白春禮：我國自然科學(xué)領(lǐng)域?qū)W科發(fā)展的特點(diǎn)及趨勢(shì)

　　學(xué)科的創(chuàng)立、成長和發(fā)展，是科學(xué)知識(shí)體系化的象征，是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)，國家科技競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。開展學(xué)科發(fā)展研究，總結(jié)、發(fā)布自然科學(xué)各領(lǐng)域最新學(xué)科進(jìn)展，是一項(xiàng)推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)性工作。

　　中國科協(xié)啟動(dòng)并建立學(xué)科發(fā)展研究及學(xué)科進(jìn)展發(fā)布制度，在80多個(gè)所屬全國學(xué)會(huì)申報(bào)項(xiàng)目中，首次組織和資助其中的中國力學(xué)學(xué)會(huì)等30個(gè)一級(jí)學(xué)科的全國學(xué)會(huì)開展學(xué)科發(fā)展課題研究工作，通過對(duì)這30個(gè)學(xué)科發(fā)展的研究分析，可以勾勒出我國學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展的特點(diǎn)及趨勢(shì)。概括起來，這些特點(diǎn)和趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下六個(gè)方面。

　　第一，基礎(chǔ)研究不斷涌現(xiàn)高水平的原創(chuàng)成果

　　基礎(chǔ)科學(xué)的本質(zhì)是揭示客觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它是人類關(guān)于客觀世界基本規(guī)律的知識(shí)體系，是知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的先導(dǎo)與源泉。近兩年來，我國在基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域取得了一批高水平原創(chuàng)性理論研究成果。

　　在分子生物學(xué)方面，我國開展了以功能基因組和蛋白組學(xué)為研究方向，以多學(xué)科交叉為基礎(chǔ)，建立以微觀研究與宏觀研究相結(jié)合，闡明重要農(nóng)作物農(nóng)藝性狀分子調(diào)控機(jī)制為核心的研究體系。遺傳學(xué)家、小麥育種專家李振聲長期從事小麥與偃麥草遠(yuǎn)緣雜交與染色體工程育種研究，取得了一系列創(chuàng)新研究成果，被授予我國2006年度國家最高科技獎(jiǎng)。

　　在無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，支志明等解決了氮偶合反應(yīng)、閉殼金屬離子激發(fā)態(tài)配合物的形成和仿生物有機(jī)氧化等多個(gè)化學(xué)領(lǐng)域難題。他主持的研究項(xiàng)目“金屬配合物中多重鍵的反應(yīng)性研究”取得突出成果，得到國際學(xué)術(shù)界的高度評(píng)價(jià)，并獲2006年度國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

　　閔乃本等完成的“介電體超晶格材料的設(shè)計(jì)、制備、性能和應(yīng)用”項(xiàng)目，將超晶格概念推廣到介電材料，研制成周期、準(zhǔn)周期和二維調(diào)制結(jié)構(gòu)介電體超晶格和多種超聲原型器件，填補(bǔ)體波超聲器件從數(shù)百兆到數(shù)千兆的空白頻段。該項(xiàng)成果榮獲2006年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

　　1990年正式啟動(dòng)的人類基因組計(jì)劃項(xiàng)目奠定了21世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展和現(xiàn)代醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。我國已高質(zhì)量完成基因組1%即3000萬個(gè)堿基對(duì)測(cè)序任務(wù)，為基因組全序圖的完成做出了貢獻(xiàn)。2006年，我國科學(xué)家與國外科學(xué)家一起完成了人類3號(hào)染色體DNA測(cè)序和分析工作，在基因組研究方面又有了重要進(jìn)展。

　　我國還在世界上首次發(fā)現(xiàn)染色體4q31-q32上存在漢族人銀屑病的易感基因，首次發(fā)現(xiàn)染色體4q13-q21上存在漢族人白癜風(fēng)的易感基因。這2項(xiàng)成果均被國際權(quán)威遺傳學(xué)數(shù)據(jù)庫（OMIM）收錄并分別命名。

　　第二，應(yīng)用研究更加重視科技成果轉(zhuǎn)化

　　把基礎(chǔ)研究的成果以及應(yīng)用學(xué)科中的創(chuàng)新理論和理念、方法，應(yīng)用于解決社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中面臨的重大問題，促進(jìn)研究成果的生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，是應(yīng)用學(xué)科的首要任務(wù)。近兩年來，我國在應(yīng)用學(xué)科研究領(lǐng)域更加重視科技成果的轉(zhuǎn)化導(dǎo)向。

　　程國棟主持的“青藏鐵路工程與多年凍土相互作用及其環(huán)境效應(yīng)研究”，有效解決了青藏鐵路建設(shè)中的一些重大技術(shù)難題，為青藏鐵路工程建設(shè)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。研究人員根據(jù)長期在青藏公路、青康公路的科學(xué)研究積累，創(chuàng)造性地提出了“冷卻路基、降低多年凍土溫度”的主動(dòng)保護(hù)多年凍土的設(shè)計(jì)新思路。該項(xiàng)目2005年獲中國科學(xué)院重大杰出科技成就獎(jiǎng)。

