学科建设成效

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随着《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的实施，我国科研和学科建设投入不断增加，发展步伐明显加快，创新能力逐步提高，国际影响力不断扩大。中国科协发布的《学科发展研究系列报告》显示，近年来，我国学科建设取得一批重要成果，整体水平大幅提升，多项关键科技指标进入世界前列。我们正在改变世界RD模式。

光明/视觉中国

21世纪，新科技革命迅猛发展，推动了学科的交叉、融合、渗透、分化和发展，孕育着新的重大突破。

近年来，我国学科建设投入不断增加，学科发展环境不断优化，学科队伍不断壮大，学科平台建设不断完善，国际合作与交流不断加强，有力地促进了学科建设和科学研究的发展。基础学科和应用学科也在不断完善和发展，跨学科融合孕育的创新正在逐步改变学科结构。

1、学科研究成果显著。

进入21世纪以来，我国科学家发表的国际科学论文数量呈现出惊人的增长速度，引起了国际科技界的广泛关注，这也反映了我国各学科的发展趋势。

——美国汤姆森科技集团的Web of Science Index扩展版ESI数据库将所有自然科学领域分为22个:临床医学、化学、物理、生物和生物化学、分子生物学和遗传学、神经科学和行为、材料科学、工程科学、植物学和动物学、环境生态科学、免疫学、药理学和毒理学、地球科学、神经病学和心理学、农业科学、微生物学、

从2005年到2015年的数据来看，我国部分学科已经处于国际领先地位，在国际上具有较强的影响力。我国22个学科的高质量研究成果大幅增加，其中化学、物理、工程科学、材料科学、临床医学等国际科技论文发表量均超过10万篇，尤其是化学，超过30万篇。此外，在生物学和生物化学、地球科学和计算机科学领域的成就也非常可观。在22个学科中，中国在多个学科中的“每篇文章引用数”最高，为18.63；其次是分子生物学和遗传学领域，为11.55。

截至2015年，按发表论文数量计算，在22个学科领域中，我国有17个领域位居世界前五，其中，我国化学与材料科学领域位居世界第一。

此外，中国在系统科学和系统工程领域发表的期刊论文数量从2010年的23.5%增加到2015年的32.1%，成为该领域的世界领先国家。

来源:国家统计局光明图片/视觉中国

与此同时，中国的前沿学术论文也取得了巨大的成就。2015年10月，中国科学院文献信息中心联合国际专业信息服务商汤森路透发布《研究前沿2015》报告显示，中国在82个前沿学科拥有核心论文，16个前沿学科核心论文数量排名第一。这说明中国有很强的前沿贡献，在一些重要的前沿学科上，已经跻身世界先进行列。

此外，报告还显示，中国有38个前沿学科进入核心论文前三名，美国、英国、德国和日本分别为133篇、68篇、55篇和29篇。我国核心论文数量排名第一的16个前沿学科分别来自化学与材料科学、物理、数学、计算机科学与工程、农学、植物学与动物学、生物科学和地球科学6个领域。

其中，在化学和材料科学领域，中国对前沿学科的贡献超过了美国。在该领域的19个前沿学科中，中国在9个前沿学科中核心论文数量排名第一，美国有7篇。

2.基础研究应用化趋势明显。

近年来，我国一些基础研究的应用化趋势明显。基础研究成果转化周期缩短，基础研究与应用研究的界限日益模糊。

例如，在数学领域，发展偏微分方程的数值解法已经成为应用数学领域中一门迅速发展的学科，在航空航天、电磁学、石油勘探、半导体模拟、水污染处理、海洋和气象学等方面都有重要的应用。这些数学物理方程的数值模拟方法的研究属于科学与工程计算的前沿研究领域，其中针对这些问题的高阶精度数值算法的设计、分析和应用一直是一项具有挑战性的任务。

从具体学科来看，生物、生命科学、化学、地球科学等基础学科在基础研究应用方面取得了显著进展。

以中科院上海生命科学院赵国平“973”项目为例。该项目围绕新型功能人工生物器件的设计原理、合成组装、模块构建、标准化库构建以及底盘细胞内整合适应机制等关键科学问题和相关技术难点，以人工异源合成萜类化合物为主要研究对象。取得了一些重要进展，特别是在稀有人参皂苷CK、甜菊糖苷和丹参酮前体铁锈醇方面。此外，组件模块挖掘与综合技术创新取得重大进展。

