編者按
2023 年將迎來國家自然科學基金委員會理論物理專款設立 30 周年。30 年來，理論物理專款促進了我國理論物理事業的發展，在產出高水平科研成果、培養青年人才、穩定人才隊伍、改善研究環境、加強學術交流、弘揚科學家精神以及探索符合理論物理學科特色的研究與資助模式等方面做出了重要貢獻。與此同時，專款也充分發揮了理論物理研究對國民經濟建設和科學技術在戰略決策上應有的指導和諮詢作用。第八屆理論物理專款學術領導小組決定 2023 年適時召開理論物理專款設立 30 周年紀念研討會，總結成績，探討進一步發揮好專款的作用，促進我國理論物理學科的發展。
2013 年，值理論物理專款設立 20 周年紀念之際，第五屆理論物理專款學術領導小組編制了 20 周年紀念文集。我們將在理論物理專款公眾號上陸續推送文集中的文章，以饗讀者。
撰文 | 孫昌璞、陶瑞寶、陳潤生
一 理論物理在當代科學發展中的重要作用
物理學是研究物質及運動規律的基礎科學。其研究內容包括物質結構及其相互作用、物質運動形式以及它們之間的轉化。物理學立足於實驗，發展各種理論觀念和思想方法。物理學的發展能夠進一步引導各種技術革命創新，反過來導致物理學研究方式的變革。例如，以半導體為基礎的計算機技術的飛躍發展，使得計算和模擬在物理學研究中發揮了越來越重要的作用，形成了計算物理的研究模式。
當前物理學的發展趨勢可以概括為以下兩個方面：第一，在更高的能量標度和更小的時空尺度上，探索物質世界的深層次結構及其相互作用, 揭示物質運動的時空形式和相互作用的本質；第二，面對由大量個體組元構成的複雜體系，探索超越個體特性的「演生」出來的有序凝聚體系和集體合作現象。由於第二方面的研究涉及從固體系統到生命軟凝聚態等各種多體系統以及進一步形成各種人工結構，它會導致更為豐富的物理現象和實際應用。這兩個方面研究代表了兩種互為補充的基本科學觀——還原論（reductionism）和演生論（emergence）。前者把物質性質完全歸結為其微觀組元的相互作用規律，旨在建立從微觀出發的終極統一理論；後者強調經典和量子多體系統的整體性和凝聚合作效應，把不同層次「演生」出來的規律當成自然界的基本規律加以探索。
現代物理學通常從理論和實驗兩個途徑研究以上的重大科學問題。二者既緊密依賴，又有所區別。利用科學的實驗方法，通過對自然界的主動觀測，並輔以理論模型或哲學上思考，先提出初步的科學理論假設，然後進一步藉助實驗對此進行判定性的檢驗。最後，用嚴格的數學語言精確、定量表達一般的科學規律，並由此預言更多新的、可以被實驗再檢驗的物理觀察結果。當現有的理論無法解釋一批新的實驗發現，物理學可能要面臨重大突破。由此誕生的新理論在解釋已有實驗結果的同時，還要給出了更一般的理論預言，引發新的實驗研究。
物理學這些內在的特徵決定了理論物理學在當代科學中的核心地位。特別是它通過當代數學提供的描述語言和思想框架， 使得物理規律得到準確的描述。在解析的手段無法實現時，理論物理還可以採用數值分析和數值模擬，使理論預言進一步定量化。
二 理論物理學的發展趨勢
理論物理學立足於科學實驗和觀察結果，藉助數學工具、邏輯推理和觀念思辨，研究物質、能量、時間和空間及其相互作用和運動演化，從中概括和歸納出具有普遍意義的基本理論。由此建立的基本理論不僅可以描述和解釋自然界已知的各種物理現象和運動規律，而且還可以預言更多的未知物理現象。理論物理研究的對象非常廣泛。有的學科，諸如粒子物理、凝聚態物理等，與實驗研究關係密切，但還有一些更加基礎的領域，諸如統計物理、非線性物理、引力和量子基礎理論，研究對象廣泛，一時並不直接涉及具體的實驗。
