“未来10年中国学科发展战略”丛书是国家自然科学基金委员会和中国科学院学部历时两年多联合开展研究的重要成果，凝聚着600多位院士，专家的智慧和心血，对广大科技工作者洞悉学科发展规律、了解前沿领域和重点方向及开展科技创新等有重要的参考价值，对促进我国学科均衡、协调、可持续发展必将发挥积极作用。
　　《未来10年中国学科发展战略：物理学》全面总结了近年来物理学的研究现状和研究动态，客观分析了学科发展态势，从学科的发展规律和研究特点出发，前瞻性地思考了学科的整体布局，提出了物理学的重要科学问题、前沿方向及我国发展该学科领域的政策措施等。
　　《未来10年中国学科发展战略：物理学》不仅对相关领域科技工作者和高校师生有重要的参考价值，同时也是科技管理者和社会公众了解物理学发展现状及趋势的权威读本。

　　《未来10年中国学科发展战略：物理学》：
　　3.强场物理前沿研究
　　经研究实验，获得少光周期量级的超快超强激光脉冲（强度高达1022瓦／厘米）及其物理应用，包括台面新型粒子加速，产生从太赫辐射至丫射线高亮度新型辐射源，产生光核反应，正负电子对、中子源和同位素产生，极端高温高密的等离子体条件及高能量密度物理，非线性量子电动力学效应，包括真空物理。这些极短的脉冲、极高的强度将使人类对物质世界的认识推向新的极限，其中可能蕴涵巨大的创新和发现的机会。
　　4.超快生物物理
　　在生物分子学中，结构与功能的相互关系及其动力学是理解整个生命过程的基础。对于这一问题，人们已经采用多种方法进行研究。这其中能够促进对功能实现的最终理解的研究属于原初的动力学研究。例如，在光合作用中，研究光能由分子天线收集、传递及随后的电荷分离过程。在广泛研究的酶、蛋白质及核酸等体系中，这一原初过程尚未进行广泛而深入的研究，其原因在于时间尺度处于超快范畴，超快光谱学技术与该领域的融合刚刚开始。这个领域长久未解决的重大问题之一是水合化作用和它的生物功能，即生命科学中水这一关键媒介在生物功能实现中的作用及其动力学过程。在过去多年的研究中，各种重要技术手段诸如X射线，中子散射，核磁共振都广泛地研究过这个问题，然而由于时间分辨率不够，加上缺乏空间分辨率，这一问题本质一直没有得到充分认识和解决。近几年，先进的计算机大型模拟计算提供了理论预测：生物水（水合化中的水）比人们想象中的运动速度要快得多，在皮秒时间尺度上，这一结论至关重要，因为它提供了生物分子波动的依据，而且生物分子波动对所有分子生物功能来讲是关键性的运动。
　　5.自旋的光学探测和调控
　　基于自旋的电子学器件是未来电子学器件的一个发展趋势，电子自旋霍尔效应等的发现极大地促进了这一领域的发展。长的自旋弛豫时间是自旋电子学器件所必需的一个条件，而亚皮秒自旋弛豫则可应用于光开关器件。光学方法在自旋注入和探测两个方面都是非常重要的实验手段，特别是在研究超快时间分辨的过程时具有不可替代的作用。随着基于自旋的元器件研究的不断发展，光学手段将在自旋的量子调控领域发挥重要作用。
　　当一束有限大小的光束（波包）入射到两个均匀介质的分界面上时会发生反射与折射，如果考虑光子的自旋（光波的偏振状态），光子的自旋会影响光的折射与反射，造成光束在垂直于介质折射率梯度的方向上有位移，并且这一位‘移与自旋方向有关，这就是光的自旋霍尔效应。这一概念是Onoda等在2004年提出的，将对量子通信等产生重大影响。但是由于光的自旋霍尔效应产生的横向位移很小，远小于波长，比光束的直径要小很多，因此这一现象很难观察到，即使能够使自旋向上和向下的光子分开，但是大部分光束仍然是重合在一起的。如何增强横向位移以使两束光真正分开，便成为难题。2008年，Hosten等利用弱探测方法测量了这一纳米级位移。
　　随着器件尺寸的不断减小，光子自旋霍尔效应将越来越突出。因此在研究低维结构中电子的超快弛豫等过程时，应该考虑光子霍尔效应的影响。下一步研究重点：电子自旋的光学注入方法、电子自旋的光学探测方法、电子自旋的光学调控方法、光子自旋效应的探测和调控方法、光子自旋和电子自旋的相互作用及其应用。
　　……

总序(路甬祥 陈宜瑜)
前言
摘要
Abstract

第一章  物理学的定义及其学科战略地位
第一节  物理学的定义及内涵
第二节  物理学学科的战略地位

第二章  物理学学科的发展规律与态势
第一节  物理学学科的发展特点和趋势
第二节  物理学各个学科分支的发展态势
一、理论物理
二、实验粒子物理
三、核物理与核技术
四、等离子体物理
五、凝聚态物理
六、原子分子物理学与光学
七、声学
八、物理学与其他学科交叉

第三章  我国物理学学科的发展现状
第一节  总体发展现状分析
第二节  按学科分析
一、理论物理
二、粒子物理
三、核物理与核技术
四、 等离子体物理
五、凝聚态物理
六、原子分子物理学与光学
七、声学
八、物理学与其他学科交叉
第三节  学科发展中存在问题的综合
第四节  促进学科发展的建议措施

第四章  未来10年物理学学科发展布局
第一节  物理学学科的总体发展战略布局和发展目标
第二节  学科发展布局和重点发展方向
一、理论物理部分学科发展布局
二、粒子物理学学科发展布局
三、核物理与核技术学科发展布局
四、等离子体物理学学科发展布局
五、凝聚态物理学学科发展布局
六、原子分子物理学与光学学科发展布局
七、声学学科发展布局
第三节  交叉学科发展布局与发展方向
一、量子物理、信息科学和未来量子器件
二、软凝聚态物理
三、物理学与生命科学交叉
四、能源物理
第四节  大科学装置和重点实验室建设计划需求分析
一、大科学装置建设需求分析和计划建议
二、国家重点实验室及平台建设

第五章  优先发展领域与重大交叉研究领域
第一节  遴选优先发展领域的基本原则
第二节  物理学优先发展领域
一、物理学整体优先发展领域
二、各分学科优先发展领域
第三节  重大交叉研究领域
一、生命科学中的物理问题
二、与空间科学、天文学等交叉的物理问题
三、能源科学中的物理问题

第六章  国际合作与交流
第一节  国际合作发展态势
一、凝聚态物理
二、原子分子物理与光学
三、声学领域
四、理论物理
五、粒子物理
六、核物理与核技术研究领域
七、等离子体物理
第二节  国际合作与交流的基本情况
一、高能物理实验领域
二、核物理领域
三、等离子体物理
四、高能量密度物理和惯性约束聚变方面
五、凝聚态物理
第三节  合作与交流的战略需求分析与总体布局
一、凝聚态物理
二、理论物理
三、粒子物理

第七章  保障措施与建议
第一节  加大经费投入力度，完善科研经费审批管理制度
第二节  提高物理教育水平，培养后备人才
第三节  调整研究队伍结构，提高科研效率
第四节  完善科研评价体系，营造和谐科研环境
第五节  提高科研管理水平，合理安排学科布局
第六节  建设大科学装置，成立国家物理研究基地
第七节  鼓励学术交流与合作，创造良好学术氛围
参考文献