“炎症因子”,更能突破血脑屏障引发神经炎症,成为阿尔茨海默病的潜在推手;全球变暖这一星球“发烧”症状,正通过热浪对人体心血管系统施加极限压力。这些实例让在场科研工作者意识到,传统学科划分下的孤立研究已难以应对复杂的现实挑战,跨学科融合成为破解难题的必然选择。
“这种跨界思维为我们的研究提供了全新视角。” 为期两天的学术年会上,来自地理科学、环境工程、建筑设计、应急医学等多个领域的专家学者,围绕人地系统耦合、城市可持续发展、双碳目标实现等前沿议题展开深入探讨。刘丛强院士的开篇报告如同一块“破冰石”,打破了学科间的壁垒,让不同领域的科研工作者在思想碰撞中寻找交叉点。经管学部杜慧滨教授的《绿色低碳数智化治理研究》卫生应急学院赵艳梅教授的《医工结合创新实践》等报告,都呼应了跨学科融合的时代趋势。地科院的师生在这种跨界思维的碰撞中,领略了科学的魅力。

接着,刘院士引导青椒与学子锻造自己的科学家思维。他提出了好奇心、批判性、创造力“三元动力”模型。他强调,驱动科学进步的是探究事物本质的结构性好奇心与本体论好奇心,科学批判性是主动证伪的建设性怀疑,而创造力则是约束条件下的范式重构。“科学创造力是在严谨范式约束下的自由探索。它不同于艺术创作的天马行空,而是在大量数据、 现有理论和实验规范构成的“问题空间”中进行概念组合与范式重构。” 通过牛顿发现万有引力、伽利略质疑权威、凯库勒梦见苯环等经典案例,他生动诠释了科学思维的核心特质。
“科学生涯是由无数失败、拒稿和死胡同铺就的。屠呦呦的经历完美诠释了这一点:数百次失败不是终点,而是不断缩小搜索范围、迭代研究策略的过程。”
必然性是科学发展的内在逻辑,划定探索范围;偶然性是不可预测的机遇,提供具体突破点,科学家的思维,是确认突破点价值的关键。弗莱明发现青霉素,靠的是识别异常的专业能力、问题意识和后续验证行动。
“愿我们创造的技术,不仅充满智能的精度,更充满生命的温度与生态的广度。”这场别开生面的学术年会,让科研工作者深刻认识到,学科融合不是简单的知识叠加,而是思维方式的革新与研究范式的重构。在复杂问题层出不穷的今天,明天,和深远的未来,唯有以系统思维跨越学科边界,以科学精神锻造科研能力,才能在探索未知的道路上不断突破,为国家战略需求与全球可持续发展贡献更多智慧与力量。
心中有山海交融的壮阔,眼里有洞察万物的智慧。地科院此次学术年会,为学科跨界融合打了个样,生动诠释了什么是“从未来到未来” 。