我國物理學與其他學科交叉的現(xiàn)狀、問題及對策
王乃彥　等
物理學是人類不斷認識自然界的重要基礎(chǔ)學科，物理學的研究及其應用一直是并將繼續(xù)是科學和技術(shù)發(fā)展的一個重要基礎(chǔ)。為應對21世紀各種挑戰(zhàn)（如能源短缺、環(huán)境保護及大眾健康等），物理學將發(fā)揮重要的作用。眾
所周知，20世紀初葉發(fā)生了以相對論與量子力學為標志的物理學革命。前者使人類對宇宙存在的歷史、時間和空間有了革命性的認識，產(chǎn)生了核能的利用；后者使物理學、化學、生物學、地學發(fā)生了革命性的變化。20世紀后半葉，正是由于一批物理學家、化學家進入生物學研究領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，才導致了分子生物學的誕生，為人類從分子水平認識生命過程提供了堅實的物理基礎(chǔ)，也為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)學、環(huán)保等領(lǐng)域提供了新的發(fā)展途徑。21世紀新涌現(xiàn)的科學技術(shù)，如納米科學技術(shù)、信息技術(shù)、能源開發(fā)以及生物技術(shù)等，都是由物理學基礎(chǔ)研究及其應用所驅(qū)動。
為促進物理學與眾多學科的交叉融合，推動21世紀我國物理學的發(fā)展，中國科學院數(shù)學物理學部組織有關(guān)院士、專家成立咨詢組，就我國物理學與
其他學科交叉的主要相關(guān)領(lǐng)域的現(xiàn)狀、問題與對策進行了深入、全面的調(diào)查研究，完成了本文。我們認為，在我國需要自主創(chuàng)新、加快發(fā)展科學和技術(shù)的新時期里，要
加強物理學與材料科學、能源科學、信息科學、生命科學等的交叉與融合，關(guān)注新的發(fā)展，及時抓住機遇。本文就強激光核物理、核科學技術(shù)和生命科學、量子納米科學、量子信息、理論生物物理和生物信息學、軟物質(zhì)物理六個方面進行闡述，并提出建議。
一、強激光核物理
最近10年，激光技術(shù)有了顯著的進展，激光功率密度已超過1021 瓦/厘米2 ，　　
電場強度達到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
中國科學家思想錄　第四輯
倍。在未來10年中，激光功率密度可能會提高到1026 ～1028 瓦/厘米2 ，這樣高強度的激光將產(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，在實驗室中創(chuàng)造了前所未有的極端物態(tài)條件，如高電場、強磁場、高能量密度、高光壓、高的電子抖動能量和高的電子加速度。這種極端的物理條件，目前只有在核爆中心、恒星內(nèi)部、黑洞邊緣才能存在。在超強激光和物質(zhì)