中国学科发展战略·材料科学
近 代 科 学 诞 生 以 来 ， 科 学 的 光 辉 引 领 和 促 进 了 人 类 文 明 的 进 步 ， 在 人 类 不 断 深 化 对 自 然 和 社 会 认 识 的 过 程 中 ， 形 成 了 以 学 科 为 重 要 标 志 的 、 丰 富 的 科 学 知 识 体 系 。 学 科 不 但 是 科 学 知 识 的 基 本 的 单 元 ， 同 时 也 是 科 学 活 动 的 基 本 单 元 ： 每 一 学 科 都 有 其 特 定 的 问 题 域 、 研 究 方 法 、 学 术 传 统 乃 至 学 术 共 同 体 ， 都 有 其 独 特 的 历 史 发 展 轨 迹 ； 学 科 内 和 学 科 间 的 思 想 互 动 ， 为 科 学 创 新 提 供 了 原 动 力 。 因 此 ， 发 展 科 技 ， 必 须 研 究 并 把 握 学 科 内 部 运 作 及 其 与 社 会 相 互 作 用 的 机 制 及 规 律 。
中 国 科 学 院 学 部 作 为 我 国 自 然 科 学 的 最 高 学 术 机 构 和 国 家 在 科
学 技 术 方 面 的 最 高 咨 询 机 构 ， 历 来 十 分 重 视 研 究 学 科 发 展 战 略 。 ２００９ 年 ４ 月 与 国 家 自 然 科 学 基 金 委 员 会 联 合 启 动 了 “２０１１ ～ ２０２０ 年 我 国 学 科 发 展 战 略 研 究 ” １９ 个 专 题 咨 询 研 究 ， 并 组 建 了 总 体 报
告 研 究 组 。 在 此 工 作 基 础 上 ， 为 持 续 深 入 开 展 有 关 研 究 ， 学 部 于 ２０１０ 年 底 ， 在 一 些 特 定 的 领 域 和 方 向 上 重 点 部 署 了 学 科 发 展 战 略 研 究 项 目 ， 研 究 成 果 现 以 “中 国 学 科 发 展 战 略 ” 丛 书 形 式 系 列 出 版 ， 供 大 家 交 流 讨 论 ， 希 望 起 到 引 导 之 效 。
根 据 学 科 发 展 战 略 研 究 总 体 研 究 工 作 成 果 ， 我 们 特 别 注 意 到 学
① 题 注 ： 李 耳 《老 子 》 第 ６４ 章 ： “合 抱 之 木 ， 生 于 毫 末 ； 九 层 之 台 ， 起 于 累 土 ； 千 里 之 行 ， 始 于 足 下 。”
科 发 展 的 以 下 几 方 面 的 特 征 和 趋 势 。
一 是 学 科 发 展 已 越 出 单 一 学 科 的 范 围 ， 呈 现 出 集 群 化 发 展 的 态 势 ， 呈 现 出 多 学 科 互 动 共 同 导 致 学 科 分 化 整 合 的 机 制 。 学 科 间 交 叉 和 融 合 、 重 点 突 破 和 “整 体 统 一 ”， 成 为 许 多 相 关 学 科 得 以 实 现 集 群 式 发 展 的 重 要 方 式 ， 一 些 学 科 的 边 界 更 加 模 糊 。
二 是 学 科 发 展 体 现 了 一 定 的 周 期 性 ， 一 般 要 经 历 源 头 创 新 期 、
创 新 密 集 区 、 完 善 与 扩 散 期 。 并 在 科 学 革 命 性 突 破 的 基 础 上 螺 旋 上
升 式 发 展 ， 进 入 新 一 轮 发 展 周 期 。 根 据 不 同 阶 段 的 学 科 发 展 特 点 ，
实 现 学 科 均 衡 与 协 调 发 展 成 为 了 学 科 整 体 发 展 的 必 然 要 求 。
三 是 学 科 发 展 的 驱 动 因 素 、 研 究 方 式 和 表 征 方 式 发 生 了 相 应 的 变 化 。 学 科 的 发 展 以 好 奇 心 牵 引 下 的 问 题 驱 动 为 主 ， 逐 渐 向 社 会 需 求 牵 引 下 的 问 题 驱 动 转 变 ； 计 算 成 为 了 理 论 、 实 验 之 外 的 第 三 种 研 究 方 式 ； 基 于 动 态 模 拟 和 图 像 显 示 等 信 息 技 术 ， 为 各 学 科 纯 粹 的 抽 象 数 学 语 言 提 供 了 更 加 生 动 、 直 观 的 辅 助 表 征 手 段 。
