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基礎(chǔ)研究以深刻認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象、揭示自然規(guī)律，獲取新知識(shí)、新原理、新方法和培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才等為基本使命，是高新技術(shù)發(fā)展的重要源泉，是培育創(chuàng)新人才的搖籃，是建設(shè)先進(jìn)文化的基礎(chǔ)，是未來(lái)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。發(fā)展基礎(chǔ)研究要堅(jiān)持服務(wù)國(guó)家目標(biāo)與鼓勵(lì)自由探索相結(jié)合，遵循科學(xué)發(fā)展的規(guī)律，重視科學(xué)家的探索精神，突出科學(xué)的長(zhǎng)遠(yuǎn)價(jià)值，穩(wěn)定支持，超前部署，并根據(jù)科學(xué)發(fā)展的新動(dòng)向，進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。本綱要從學(xué)科發(fā)展、科學(xué)前沿問(wèn)題、面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的基礎(chǔ)研究、重大科學(xué)研究計(jì)劃四個(gè)方面進(jìn)行部署。
1．學(xué)科發(fā)展
根據(jù)基礎(chǔ)研究厚積薄發(fā)、探索性強(qiáng)、進(jìn)展往往難以預(yù)測(cè)的特點(diǎn)，對(duì)基礎(chǔ)學(xué)科進(jìn)行全面布局，突出學(xué)科交叉、融合與滲透，培育新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)。通過(guò)長(zhǎng)期、深厚的學(xué)術(shù)研究積累，促進(jìn)原始創(chuàng)新能力的提升，促進(jìn)多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展。
�。�1）基礎(chǔ)學(xué)科
重視基本理論和學(xué)科建設(shè)，全面協(xié)調(diào)地發(fā)展數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、地球科學(xué)、生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科。
�。�2）交叉學(xué)科和新興學(xué)科
基礎(chǔ)學(xué)科之間、基礎(chǔ)學(xué)科與應(yīng)用學(xué)科、科學(xué)與技術(shù)、自然科學(xué)與人文社會(huì)科學(xué)的交叉與融合，往往導(dǎo)致重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和新興學(xué)科的產(chǎn)生，是科學(xué)研究中最活躍的部分之一，要給予高度關(guān)注和重點(diǎn)部署。
2．科學(xué)前沿問(wèn)題
微觀與宇觀的統(tǒng)一，還原論與整體論的結(jié)合，多學(xué)科的相互交叉，數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)向各領(lǐng)域的滲透，先進(jìn)技術(shù)和手段的運(yùn)用，是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展前沿的主要特征，孕育著科學(xué)上的重大突破，使人類(lèi)對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)不斷地超越和深化。遴選科學(xué)前沿問(wèn)題的原則為：對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展具有帶動(dòng)作用，具有良好基礎(chǔ)，能充分體現(xiàn)我國(guó)優(yōu)勢(shì)與特色，有利于大幅度提升我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)的國(guó)際地位。
（1）生命過(guò)程的定量研究和系統(tǒng)整合
主要研究方向：基因語(yǔ)言及調(diào)控，功能基因組學(xué)，模式生物學(xué)，表觀遺傳學(xué)及非編碼核糖核酸，生命體結(jié)構(gòu)功能及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，生命體重構(gòu)，生物信息學(xué)，計(jì)算生物學(xué)，系統(tǒng)生物學(xué)，極端環(huán)境中的生命特征，生命起源和演化，系統(tǒng)發(fā)育與進(jìn)化生物學(xué)等。
�。�2）凝聚態(tài)物質(zhì)與新效應(yīng)
主要研究方向：強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系、軟凝聚態(tài)物質(zhì)，新量子特性凝聚態(tài)物質(zhì)與新效應(yīng)，自相似協(xié)同生長(zhǎng)、巨開(kāi)放系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題，玻色━愛(ài)因斯坦凝聚，超流超導(dǎo)機(jī)制，極端條件下凝聚態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)相變、電子結(jié)構(gòu)和多種原激發(fā)過(guò)程等。
（3）物質(zhì)深層次結(jié)構(gòu)和宇宙大尺度物理學(xué)規(guī)律