物質結構是分層次的，每個層次上都有自己的基本規律，它們又是互相聯繫的。物質各層次結構及其運動規律的基礎性、多樣性和複雜性不僅為理論物理學提供了豐富的研究對象，而且對物質科學研究提出巨大的智力挑戰，並激發人類探索自然的強大動力。這種高度概括的綜合性研究，具有顯著的多學科交叉性與知識原創性的特點。
20 世紀初誕生的相對論和量子理論，決定了理論物理學在現代科學中的核心地位。物理實驗面臨的日趨複雜的困難，使得實驗和理論對物理學發展的作用發生了一直延續到今天的變化。尤其在對微觀世界基本規律和複雜系統運動演化探索方面，理論物理將起到越來越重要的引領作用。例如，在粒子物理領域，輕的輕子和夸克只能有三代是理論考慮的結論，頂夸克的存在以及目前 LHC 希望發現的 Higgs 粒子和超對稱粒子也都是首先來自理論預言。當今的高能物理實驗基本上都是在理論指導下設計和運行的，對理論預言給予檢驗，發現現有理論無法解釋的現象，從而推動物理學的發展。沒有理論上的動機和指導，高能物理實驗將如同大海撈針、無從下手。
宇宙學上的觀測更是如此。雖然宇宙學觀測結果會給出一些新的有關宇宙的信息，但其真正的物理解釋依賴於具體的理論模型。宇宙的演化只有一次，但迄今為止，其初態和末態都是未知的。我們不能像在粒子物理和凝聚態實驗那樣，根據需要調整宇宙的初末態，以儘可能多地獲得宇宙演化的信息，完全從觀測角度構造合理的宇宙模型。因此，要對宇宙的演化有真正的了解，就必須從其它物理領域的理論出發（如粒子物理、廣義相對論等）建立自洽的理論。
總之，當今物理學理論必須建立在實驗的基礎上，當今物理學的實驗無一例外是在特定的理論框架下進行。通過對理論物理的預言不斷地進行實驗檢驗，才能完善和推動物理學的長足發展，才能加深對物理規律的深入認識，以不斷推動人類掌握基本的自然規律。
目前理論物理的一個重要發展趨勢是與現代強大計算的手段結合。面對紛繁複雜的物質世界（如強關聯物質和複雜系統），簡單可解析求解的理論物理模型不足以涵蓋複雜物質結構的全部特徵。例如，實際物理系統的時間演化具有內稟的高度非線性，線性化近似將不再適用。然而，計算機的發明提供了解決複雜結構和非線性問題的強大技術條件，輔以正確的科學計算方法，如第一原理計算、蒙特卡洛方法和各種精確對角化技術，近似求解複雜理論模型到足夠高的精度，逐漸逼近物質運動的真實規律。因此，可以說，計算物理是連接物理實驗和理論模型必不可少的橋樑。
量子力學是 20 世紀的奠基性科學理論之一，是人們理解微觀世界運動規律的現代物理基礎。一方面，量子力學可以應用到不同物理體系，導致一些現代學科的誕生。例如，它應用到光與微觀物質相互作用，導致了量子電動力學的建立，其進一步發展引發了現代量子光學等新領域；另一方面，量子力學及其應用的發展，導致了以雷射、半導體和核能為代表的新技術革命，深刻地影響了人類的物質、精神生活，已成為社會經濟發展的原動力之一。然而，量子力學的基礎卻存在諸多的爭議。圍繞著量子力學的詮釋，以玻爾為代表的哥本哈根學派的「標準」詮釋不斷遭遇到各色各樣的挑戰。其中一些嚴肅的學術爭論，在促進量子力學自身的發展的同時，使量子力學走向交叉科學領域，如量子信息就是信息科學和量子物理交叉的結果：充分利用量子物理基本原理的研究成果，發揮量子相干特性的強大作用，探索以全新的方式進行計算、編碼和信息傳輸的可能性，為突破晶片極限提供新概念、新思路和新途徑。量子力學與信息科學結合，不僅充分顯示了學科交叉的重要性，而且量子信息的最終物理實現會導致信息科學觀念和模式的重大變革。量子力學的這些新的發展大多基於實驗檢驗，促使人們回過頭來在可檢驗的層面上重新考察量子理論的基本問題，使得量子力學又進入了一個嶄新的發展時期——從觀測、解釋階段進入量子調控新時代。當前，人們利用各種先進的現代科學技術，去製備、檢測、調控量子體系，使量子世界從自在之物變成為我之物。
