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進(jìn)入二十一世紀(jì)，新科技革命的迅猛發(fā)展，推動(dòng)了學(xué)科的交叉、融合、滲透、分化和發(fā)展，并孕育著新的重大突破。

近年來(lái)，我國(guó)學(xué)科建設(shè)投入不斷增長(zhǎng)，學(xué)科發(fā)展環(huán)境不斷優(yōu)化，學(xué)科隊(duì)伍不斷壯大，學(xué)科平臺(tái)建設(shè)更加完善，國(guó)際合作和交流增強(qiáng)，有力地推動(dòng)了學(xué)科建設(shè)和科學(xué)研究的發(fā)展，基礎(chǔ)學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科也不斷完善發(fā)展，學(xué)科間交叉融合孕育的創(chuàng)新，正在逐步改變學(xué)科結(jié)構(gòu)。

1、學(xué)科研究成果顯著

自進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)科學(xué)家發(fā)表的國(guó)際科學(xué)論文數(shù)量呈現(xiàn)出驚人的增長(zhǎng)速度，引起國(guó)際科技界的廣泛關(guān)注，這也反映了我國(guó)各個(gè)學(xué)科水平的發(fā)展趨勢(shì)。

美國(guó)湯姆森科技集團(tuán)的 Web of Science科學(xué)索引擴(kuò)展版——ESI數(shù)據(jù)庫(kù)，將所有自然科學(xué)領(lǐng)域分為22個(gè)：臨床醫(yī)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、生物及生物化學(xué)、分子生物與遺傳學(xué)、神經(jīng)科學(xué)及行為學(xué)、材料科學(xué)、工程科學(xué)、植物學(xué)與動(dòng)物學(xué)、環(huán)境生態(tài)科學(xué)、免疫學(xué)、藥理學(xué)與毒理學(xué)、地球科學(xué)、神經(jīng)病學(xué)與心理學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、微生物學(xué)、空間科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等。

從2005年—2015年的數(shù)據(jù)情況來(lái)看，我國(guó)一些學(xué)科已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，在國(guó)際上具備較強(qiáng)的影響力。我國(guó)22個(gè)學(xué)科領(lǐng)域高質(zhì)量的研究成果顯著增長(zhǎng)，其中在化學(xué)、物理學(xué)、工程科學(xué)、材料科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)表的國(guó)際科技論文數(shù)量均超過(guò)了10萬(wàn)篇，其中化學(xué)領(lǐng)域成果尤為突出，達(dá)到了30多萬(wàn)篇；此外，在生物及生物化學(xué)領(lǐng)域、地球科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域的成果也非常可觀。在22個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中，我國(guó)在多學(xué)科的“篇均被引用次數(shù)”最高，為18.63；其次為分子生物與遺傳學(xué)領(lǐng)域，為11.55。

截至2015年，從發(fā)表論文數(shù)量排名來(lái)看，22個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中，我國(guó)有17個(gè)領(lǐng)域位于世界前五名，其中，我國(guó)化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域位于世界第一。

此外，我國(guó)系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程領(lǐng)域期刊論文的發(fā)文量占世界發(fā)文量的比例從2010年的23.5%增長(zhǎng)到2015年的32.1%，成為全球該領(lǐng)域發(fā)文數(shù)量領(lǐng)先的國(guó)家。

與此同時(shí)，我國(guó)前沿學(xué)科論文取得重大成績(jī)。2015年10月，中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心聯(lián)合國(guó)際專業(yè)信息服務(wù)提供商湯森路透發(fā)布《2015研究前沿》報(bào)告顯示，中國(guó)在82個(gè)前沿學(xué)科有核心論文入選，在16個(gè)前沿學(xué)科的核心論文數(shù)為第一名。這顯示中國(guó)具有較強(qiáng)的前沿貢獻(xiàn)度，在某些重要前沿學(xué)科躋身世界先進(jìn)行列。

另外，報(bào)告還顯示，中國(guó)有 38個(gè)前沿學(xué)科進(jìn)入核心論文數(shù)前三名，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)和日本分別有 133個(gè)、68個(gè)、55個(gè)和29個(gè)。中國(guó)在核心論文數(shù)排名第一的16個(gè)前沿學(xué)科分別來(lái)自化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域，物理領(lǐng)域，數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)、植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域，生物科學(xué)領(lǐng)域和地球科學(xué)領(lǐng)域這6個(gè)領(lǐng)域。

其中，在化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域，中國(guó)在前沿學(xué)科的貢獻(xiàn)度超過(guò)美國(guó)。在該領(lǐng)域19個(gè)前沿學(xué)科中，中國(guó)在9個(gè)前沿學(xué)科中核心論文數(shù)排名第一，美國(guó)有7個(gè)。

2、基礎(chǔ)研究應(yīng)用化趨勢(shì)明顯

近年來(lái)，我國(guó)一些基礎(chǔ)研究應(yīng)用化趨勢(shì)明顯。基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化周期縮短，基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的界限日益模糊。