四 是 科 学 方 法 和 工 具 的 突 破 与 学 科 发 展 互 相 促 进 作 用 更 加 显 著 。 技 术 科 学 的 进 步 为 激 发 新 现 象 并 揭 示 物 质 多 尺 度 、 极 端 条 件 下 的 本 质 和 规 律 提 供 了 积 极 有 效 手 段 。 同 时 ， 学 科 的 进 步 也 为 技 术 科 学 的 发 展 和 催 生 战 略 新 兴 产 业 奠 定 了 重 要 基 础 。
五 是 文 化 、 制 度 成 为 了 促 进 学 科 发 展 的 重 要 前 提 。 崇 尚 科 学 精 神 的 文 化 环 境 、 避 免 过 多 行 政 干 预 和 利 益 博 弈 的 制 度 建 设 、 追 求 可 持 续 发 展 的 目 标 和 思 想 ， 将 不 仅 极 大 促 进 传 统 学 科 和 当 代 新 兴 学 科
的 快 速 发 展 ， 而 且 也 为 人 才 成 长 并 进 而 促 进 学 科 创 新 提 供 了 必 要 条 件 。
我 国 学 科 体 系 系 由 西 方 移 植 而 来 ， 学 科 制 度 的 跨 文 化 移 植 及 其 在 中 国 文 化 中 的 本 土 化 进 程 ， 延 续 已 达 百 年 之 久 ， 至 今 仍 未 结 束 。 鸦 片 战 争 之 后 ， 代 数 学 、 微 积 分 、 三 角 学 、 概 率 论 、 解 析 几
何 、 力 学 、 声 学 、 光 学 、 电 学 、 化 学 、 生 物 学 和 工 程 科 学 等 的 近 代 科 学 知 识 被 介 绍 到 中 国 ， 其 中 有 些 知 识 成 为 一 些 学 堂 和 书 院 的 教 学 内 容 。 １９０４ 年 清 政 府 颁 布 “癸 卯 学 制 ”， 该 学 制 将 科 学 技 术 分 为 格 致 科 （自 然 科 学 ）、 农 业 科 、 工 艺 科 和 医 术 科 ， 各 科 又 分 为 诸 多 学
科 。 １９０５ 年 清 朝 废 除 科 举 ， 此 后 中 国 传 统 学 科 体 系 逐 步 被 来 自 西 方 的 新 学 科 体 系 取 代 。
民 国 时 期 现 代 教 育 发 展 较 快 ， 科 学 社 团 与 科 研 机 构 纷 纷 创 建 ，
现 代 学 科 体 系 的 框 架 基 础 成 型 ， 一 些 重 要 学 科 实 现 了 制 度 化 。 大 学 引 进 欧 美 的 通 才 教 育 模 式 ， 培 育 各 学 科 的 人 才 。 １９１２ 年 詹 天 佑 发
起 成 立 中 华 工 程 师 会 ， 该 会 后 来 与 类 似 团 体 合 为 中 国 工 程 师 学 会 。
１９１４ 年 留 学 美 国 的 学 者 创 办 中 国 科 学 社 。 １９２２ 年 中 国 地 质 学 会 成
立 ， 此 后 ， 生 理 、 地 理 、 气 象 、 天 文 、 植 物 、 动 物 、 物 理 、 化 学 、
机 械 、 水 利 、 统 计 、 航 空 、 药 学 、 医 学 、 农 学 、 数 学 等 学 科 的 学 会 相 继 创 建 。 这 些 学 会 及 其 创 办 的 《科 学 》、 《工 程 》 等 期 刊 加 速 了 现 代 学 科 体 系 在 中 国 的 构 建 和 本 土 化 。 １９２８ 年 国 民 政 府 创 建 中 央 研 究 院 ， 这 标 志 着 现 代 科 学 技 术 研 究 在 中 国 的 制 度 化 。 中 央 研 究 院 主 要 开 展 数 学 、 天 文 学 与 气 象 学 、 物 理 学 、 化 学 、 地 质 与 地 理 学 、 生 物 科 学 、 人 类 学 与 考 古 学 、 社 会 科 学 、 工 程 科 学 、 农 林 学 、 医 学 等 学 科 的 研 究 ， 将 现 代 学 科 在 中 国 的 建 设 提 升 到 了 研 究 层 次 。