在高能物理方面，粒子物理是研究物質深層次結構的前沿學科。它藉助於極端高能的實驗手段，深入物質內部，探索物質的結構，尋找其最小組元及其相互作用規律。目前，探討超出標準模型的新物理和研究描述強相互作用的量子色動力學（QCD）的微擾和非微擾問題，是粒子物理學面臨的兩個重大問題。大家知道，粲夸克和美夸克組成的重味強子和重夸克偶素物理不僅與微擾 QCD 和非微擾 QCD 有密切關係，而且與超出標準模型的新物理探討相關。B 介子物理的研究、粲介子和粲重子質量譜和衰變的研究、重夸克偶素產生與衰變機制的研究等都是國際高能物理研究的熱點問題。2003 年以來大量新強子態的發現，開闢了強子譜研究領域的新天地, 對人類深入探索物質基本結構和深刻了解量子色動力學有著重要的意義。量子色動力學因子化定理是自洽利用微擾論的前提條件，沒有這些因子化定理，就沒有一個基於量子色動力學的強相互作用過程理論預言，如強子對撞機上的各種過程的理論預言。
20 世紀的原子核也是朝著物質的深層次發展，與粒子物理融合，揭示出了強子由夸克和膠子構成，並建立起描述它們之間強相互作用的基本理論——量子色動力學（QCD）。對稱性丟失與夸克禁閉是遺留的兩大難題。理論家預期通過相對論性重離子碰撞形成高溫高密極端條件，改變真空的性質，從而解除夸克禁閉，產生出一種在夸克層次上的新物質形態——夸克膠子物質或夸克膠子等離子體（QGP）。這種新物質形態的能量密度將比中子星內部更大，關於核物質的通常概念已不再適用，需要揭示出一些嶄新的原理。進入新世紀以來，特別是美國布魯海汶國家實驗室在 RHIC 上發現了強耦合 QGP 存在的證據，當前研究的前沿轉向從強子相到 QGP 相變的臨界點、相變性質、QGP 性質、QCD 相圖的相結構和相邊界等一系列重大研究課題上來。
另外，引力是自然界已知的四種相互作用之一, 是人類最熟悉但了解最少的相互作用, 尤其是它的量子行為。描述經典引力的科學語言是廣義相對論，但包括引力量子行為的完整描述至今沒有確定的答案。當然，經典時空背景下的半經典描述——彎曲時空量子場論也可以在一定程度上預言引力相關的量子效應，如黑洞的量子輻射。目前認為最有希望的引力量子化理論框架是超弦/M-理論。建立完整的引力理論不僅是超出粒子物理標準模型發展的必然，也是了解我們宇宙起源和演化的基礎。宇宙學是物理學和天體物理的一個分支，研究的是宇宙作為一個整體的起源和演化, 希望回答如宇宙為何如此地平坦、星系是如何從這樣平坦的宇宙中形成等科學問題，更希望回答一些古老如人類在宇宙中地位的問題。
就高能物理發展規律而言，粒子物理的發展主要是靠實驗推動的。從最初的宇宙線和雲室實驗發現的大量奇異粒子直接導致了粒子物理學科的誕生，到後來的宇稱對稱性破缺實驗推動了弱作用理論的發展以至於標準模型最後的建立。當今的高能物理實驗基本上都是在理論指導下設計和運行的，對理論預言給予檢驗或發現現有理論無法解釋的現象，從而推動理論的發展。對引力相互作用來說, 無論是其發現還是對宇宙演化的描述最初都源於人們對自然包括天文現象的好奇。在此基礎上，人們結合一些天文觀測甚至一些哲學的思考對這些現象提出一些半經驗性的描述，並由此驅動對其做進一步實驗檢驗和完善，從而達到對一些科學規律的發現。
