未來10年中國學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略

內(nèi)容概要

　　“未來10年中國學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略”叢書是國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院學(xué)部歷時兩年多聯(lián)合開展研究的重要成果，凝聚著600多位院士、專家的智慧和心血，對廣大科技工作者洞悉學(xué)科發(fā)展規(guī)律、了解前沿領(lǐng)域和重點方向及開展科技創(chuàng)新等有重要的參考價值，對促進我國學(xué)科均衡、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展必將發(fā)揮積極作用。
　　《未來10年中國學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略·力學(xué)》全面總結(jié)了近年來力學(xué)的研究現(xiàn)狀和研究動態(tài)，客觀分析了學(xué)科發(fā)展態(tài)勢，從學(xué)科的發(fā)展規(guī)律和研究特點出發(fā)，前瞻性地思考了學(xué)科的整體布局，提出了力學(xué)的重要科學(xué)問題、前沿方向及我國發(fā)展該學(xué)科領(lǐng)域的政策措施等。
　　《學(xué)術(shù)引領(lǐng)系列·國家科學(xué)思想庫·未來10年中國學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略：力學(xué)》不僅對相關(guān)領(lǐng)域科技工作者和高校師生有重要的參考價值，同時也是科技管理者和社會公眾了解力學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的權(quán)威讀本。

書籍目錄

總序
前言
摘要
Abstract
第一章 力學(xué)學(xué)科的戰(zhàn)略地位及作用
　第一節(jié) 力學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，對促進交叉學(xué)科的形成與發(fā)展具有重要的推動作用
　第二節(jié) 力學(xué)是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的重要推動力，在我國現(xiàn)代化建設(shè)和國防安全中發(fā)揮了不可替代的支撐作用
　第三節(jié) 力學(xué)是我國工程學(xué)科人才培養(yǎng)的搖籃和重要基礎(chǔ)
　第四節(jié) 力學(xué)將在實現(xiàn)我國戰(zhàn)略布局中進一步發(fā)揮重要支撐作用
第二章 力學(xué)學(xué)科的發(fā)展規(guī)律與發(fā)展態(tài)勢
　第一節(jié) 力學(xué)的定義與內(nèi)涵
　第二節(jié) 力學(xué)學(xué)科的特點
　　一、動力學(xué)與控制
　　二、固體力學(xué)
　　三、流體力學(xué)
　　四、生物力學(xué)
　　五、力學(xué)交叉學(xué)科
　第三節(jié) 力學(xué)學(xué)科的發(fā)展規(guī)律
　第四節(jié) 力學(xué)學(xué)科的發(fā)展態(tài)勢
　　一、動力學(xué)與控制
　　二、固體力學(xué)
　　三、流體力學(xué)
　　四、生物力學(xué)
　　五、力學(xué)交叉學(xué)科
第三章 力學(xué)學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀
　第一節(jié) 力學(xué)學(xué)科的研究現(xiàn)狀
　第二節(jié) 力學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢
　　一、動力學(xué)與控制
　　二、固體力學(xué)
　　三、流體力學(xué)
　　四、生物力學(xué)
　　五、力學(xué)交叉學(xué)科
　第三節(jié) 國內(nèi)研究隊伍和研究條件
　　一、動力學(xué)與控制
　　二、固體力學(xué)
　　三、流體力學(xué)