中 华 人 民 共 和 国 建 立 之 后 ， 学 科 建 设 进 入 了 一 个 新 阶 段 ， 逐 步
形 成 了 比 较 完 整 的 体 系 。 １９４９ 年 １１ 月 新 中 国 组 建 了 中 国 科 学 院 ，
建 设 以 学 科 为 基 础 的 各 类 研 究 所 。 １９５２ 年 ， 教 育 部 对 全 国 高 等 学 校 进 行 院 系 调 整 ， 推 行 苏 联 式 的 专 业 教 育 模 式 ， 学 科 体 系 不 断 细
化 。 １９５６ 年 ， 国 家 制 定 出 《十 二 年 科 学 技 术 发 展 远 景 规 划 纲 要 》， 该 规 划 包 括 ５７ 项 任 务 和 １２ 个 重 点 项 目 。 规 划 制 定 过 程 中 形 成 的 “以 任 务 带 学 科 ” 的 理 念 主 导 了 以 后 全 国 科 技 发 展 的 模 式 。 １９７８ 年
召 开 全 国 科 学 大 会 之 后 ， 科 学 技 术 事 业 从 国 防 动 力 向 经 济 动 力 的 转 变 ， 推 进 了 科 学 技 术 转 化 为 生 产 力 的 进 程 。
科 技 规 划 和 “任 务 带 学 科 ” 模 式 都 加 速 了 我 国 科 研 的 尖 端 研
究 ， 有 力 带 动 了 核 技 术 、 航 天 技 术 、 电 子 学 、 半 导 体 、 计 算 技 术 、
自 动 化 等 前 沿 学 科 建 设 与 新 方 向 的 开 辟 ， 填 补 了 学 科 和 领 域 的 空 白 ， 不 断 奠 定 工 业 化 建 设 与 国 防 建 设 的 科 学 技 术 基 础 。 不 过 ， 这 种 模 式 在 某 些 时 期 或 多 或 少 地 弱 化 了 学 科 的 基 础 建 设 、 前 瞻 发 展 与 创 新 活 力 。 比 如 ， 发 展 尖 端 技 术 的 任 务 直 接 带 动 了 计 算 机 技 术 的 兴 起
与 计 算 机 的 研 制 ， 但 科 研 力 量 长 期 跟 着 任 务 走 ， 而 对 学 科 建 设 着 力 不 够 ， 已 成 为 制 约 我 国 计 算 机 科 学 技 术 发 展 的 “短 板 ”。 面 对 建 设 创 新 型 国 家 的 历 史 使 命 ， 我 国 亟 待 夯 实 学 科 基 础 ， 为 科 学 技 术 的 持 续 发 展 与 创 新 能 力 的 提 升 而 开 辟 知 识 源 泉 。
反 思 现 代 科 学 学 科 制 度 在 我 国 移 植 与 本 土 化 的 进 程 ， 应 该 看 到 ， ２０ 世 纪 上 半 叶 ， 由 于 西 方 列 强 和 日 本 入 侵 ， 再 加 上 频 繁 的 内 战 ， 科 学 与 救 亡 结 下 了 不 解 之 缘 ， 新 中 国 建 立 以 来 ， 更 是 长 期 面 临 着 经 济 建 设 和 国 家 安 全 的 紧 迫 任 务 。 中 国 科 学 家 、 政 治 家 、 思 想 家 乃 至 一 般 民 众 均 不 得 不 以 实 用 的 心 态 考 虑 科 学 及 学 科 发 展 问 题 ， 我 国 科 学 体 制 缺 乏 应 有 的 学 科 独 立 发 展 空 间 和 学 术 自 主 意 识 。 改 革 开 放 以 来 ， 中 国 取 得 了 卓 越 的 经 济 建 设 成 就 ， 今 天 我 们 可 以 也 应 该 静
下 心 来 思 考 “任 务 ” 与 学 科 的 相 互 关 系 ， 重 审 学 科 发 展 战 略 。