主要研究方向：微觀和宇觀尺度以及高能、高密、超高壓、超強(qiáng)磁場(chǎng)等極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律，探索統(tǒng)一所有物理規(guī)律的理論，粒子物理學(xué)前沿基本問(wèn)題，暗物質(zhì)和暗能量的本質(zhì)，宇宙的起源和演化，黑洞及各種天體和結(jié)構(gòu)的形成及演化，太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境和災(zāi)害的影響及其預(yù)報(bào)等。
（4）核心數(shù)學(xué)及其在交叉領(lǐng)域的應(yīng)用
主要研究方向：核心數(shù)學(xué)中的重大問(wèn)題，數(shù)學(xué)與其他學(xué)科相互交叉及在科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生的新的數(shù)學(xué)問(wèn)題，如離散問(wèn)題、隨機(jī)問(wèn)題、量子問(wèn)題以及大量非線(xiàn)性問(wèn)題中的數(shù)學(xué)理論和方法等。
（5）地球系統(tǒng)過(guò)程與資源、環(huán)境和災(zāi)害效應(yīng)
主要研究方向：地球系統(tǒng)各圈層（大氣圈、水圈、生物圈、地殼、地幔、地核）的相互作用，地球深部鉆探，地球系統(tǒng)中的物理、化學(xué)、生物過(guò)程及其資源、環(huán)境與災(zāi)害效應(yīng)，海陸相成藏理論，地基、�；�、空基、天基地球觀測(cè)與探測(cè)系統(tǒng)及地球模擬系統(tǒng)，地球系統(tǒng)科學(xué)理論等。
�。�6）新物質(zhì)創(chuàng)造與轉(zhuǎn)化的化學(xué)過(guò)程
主要研究方向：新的特定結(jié)構(gòu)功能分子、凝聚態(tài)和聚集態(tài)分子功能體系的設(shè)計(jì)、可控合成、制備和轉(zhuǎn)化，環(huán)境友好的新化學(xué)體系的建立，不同時(shí)空尺度物質(zhì)形成與轉(zhuǎn)化過(guò)程以及在生命過(guò)程和生態(tài)環(huán)境等復(fù)雜體系中的化學(xué)本質(zhì)、性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系和轉(zhuǎn)化規(guī)律等。
（7）腦科學(xué)與認(rèn)知科學(xué)
主要研究方向：腦功能的細(xì)胞和分子機(jī)理，腦重大疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)理，腦發(fā)育、可塑性與人類(lèi)智力的關(guān)系，學(xué)習(xí)記憶和思維等腦高級(jí)認(rèn)知功能的過(guò)程及其神經(jīng)基礎(chǔ)，腦信息表達(dá)與腦式信息處理系統(tǒng)，人腦與計(jì)算機(jī)對(duì)話(huà)等。
�。�8）科學(xué)實(shí)驗(yàn)與觀測(cè)方法、技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新
主要研究方向：具有動(dòng)態(tài)、適時(shí)、無(wú)損、靈敏、高分辨等特征的生命科學(xué)檢測(cè)、成像、分析與操縱方法，物質(zhì)組成、功能和結(jié)構(gòu)信息獲取新分析及表征技術(shù)，地球科學(xué)與空間科學(xué)研究中新觀測(cè)手段和信息獲取新方法等。
3．面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的基礎(chǔ)研究
以知識(shí)為基礎(chǔ)的社會(huì)對(duì)科學(xué)發(fā)展提出了強(qiáng)烈需求，綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)已前移到基礎(chǔ)研究，而且愈加激烈。我國(guó)作為快速發(fā)展中的國(guó)家，更要強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究服務(wù)于國(guó)家目標(biāo)，通過(guò)基礎(chǔ)研究解決未來(lái)發(fā)展中的關(guān)鍵、瓶頸問(wèn)題。遴選研究方向的原則為：對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家安全具有戰(zhàn)略性、全局性和長(zhǎng)遠(yuǎn)性意義；雖暫時(shí)還薄弱，但對(duì)發(fā)展具有關(guān)鍵性作用；能有力帶動(dòng)基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的結(jié)合，引領(lǐng)未來(lái)高新技術(shù)發(fā)展。
�。�1）人類(lèi)健康與疾病的生物學(xué)基礎(chǔ)
重點(diǎn)研究重大疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程及其干預(yù)的分子與細(xì)胞基礎(chǔ)，神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌系統(tǒng)在健康與重大疾病發(fā)生發(fā)展中的作用，病原體傳播、變異規(guī)律和致病機(jī)制，藥物在分子、細(xì)胞與整體調(diào)節(jié)水平上的作用機(jī)理，環(huán)境對(duì)生理過(guò)程的干擾，中醫(yī)藥學(xué)理論體系等。
�。�2）農(nóng)業(yè)生物遺傳改良和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的科學(xué)問(wèn)題
重點(diǎn)研究重要農(nóng)業(yè)生物基因和功能基因組及相關(guān)“組”學(xué)，生物多樣性與新品種培育的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，植物抗逆性及水分養(yǎng)分和光能高效利用機(jī)理，農(nóng)業(yè)生物與生態(tài)環(huán)境的相互作用，農(nóng)業(yè)生物安全與主要病蟲(chóng)害控制原理等。
（3）人類(lèi)活動(dòng)對(duì)地球系統(tǒng)的影響機(jī)制
