“十二五”是我国建设创新型国家的攻坚阶段,国家需要大幅提高自主创新能力,因此更加重视基础研究的源头创新工作. 国家自然科 学基金委员会(以下简称自然科学基金委)认真贯彻《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》, 制定了国家自然科学基金(简称科学基金)“十二五”发展规划,准确把握“支持基础研究、坚持自由探索、发挥导向作用”的战略定位, 始终坚持“依靠专家、发扬民主、择优支持、公正合理”的评审原则,着力培育 创新人才,进一步加强对科研工具研制的支持,为建设创新型国家作出了积极贡献.
在“十二五”期间,基金委 数理科学部总共遴选并资助了各类力学学科基金项目3 627项,资助经费24.69亿元,积极推动学科均 衡和可持续发展,提升我国力学基础研究整体水平,在“自由探索”和“国家需求”的双重驱动下,不断提高原始创新能力,推动 基础研究的繁荣发展. 本文对力学学科“十二五”期间自然科学基金项目申请和资助情况 进行了分析,总结了过去5年力学学科基金项目的总体特征和变化趋势,为力学学科的进一步发展提供参考.
1 总体申请与资助情况“十二五”期间,国家财政加大了对基础研究的投入,科学基金资助规模不断扩大,资助强度不断提高. 中央财政拨款从2011年 的140亿元增长到2015年的222亿元,年平均增长率达12.22%. 集中受理期的申请量也从14.77万项增长到16.56万项,增长率为12.12%. 伴随着科学基金整体财政投入的增加,力学学科的基金资助规模也稳步扩大,表 1给出了“十二五”期间力学学科科学基金各类项 目的申请和资助总体情况.
从力学学科“十二五”期间总体项目申请和资助情况来看(见图 1和图 2),力学学科“十二五”期间项目申请量2011年为2 255项, 2012年大幅提升到2 655项. 而2013-2015年受到2013年出台的“自2014年开始,上两年(注:2014年指2012年和2013年)连续申请面上项目未获得资助的申请人 当年暂停面上项目申请1年”政策的影响,部分申请人员暂缓或者暂停申请面上项目,导致这3年申请量有所下降. 2015年总申请量为2 513项,较2011年增长11.44%,比全委12.12%的申请量增长率略低. 2015年, 基金委修订了《国家自然科学基金资助项目资金管理办法》(财教[2015]15号),将科学基金项目资金分为直接费 用和间接费用,表 1和图 2中2015年资助经费均为直接费用(文中所有2015年资助经费均为直接费用),如果不计设备购置费, 折算资助总经费为5.27亿元. 因此,与科学基金项目申请量对应,除了2012年有大幅增加外,近年来力学学科基金资助总经费稳定在5亿元左右, 其中2015年较之2011年3.85亿元年平均增长率为8.17%,比全委基金资助经费年平均增长率9.54%稍低.
图 3给出了力学学科“十二五”期间项目资助经费按单位所在的隶属关系分类统计,其中教育部 所属高校资助的经费所占比例最高,为39.22%. 其次是工、交、农、医、国防等部门,所占比例为30.83%. 中国 科学院所占比例仅为9.85%,排在最末,少于各省、自治区、市(直)的资助总额. 按单位所在的隶属关系分类统计的结果和全委分布情况稍有不同,从全委范围来看,教育部所属高校资助经费比 例为41.71%,中国科学院为16.78%,工、交、农、医、国防等部门为12.7%,各省、自治区、市(直)比例为28.8%. 这主要是由于力学学科的特点决定的,力学是一门和诸多行业交叉的基础学科,很多科研人员依托机械、船舶、航空、土木 等专业,分布在工、交、农、医、国防等部门所属院校和科研机构,而中国科学院涉及力学研究的仅有力学研究所和武汉岩土力学研究所. 因此在资助经费比例中,力学学科中工、交、农、医、国防等部门所占比例比较高,而中国科学院所占比例最低.