　　江澤慧主持的“竹質(zhì)工程材料制造關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目，從竹材基礎(chǔ)研究入手，在新型竹質(zhì)裝飾材制造和竹炭材料制造等方面的關(guān)鍵技術(shù)上取得創(chuàng)新與突破。其竹質(zhì)工程產(chǎn)業(yè)化的推廣應(yīng)用，帶動(dòng)竹藤產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)目榮獲2006年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

　　殷瑞鈺提出的鋼鐵企業(yè)要集產(chǎn)品制造、能源轉(zhuǎn)換、廢棄物處理與再資源化三大功能于一體的新一代鋼鐵制造流程新理念，正在不斷深化和開發(fā)應(yīng)用中。

　　在艾滋病疫苗、禽流感疫苗、SARS疫苗等重大傳染病防治的應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面，我國取得了重大進(jìn)展。鐘南山領(lǐng)導(dǎo)的攻關(guān)協(xié)作組研制出的 小分子干擾核糖核酸在猴子身上的試驗(yàn)獲得成功，證明小干擾核酸藥物對(duì)SARS冠狀病毒具有明顯的治療和預(yù)防作用。

　　第三，高新技術(shù)與國際先進(jìn)水平差距日趨縮小

　　運(yùn)用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，進(jìn)一步優(yōu)化我國國民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變，不僅關(guān)系到我國能否趕上世界高科技發(fā)展與創(chuàng)新的潮流以及中國的國際競(jìng)爭(zhēng)力的不斷提高，還關(guān)系到中國可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)安全和國家主權(quán)。近兩年來，我國緊跟科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的步伐，加快落實(shí)我國高科技發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，一些領(lǐng)域與世界發(fā)達(dá)國家的差距正在縮小。

　　2006年，我國自主研制生產(chǎn)的新一代戰(zhàn)斗機(jī)──殲十公開亮相，標(biāo)志著我國航空科技取得了重大進(jìn)展。殲十的研制成功大幅度縮短了我國與發(fā)達(dá)國家戰(zhàn)機(jī)的差距，對(duì)于提高我國的國防實(shí)力具有重要意義。該成果獲2006年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

　　我國在應(yīng)用衛(wèi)星和載人航天技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，2005年“神舟”6號(hào)飛船再次成功載人上天并安全返回，成為中國航天史上又一新的里程碑。我國的深空探測(cè)已經(jīng)起步，月球探測(cè)一期工程進(jìn)入工程研制階段，主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)繞月探測(cè)，“嫦娥”一號(hào)探月衛(wèi)星將于2007年發(fā)射。

　　在納米科技領(lǐng)域，我國科學(xué)家在新型納米材料研制、納米電子、一維量子線、零維量子點(diǎn)材料、信息存儲(chǔ)等方面取得了一批趕超世界先進(jìn)水平的研究成果。

　　2006年，新一代通用中央處理器芯片——“龍芯2號(hào)增強(qiáng)型處理器芯片”（即“龍芯2E”）問世。該芯片性能達(dá)到了中檔奔騰Ⅳ處理器水平。

　　第四，工程技術(shù)更加注重服務(wù)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)

　　學(xué)科發(fā)展的動(dòng)因，在很大程度上歸結(jié)于社會(huì)需求的驅(qū)動(dòng)。近兩年來，國家建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需要直接牽動(dòng)了我國相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，尤其在工程技術(shù)學(xué)科更為明顯。

　　孫寶國主持完成的“重要含硫食用香料的研制”項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了制約我國硫醇、硫醚、二硫醚類香料生產(chǎn)的一系列行業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)的突破，并實(shí)際應(yīng)用于7種重要含硫食用香料的生產(chǎn)。該研究成果獲2005年度國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)。

　　在化學(xué)工程領(lǐng)域，我國科學(xué)家研制成功大比表面積非晶態(tài)鎳合金催化劑。該催化劑具有的優(yōu)異低溫加氫活性和磁性正好滿足磁穩(wěn)定床的要求，由此解決了均勻磁場(chǎng)放大和線圈長周期安全運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)難題。

　　在數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像儀器研制方面，我國突破了永久磁體磁共振成像系統(tǒng)（MRI）國際公認(rèn)的場(chǎng)強(qiáng)極限，自主開發(fā)了世界第一臺(tái)0.45T醫(yī)用永磁MRI系統(tǒng)，在永磁MRI磁體、梯度等核心技術(shù)上步入世界科技前沿，已成為國際上低場(chǎng)永磁開放式MRI系統(tǒng)的最大生產(chǎn)國和出口國。

　　第五，學(xué)科間交叉滲透融合趨勢(shì)日益明顯

　　科學(xué)創(chuàng)新涉及廣泛的新知識(shí)、新觀點(diǎn)和新技術(shù)，促使跨學(xué)科間的合作迅速增加。近兩年來，隨著我國各學(xué)科的發(fā)展，學(xué)科之間不斷交叉、滲透與融合，并促進(jìn)科學(xué)重大發(fā)現(xiàn)和新興學(xué)科的產(chǎn)生。