重點(diǎn)研究資源勘探與開(kāi)發(fā)過(guò)程的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，重點(diǎn)流域大規(guī)模人類(lèi)活動(dòng)的生態(tài)影響、適應(yīng)性和區(qū)域生態(tài)安全，重要生態(tài)系統(tǒng)能量物質(zhì)循環(huán)規(guī)律與調(diào)控，生物多樣性保育模式，土地利用與土地覆被變化，流域、區(qū)域需水規(guī)律與生態(tài)平衡，環(huán)境污染形成機(jī)理與控制原理，海洋資源可持續(xù)利用與海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)等。
(4)全球變化與區(qū)域響應(yīng)
重點(diǎn)研究全球氣候變化對(duì)中國(guó)的影響，大尺度水文循環(huán)對(duì)全球變化的響應(yīng)以及全球變化對(duì)區(qū)域水資源的影響，人類(lèi)活動(dòng)與季風(fēng)系統(tǒng)的相互作用，海－陸－氣相互作用與亞洲季風(fēng)系統(tǒng)變異及其預(yù)測(cè)，中國(guó)近海－陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)過(guò)程，青藏高原和極地對(duì)全球變化的響應(yīng)及其氣候和環(huán)境效應(yīng)，氣候系統(tǒng)模式的建立及其模擬和預(yù)測(cè)，溫室效應(yīng)的機(jī)理，氣溶膠形成、演變機(jī)制及對(duì)氣候變化的影響及控制等。
(5)復(fù)雜系統(tǒng)、災(zāi)變形成及其預(yù)測(cè)控制
重點(diǎn)研究工程、自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)雜系統(tǒng)中微觀機(jī)理與宏觀現(xiàn)象之間的關(guān)系，復(fù)雜系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)形成的機(jī)理和演變規(guī)律、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)行為的關(guān)系，復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，系統(tǒng)突變及其調(diào)控等，研究復(fù)雜系統(tǒng)不同尺度行為間的相關(guān)性，發(fā)展復(fù)雜系統(tǒng)的理論與方法等。
(6)能源可持續(xù)發(fā)展中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題
重點(diǎn)研究化石能源高效潔凈利用與轉(zhuǎn)化的物理化學(xué)基礎(chǔ)，高性能熱功轉(zhuǎn)換及高效節(jié)能儲(chǔ)能中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，可再生能源規(guī)�；迷砗托峦緩�，電網(wǎng)安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行理論，大規(guī)模核能基本技術(shù)和氫能技術(shù)的科學(xué)基礎(chǔ)等。
(7)材料設(shè)計(jì)與制備的新原理與新方法
重點(diǎn)研究基礎(chǔ)材料改性?xún)?yōu)化的理化基礎(chǔ)、相變和組織控制機(jī)制、復(fù)合強(qiáng)韌化原理，新材料的物理化學(xué)性質(zhì)，人工結(jié)構(gòu)化和小尺度化、多功能集成化等物理新機(jī)制、新效應(yīng)和新材料設(shè)計(jì)，材料制備新原理、新工藝以及結(jié)構(gòu)、性能表征新原理，材料服役與環(huán)境的相互作用、性能演變、失效機(jī)制及壽命預(yù)測(cè)原理等。
(8)極端環(huán)境條件下制造的科學(xué)基礎(chǔ)
重點(diǎn)研究深層次物質(zhì)與能量交互作用規(guī)律，高密度能量和物質(zhì)的微尺度輸運(yùn)，微結(jié)構(gòu)形態(tài)的精確表達(dá)與計(jì)量，制造體成形、成性與系統(tǒng)集成的尺度效應(yīng)和界面科學(xué)，復(fù)雜制造系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的確定性與制造體的唯一性規(guī)律等。
(9)航空航天重大力學(xué)問(wèn)題
重點(diǎn)研究高超聲速推進(jìn)系統(tǒng)及超高速碰撞力學(xué)問(wèn)題，多維動(dòng)力系統(tǒng)及復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制理論，可壓縮湍流理論，高溫氣體熱力學(xué)，磁流體及等離子體動(dòng)力學(xué)，微流體與微系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，新材料結(jié)構(gòu)力學(xué)等。
(10)支撐信息技術(shù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)
重點(diǎn)研究新算法與軟件基礎(chǔ)理論，虛擬計(jì)算環(huán)境的機(jī)理，海量信息處理及知識(shí)挖掘的理論與方法，人機(jī)交互理論，網(wǎng)絡(luò)安全與可信可控的信息安全理論等。
4.重大科學(xué)研究計(jì)劃
根據(jù)世界科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)和我國(guó)重大戰(zhàn)略需求，選擇能引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展，對(duì)科學(xué)和技術(shù)發(fā)展有很強(qiáng)帶動(dòng)作用，可促進(jìn)我國(guó)持續(xù)創(chuàng)新能力迅速提高，同時(shí)具有優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的研究方向，重點(diǎn)部署四項(xiàng)重大科學(xué)研究計(jì)劃。這些方向的突破，可顯著提升我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，大力促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)跨越。