統計物理目前正處在快速拓展時期。一方面，統計物理的思想和方法不斷被應用到各種新的領域，以及各種新的、更加複雜的系統，帶來了統計物理學的不斷發展。另一方面，統計物理學在新領域和新系統的應用，這些也對統計物理學基本理論和自身發展提出了更高的要求。這兩個方面的發展不是相互獨立的，而是相互關聯、相互促進的。特別是聯繫於能源科學的發展，偏離和遠離平衡、有限尺度的系統及其有限時間過程的統計物理引起人們的重視。與統計物理密切聯繫的非線性科學研究在各學科領域中具有普遍意義的共性問題，也具有形成新的共性問題的潛在特性，以及在科學、技術和工程領域中的重要應用前景。非線性物理的主要研究課題包括典型非線性現象如孤子、混沌、斑圖、分形和複雜性的物理特性的描述、物理本質的刻畫及其基於這些現象的物理特性和物理本質在不同領域中的應用。與此密切聯繫的另一個重要方面是軟凝聚態物理和生物物理。軟物質是在自然界物質中存在的最廣泛、最常見的一種凝聚態物質，處於固體和理想流體之間的一種複雜物質，與人們的日常生活及工業技術密切相關。例如，軟凝聚態物理的研究還涉及水的基礎科學問題。近年來水源危機已經成為人類面對的首要問題之一。
量子理論結合統計物理導致了凝聚態物理學的建立和發展。凝聚態物理目前已經成為物理學最大的一個分支，也是物理學近半個世紀以來發展最為迅速的一個領域。凝聚態物理涵蓋面很廣，按學科分類，包括半導體物理、磁學、強關聯物理、表面物理、軟凝聚態物理等子領域。這個學科中每個新材料和新現象的發現，都有可能誘發或產生一個新的學科方向或領域。凝聚態物理是材料、信息和能源科學的基礎，也與化學和生物等學科有密切的交叉與融合。伴隨者凝聚態物理的發展，凝聚態理論發展異常迅猛。傳統的凝聚態物理研究，建立在能帶論和費米液體理論基礎上，奠定了以半導體、金屬為基礎的電子、計算機、信息等科學的理論基礎，在實驗及應用研究中發揮了重要的作用。同時，凝聚態理論研究凝練出來的一些具有普適性的概念和方法，如BCS超導理論、自發對稱破缺概念等，對其它學科的發展也起到了重要的推動作用。近 20 年來，隨著大量新型低維材料的合成和發現以及具有特殊功能的量子器件的設計和實現，以及包括高溫超導、拓撲絕緣體等在內的大量新的量子現象的揭示，這些現象不能在以單體近似為前提的費米液體理論框架下得到解釋，新的理論框架的建立已迫在眉睫。這種新的理論框架的建立，將使凝聚態物理的基礎及應用研究跨上一個新的歷史台階。
原子分子物理學和光學是物理學的兩個子學科。原子分子物理學是以原子、分子這一物質微觀層次為研究對象的物理學分支，它主要研究原子、分子的結構、動態及相互作用的物理規律。而光學是研究光輻射的基本原理、光傳播的基本規律，以及光與物質相互作用過程的物理學。20 世紀 60 年代雷射的發明和伴隨的非線性光學的發展，人們能夠實現對光傳輸以及光與物質相互作用的調控。這方面的研究與凝聚態物理交互推動，是當前的理論物理研究重要科學前沿。例如，隨著雷射冷卻和人造晶格系統研究的飛速發展，多學科的交叉性增強，通過預先的理論探索，在冷原子系統中也觀測到了強關聯繫統特有的超流-絕緣體相變現象，為精確操控多體關聯繫統提供了強有力的實驗手段，促進了強關聯物理與原子分子物理的結合，成為這個學科發展的一個新的生長點。
三 我國理論物理總體發展現狀分析
改革開放三十多年來，我國物理學基礎研究，特別是理論物理的研究有長足進步和飛躍式的發展，研究水平也有了極大的提高，已形成了一支有較高研究素質的隊伍，在許多領域取得了國際同行廣泛關注的研究成果，一些研究方向已處於學科發展的最前沿，甚至有些研究成果已成為我國科學發展的重要標誌，並在一段時間內在國際上引領學科的發展。與其他學科相比，我國理論物理學研究與國際水平較為接近。