现 代 科 学 不 仅 表 现 为 其 最 终 成 果 的 科 学 知 识 ， 还 包 括 这 些 知 识 背 后 的 科 学 方 法 、 科 学 思 想 和 科 学 精 神 ， 以 及 让 科 学 得 以 运 行 的 科 学 体 制 ， 科 学 家 的 行 为 规 范 和 科 学 价 值 观 。 相 对 于 我 国 的 传 统 文 化 ， 现 代 科 学 是 一 个 “陌 生 的 ”、 “移 植 的 ” 东 西 。 尽 管 西 方 科 学 传 入 我 国 已 有 一 百 多 年 的 历 史 ， 但 我 们 更 多 地 还 是 关 注 器 物 层 面 ， 强 调 科 学 之 实 用 价 值 ， 而 较 少 触 及 科 学 的 文 化 层 面 ， 未 能 有 效 而 普 遍 地 触 及 到 整 个 科 学 文 化 的 移 植 和 本 土 化 问 题 。 中 国 传 统 文 化 以 及 当 今 的 社 会 文 化 仍 在 深 刻 地 影 响 着 中 国 科 学 的 灵 魂 。 可 以 说 ， 迄 ２０ 世 纪 结 束 ， 我 国 移 植 了 现 代 科 学 及 其 学 科 体 制 ， 却 在 很 大 程 度 上 拒 斥 与 之 相 关 的 科 学 文 化 及 相 应 制 度 安 排 。
科 学 是 一 项 探 索 真 理 的 事 业 ， 学 科 发 展 也 有 其 内 在 的 目 标 ， 探 求 真 理 的 目 标 。 在 科 技 政 策 制 定 过 程 中 ， 以 外 在 的 目 标 替 代 学 科 发 展 的 内 在 目 标 ， 或 是 只 看 到 外 在 目 标 而 未 能 看 到 内 在 目 标 ， 均 是 不 适 当 的 。 现 代 科 学 制 度 化 进 程 的 含 义 就 在 于 ： 探 索 真 理 对 于 人 类 发 展 来 说 是 必 要 的 和 有 至 上 价 值 的 ， 因 而 现 代 社 会 和 国 家 须 为 探 索 真 理 的 事 业 和 人 们 提 供 制 度 性 的 支 持 和 保 护 ， 须 为 之 提 供 稳 定 的 经 费 支 持 ， 更 须 为 之 提 供 基 本 的 学 术 自 由 。
２０ 世 纪 以 来 ， 科 学 与 国 家 的 目 的 不 可 分 割 地 联 系 在 一 起 ， 科
学 事 业 的 发 展 不 可 避 免 地 要 接 受 来 自 政 府 的 直 接 或 间 接 的 支 持 、 监 督 或 干 预 ， 但 这 并 不 意 味 着 ， 从 此 便 不 再 谈 科 学 自 主 和 自 由 。 事 实 上 ， 在 现 当 代 条 件 下 ， 在 制 定 国 家 科 技 政 策 时 充 分 考 虑 “任 务 ” 和 学 科 的 平 衡 ， 不 但 是 最 大 限 度 实 现 学 术 自 由 、 提 升 科 学 创 造 活 力 的 有 效 路 径 ， 同 时 也 是 让 科 学 服 务 于 国 家 和 社 会 需 要 的 最 有 效 的 做 法 。 这 里 存 在 着 这 样 一 种 辩 证 法 ： 科 学 技 术 系 统 只 有 在 具 有 高 度 创 造 活 力 的 情 形 下 ， 才 能 在 创 新 型 国 家 建 设 过 程 中 发 挥 最 大 作 用 。
在 全 社 会 范 围 内 创 造 一 种 允 许 失 败 、 自 由 探 讨 的 科 研 氛 围 ； 尊 重 学 科 发 展 的 内 在 规 律 ， 让 科 研 人 员 充 分 发 挥 自 己 的 创 造 潜 能 ； 充 分 尊 重 科 学 家 的 个 人 自 由 ， 不 以 “任 务 ” 作 为 学 科 发 展 的 目 标 ， 让 科 学 共 同 体 自 主 地 来 决 定 学 科 的 发 展 方 向 。 这 样 做 的 结 果 往 往 比 事