表 2给出了力学学科“十二五”期间申请项目数大于100的各依托单位申请与资助情况,表中给出的26个主要单位的申请量占到总 申请量的47.97%,资助项目数占55.91%,资助经费所占比例达到63.53%.其中工业与信息化产业部所属的国防特色院校在力学学科中的申请量占据了绝对优势,三所航空院校西北工业大学、南京航空 航天大学、北京航空航天大学的申请项数分别排第一、第二和第四. 排名前十的院校中工业与信息化产业部所属院校占到了5所,表明力学科研人员在国防工业相关的研究院校占据了很大比例.
从各类项目资助经费比例来看(见图 4),面上项目在各类项目中所占比例最高,“十二五”期间总共资助1 751项,资助经 费136 155万元,占总资助经费的55.14%;青年科学基金总共资助1 384项,资助经费34 766万元,占总资助经费的14.08%. 面上、青年、地区三个类型合计占总资助经费的71.33%. 自然科学基金委自从成立以来,一直坚持自由探索的定位,将绝大部分经费投入到支持自由选题的面上、青年和地区科学基金项目中. 从前述统计结果也可以看出,“十二五”期间,力学学科保证了科学基金绝大部分经费用于支持自由探索项目. 而顶层设计规划,具有相对集中目标的项目,比如重大项目和重大研究计划,在力学学科所有资助项目经费中所占比重都是2.23%. 体现了国家自然科学基金突出前沿基础研究、支持自由探索的定位. 下面将对“十二五”期间力学学科面上、青年和地区基金申请和资助情况进一步分析.
表 3给出了“十二五”力学学科面上、青年和地区基金总体申请和资助情况,其中面上项目总共资助1 751项,资助率 28.7%,平均资助强度77.76万元;青年科学基金资助1 384项,资助率31.45%,平均资助强度25.12万元;地区科学基金资 助105项,资助率30.34%,平均资助强度49.54万元. 而同期国家自然科学基金委面上项目、青年科学基金和地区科学基金的资助率分别为21.76%、24.58%和21.76%;平均 资助强度分别为69.45万元、23.13万元和46.12万元.
根据表 3统计的力学学科“十二五”期间面上、青年和地区基金按二级学科代码的申请和资助情况,图 5给出了不同分支学科这3类项目 申请量的分布情况,其中固体力学申请量最多,占比达41.47%;流体力学次之,占比达到23.22%;动力学与控制 达到18%. 图 6给出了力学5个分支学科申请量占比在5年期间的变化情况,总体来看,各分支学科基本保持了稳定的趋势. 其中固体力学稍有下降,而流体力学稍有上升. 这是由于随着力学学科和其它领域不断交叉,部分固体力学申请者到了交叉性更显著的生物力学、爆炸与冲击动力学领域申请, 因此造成了传统固体力学申请量占比稍有下降.
对于资助率和资助强度,为了促进力学各分支学科均衡、协调发展,各分支学科科学基金项目的资助规模和其申请规模基本一致. 值得注意的是,在“十二五”期间,力学学科对于具有创新思想的实验技术与仪器类项目和计算力学软件类项目给予了倾斜性支持, 申请人在面上项目申请书的“附注说明”栏填写“实验技术与仪器”或“计算力学软件”,就会单独进行评审. 因此“实验技术与仪器”类面上项目平均资助率会比同年面上项目高7$\sim $8个百分点,而平均资助强度也会高出40%$\sim $50%左右. 而“计算力学软件”着重资助能够形成共享的计算力学软件的集成与标准化研究,在评审过程中评议人不容易把握基础研究创新和 软件集成、标准化的关系,因此评议结果不太理想,平均资助率和面上项目持平.