比如，在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，發(fā)展型偏微分方程數(shù)值解法已成為應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域迅速發(fā)展的一門(mén)學(xué)科，在航空航天、電磁學(xué)、石油勘探、半導(dǎo)裝置模擬、水污染處理、海洋和氣象學(xué)等方面都有重要的應(yīng)用。這些數(shù)學(xué)物理方程的數(shù)值模擬方法研究屬于當(dāng)今科學(xué)與工程計(jì)算前沿研究領(lǐng)域，其中對(duì)于這些問(wèn)題的高階精度數(shù)值算法的設(shè)計(jì)、分析與應(yīng)用一直是具有挑戰(zhàn)性的課題。

從具體學(xué)科看，生物學(xué)、生命科學(xué)、化學(xué)、地球科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，在基礎(chǔ)研究的應(yīng)用方面取得了顯著進(jìn)步。

以中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)院趙國(guó)屏為首席專家的“973”項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目圍繞新功能人造生物器件的設(shè)計(jì)原理、合成組裝、模塊構(gòu)建、標(biāo)準(zhǔn)化建庫(kù)以及在底盤(pán)細(xì)胞中集成與適配機(jī)制等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)，以萜類(lèi)化合物的人工異源合成為主要研究對(duì)象，取得了一些重要進(jìn)展，尤其是在稀有人參皂苷CK、甜菊糖苷和丹參酮前體鐵銹醇等重要藥用食用萜類(lèi)化合物的器件挖掘、集成及異源合成方面取得重要突破。此外，在元件模塊的挖掘與合成技術(shù)創(chuàng)新等方面，亦取得顯著進(jìn)展。

合成生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于腫瘤研究在國(guó)內(nèi)外都是剛起步的探索性工作，以深圳大學(xué)蔡志明教授為首席的“973”項(xiàng)目“合成生物器件干預(yù)膀胱癌的基礎(chǔ)研究”在系統(tǒng)生物學(xué)的基礎(chǔ)上，將合成生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于腫瘤治療研究。項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)了部分膀胱癌關(guān)鍵基因及通路，并在分析相關(guān)基因網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)上，利用定量可控工程體系，表征膀胱癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中復(fù)雜事件的共性，挖掘出許多具有潛在利用價(jià)值的膀胱癌識(shí)別和治療的復(fù)合靶標(biāo)。

物理學(xué)方面，近場(chǎng)光鑷是基于近場(chǎng)光學(xué)理論建立起來(lái)的可以對(duì)微粒實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定捕獲和操作的新技術(shù)，相較基于單光束梯度力的傳統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)光鑷，近場(chǎng)光鑷克服了光學(xué)分辨率衍射極限和熱效應(yīng)等眾多因素的限制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)納米量級(jí)微小粒子的捕獲和操控。光鑷因其獨(dú)特的非接觸、無(wú)損傷的特性被廣泛應(yīng)用于生物、物理和化學(xué)領(lǐng)域，特別是在生物領(lǐng)域，已經(jīng)用于對(duì)細(xì)胞、病毒、細(xì)菌和DNA分子的研究。

在化學(xué)方面，隨著我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，新材料成為近幾年來(lái)比較熱門(mén)的研究方向，通過(guò)對(duì)不同種類(lèi)材料性質(zhì)的探索，解決生產(chǎn)生活中遇到的現(xiàn)實(shí)難題。超級(jí)電容器是介于傳統(tǒng)電容器與化學(xué)電源之間的一種新型儲(chǔ)能元件，它具有充電時(shí)間短、循環(huán)壽命長(zhǎng)、功率特性好、溫度范圍寬和經(jīng)濟(jì)環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，目前在很多領(lǐng)域都受到廣泛關(guān)注。電極材料的發(fā)展趨勢(shì)主要有兩個(gè)方向：材料的復(fù)合化，利用不同材料間的協(xié)同作用，通過(guò)不同材料間的復(fù)合、摻雜等方式，以期得到性能優(yōu)異的電極材料；材料的納米化，納米級(jí)材料不僅具有較高的比表面積，而且可以改善電子、離子傳輸擴(kuò)散路徑，從而提高電極性能。

此外，我國(guó)在基礎(chǔ)研究的若干重要前沿領(lǐng)域，已具有深厚的積累，在應(yīng)用方面也孕育著新的突破，如暗物質(zhì)、新粒子發(fā)現(xiàn)、河內(nèi)巡天，有望深化人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)知，進(jìn)而在人類(lèi)太空探索方面會(huì)起到重要作用；在高溫超導(dǎo)與拓?fù)浣^緣體、量子存儲(chǔ)器、量子調(diào)控、介尺度科學(xué)等領(lǐng)域，有望探索發(fā)現(xiàn)新的物理和化學(xué)原理并產(chǎn)生應(yīng)用價(jià)值；在合成生物學(xué)、腦科學(xué)等研究領(lǐng)域，探索生命的起源和創(chuàng)新科學(xué)思維方法成為可能。