　　四、生物力學(xué)
　　五、力學(xué)交叉學(xué)科
　第四節(jié) 經(jīng)費資助狀況與作用分析
　第五節(jié) 國內(nèi)研究特色、相對優(yōu)勢領(lǐng)域
　第六節(jié) 薄弱方向及存在的問題
　　一、動力學(xué)與控制
　　二、固體力學(xué)
　　三、流體力學(xué)
　　四、生物力學(xué)
　　五、力學(xué)交叉學(xué)科
第四章 未來10年力學(xué)學(xué)科發(fā)展布局
　第一節(jié) 總體發(fā)展戰(zhàn)略布局和發(fā)展目標(biāo)
　　……
第五章 優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域和重大交叉研究領(lǐng)域
第六章 國際合作與交流
第七章 力學(xué)學(xué)科發(fā)展的保障措施

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：第一章  力學(xué)學(xué)科的戰(zhàn)略地位及作用 力學(xué)學(xué)科作為重要的基礎(chǔ)科學(xué)，是人類科學(xué)知識寶庫的重要組成部分，是促進人類文明和進步的重要手段，它催生了工業(yè)革命，得到了世界各國的高度重視。力學(xué)學(xué)科在支撐現(xiàn)代工業(yè)、高新技術(shù)和國家安全等方面具有不可替代性，在國家總體學(xué)科布局中占有獨特的重要地位，對促進交叉學(xué)科的形成與發(fā)展具有重要的推動作用，是培養(yǎng)創(chuàng)新型和復(fù)合型人才的搖籃，對增強我國科學(xué)技術(shù)原始創(chuàng)新能力并促進其向廣度和深度發(fā)展具有重要支撐作用。 第一節(jié)力學(xué)是一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科，對促進交叉學(xué)科的形成與發(fā)展具有重要的推動作用 力學(xué)學(xué)科是一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科，是人類最早從生產(chǎn)實踐中獲取經(jīng)驗，并加以歸納、總結(jié)和利用的自然科學(xué)領(lǐng)域。牛頓力學(xué)是第一門精密科學(xué)。17世紀(jì)，牛頓力學(xué)體系的建立標(biāo)志著自然科學(xué)的興起，18～19世紀(jì)，連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的誕生使力學(xué)發(fā)展成為一門內(nèi)容豐富并且獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)科學(xué)。力學(xué)具有獨立的理論體系和認(rèn)識自然規(guī)律的獨特方法，是人類關(guān)于自然規(guī)律的科學(xué)知識寶庫的重要組成部分。近代科學(xué)正是汲取和繼承了經(jīng)典力學(xué)的科學(xué)精神、研究方法和成果而發(fā)展起來的。 力學(xué)學(xué)科是一門現(xiàn)代性特征極為鮮明的基礎(chǔ)學(xué)科。在20世紀(jì)，力學(xué)的發(fā)展取得了巨大的突進，不僅完備了學(xué)科體系，同時與其他學(xué)科的交叉與融合推動了交叉學(xué)科的形成和發(fā)展，如生物力學(xué)、環(huán)境力學(xué)、爆炸與沖擊動力學(xué)、物理力學(xué)等。新型交叉學(xué)科的形成與發(fā)展改變了傳統(tǒng)概念。例如，高速空氣動力學(xué)推動了航空、航天、高速鐵路等技術(shù)的騰飛，斷裂與損傷力學(xué)深刻地改變強度設(shè)計的觀點，結(jié)構(gòu)力學(xué)及波動力學(xué)打破了在地震多發(fā)區(qū)不能建設(shè)高層建筑的禁區(qū)。對生命體應(yīng)力與生長關(guān)系、力學(xué)化學(xué)生物學(xué)耦合規(guī)律的認(rèn)識，促進生命科學(xué)和生物醫(yī)藥工程的進步?