在高能物理方面，我國的物理學家在重味物理理論、對撞機上的微擾量子色動力學修正計算、對撞機唯象學、非標準模型理論（包括模型構造、中微子理論）、量子場論微擾計算新方法等方面均有參與。重味物理作為國內的傳統強項，幾乎所有的主要院校均有參與，並且在國際上有重要影響。微擾場論修正計算方面，北京大學、中國科學技術大學、南開大學、山東大學、哈爾濱工業大學和河北大學等多個單位均有重要貢獻。非標準模型包括模型構造、中微子模型和對撞機唯象學等方面，中國科學院理論物理研究所、中國科學院高能物理研究所、中國科學院大學、北京大學、清華大學、中國科學技術大學、南開大學、浙江大學、四川大學、華中師範大學、華東理工大學、河南師範大學、遼寧師範大學和重慶大學等單位均有重要研究力量。量子場論新方法方面，浙江大學和中國人民大學在國際上有一定影響。
我國理論物理學家積極參與和推動我國大科學裝置的建設和相關的物理實驗。實驗方面除了北京正負電子對撞機之外，主要有大亞灣反應堆中微子實驗、錦屏山暗物質直接探測實驗和宇宙線探測實驗兩大塊。大亞灣反應堆中微子實驗測量的中微子13混合角是《科學》雜誌評選的 2012 年十大進展之一。在錦屏山，清華大學和上海交通大學各有一個暗物質直接探測裝置正在建設、調試、取數中。另外我國的實驗粒子物理學家積極參與國際合作。位於歐洲日內瓦的大型強子對撞機（LHC）上各個實驗組都有中國物理學家的身影。兩個質子對撞實驗 ATLAS 和 CMS 就有中國科學院高能物理研究所、北京大學、中國科學技術大學、山東大學、上海交通大學等多家單位參與，高精度實驗 LHCb 有清華大學參與，重離子碰撞實驗 ALICE 有華中師範大學、中國原子能科學研究院、華中科技大學等參與。尋找宇宙線中反物質的衛星實驗 AMS 最近發布了第一批數據分析成果，很大提高了對正電子束方向性的測量精度。我國有中國科學院高能物理研究所、山東大學、上海交通大學、中山大學等單位參與。位於美國的重離子碰撞實驗 RHIC，也有國內的實驗組參與並且起著重要作用。
引力理論與宇宙學是天體物理與高能物理密切結合的學科方向。我國學者對引力的完整理論（如超弦理論）的研究幾乎沒有間斷過，特別是近年來，一些年輕學者在弦/M-理論本身的發展、微擾弦散射振幅的圈圖計算及其對 QCD 圈圖計算的應用、弦/M-理論相關的宇宙學暴脹及暗能量模型方面和利用 AdS/CFT 研究強耦合 QCD 等方面取得了一定成績。在暗物質、暗能量的研究方面，我國的研究與國際上基本同步並取得了一些讓國際同行認可的重要成果，比如暗能量的 Quintom 模型和全息暗能量模型等。在暗物質、暗能量的實驗和理論結合實驗的研究方面，中國研究人員利用我國的羊八井實驗觀測站研究暗物質的粒子物理模型、暗物質粒子在宇宙演化過程中的產生機制和探測可行性，同時結合國內外天文觀測，如 LAMOST，研究與實驗吻合的唯象模型並從更基本的引力理論認識暗能量、暗物質的本質及其與其它物質如中微子、粒子等的相互作用。據不完全統計，我國從事量子引力和宇宙學研究活躍的學者不足 30 人，且主要集中在京津地區的少數幾個研究單位。這個研究隊伍規模實在小得不能與歐美和日本甚至韓國等相比。另外，在選題前瞻性方面的經驗和物理思想的積累上也明顯不足。為了支持該領域的發展，要在建好用好國內有關觀測站與大型實驗設備的同時，鼓勵研究者加大國際合作的力度，更好的利用國際上所獲得的各種實驗數據。另外，加大學科支持和宣傳的力度，吸引更多的年輕人投身到相關的研究中。
