2020年基础前沿交叉领域发展态势与趋势

摘要

基础研究是科技创新的源头。本文聚焦基础前沿交叉领域的发展态势与趋势,从数学及其交叉!物理学及其交叉!化学及其交叉、纳米科技领域,分析世界主要国家/地区2020年相关的战略!计划。在遴选重要进展时将学科范围进一步聚焦:在数学及其交叉领域,聚焦数学学科内部的联系以及数学与计算机科学之间的联系;在物理及其交叉领域,聚焦凝聚态物理、原子分子物理和光学物理、粒子物理和核物理、天体物理;在化学及其交叉领域,聚焦合成化学、量子化学、化学生物学以及能源化学等;在纳米科技领域,聚焦碳纳米管的表征和制备、纳米结构的合成、纳米金属材料和纳米器件。分析结果显示,美国、欧盟、英国、日本、中国都加大基础研究的投入。美国和英国通过改革基础研究资助机构的方式加强研究成果的转化。2020年,量子信息科学、人工智能仍是各国关注的重点。除此之外,美国重视半导体、核聚变与等离子体科学,欧盟继续对粒子物理学规划进行调整,英国大力投资国内外数学和物理人才。学科内部和学科之间继续保持交叉融合趋势,计算科学是本文探讨的四个领域的共同交叉领域。学科发展基础、国际合作、大科学装置多要素相互作用共同推动物理学向宏观和微观两极深入发展。化学和纳米科技在发展的过程中,需要提取共性基础研究问题。而对于发展量子信息科技和人工智能的基础研究的广泛讨论的短板,国际和国内学术界对研究前沿的判读,战略制定人员需要结合我国发展现状,与广泛的利益相关方明确短板攻关的次序,以及适合我国的基础研究前沿领域部署。