；诹W(xué)的新型交叉學(xué)科的形成與發(fā)展極大地推動了其他學(xué)科的發(fā)展，如力學(xué)與數(shù)學(xué)、計算機等科學(xué)的交叉，推動了應(yīng)用數(shù)學(xué)和計算機科學(xué)的發(fā)展，力學(xué)與物理、化學(xué)、材料等學(xué)科的交叉推動了納米科技發(fā)展，力學(xué)與生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)的交叉孕育了生物醫(yī)學(xué)工程新學(xué)科，與環(huán)境、災(zāi)害研究的交叉推動了環(huán)境科學(xué)的發(fā)展。21世紀(jì)諸多極具挑戰(zhàn)性的世界難題――氣候變化、能源短缺和可持續(xù)性發(fā)展以及納米、信息、航空航天等高新科技的發(fā)展，對力學(xué)又提出了超越經(jīng)典力學(xué)研究范圍的新的科學(xué)問題，涉及非均質(zhì)復(fù)雜介質(zhì)、極端環(huán)境、不確定性、非線性、非定常、非平衡、多尺度和多場耦合的過程等特征。這些對當(dāng)前力學(xué)學(xué)科的新挑戰(zhàn)，必將促使現(xiàn)代力學(xué)體系發(fā)生新的重大變革。 力學(xué)學(xué)科還在諸多方面大大提高了人類認(rèn)識自然界規(guī)律的能力，概括地講，其主要標(biāo)志有：①愛因斯坦對連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的評價為“除了它們的偉大實際意義以外，科學(xué)的這些部門還創(chuàng)造了一些形式的工具（偏微分方程）。這些工具是為以后尋求全部物理學(xué)新基礎(chǔ)的努力所必需的”。②以普朗特、馮?卡門、G.I.泰勒、謝多夫、錢學(xué)森等為代表的應(yīng)用力學(xué)學(xué)派，從工程應(yīng)用的角度，率先進入非線性世界，揭示了邊界層、激波、旋渦、湍流、薄殼失穩(wěn)、自模擬等一系列新現(xiàn)象、新規(guī)律，在20世紀(jì)形成了應(yīng)用力學(xué)，造就了航空和航天科技工業(yè)。③龐加萊、洛倫茨等繼承了歐拉對壓桿失穩(wěn)從而導(dǎo)致變形分岔的思路，深入挖掘了非線性問題中分岔現(xiàn)象的內(nèi)涵，深入地考察了非線性帶來的多樣性和復(fù)雜性，發(fā)現(xiàn)了“混沌”的現(xiàn)象，震驚了國際學(xué)術(shù)界。④力學(xué)家及時地預(yù)見到計算將成為科學(xué)研究的重要途徑，提出了有限元方法，并形成了計算力學(xué)學(xué)科。力學(xué)中大規(guī)模復(fù)雜工程計算的需求，對于促進高性能計算的發(fā)展起到了重要作用，推動了超級計算機的出現(xiàn)。⑤以“科學(xué)實驗之父”伽利略為首的力學(xué)家，在認(rèn)識自然規(guī)律的研究中，一貫對系統(tǒng)科學(xué)實驗與觀察極為重視，提出了一系列的實驗與觀測方法，發(fā)明了相應(yīng)的儀器設(shè)備，并形成了實驗力學(xué)分支學(xué)科。航空航天、大型橋梁、超高層建筑、汽車和高速列車等領(lǐng)域的飛速發(fā)展和重大工程的需求，促進了風(fēng)洞、三維震動臺、大型實驗水池、電測、光測及無損檢測和健康監(jiān)測儀器及設(shè)備的出現(xiàn)。 第二節(jié)力學(xué)是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的重要推動力，在我國現(xiàn)代化建設(shè)和國防安全中發(fā)揮了不可替代的支撐作用 西方工業(yè)革命的標(biāo)志是機器的廣泛使用，而經(jīng)典力學(xué)是工業(yè)革命的重要推動力。18世紀(jì)，瓦特的蒸汽機催生了工業(yè)革命，而流體力學(xué)的理論發(fā)展為航空工業(yè)的誕生奠定了理論基礎(chǔ)。工業(yè)革命極大地促進了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，對科學(xué)發(fā)展和世界文明進程產(chǎn)生了重大影響，而力學(xué)在工業(yè)革命中是工程技術(shù)科學(xué)中貢獻特別大的一個學(xué)科。 19世紀(jì)，經(jīng)典力學(xué)理論體系趨于成熟，工業(yè)和高新技術(shù)中的許多復(fù)雜問題催生了力學(xué)新理論的大力發(fā)展，出現(xiàn)了多個力學(xué)分支學(xué)科。