2022年11月14-15日，中國工程院院士、發(fā)展中國家科學院院士、美國國家工程院外籍院士、清華大學環(huán)境學院特聘教授曲久輝在深圳舉辦的第三屆環(huán)境工程青年學者學術沙龍上作了主題為《環(huán)境工程學科幾個重要方向性問題》的特邀報告。他深度解讀了當前環(huán)境工程科研范式變革的重要性、必要性及方法論，并對青年學者提出了殷切寄語。

曲久輝院士在報告中首先指出，開放性科學體系能夠促使新知識不斷擴展和傳播。隨著科學內容、工具和進程開放程度的提高，以共享機制為核心的開放科學新范式將提高或促進增強可再現(xiàn)性、透明度、共享和合作，并將融入科學事業(yè)。隨后，他在報告中主要討論了三個問題。

新知識交互融合下的環(huán)境工程學科基礎

曲久輝院士指出，環(huán)境工程學科工作者善于交叉、學習、跟蹤新知識。但這也導致缺乏原創(chuàng)性知識，即探索和補充現(xiàn)有知識體系中缺失的部分，難以真正做到“從0到1”的源頭創(chuàng)新。

環(huán)境工程學科以生物、化學、物理、材料等成熟知識體系為學科基礎，最終形成一種促進人與自然和諧的學問。合理運用基礎知識進行組合并形成環(huán)境工程學科系統(tǒng)，可以獲得交叉性知識，認知其他學科無法認知的科學規(guī)律。第六次科技革命促進著人類社會科學向交叉學科方向邁進，這恰恰符合環(huán)境工程學科知識發(fā)展所具備的交叉性。環(huán)境工程學科工作者應以新知識為基礎與啟示，在交叉學科領域做出具有創(chuàng)造性的工作。他以減污降碳協(xié)同的太陽能工程、治理過程中原位生物合成、水處理過程中的原位自組裝等新時代科學問題為例，指出應用性知識是認識和解決環(huán)境問題的新原理及新方法。

面向人與自然共同體需求的環(huán)境工程顛覆性技術

曲久輝院士認為，新知識伴隨著顛覆性技術的產生，顛覆性技術具有突變而非連續(xù)性的突破、對原有理論或原理的顛覆或填補缺失、可以改變現(xiàn)狀或對未來產生重大影響、對創(chuàng)新范式有重大變革等特點。

環(huán)境領域首先產生具有顛覆性特性的是認知，人類對自然的無節(jié)制干預遭到了報復，在敲響警鐘的同時首先改變了人類對自然的認知。在環(huán)境技術領域，盡管存在活性污泥法、飲用水處理工藝等新工藝方法，但我們仍缺乏環(huán)境工程領域的顛覆性概念，即環(huán)境工程技術領域仍缺乏實質性創(chuàng)新和顛覆性、具有實質性意義的技術。

他還表示，環(huán)境工程領域學者需要對創(chuàng)新技術的缺失現(xiàn)狀進行反思，這種狀況在本質上體現(xiàn)了實質性和顛覆性思想的缺失。此外，我們還沒有跟上科技革命的步伐。到目前為止，我們對新知識的探索仍然是亦步亦趨，我們還沒有進入現(xiàn)代主流科技的內核。作為折疊式的弱勢群體的我們，更多情況下是服從式驅動地解決問題。青年學者們應努力解決顛覆性環(huán)境問題，這需要做非即成的、自我思維定式的突破，這要求青年學者個體和群體思維方式發(fā)生深刻的變革和重構，有穿越即成和透視陌生的眼光，突破環(huán)境工程的限定，做更有眼界和高度的科研。

應對氣候變化和突發(fā)性災害的環(huán)境系統(tǒng)構建

曲久輝院士認為，氣候變化不僅限于溫室氣體對環(huán)境產生的影響，也是人類與自然相互作用的結果。緩慢、廣泛的、能量釋放巨大的、影響長遠而深刻的氣候問題的核心是能量的不平衡。因此，在研究和認識氣候變化時，要從能量驅動和能量平衡角度看待和解釋問題。

突發(fā)性災害包括自然性突發(fā)、人為性突發(fā)、累積性突發(fā)、誘導性突發(fā)等類型，會對人類的生產、生活甚至生命造成嚴重影響。其中，最可怕的是人為性的突發(fā)災害問題，當不知情、沒有檢測手段、不能識別病原微生物污染水源出現(xiàn)時，人類可能面臨滅頂之災。因此，青年學者研究突發(fā)性災害問題是有價值的。

為了應對氣候突發(fā)性變化，應構建具有彈性、韌性的環(huán)境體系。以能量平衡、環(huán)境友好、冗余性、恢復性、系統(tǒng)性為準則，持續(xù)探索局部或整體環(huán)境系統(tǒng)的自適應性與外部擾動的動力學機制。

曲久輝在總結中表示，科研范式的變革是必要的。如何在研究者的自由探索和有組織的科研二者之間取得平衡，如何堅持獨立性探索，是實現(xiàn)原創(chuàng)性技術、顛覆性突破和創(chuàng)造新知識的關鍵。要高度重視科學問題的凝練，一定要將研究思想與科學本源共振。

來源：NewMIT