(1)蛋白質(zhì)研究
蛋白質(zhì)是最主要的生命活動(dòng)載體和功能執(zhí)行者。對(duì)蛋白質(zhì)復(fù)雜多樣的結(jié)構(gòu)功能、相互作用和動(dòng)態(tài)變化的深入研究，將在分子、細(xì)胞和生物體等多個(gè)層次上全面揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)，是后基因組時(shí)代的主要任務(wù)。同時(shí)，蛋白質(zhì)科學(xué)研究成果將催生一系列新的生物技術(shù)，帶動(dòng)醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和綠色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，引領(lǐng)未來(lái)生物經(jīng)濟(jì)。因此，蛋白質(zhì)科學(xué)是目前發(fā)達(dá)國(guó)家激烈爭(zhēng)奪的生命科學(xué)制高點(diǎn)。
重點(diǎn)研究重要生物體系的轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、蛋白質(zhì)生物學(xué)功能及其相互作用、蛋白質(zhì)相關(guān)的計(jì)算生物學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)，蛋白質(zhì)研究的方法學(xué)，相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究等。
(2)量子調(diào)控研究
以微電子為基礎(chǔ)的信息技術(shù)將達(dá)到物理極限，對(duì)信息科技發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，人類(lèi)必須尋求新出路，而以量子效應(yīng)為基礎(chǔ)的新的信息手段初露端倪，并正在成為發(fā)達(dá)國(guó)家激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。量子調(diào)控就是探索新的量子現(xiàn)象，發(fā)展量子信息學(xué)、關(guān)聯(lián)電子學(xué)、量子通信、受限小量子體系及人工帶隙系統(tǒng)，構(gòu)建未來(lái)信息技術(shù)理論基礎(chǔ)，具有明顯的前瞻性，有可能在20～30年后對(duì)人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生難以估量的影響。
重點(diǎn)研究量子通信的載體和調(diào)控原理及方法，量子計(jì)算，電荷－自旋－相位－軌道等關(guān)聯(lián)規(guī)律以及新的量子調(diào)控方法，受限小量子體系的新量子效應(yīng)，人工帶隙材料的宏觀量子效應(yīng)，量子調(diào)控表征和測(cè)量的新原理和新技術(shù)基礎(chǔ)等。
(3)納米研究
物質(zhì)在納米尺度下表現(xiàn)出的奇異現(xiàn)象和規(guī)律將改變相關(guān)理論的現(xiàn)有框架，使人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)進(jìn)入到嶄新的階段，孕育著新的技術(shù)革命，給材料、信息、綠色制造、生物和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域帶來(lái)極大的發(fā)展空間。納米科技已成為許多國(guó)家提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略選擇，也是我國(guó)有望實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的領(lǐng)域之一。
重點(diǎn)研究納米材料的可控制備、自組裝和功能化，納米材料的結(jié)構(gòu)、優(yōu)異特性及其調(diào)控機(jī)制，納加工與集成原理，概念性和原理性納器件，納電子學(xué)，納米生物學(xué)和納米醫(yī)學(xué)，分子聚集體和生物分子的光、電、磁學(xué)性質(zhì)及信息傳遞，單分子行為與操縱，分子機(jī)器的設(shè)計(jì)組裝與調(diào)控，納米尺度表征與度量學(xué)，納米材料和納米技術(shù)在能源、環(huán)境、信息、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用。
(4)發(fā)育與生殖研究
動(dòng)物克隆、干細(xì)胞等一系列舉世矚目的成就為生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)的未來(lái)發(fā)展帶來(lái)了重大的機(jī)遇。然而這些成果大多還不能直接造福于人類(lèi)，主要原因是對(duì)生殖與發(fā)育過(guò)程及其機(jī)理缺乏系統(tǒng)深入的認(rèn)識(shí)。我國(guó)人口增長(zhǎng)量大，出生缺陷多，移植器官?lài)?yán)重短缺，老齡化高峰即將到來(lái)，迫切需要生殖與發(fā)育科學(xué)理論的突破和技術(shù)創(chuàng)新。
重點(diǎn)研究干細(xì)胞增殖、分化和調(diào)控，生殖細(xì)胞發(fā)生、成熟與受精，胚胎發(fā)育的調(diào)控機(jī)制，體細(xì)胞去分化和動(dòng)物克隆機(jī)理，人體生殖功能的衰退與退行性病變的機(jī)制，輔助生殖與干細(xì)胞技術(shù)的安全和倫理等。
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