20世紀(jì)初，普朗特在空氣動力學(xué)方面的創(chuàng)新為飛機設(shè)計和航空工業(yè)奠定了理論基礎(chǔ)。力學(xué)在航空、航天、機械、能源、土木、石油、化工、海洋、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和裝備研發(fā)上發(fā)揮了重要作用。21世紀(jì)以來，人類文明、社會經(jīng)濟發(fā)展和國家安全的新需求，如空天技術(shù)、能源技術(shù)、災(zāi)害預(yù)報與預(yù)防、環(huán)境保護、海洋工程、人類健康與重大疾病等，對力學(xué)學(xué)科提出了新挑戰(zhàn)，也為力學(xué)學(xué)科發(fā)展提供了新機遇，期待著力學(xué)的進一步突破和關(guān)鍵貢獻。 我國力學(xué)學(xué)科在國家經(jīng)濟建設(shè)和國防安全中具有重要的戰(zhàn)略地位，其巨大成就舉世矚目。以錢學(xué)森、周培源、郭永懷、錢偉長等杰出力學(xué)家為代表的我國力學(xué)工作者，在流動理論、噴氣推進、工程控制論、廣義變分原理等方面，做出了具有國際影響的開創(chuàng)性貢獻，贏得了世界力學(xué)界的尊重，同時也極大地支撐了我國現(xiàn)代工業(yè)體系和國防現(xiàn)代化建設(shè)。我國“兩彈一星”的成功研制就是力學(xué)成就的典范。我國載人航天、運載火箭、軍用飛機、核潛艇、大型發(fā)電設(shè)施與裝備、大型水電工程樞紐、大跨度橋梁、超高層建筑、巨型輪船、海洋平臺、深海鉆探、高速列車等方面取得的成就，都充分體現(xiàn)了力學(xué)的重大貢獻和重要支撐作用。 第三節(jié)力學(xué)是我國工程學(xué)科人才培養(yǎng)的搖籃和重要基礎(chǔ) 20世紀(jì)50年代，錢學(xué)森、周培源、郭永懷、錢偉長等領(lǐng)導(dǎo)我國力學(xué)工作者，制定了力學(xué)學(xué)科規(guī)劃，發(fā)展新興力學(xué)分支學(xué)科，創(chuàng)建了我國近代力學(xué)人才培養(yǎng)體系，培養(yǎng)出大批年輕力學(xué)人才，為當(dāng)時國家的經(jīng)濟建設(shè)與發(fā)展特別是以“兩彈一星”為標(biāo)志的國防工業(yè)輸送一批批力學(xué)與工程科學(xué)的優(yōu)秀人才。 20世紀(jì)50年代末，先后在有關(guān)大學(xué)成立了幾個應(yīng)用力學(xué)專業(yè)。50多年來，力學(xué)學(xué)科在我國得到了極大發(fā)展。目前，除中國科學(xué)院力學(xué)研究所以及許多行業(yè)部門中與力學(xué)緊密相關(guān)的研究所外，全國高等院校里有100多個力學(xué)系（所），成為力學(xué)和工程科學(xué)人才培養(yǎng)的基地。 由于力學(xué)與工程科學(xué)密切相關(guān)，一般在高等院校的航空航天系、機械工程系、土木工程系、能源與動力系、船舶與海洋工程系等專業(yè)安排了相當(dāng)多的力學(xué)課程。大學(xué)的土木工程、機械工程、航空航天工程、能源與動力工程、船舶與海洋工程等專業(yè)的研究生學(xué)位課程中，力學(xué)課程的學(xué)分很多，博士和碩士學(xué)位論文的力學(xué)研究往往占有相當(dāng)?shù)谋戎?。與發(fā)達國家類似，我國許多工業(yè)行業(yè)部門，特別是國防研究部門，大多數(shù)研究所都是以力學(xué)為主導(dǎo)的研究所，培養(yǎng)了大批以力學(xué)為基礎(chǔ)的工程研究人才。 綜上所述，由于力學(xué)學(xué)科在我國形成與發(fā)展的獨特歷史環(huán)境，并具有工程科學(xué)的先導(dǎo)和基礎(chǔ)的特質(zhì)，力學(xué)學(xué)科成為我國工程學(xué)科人才培養(yǎng)的搖籃和重要基礎(chǔ)。一方面，力學(xué)學(xué)科培養(yǎng)的人才活躍于土木工程、機械工程、航空航天工程、環(huán)境工程、材料工程、海洋工程、能源工程、生物醫(yī)學(xué)工程等各個工程領(lǐng)域；另一方面，工程領(lǐng)域培養(yǎng)出的人才，又在我國許多工業(yè)行業(yè)部門和國防研究部門從事以力學(xué)為基礎(chǔ)的科研工作。