　　力學(xué)學(xué)科與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、地球科學(xué)和生物科學(xué)等學(xué)科相互促進(jìn)、交叉和融合的過程中，形成了物理力學(xué)、生物力學(xué)等交叉學(xué)科，并在這些交叉學(xué)科的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究領(lǐng)域取得了一批突出成果，如“鐵電陶瓷的力電耦合失效與本構(gòu)關(guān)系研究”等。

　　在化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域，研究者利用屬于物理學(xué)科范疇的低溫超高真空掃描隧道顯微鏡，對(duì)吸附于金屬表面的鈷酞菁分子進(jìn)行“單分子手術(shù)”，在世界上首次成功實(shí)現(xiàn)了單分子自旋態(tài)的控制；
利用屬于信息科學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科范疇的國產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)開發(fā)的分子動(dòng)力學(xué)并行算法，在膜蛋白和配體對(duì)信號(hào)通路調(diào)控的分子動(dòng)力學(xué)模擬和實(shí)驗(yàn)方面取得了具有國際先進(jìn)水平的研究成果。

　　地理學(xué)的研究對(duì)象和研究內(nèi)容的拓展，出現(xiàn)的學(xué)科間交叉、滲透和融合，使它成為一門包容自然科學(xué)、人文社會(huì)科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)，以人類環(huán)境、人地關(guān)系和空間相互作用為主要研究對(duì)象的綜合性學(xué)科。

　　心理學(xué)已拓展到醫(yī)學(xué)、教育學(xué)、管理學(xué)，以及社會(huì)學(xué)、法學(xué)、軍事學(xué)、史學(xué)等學(xué)科。以醫(yī)學(xué)心理學(xué)為例，它是應(yīng)醫(yī)學(xué)模式發(fā)展的需要，將心理科學(xué)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合，形成一門新生心理學(xué)分支學(xué)科。

　　神經(jīng)工程學(xué)是一個(gè)新的交叉學(xué)科，在康復(fù)工程、（廣義）仿生工程、生物安全、國家安全等方面有著廣泛的應(yīng)用前景，而腦－機(jī)接口則是其中的前沿與熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。高上凱研究小組在這一領(lǐng)域的研究工作目前居世界前列。

　　智能制造技術(shù)已滲透到制造過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，徹底改變了傳統(tǒng)的制造工藝和制造過程，它通過模擬人類技工和專家的智能活動(dòng)，對(duì)制造信息進(jìn)行分析、判斷，并完成推理和決策，繼而取代、延伸制造過程中人的部分腦力勞動(dòng)。

　　在醫(yī)學(xué)各學(xué)科之間、醫(yī)學(xué)和其他學(xué)科之間呈現(xiàn)出交叉、整合和重構(gòu)的新趨勢(shì)，并由此產(chǎn)生一批新興學(xué)科，例如，醫(yī)學(xué)基因組學(xué)、藥物基因組學(xué)、應(yīng)激醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)生物信息學(xué)、生物倫理學(xué)等。中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)學(xué)是我國獨(dú)創(chuàng)的一門新興學(xué)科�！爸形麽t(yī)結(jié)合治療SARS臨床研究”和“中醫(yī)瘟疫研究及其方法體系構(gòu)建”分別于2005年和2006年獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。

　　第六，我國學(xué)科發(fā)展整體水平仍需大幅提升

　　近兩年來，盡管我國學(xué)科發(fā)展取得一些重大突破和重要進(jìn)展，但是從整體來看，我國的科學(xué)技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家仍然存在較大差距，自主創(chuàng)新的環(huán)境依然不盡如人意，自主創(chuàng)新的能力依然較弱。

　　以地質(zhì)學(xué)為例，目前的研究工作存在著“三多三少”現(xiàn)象，即：證明西方學(xué)者提出的假說和理論的研究多，提出我國自己的假說和理論少；
單一學(xué)科封閉式研究多，真正意義上的多學(xué)科交叉與綜合集成研究少；
模仿性研究多，獨(dú)創(chuàng)性的成果少。

　　在機(jī)械工程領(lǐng)域，我國的高端數(shù)控裝備和大型重載裝備的獨(dú)立制造能力不足，中檔及以上數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng)基本上被國外品牌壟斷。我國的精密化制造技術(shù)與國外相比仍然存在階段性差距，精密成形和精密、超精密加工技術(shù)水平整體落后于工業(yè)發(fā)達(dá)國家。

　　我國冶金工程技術(shù)的部分創(chuàng)新成果達(dá)到了國際先進(jìn)或領(lǐng)先水平，但整體上仍與國際先進(jìn)水平有很大差距。

　　與發(fā)達(dá)國家相比，我國的航空產(chǎn)品、航空技術(shù)和航空科研能力差距仍較大。即使是新獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)的殲十戰(zhàn)斗機(jī)，與美國的F-22、F-35相比，在技術(shù)水平上也相差一代。我國利用空間進(jìn)行的研究工作尚處在試驗(yàn)階段，與世界先進(jìn)水平有很大差距。

　　作者為中國科學(xué)院常務(wù)副院長，學(xué)習(xí)時(shí)報(bào)

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