新興工科：新工業革命背景下基礎學科發展的新機遇*

鄭麗娜

(清華大學 教育研究院，北京 100091)

2017年，新工科建設成為我國工程教育改革與發展的新方向，以應對新一輪科技革命和產業變革對工程教育改革創新的新要求。新工科概念的提出突破了傳統的學科思維定式，推動工科打破傳統的學科邊界，基于技術的進步和產業的發展重新審視新經濟蓬勃發展背景下新的工程學科。一般認為，新工科是由應用理科等基礎學科孕育、延伸和拓展形成的“新興”工科，傳統工科轉型、改造和升級形成的“新型”工科，以及不同學科交叉融合形成的“新生”工科共同構成[1]。也就是說，新型工科和新生工科形成與發展的邏輯均基于傳統工程學科建設的經驗實現工科再造，以滿足當前和未來產業發展的需求，唯獨新生工科是新生事物，其建設成效直接關系到我國未來技術和產業發展的態勢和地位，同時為應用理科等基礎學科提供了新的發展機遇。因此，厘清新興工科專業形成和發展的邏輯，明晰新興工科的內涵特征與建設重點，是有效推動新興工科建設、引領未來新技術和新產業發展的基本條件?；诖?，本文旨在簡要探討并理順新興工科形成與發展的基本邏輯，以期為新興工科建設研究和實踐提供啟示和借鑒。

一、基礎學科是新興工科形成的基礎

新興工科雖是全新出現的學科，但絕非憑空產生，應用理科等基礎學科是新興工科形成的基石，這是由基礎學科積累性和新興工科交融性的特性共同決定的。一方面，基礎學科不僅構成了新興工科最初的知識體系，而且是技術創新的源泉?；A學科孕育的新技術問題一旦被確定，就在產業化的過程中催生了新興工科。以人工智能為例，生物學為理論計算機科學家提供了研究機器學習的視角，從生物學中探尋計算模型成為人工智能技術突破的方向之一，深度學習、強化學習等技術即是以神經網絡、遺傳算法為支撐。另一方面，新興工科就其本質而言具有內在的跨學科性和創新性，多學科交叉融合是新興工科的固有特征。新興工科在形成過程中需要汲取不同學科知識體系的“養分”，只有不同基礎學科實現真正的交叉融合才能激發創新。艾薩克森(Walter Isaacson)在《創新者》(TheInnovators：HowaGroupofHackers,GeniusesandGeeksCreatedtheDigitalRevolution)一書中傳遞的一個核心思想即跨學科是尖端技術創新的源泉，跨學科的頭腦是科技革命的主導。需要指出的是，高校中的基礎研究最終不一定能夠轉化為產品，但需要有實現。新興工科與應用理科等基礎學科最根本的差異就在于新興工科最終是面向產業發展的，新興技術需要通過產業化進入市場。

二、產業發展是新興工科發展的動力

產業發展是推動新興工科形成與發展的根本動力?！皠撛臁焙汀坝杏谩笔枪こ碳肮こ虒W科的核心要素[2]，對于新興工科而言，創造性和有用性構成新興工科的工程面向。一方面，技術進步及其產業化進程的加快形成了對新興工程科技人才的巨大需求，催生了新興工科專業的建立和發展；另一方面，新興工科專業通過培養新興工程科技人才反哺產業，帶動新興產業的發展。新興工科在促進技術優化和產業進一步發展的同時，形成較為穩定的學科知識體系，這是新興工科的科學面向。也就是說，新興工科兼具科學性和工程性，其中，工程性是創造出來對人類有用的部分，這是由新興工科的產業驅動力決定的。例如，當前人工智能技術已經從實驗室階段發展至產業化階段，智能音箱、智能電視等人工智能產品紛紛進入市場，而隨著數字經濟的發展，自動駕駛、智能醫療等應用場景的廣泛化將反過來促進高校人工智能專業的發展。

基于此，新興工科形成與發展的基本邏輯可以總結為圖1。

圖1 新興工科形成與發展的基本邏輯

圖1中：①基礎學科孕育、延伸和拓展形成新興技術；②新興技術發揮有用性和創造性經過產業化形成新興產業；③新興產業發展推動新興工科專業形成與發展；④新興工科專業通過培養新興工程科技人才滿足和引領新興產業進一步發展。