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四大基礎(chǔ)學(xué)科熱門課題評述
（作者未知） 2009/7/28
根據(jù)美國科學(xué)信息研究所（ISI）出版的期刊《科學(xué)觀察》(Science Watch)中所列舉的最熱門課題（即由SCI引用率最高的論文所確定的前沿領(lǐng)域），可以看到近一年來（1998.9-1999.8）在世界范圍內(nèi)，物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)四大學(xué)科中哪些課題或領(lǐng)域處于最前沿或?qū)儆谧顭衢T的范疇（引用率進(jìn)入前10名），并可從統(tǒng)計數(shù)字的變化來分析各學(xué)科前沿領(lǐng)域熱門課題的發(fā)展趨勢。
物理學(xué)
近一年來，理論物理中對超弦理論的研究無疑在整個物理學(xué)的熱門課題中占據(jù)著絕對的主導(dǎo)地位，其引用率在一年的連續(xù)6次統(tǒng)計中，沒有一次不進(jìn)入前10名。其中5次名列榜首，僅有一次排行第2，還有兩次竟然占據(jù)前10名的一半以上。本世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展有一個明顯的傾向，即物理學(xué)家們希望用為數(shù)盡量少的原理來解釋為數(shù)盡量多的物理現(xiàn)象。半個世紀(jì)前，愛因斯坦將后半生的精力基本上都花在了他熱切希望實(shí)現(xiàn)的所謂統(tǒng)一理論上，而當(dāng)代的物理學(xué)家們一方面致力于將多種超弦理論統(tǒng)一起來（M理論），另一方面試圖通過對弦論的研究在一定條件下將20世紀(jì)理論物理兩項最偉大的成就（量子場論和廣義相對論）融為一體。與超弦理論研究密切相關(guān)的另一個熱門課題是對黑洞物理的研究。
另一方面，天文學(xué)領(lǐng)域前沿課題的熱度在這一階段呈明顯上升趨勢，且涉及面很廣，在最熱門課題中所占比份僅次于超弦理論。《科學(xué)觀察》1999年第3期所列舉的物理學(xué)熱門課題的前10名中，天文學(xué)居然獲得7名。繼哈勃太空望遠(yuǎn)鏡之后，技術(shù)裝備先進(jìn)的歐洲衛(wèi)星X射線望遠(yuǎn)鏡和紅外天文望遠(yuǎn)鏡所取得的新的觀測成果最引人注目。前者主要解決了長期困擾天文學(xué)家的宇宙伽馬射線爆發(fā)之謎，基本上確定了這一宏偉的高能天體輻射現(xiàn)象是源于遙遠(yuǎn)的星系，而不是來自銀河等近旁星系。后者則發(fā)現(xiàn)，原來水分在太空中普遍存在著，而且觀察到由于宇宙塵埃的遮擋，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡無法探測星體形成的過程。此外，對宇宙半齡超新星爆炸的觀測，以及對宇宙微波背景輻射各向異性的探測可能標(biāo)志著宇宙學(xué)研究歷史的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，故而先后進(jìn)入物理學(xué)最熱門的課題。
在具有應(yīng)用前景的物理學(xué)前沿課題中，InGaN多量子阱激光二極管的研制在此期間可謂一枝獨(dú)秀。半導(dǎo)體材料和工藝技術(shù)的新進(jìn)展使這種激光二極管不僅可以發(fā)射從紅、黃到藍(lán)、綠等各種顏色的光，而且可以在室溫下長期連續(xù)運(yùn)行。從商業(yè)應(yīng)用來看，它既可大大延長交通信號燈的使用壽命，也能成倍提高CD盤的信息儲存密度。中微子振蕩實(shí)驗(yàn)近一年來成為新的最熱門課題之一。探測中微子振蕩旨在證實(shí)中微子具有質(zhì)量，這對粒子物理、天體物理以及宇宙論都有深遠(yuǎn)的意義，因?yàn)橹形⒆诱袷幙赡芡耆淖儗μ栔形⒆訉?shí)驗(yàn)的解釋，而中微子質(zhì)量則可能是宇宙質(zhì)量的一個重要組成部分。此外，B-E凝聚和高溫超導(dǎo)仍然是這一時期的熱門課題。有趣的是，近一年來主宰物理學(xué)前沿?zé)衢T課題的兩大領(lǐng)域中，弦論研究的尺度小到10-35米，而天文學(xué)研究對象的尺度則大到1026米。這一大一小均難以想象的尺度恰好反映了當(dāng)代物理學(xué)正朝著微觀和宇觀方向發(fā)展的趨勢。
化學(xué)
以單壁碳納米管和單層金屬納米晶體為代表的納米技術(shù)是近一年來化學(xué)領(lǐng)域前沿課題中的一顆明星。納米化學(xué)之所以如此熱門，不只是由于化學(xué)家對神秘的納米材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的好奇，更重要的是其新發(fā)現(xiàn)很可能在未來的納米器件和納米計算機(jī)領(lǐng)域中起關(guān)鍵作用。單壁碳納米管的研究熱點(diǎn)是，納米管的直徑和原子排列的螺旋度如何影響其導(dǎo)電性，以及利用金屬催化劑在批量生產(chǎn)中怎樣控制這些結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)具有指定導(dǎo)電性的單壁碳納米管材料生產(chǎn)的商品化。單層金屬納米晶體的研究熱點(diǎn)則是，壓強(qiáng)、溫度等熱力學(xué)參數(shù)和表面活化劑分子的鏈長如何影響納米晶體的形成，以及納米晶體的自組裝能力。有趣的是，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，由金、銀等金屬量子點(diǎn)構(gòu)成的二維晶格可以在金屬和絕緣體之間相互轉(zhuǎn)換，這意味著不僅可能制成光學(xué)轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)，而且可能實(shí)現(xiàn)量子計算。
大分子結(jié)構(gòu)繼續(xù)是這一時期化學(xué)的前沿課題，且其熱度呈顯著上升趨勢，在引用率最高論文前10名的6次統(tǒng)計中，大分子結(jié)構(gòu)的確定方法連續(xù)3次名列榜首，其熱點(diǎn)是如何有效地改進(jìn)大分子結(jié)構(gòu)確定方法的精度和靈活性，例如用所謂最大似然法替代最小二乘法，以及采用既適于X射線晶體學(xué)又適于核磁共振的強(qiáng)有力的CNS軟件，就能迅速有效而準(zhǔn)確地測定大分子的結(jié)構(gòu)。這對分子生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)都有深遠(yuǎn)的意義。有關(guān)分子級水平研究新出現(xiàn)的另一前沿就是所謂構(gòu)造分子，當(dāng)前的熱點(diǎn)是揭示某些簡單分子所具有的某種結(jié)構(gòu)自組裝的秘密，從而依照需求產(chǎn)生具有一定功能的結(jié)構(gòu)，這很可能成為制備新型催化劑和色譜吸著劑的極有希望的途徑。
自由基聚合是聚合和催化方面最熱門的課題，近年的熱點(diǎn)是聚合物分子量的控制、新型聚合催化劑、自由基聚合的機(jī)制、方法和速率系數(shù)等�；瘜W(xué)與材（未完，下一頁）
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