合成生物学技术在肿瘤研究中的应用，在国内外都只是一项探索性的工作。深圳大学蔡志明教授领导的“973”项目“合成生物器件干预膀胱癌的基础研究”以系统生物学为基础，将合成生物技术应用于肿瘤治疗研究。该项目发现了膀胱癌的一些关键基因和通路，并在分析相关基因网络信息的基础上，利用定量可控工程系统，表征了膀胱癌发生发展中复杂事件的共性，挖掘出许多对膀胱癌识别和治疗具有潜在价值的化合物靶点。

在物理学中，近场光镊是一种基于近场光学理论的新技术，可以稳定地捕获和操纵粒子。与传统的基于单光束梯度力的远场光镊相比，近场光镊克服了光学分辨率衍射极限和热效应的限制，可以捕获和操纵纳米级的微小粒子。光镊以其独特的非接触、非侵入特性，特别是在生物学领域，被广泛应用于生物学、物理学和化学领域，并被用于研究细胞、病毒、细菌和DNA分子。

在化学方面，随着我国战略性新兴产业的发展，新材料成为近年来的热门研究方向。通过探索不同种类材料的性质，可以解决生产生活中遇到的实际问题。超级电容器是介于传统电容器和化学电源之间的一种新型储能元件。它具有充电时间短、循环寿命长、功率特性好、温度范围宽、经济环保等优点。目前已经在很多领域引起了广泛关注。电极材料的发展趋势主要有两个方向:材料的复合，利用不同材料之间的协同作用，通过不同材料之间的复合和掺杂，以获得性能优异的电极材料；纳米材料不仅具有高比表面积，还能改善电子和离子的传输和扩散路径，从而提高电极性能。

此外，我国在基础研究的一些重要前沿领域积累了不少，应用上的新突破，如暗物质、新粒子发现、河内巡天等，有望加深人类对宇宙的认知，进而在人类的探索中发挥重要作用。在高温超导和拓扑绝缘体、量子存储、量子控制、介观科学等领域。，有望探索和发现新的物理化学原理，产生应用价值；在合成生物学、脑科学等研究领域，可以探索生命起源，创新科学思维方法。

在“五百米口径球面射电望远镜(FAST)”模型前，观众驻足观看。光明/视觉中国

3.与民生相关的学科增长率

科技发展方兴未艾，是经济持续增长的主导力量。生命科学和生物技术的快速发展对提高人类生活质量起着关键作用。科技持续升温，开辟了解决能源问题的新途径；环境保护领域的新成就迅速增长，为环境问题提供了新的解决办法。与民生相关的科学技术得到大力发展，科技应用和转化速度不断加快。

以中医为例。中医药是我国独特的卫生资源和重要的民族产业，在经济社会发展全局中具有重要意义。中药的历史和复杂性制约了中药品种的做大做强。中药二次开发引领了中药产业的创新发展方向，促进了中药产业的技术升级，为保障我国医改成功、促进生物医药产业发展发挥了重大作用，产生了显著的经济效益和社会效益。

例如，围绕做大做强中成药，促进中成药产业向科技、效益、经济转变的巨大需求，天津中医药大学张伯礼院士课题组率先提出了中成药二次开发的研究策略。经过理论创新、技术突破和推广应用，构建了中成药临床精准定位、药用物质系统分析、网络药理、工艺质量优化、数字化质量控制等五大核心技术体系，形成了中成药二次开发模式，有力推动了中成药产业技术升级，成就了中药。项目完成了32个中成药品种的二次开发，销售额超亿元的品种由3个增加到12个。该项目技术已在全国多地推广，应用于近百家中药企业。

4.跨学科融合孕育创新。

跨学科融合是创新的源泉。学科的交叉和融合往往是创新的前沿，导致重要的科学发现和新学科的出现。目前，许多学科都在致力于培养学科交叉融合的意识，探索学科交叉融合的有效途径，激发创新活力，提高创新质量，全面增强创新能力。