表 4~表 9进一步给出了各分支学科下按三级代码分布的面上、青年、地区基金项目的申请和资助情况. 从表 4所列的“力学 中的基本问题和方法”下3个三级代码分布情况来看,申请量都不大,5年总共申请115项,资助32项,资助率为27.82%. 三级代码中“理性力学与力学”中的数学方法偏重的是与力学相关的、通用的数学基础和方法,纯理论的突破很难,一般都是和具 体问题相结合. 而“物理力学”是从物质的微观结构及其运动规律出发研究介质的宏观力学性质的力学分支学科. 目前力学基础研究重要的发展态势是探索跨物质层次、多尺度的力学现象和非线性并远离热力学平衡态的力学行为. 需要突破连续介质力学的基本假设,突破确定性和随机性之间的传统联系. 各学科分支方向都致力于用跨尺度关联来表征固体原子集群的力学行为,创建“多尺度力学”的新理论与多尺度关联方法. 因此很多该方向的研究分散到了固体力学中微纳米力学、高温材料力学以及流体力学中微纳尺度流动、高温非平衡气体、稀薄气 体等领域的研究中. “力学中的反问题”涉及到的优化理论、损伤识别等, 也和固体力学中优化设计方法、动力学与控制中的振动损伤识别等联系紧密. 诸如上述原因,导致这一分支学科申请量一直比较低,而实际上从事该方面研究的科研人员已经分散到具体科学问题对应的研究领域.
动力学与控制涉及的9个申请代码中,“动力系统的分岔与混沌”和“非线性振动及其控制”两个研究领域的申请量占据了绝 对优势,分别为411项和414项,占据了动力学与控制“十二五”期间整个申请量的42.24%. 资助率也高达41.85%和35.75%,超出了动力学与控制“十二五”期间面上、青年和地区的30.46%平均资助率. “动力系统的分岔与混沌”涉及含非线性、非光滑性、时滞和不确定性等因素的高维约束系统以及与之相关的随机动力学关键科 学问题,是我国动力学与控制领域的传统优势方向,也吸引了众多科研人员进行研究. “非线性振动及其控制”主要是研究非线性随机系统的振动、控制以及利用问题. 除了基础理论问题外,还涉及到工程上隔振、减振、吸振等控制措施,故障的识别与监测等,在机械系统中有很广阔的应用,因此申请量位居首位. 值得注意的是,“运动稳定性及其控制”、“弹道力学与飞行力学”和“载运工具动力学及其控制”这3个学科与航空航天、机械、船舶、建筑等行业结合紧密,有着明确的研究对象,虽然这几年在动力学与控制学科领域鼓励结合重大工程中的关键动力学与控制问题开展研究,但是由于实际系统的复杂性,往往不容易建模或者简化的模型不能准确描述实际问题,因此资助率比平均水平低了10个百分点. “分析力学”是“十二五”自然基金委员会数理学部倾斜支持的薄弱方向,虽然申请量仅65项,但是资助率达29.23%,保障了学科的均衡协调发展.
固体力学是力学学科最主要的研究领域,表 6给出了固体力学各三级代码学科申请资助情况. 在“十二五”期间,随着材料 科学的迅猛发展,固体力学与材料科学相结合的功能材料及其微结构演化吸引了众多科研人员. 相对应的“复合材料力学”、“智能材料与结构力学”、“微纳米力学”以及“损伤与断裂力学”申请量较大,占到了固体力学申请量的36.73%. 资助率方面侧重新材料和微纳结构的“智能材料与结构力学”与“微纳米力学”资助率较高. 而与航空、建筑等应用领域结合的“复合材料力学”资助率偏低. 与结构相关的“结构力学与结构优化”、“结构振动、噪音与控制”和“流固耦合力学”申请量都在200项左右,资助率也普遍低于平均水平.
“岩体力学和土力学”研究对象包括岩体和土,研究它们在环境条件下及荷载作用下应力、变形、稳定性和破坏规律的理论及其实际 应用,与国民经济基础建设、资源开发、环境保护、减灾防灾有密切联系,具有重要的实用价值. 研究人员分布广,申请量多达330项. 但是因为涉及到本构关系、渗流力学、流固耦合、冲击、损伤断裂等基本的力学问题,与地质、化学紧密联系交叉,研究难度大,导致资助率不高.
“实验固体力学”和“计算固体力学”申请量分别为382项和485项,资助率也比平均水平要高. “实验固体力学”保持较高的申请量和资助率得益于前述的在力学学科面上项目上对“实验技术与仪器”类项目的重视与倾斜. 同理论与计算相比,实验研究周期长,资源耗费大,因此从事实验力学研究人员在现有评价体系下处于劣势,需要各方面给予重视和支持. 而“计算固体力学”发展是由于计算科学的快速发展和有限元软件的推广,使得各行业的科研人员能够很快掌握固体力学的数值模拟,就感兴趣的力学问题进行计算研究.
