我國物理學(xué)與其他學(xué)科交叉的現(xiàn)狀、問題及對(duì)策
王乃彥　等
物理學(xué)是人類不斷認(rèn)識(shí)自然界的重要基礎(chǔ)學(xué)科，物理學(xué)的研究及其應(yīng)用一直是并將繼續(xù)是科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要基礎(chǔ)。為應(yīng)對(duì)21世紀(jì)各種挑戰(zhàn)（如能源短缺、環(huán)境保護(hù)及大眾健康等），物理學(xué)將發(fā)揮重要的作用。眾
所周知，20世紀(jì)初葉發(fā)生了以相對(duì)論與量子力學(xué)為標(biāo)志的物理學(xué)革命。前者使人類對(duì)宇宙存在的歷史、時(shí)間和空間有了革命性的認(rèn)識(shí)，產(chǎn)生了核能的利用；后者使物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、地學(xué)發(fā)生了革命性的變化。20世紀(jì)后半葉，正是由于一批物理學(xué)家、化學(xué)家進(jìn)入生物學(xué)研究領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，才導(dǎo)致了分子生物學(xué)的誕生，為人類從分子水平認(rèn)識(shí)生命過程提供了堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，也為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保等領(lǐng)域提供了新的發(fā)展途徑。21世紀(jì)新涌現(xiàn)的科學(xué)技術(shù)，如納米科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)、能源開發(fā)以及生物技術(shù)等，都是由物理學(xué)基礎(chǔ)研究及其應(yīng)用所驅(qū)動(dòng)。
為促進(jìn)物理學(xué)與眾多學(xué)科的交叉融合，推動(dòng)21世紀(jì)我國物理學(xué)的發(fā)展，中國科學(xué)院數(shù)學(xué)物理學(xué)部組織有關(guān)院士、專家成立咨詢組，就我國物理學(xué)與
其他學(xué)科交叉的主要相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)狀、問題與對(duì)策進(jìn)行了深入、全面的調(diào)查研究，完成了本文。我們認(rèn)為，在我國需要自主創(chuàng)新、加快發(fā)展科學(xué)和技術(shù)的新時(shí)期里，要
加強(qiáng)物理學(xué)與材料科學(xué)、能源科學(xué)、信息科學(xué)、生命科學(xué)等的交叉與融合，關(guān)注新的發(fā)展，及時(shí)抓住機(jī)遇。本文就強(qiáng)激光核物理、核科學(xué)技術(shù)和生命科學(xué)、量子納米科學(xué)、量子信息、理論生物物理和生物信息學(xué)、軟物質(zhì)物理六個(gè)方面進(jìn)行闡述，并提出建議。
一、強(qiáng)激光核物理
最近10年，激光技術(shù)有了顯著的進(jìn)展，激光功率密度已超過1021 瓦/厘米2 ，　　
電場強(qiáng)度達(dá)到1.2×1012 伏/厘米，比氫原子中電子波爾軌道上的庫侖場大240　　1
中國科學(xué)家思想錄　第四輯
倍。在未來10年中，激光功率密度可能會(huì)提高到1026 ～1028 瓦/厘米2 ，這樣高強(qiáng)度的激光將產(chǎn)生極高的加速電場（2×1014 ～2×1015 伏/厘米），可以將粒子加速到很高的能量。高功率超短脈沖激光技術(shù)的發(fā)展，在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造了前所未有的極端物態(tài)條件，如高電場、強(qiáng)磁場、高能量密度、高光壓、高的電子抖動(dòng)能量和高的電子加速度。這種極端的物理?xiàng)l件，目前只有在核爆中心、恒星內(nèi)部、黑洞邊緣才能存在。在超強(qiáng)激光和物質(zhì)