因此，力學(xué)學(xué)科具有培養(yǎng)和造就創(chuàng)新型和復(fù)合型工程科學(xué)人才的獨特優(yōu)勢。 第四節(jié)力學(xué)將在實現(xiàn)我國戰(zhàn)略布局中進一步發(fā)揮重要支撐作用 力學(xué)學(xué)科在國家總體學(xué)科發(fā)展布局中占有重要地位。1980年，談鎬生關(guān)于加強力學(xué)的基礎(chǔ)性作用的建議被轉(zhuǎn)呈國務(wù)院，并得到方毅同志和鄧小平同志的批示，同意將力學(xué)學(xué)科歸入基礎(chǔ)學(xué)科。從此，力學(xué)與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、生物學(xué)并列，列入七大基礎(chǔ)學(xué)科，力學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科在1987年國家科委基礎(chǔ)研究規(guī)劃和1999年國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃總綱中均有明確體現(xiàn)，認(rèn)為“力學(xué)是許多工程技術(shù)和自然科學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)”。50年來的實踐證明，這樣的認(rèn)識促進了力學(xué)學(xué)科的發(fā)展，對促進交叉學(xué)科的形成與發(fā)展具有重要的推動作用，在我國現(xiàn)代化建設(shè)和國防安全中發(fā)揮了重要支撐作用。 《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006―2020年）》明確指出了我國未來相當(dāng)長一段時間的科技工作方針：“自主創(chuàng)新、重點跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來。”實現(xiàn)這一國家戰(zhàn)略布局的核心是造就大批具有創(chuàng)新精神和能力的優(yōu)秀人才隊伍，不斷增強我國原始創(chuàng)新能力并向廣度和深度發(fā)展。力學(xué)作為重要的基礎(chǔ)學(xué)科，將繼續(xù)發(fā)揮基礎(chǔ)研究的引領(lǐng)作用和主力軍作用；力學(xué)作為工程科學(xué)的重要基礎(chǔ)，將著力解決國民經(jīng)濟、高新技術(shù)和國防安全中的關(guān)鍵力學(xué)問題。因此，根據(jù)國家需求和力學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性特點，力學(xué)學(xué)科發(fā)展布局體現(xiàn)出兩個方面的戰(zhàn)略性宏觀導(dǎo)向：①力學(xué)學(xué)科本身的新問題與前沿方向；②國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中的關(guān)鍵力學(xué)問題。 力學(xué)學(xué)科作為重要的基礎(chǔ)學(xué)科，將繼續(xù)發(fā)揮基礎(chǔ)研究的引領(lǐng)作用和主力軍作用，著力解決國民經(jīng)濟、高新技術(shù)和國防安全中的關(guān)鍵力學(xué)問題。一方面，在傳統(tǒng)重大工程領(lǐng)域（如航空、航天、機械、土木、交通等）繼續(xù)發(fā)揮不可替代的作用；另一方面，在高效潔凈能源、新能源、可再生能源、深空探測、超高速飛行器、環(huán)境保護、災(zāi)害預(yù)防、海洋開發(fā)、人類健康與重大疾病等領(lǐng)域發(fā)揮重要支撐作用。 力學(xué)學(xué)科在復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)、突破相關(guān)基礎(chǔ)理論和方法、支撐核心技術(shù)創(chuàng)新等方面具有不可替代性。與此同時，應(yīng)全面提高我國力學(xué)學(xué)科的教育和研究水平，縮小同美國、俄羅斯、歐洲等先進國家和地區(qū)的差距，躋身于世界力學(xué)強國的行列。

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