固体力学研究领域中,“制造工艺力学”主要研究材料制造和加工过程中所涉及问题的力学分析方法,和行业联系紧密,不容易提炼出科学问题. 因此申请量仅有60多项,资助率也仅为19.05%. 随着《中国制造2025》我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领的颁布,提高制造业自主创新能力已经成为迫切需求. 掌握关键核心技术与高端装备的制造能力,不仅需要信息化的融合和渗透,还需要不断发挥力学在制造中的作用,凝练出共性的关键基础科学问题,提高制造工艺水平和质量. 另外“超常环境下材料和结构的力学行为”是应国防、航空航天及现代工程技术快速发展形成的,主要研究超高温、低温、高压和强辐射等超常服役条件下材料或结构的响应、损伤演化及失效机制,进而发展满足特殊使用要求的材料或结构优化设计方法. 对于这些面向国家重大需求的领域,也需要力学科研人员予以足够重视.
“弹性力学与塑性力学”、“疲劳与可靠性”和“本构理论”是该学科最为经典的基础分支,但是由于研究问题难度不但加深,“十二五”期间的资助率也普遍低于平均水平. 面对新型材料和结构体系,弹性问题向更小尺度发展,重点考虑在小尺度上表现明显的尺寸效应;材料塑性行为的微观机理和基于微观机理的理论模型研究需要加强关注;需要进一步发展基于非平衡或远离平衡态力学行为的本构理论.
在流体力学领域,“空气动力学”是航空航天最重要的科学技术基础之一. 《国家中长期科学和技术发展纲要(2006-2020年)》中“大型客机”重大科技专项的设立,引发了航空相关研究的热潮. “空气动力学”方向“十二五”期间总共申请500项,但是由于偏应用基础研究,资助率仅为24.8%. 而与之对应的“水动力学”涉及到海洋、船舶、水利等多个领域,在力学学科申报的项目相对较少,仅有203项.
“湍流与流动稳定性”是流体力学最为经典的基础研究方向. 湍流是自然科学的经典难题,在21世纪将依旧是科学界最具挑战性的 研究方向之一. 研究队伍比较固定,基础也相对较好,申请量达到205项,资助率较高,达到41.95%. “多相流与渗流”具有现象与过程复杂、涉及面广、交叉性强等特点,与石油、煤矿、地质、环境等行业领域结合紧密,申请量较大,但 是基础科学问题提炼不足,资助率仅为23.20%.
与固体力学中的实验和计算申请资助情况类似,“计算流体力学”的申请量远大于“实验流体力学”,超出83.77%. 近年来由于流体 实验的复杂性,导致实验流体力学科研队伍,特别是从事仪器开发人员严重萎缩. 流体力学实验研究对进口仪器依存度高,缺乏自主创新的科研仪器. 高时空分辨率三维速度场、高超声速高温高晗、微纳尺度流动以及多物理量耦合的测量技术有待进一步发展.
另外,流体力学下三级代码学科申请量严重不平衡,“非平衡流与稀薄气体流动”、“非牛顿流与流变学”、“流动噪声与气动声 学”、“工业流体力学”、“微重力流体力学”、“交通流与颗粒流”和“电磁与多场耦合流体力学”这7个学科5年的申请量都不 到100,最少的仅39项. 这里面有些领域是由于问题复杂,和化学、电磁、声学等学科紧密耦合,需要加强关注,促进其进一步发展. 有些是由于涵盖范围广,没有明确共性的科学问题,比如“工业流体力学”, 申请人少,问题不集中也导致资助率低,仅为19.15%.