医学交叉学科在前沿领域不断探索和深化。例如，北京大学第一医院影像科王小鹰教授、北京大学人民医院骨科周殿阁研究团队和北京大学生物医学交叉学科研究中心张觉研究团队紧密合作，创新性地开发出一种新型柔性线圈，为磁共振射频线圈的设计和成像以及下肢无创灌注功能成像提供了一种全新的思路。

近年来，我国前沿交叉学科通过探索科研管理机制创新、推进基础条件建设、招聘引进优秀科研人才、组织学术交流和科研项目申报等，有力地推动了我国学科体系建设、学科建设和队伍建设。

在前沿交叉学科研究所的框架下，各研究单位立足自身现有条件，组织多学科研究力量开展前沿问题研究和科技攻关，获得了各类交叉学科研究项目的支持，取得了一些重要的研究成果。

光明日报

化学的主要研究进展和成果

1.纳米铁催化剂用于天然气直接制乙烯。

中国科学院大连化学物理研究所鲍新和院士基于“纳米受限催化”新概念，创造性地构建了硅化物晶格受限的单铁中心催化剂，成功实现了甲烷在厌氧条件下的选择性活化，一步高效生产乙烯、芳烃、氢气等高价值化学品。与传统的天然气转化路线相比，该研究完全摒弃了高能耗的合成气制备工艺，大大缩短了工艺路线，实现了反应过程中二氧化碳的零排放，碳原子利用效率达到100%。相关的PCT专利申请已进入美国、俄罗斯、日本、欧洲和中东等国家和地区。

2.人工模拟光合作用取得重大进展。

借鉴光合生物光能高效的吸收、传递和转化机制，设计合成稳定高效的人工模拟系统，实现太阳能的高效转化和利用，是人类利用太阳能的重要目标。中国学者在该领域的研究持续快速发展，始终走在世界前列，在各方面与国际同步发展。

例如，中国科学院理化研究所的和童等。，利用自组装构建了多个基于量子点和铁氢化酶模拟化合物或廉价金属盐的人工制氢体系，从而实现了廉价、高效、稳定的光催化制氢。大连理工大学的李飞和孙立成精心设计了光敏剂分子和催化剂分子，以主客体非共价键的方式构建了产氧超分子组装体，在可见光驱动的水氧化中实现了创纪录的84%的光量子效率。中科院大华所陈军、李灿等人首次自组装天然光合酶PSII和人工半导体纳米光催化剂，构建了太阳能光催化全分解水杂化系统，实现了太阳光下的全分解水反应。这些研究对进一步合理设计廉价高效的人工全分解水系统具有重要的科学意义和应用价值。

海洋科学的主要研究进展和成果

1.极地海洋大气和空环境的业务监测及其在气候变化预测中的应用。

该项目成功研制了可在南极观测的激光雷达样机，并在挪威海研制部署了一套大型海气相互作用观测浮标。完善了南北极大气与空环境之间的业务化监测系统，实现了观测数据的远程实时传输。2014年累计实时传输数据200GB，为极地海洋大气和空环境的业务化监测提供了基础。该项目已完成技术报告15篇，发表论文197篇，获得发明专利9项，软件著作权5项，取得了良好的社会效益。

2.国家海洋局4500吨级海洋综合科考船

为适应我国新的历史时期海洋调查的需要，在国家海洋局的大力推动下，两艘4500吨级海洋综合科考船于2012年底下水。在国家海洋局科考船建造工作组的领导下，科考船由国家海洋局第一海洋研究所和第三海洋研究所建造，分别命名为“向阳红01”和“向阳红03”。经过努力，2013年6月28日，两艘科考船在武昌船舶重工集团有限公司同时开工，并分别于2015年7月和9月下水，取得了重要的阶段性成果。

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目前，支持我国科学研究和学科建设的经费渠道主要有:国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划、国家重大科研计划、国家高技术研究发展计划、国家科技支撑计划和国家重点实验室建设计划等。

各渠道的资金投入总体呈上升趋势，各有侧重。例如，国家自然科学基金委员会坚持支持基础研究，深入开展学科发展战略研究，促进学科均衡、协调、可持续发展。在推动我国自然科学基础研究、促进基础学科学科建设、发现和培养优秀科技人才等方面取得了重大成就。为提高基础研究的创新能力进行了有益的探索，积累了宝贵的经验。

光明日报