先 规 划 要 更 加 激 动 人 心 。 比 如 ， １９ 世 纪 末 德 国 化 学 学 科 的 发 展 史 就 充 分 说 明 了 这 一 点 。 从 内 部 条 件 上 讲 ， 首 先 是 由 于 洪 堡 兄 弟 所 创 办 的 新 型 大 学 模 式 ， 主 张 教 与 学 的 自 由 、 教 学 与 研 究 相 结 合 ， 使 得 自 由 创 新 成 为 德 国 的 主 流 学 术 生 态 。 从 外 部 环 境 来 看 ， 德 国 是 一 个 后 发 国 家 ， 不 像 英 、 法 等 国 拥 有 大 量 的 海 外 殖 民 地 ， 只 有 依 赖 技 术 创 新 弥 补 资 源 的 稀 缺 。 在 强 大 爱 国 热 情 的 感 召 下 ， 德 国 化 学 家 的 创 新 激 情 迸 发 ， 与 市 场 开 发 相 结 合 ， 在 染 料 工 业 、 化 学 制 药 工 业 方 面 进 步 神 速 ， 十 余 年 间 便 领 先 于 世 界 。
中 国 科 学 院 作 为 国 家 科 技 事 业 “火 车 头 ”， 有 责 任 提 升 我 国 原 始 创 新 能 力 ， 有 责 任 解 决 关 系 国 家 全 局 和 长 远 发 展 的 基 础 性 、 前 瞻
性 、 战 略 性 重 大 科 技 问 题 ， 有 责 任 引 领 中 国 科 学 走 自 主 创 新 之 路 。
中 国 科 学 院 学 部 汇 聚 了 我 国 优 秀 科 学 家 的 代 表 ， 更 要 责 无 旁 贷 地 承 担 起 引 领 中 国 科 技 进 步 和 创 新 的 重 任 ， 系 统 、 深 入 地 对 自 然 科 学 各 学 科 进 行 前 瞻 性 战 略 研 究 。 这 一 研 究 工 作 ， 旨 在 系 统 梳 理 世 界 自 然 科 学 各 学 科 的 发 展 历 程 ， 总 结 各 学 科 的 发 展 规 律 和 内 在 逻 辑 ， 前 瞻 各 学 科 中 长 期 发 展 趋 势 ， 从 而 提 炼 出 学 科 前 沿 的 重 大 科 学 问 题 ， 提 出 学 科 发 展 的 新 概 念 和 新 思 路 。 开 展 学 科 发 展 战 略 研 究 ， 也 要 面 向 我 国 现 代 化 建 设 的 长 远 战 略 需 求 ， 系 统 分 析 科 技 创 新 对 人 类 社 会 发
展 和 我 国 现 代 化 进 程 的 影 响 ， 注 重 新 技 术 、 新 方 法 和 新 手 段 研 究 ，
提 炼 出 符 合 中 国 发 展 需 求 的 新 问 题 和 重 大 战 略 方 向 。 开 展 学 科 发 展 战 略 研 究 ， 还 要 从 支 撑 学 科 发 展 的 软 、 硬 件 环 境 和 建 设 国 家 创 新 体 系 的 整 体 要 求 出 发 ， 重 点 关 注 学 科 政 策 、 重 点 领 域 、 人 才 培 养 、 经
费 投 入 、 基 础 平 台 、 管 理 体 制 等 核 心 要 素 ， 为 学 科 的 均 衡 、 持 续 、
２０１０ 年 ， 在 中 国 科 学 院 各 学 部 常 委 会 的 领 导 下 ， 各 学 部 依 托 国 内 高 水 平 科 研 教 育 等 单 位 ， 积 极 酝 酿 和 组 建 了 以 院 士 为 主 体 、 众 多 专 家 参 与 的 学 科 发 展 战 略 研 究 组 。 经 过 各 研 究 组 的 深 入 调 查 和 广 泛 研 讨 ， 形 成 了 “中 国 学 科 发 展 战 略 ” 丛 书 ， 纳 入 “国 家 科 学 思 想 库 － 学 术 引 领 系 列 ” 陆 续 出 版 。 学 部 诚 挚 感 谢 为 学 科 发 展 战 略 研 究 付 出 心 血 的 院 士 、 专 家 们 ！
按 照 学 部 “十 二 五 ” 工 作 规 划 部 署 ， 学 科 发 展 战 略 研 究 将 持 续 开 展 ， 希 望 学 科 发 展 战 略 系 列 研 究 报 告 持 续 关 注 前 沿 ， 不 断 推 陈 出 新 ， 引 导 广 大 科 学 家 与 中 国 科 学 院 学 部 一 起 ， 把 握 世 界 科 学 发 展 动 态 ， 夯 实 中 国 科 学 发 展 的 基 础 ， 共 同 推 动 中 国 科 学 早 日 实 现 创 新 跨 越 ！