随着高超飞行器的发展,高超声速空气动力学是现代空气动力学的前沿学科,其宏观流动规律的改变显著影响飞行器绕流 的物理特征,对于该学科的基础理论和研究方法提出了新的挑战. “非平衡流与稀薄气体流动”要注重高超飞行器近空间飞行真实气体环境的关注,注重对稀薄气体效应、粘性干扰效应、热力学/化 学非平衡流动等基础问题的研究. 在“水动力学”方向,21世纪海洋资源开发、海洋环境保护、海洋权益维护已成为世界各国普遍关注的战略问题. 先进舰船技术研发、深海资源开发和沿海经济带资源利用和环境保护等对水动力学研究提出了新的迫切需求. 对于空泡、空化、溃灭等涉及多相、非平衡相变的复杂流动现象需要进一步加强基础研究;对于大变形自由表面流动、强非线性波浪 与海洋平台结构相互作用需要发展新的流固耦合理论.
生物力学近5年申请资助情况见表 8,三个申请代码下申请量非常平衡,都为230项左右,但是资助率有所差别. “细胞、亚细胞、生物大分子力学”的资助率为39.91%,比“组织与器官系统力学”要高出17个百分点. 这主要是因为“组织与器官系统力学”以宏观层次为主要研究对象,以力学符合生理学和解剖学需要为主要研究方法,着重开展血液循环动力学、软组织力学、骨力学(含创伤、矫形、康复)、血液流变学等方面的研究,与临床医学结合比较紧密,发挥指导和定量化的作用. 而“细胞、亚细胞、生物大分子力学” 以微观层次为主要研究对象并注重与宏观相结合,以力学符合细胞与分子生物学需要为主要研究方法,着重开展分子-细胞力学、力学生物学、人类健康领域的生物力学问题等方面,是当前生物力学研究的热点与发展趋势.
爆炸与冲击动力学以强动载及其效应为研究对象,以流体弹塑性模型为理论核心,形成了独特的实验、理论解析和数值模拟研究范式,并在实践中不断得以丰富和完善. 表 9给出了“十二五“期间爆炸与冲击动力学各三级代码下申请资助情况. 随着我国国民经济和国防建设的需要,特别是原子弹发展的需要,爆炸与冲击动力学在核武器研制、核爆防护、军事毁伤与防护、水利铁路工程等方面做出了巨大贡献. 目前5年申请量达到956项,超过生物力学36.96%. “爆炸力学”和“冲击动力学”两个代码下申请量相当,“爆炸力学”的资助率略低.
2.2 按申请人、负责人年龄、职称和性别统计为了进一步分析“十二五”期间力学学科面上项目和青年科学基金基金项目申请人和负责人的情况(地区基金由于申请量和资助量较少没有统计),本节给出了申请人和负责人的年龄、职称和性别分布情况.
从图 7和图 8可以看到力学学科“十二五”期间面上项目申请人和负责人的年龄分布. 从申请人来看,2011年申请人年龄分布出 现了2个峰值,分别是36~40岁年龄段和46~50岁年龄段,分别占所有申请人的27.30%和25.98%. 随后5年期间,36~40岁年龄段申请人所占比例保持较为稳定趋势,2015年占比为28.51%,而46~50岁年龄段申请人所占比例逐年下降,到2015年仅为15.37%. 回溯近年来面上项目申请人年龄段分布可知,与36~40岁年龄段对应的1970年代出生的青年力学工作者处于事业上升期,科研活动包括项目申请更为活跃,逐渐成为力学研究队伍的主力. 2012年之后的面上项目申请人队伍年龄分布就呈现出“单峰”形态,更符合年轻化的趋势. 对应的图 8给出的获资助面上项目负责人年龄段的分布情况也与申请人年龄段分布对应. 从2011年到2015年,36~40岁年龄段负责人所占比例从24.27%增加到26.18%,而46~50岁年龄段负责人所占比例从27.49%下降到14.48%. 整个面上项目负责人的年龄分布也从开始的“双峰”形态演化到最终的“单峰”形态.