3、與民生相關(guān)的學(xué)科發(fā)展增速

信息科學(xué)與技術(shù)發(fā)展方興未艾，是經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的主導(dǎo)力量；生命科學(xué)與生物技術(shù)迅猛發(fā)展，為改善和提高人類(lèi)生活質(zhì)量發(fā)揮關(guān)鍵作用；能源科學(xué)與技術(shù)持續(xù)升溫，為解決能源問(wèn)題開(kāi)辟新的途徑；環(huán)保領(lǐng)域新成果迅速增長(zhǎng)，為應(yīng)對(duì)環(huán)境問(wèn)題提供新的方案。民生相關(guān)的科學(xué)技術(shù)得到大力發(fā)展，科學(xué)技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)化的速度不斷加快。

以中醫(yī)藥為例，中醫(yī)藥是我國(guó)獨(dú)特的衛(wèi)生資源，也是重要的民族產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局中具有重要意義。歷史原因和中藥本身的復(fù)雜性制約著中藥品種做大做強(qiáng)。中藥二次開(kāi)發(fā)引領(lǐng)了中藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方向，推動(dòng)了中藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)換代，對(duì)保障我國(guó)醫(yī)改成功，促進(jìn)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展，起到重大推動(dòng)作用，產(chǎn)生了重大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

比如，圍繞做大做強(qiáng)中成藥品種的重大需求，促進(jìn)中藥產(chǎn)業(yè)向科技型、高效型和節(jié)約型轉(zhuǎn)變，天津中醫(yī)藥大學(xué)張伯禮院士課題組率先提出了中成藥二次開(kāi)發(fā)研究策略，經(jīng)歷理論創(chuàng)新、技術(shù)突破及推廣應(yīng)用，構(gòu)建了中成藥臨床準(zhǔn)確定位、藥效物質(zhì)整體系統(tǒng)辨析、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、工藝品質(zhì)調(diào)優(yōu)和數(shù)字化全程質(zhì)控等5大核心技術(shù)體系，形成了中成藥二次開(kāi)發(fā)模式，有力推動(dòng)了中藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)換代，使中藥大品種不斷涌現(xiàn)。該項(xiàng)目完成的32個(gè)中成藥品種二次開(kāi)發(fā)，銷(xiāo)售額過(guò)億元品種由3個(gè)增到12個(gè)，項(xiàng)目技術(shù)已在全國(guó)多地推廣，應(yīng)用于近百家中藥企業(yè)。

4、學(xué)科交叉融合孕育創(chuàng)新

多學(xué)科交叉融合是創(chuàng)新的源泉。學(xué)科的交叉與融合往往是創(chuàng)新的前沿領(lǐng)域，導(dǎo)致科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)和新興學(xué)科的產(chǎn)生。當(dāng)前，很多學(xué)科致力于培育多學(xué)科交叉融合的意識(shí)，探索多學(xué)科交叉融合的有效途徑，激發(fā)創(chuàng)新活力，提高創(chuàng)新質(zhì)量，全面提升創(chuàng)新能力。

生物醫(yī)學(xué)交叉學(xué)科在前沿領(lǐng)域不斷探索，不斷深化。比如北京大學(xué)第一醫(yī)院影像科王霄英教授、北京大學(xué)人民醫(yī)院骨科周殿閣研究團(tuán)隊(duì)以及北京大學(xué)生物醫(yī)學(xué)跨學(xué)科研究中心張玨研究小組密切合作，創(chuàng)新性地研發(fā)出一種新型柔性線圈，為磁共振射頻線圈設(shè)計(jì)成像以及下肢無(wú)創(chuàng)灌注功能成像提供了一個(gè)嶄新的思路。

近年來(lái)，我國(guó)前沿交叉學(xué)科通過(guò)探索科研與管理機(jī)制創(chuàng)新、推動(dòng)基礎(chǔ)條件建設(shè)、招聘和引進(jìn)優(yōu)秀科研人才、組織學(xué)術(shù)交流與研究項(xiàng)目申請(qǐng)等工作，有力地促進(jìn)了我國(guó)學(xué)科的體制建設(shè)、學(xué)科建設(shè)和隊(duì)伍建設(shè)。

在前沿交叉學(xué)科研究院的框架下，各研究單位以各自已有的條件為基礎(chǔ)，面向科學(xué)技術(shù)發(fā)展和國(guó)家社會(huì)需求，組織多學(xué)科的研究力量開(kāi)展前沿性問(wèn)題的研究和科學(xué)技術(shù)攻關(guān)，獲得了各類(lèi)跨學(xué)科研究項(xiàng)目的支持，取得了若干重要的研究成果。

摘自《光明日?qǐng)?bào)》