图 9和图 10给出了力学学科“十二五”期间青年科学基金项目申请人和负责人按年龄分布的情况,相对面上项目的变化,青年科学基金项 目申请人和负责人的年龄分布趋势在“十二五”期间几乎没有变化,保持高度一致. 31~35岁年龄段的申请人占比超过60%,剩下20%为26~30岁年龄段,还有不到10%的36~40岁年龄段申请人,都是女性学者. 这主要是由于2011年自然科学基金委将青年科学基金项目女性申请人的年龄限制从未满35岁推迟至未满40周岁,保护并充分发挥女性科研人员的作用. 从图 10青年科学基金项目负责人年龄分布来看,保持了申请人相同的分布,而且比例也基本保持一致.
表 10给出了“十二五”期间力学学科面上、青年科学基金项目申请人和负责人的职称分布情况. 从面上项目来看,申请人主体是具有高级职称的教授和副教授,分别占到总申请人的48.28%和40.23%. 这些申请人中,91.38%具有博士学位. 而对于青年科学基金项目,申请的主体是讲师,占到了所有申请人的76.66%,而其中具有博士学位的占到了88.53%. 这表明目前力学学科自然科学基金项目申请人几乎都是受过良好专业训练的人员,而面上项目的申请人主体是具有高级 职称的教授或副教授群体,青年科学基金项目申请人主体是讲师. 从资助率来看,不管是面上项目还是青年科学基金,具有教授职称的申请人资助率均高于其所在项目系列的平均资助率,比如面上项目 中教授职称申请人资助率为34.08%,高出平均资助率5个百分点,而青年科学基金项目中教授的资助率为51.72%,高出了 20个百分点. 而副教授在面上项目申请中资助率比平均资助率稍低,在青年科学基金中和平均资助率持平. 讲师职称人员在青年科学基金中资助率与平均资助率相当,在面上项目竞争中就远远低于平均资助率,仅为16.34%. 随着自然科学基金影响扩大,部分科研院所的具有高级工程师职称的科研人员也积极进行申请,但是由于偏重于工程研究,凝练 科学问题能力尚待提高,其资助率远低于平均水平,面上项目和青年科学基金的资助率分别为11.05%和20.17%. 对于具有博士学位的申请人,其资助率基本反映了各项目系列的资助率,而硕士学位人员的资助率普遍偏低.
从表 11给出的面上、青年科学基金项目女性申请人、负责人按年龄分布情况来看,女性申请人在青年科学基金项目中的 占比为28.27%,而在面上项目申请中占比突降到13.32%. 女性负责人的占比也由27.31%降至14.51%. 从不同年龄段占比来看,女性申请人在面上项目和青年科学基金中的合计占比在45岁之前能达到20%左右,其中36~40岁年龄 段由于青年科学基金放宽女性申请人年龄限制,总体占比达到了27.38%. 而45岁以后各年龄段女性申请人所占比例基本在10%之下. 女性负责人的占比在面上、青年项目合计中也保持了相同的趋势. 这说明青年女性学者在基金申请中更为活跃,而超过45岁之后,由于各种条件和社会责任的影响,导致女性科研人员比例降低. 从资助率来看,不管是面上项目还是青年科学基金项目,一个很明显的趋势就是年龄段越小,资助率越高. 比如面上项目资助率从31~35岁年龄段的39.55%降到46~50岁年龄段的25.17% (50岁以后申请量小于100项的统计误差较 大);青年科学基金项目资助率从26~30岁年龄段的39.75%降低到36~40岁年龄段的27.27%.
根据国务院《关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》(国发〔2014〕64号)的精神,国家自然科学基金的定位是“资助 基础研究和科学前沿探索,支持人才和团队建设,增强源头创新能力”. 十八届五中全会对“十三五”规划建议也提出要深入实施创新驱动发展战略. 发挥科技创新在全面创新中的引领作用,加强基础研究,强化原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新. 国家自然科学基金在国家知识创新体系中将发挥科技源头创新的作用,为基础研究引领新常态做贡献.
与西方发达国家的现代化进程相比,我国尚处于工业化中后期,同时面临着信息化的艰巨挑战. 党中央提出大力推进信息化与工业化融合,走新型工业化道路,这对力学学科提出了双重任务. 一方面,要着力解决我国工业化转型发展面临的提升装备质量、降低能源消耗和改善环境污染等突出问题;另一方面,要解决我国信息化 发展中面临的众多力学前沿问题. 此外,力学学科还要瞄准人类所共同面临的健康、安全、能源和环境等世界性难题,为我国发展实现“弯道超车”和全面突破,发挥其独 特作用,提供坚实支撑. 面对新时期的机遇与挑战,为促进力学学科的健康、可持续发展,自然科学基金将着重关注以下几个方面的研究工作:
(1) 加强支持 “双力驱动”的基础研究
力学是一门基础学科. 一方面,力学源自人们对大至天体运动、小至身边所及的各种自然现象内在规律的探索,其研究不仅奠定了物理学的力学基础,而且引发和催生了现代科学的发展;另一方面,力学源自人们在改造自然中对劳动工具、运输工具等设计的需求,具有很强的应用性,其研究不仅推动了经济发展,而且引发了工业革命. 近代以来,力学学科发展呈现更加显著的“双力驱动”规律,既紧密围绕物质科学中所涉及的非线性、跨尺度等前沿问题展开,又涉及人类所面临的健康、安全、能源和环境等重大问题. 当代力学强国都在力学的基础研究和应用研究上同时发力,谋求实现两者的良性互动.
(2) 加强支持多学科交叉的探索研究
随着人类对健康、安全、能源、气候、环境和海洋等问题的日益关注,力学学科面临越来越多的综合性、交叉性问题. 自21世纪以来,力学与生命科学和医学相结合所发展的生物力学、力学与地学相结合所发展的环境力学、力学与物质微观运动规律相结合所发展的物理力学等,已有了长足的发展. 人们在研究微纳尺度器件、智能材料与结构中所遇到的力、热、电、磁等多场耦合问题,在生物医学工程、柔性电子器件等领域所涉及的软物质问题,也是力学学科近年来兴起的重要交叉研究领域. 在自然科学基金委员会统一部署下,力学学科将通过组织多学科交流的研讨会、学科交叉的项目群(包括面上、重点项目)、筹建“科学研究中心”等形式,不断促进力学和其它学科的深度融合,形成新的学科生长点乃至于新的学科.
(3) 加强支持创新思想仪器的研制
复杂介质、极端条件、多场耦合和多尺度力学问题等构成了力学学科前沿的主要内涵. 必须加强新原理、新方法的新型科研仪器的 研制,强化力学行为研究的条件支撑,也必须进一步发展高时空分辨率、多场、原位、实时诊断的仪器和测试技术来揭示力学的新问题和新现象. 在装置方面,更高速、更高压、更高温、更高品质的驱动、模拟和加载能力是重点发展方向;在仪器和测试技术方面,多场、多尺度、非接触的精细时空结构与特征的捕捉成为研发前沿. 力学学科将继续在面上项目中对“实验技术与仪器”类项目予以倾斜性资助、鼓励和培育具有原创性学术思想的国家重大科学仪器的研制,为科学研究提供新颖手段和有力工具.
(4) 加强支持青年科技人才的培养
目前,力学研究队伍呈现年轻化的趋势. 为加强后备人才的培养,促进形成一支高水平的青年学术队伍,拟采取如下几项措施:(1)完善 青年科技人才资助谱系,采取多种方式加大对40岁以下青年学者的资助,使他们能够尽快地自主开展科研工作;加强青年科学基金项目的 资助强度,在优秀青年科学基金和国家杰出青年科学基金项目中优先向年轻学者倾斜;完善科研评价体系,不能唯SCI论,注重科研成果的 原始创新和对国家重大需求的支撑作用. (2)举办40岁以下的青年学者沙龙、专题学术研讨会. 如 为青年人才提供 学术交流和思想碰撞的机会;继续举办力学高级讲习班,为青年教师、博士后和研究生提供一个高起点、大范围、 多领域的学术交流平台,让他们了解最前沿的学科动态、拓宽学术视野、活跃学术思想. 在青年学者中间营造积极宽松,鼓励开拓创新的基金文化,引导青年科技人才健康发展.
致谢 本文部分内容参考了国家自然科学基金“十三五”规划力学学科战略研究报告,在此对力学“十三五”规划战略研究专家组表示感谢!