在量子信息這個新興交叉領域，我國的科學家研究起步較早。我國量子信息主要是從理論研究開始，現在已有許多凝聚態物理、光學、原子分子物理以及核物理的理論與實驗物理學者都加入其中，在實驗方面開始完成了一些標誌性的工作。現有固定研究者 500 餘人（從專家庫統計），在讀研究生與博士後每年約 150 人，量子信息是這幾年人員增長最快的領域。在該領域，我國科學家的許多工作處在學科發展的最前沿。例如，在量子計算方面，國內專家早在 10 年前的理論論文，現在在國際學術界仍有一定影響。在量子信息理論方面，我國科學家提出了量子避錯編碼的觀念和概率量子克隆原理，提出微腔量子場誘導原子量子比特耦合的量子處理器方案。在量子信息和量子操縱的物理基礎方面，我國科學家發現與量子臨界環境耦合的量子比特會發生量子退相干增強的現象，這個工作聯繫了不同研究領域的一些重要觀念，不僅引發一系列後續的理論工作，而且得到歐美一些研究組的實驗驗證。以前我國只有少量固態量子計算的理論研究，但最近一些從事超導量子計算的中青年學者陸續回國，開展了超導系統量子計算和量子點量子計算的理論和實驗研究，進一步增強了我國固態系統量子計算的研究實力。可以說，我國目前固態系統量子計算的研究發展態勢很好。
我國的統計物理曾有較好的基礎，研究隊伍很強，例如，改革開放以後，我國科學家提出統一描述平衡與非平衡體系的閉路格林函數理論，並將它應用到臨界動力學、非線性量子輸運和無序系統等具體問題中，澄清了一些重要的理論問題。1995 年在廈門成功舉辦的第十九屆國際統計物理大會，標誌著我國影響力達到了一定的程度。然而，最近這些年一些從事統計物理研究者轉入到經濟學、社會學、生物物理、軟物質等具體問題的研究中，新成員增加不多，造成我國目前從事統計物理基礎研究人員嚴重不足。這不僅影響了學科的正常交流與發展，而且影響到大學生和研究生的正常培養，問題十分嚴峻。而國際上，無論是統計物理學的基本理論，還是統計物理在複雜系統和非平衡過程的應用都發展很快。統計物理在我國是一個急需扶持發展的研究領域。
在彭桓武先生等人的倡導下，我國凝聚態理論研究從 20 世紀 80 年代開始快速發展。半導體超晶格理論在黃昆先生倡導下做出了原創性工作，提出了半導體超晶格光學聲子模式的理論，引發了國際上的一系列理論和實驗研究，該理論已經被寫人相關的專著和教科書。近年來，我國的凝聚態理論研究工作者在高溫超導、自旋霍耳效應、碳納米管和石墨烯、拓撲絕緣體等方面都做出了國際前沿水平的工作，在國際著名刊物上發表了不少文章，在國際上產生了重要影響。目前研究隊伍也是全國最大的，為我國的凝聚態物理發展奠定了基礎。改革開放後，我國的凝聚態物理研究獲得了快速發展，應該說是一個與國際接軌較早的領域。大概而言，2000 年前的研究水平儘管有個別的亮點（如銅基高溫超導的研究、介電體超晶格的研究等），但是從整體上還處於一個跟蹤模仿期。儘管如此，這段時間的研究發展為我們保留了一批隊伍，培養了一批人才，也為後期的發展奠定了堅實的基礎。進入 2000 年以後，我國的科研投入迅速加大，科研環境獲得了極大的改善，同時又有大批的優秀留學人員歸國。在這段時期內，我國的凝聚態物理研究整體上進入了一個快速的發展期。具體體現為如下四個方面：①人員隊伍的整體素質獲得了極大的提高，數量也有所增加。特別是幾所重點高校和中國科學院幾個重要研究所的整體人員素質已達到了美、歐、日等發達國家的水平，特別是年輕人才都非常優秀，科研交流也非常的頻繁與豐富。科研人員的生活待遇等也獲得了極大的提升。②儀器裝備的質量以及自主研發的尖端儀器的水平獲得了極快的提升，有些甚至超越了國外的水平，例如雷射 ARPES、非線性光子晶體、極低溫測量系統、高分辨四探針 STM 與 MBE 系統等。國家行為的大科學工程裝置開始出現，例如上海同步輻射光源、中國散裂中子源、合肥與武漢強磁場裝置等。③湧現出了多個有重要國際影響的研究成果，例如鐵基超導的研究、拓撲絕緣體的研究、量子反常霍爾效應的研究、動量密度矩陣重整化群及其張量方法。這些研究成果不僅獲得了極大的國際認可，而且還在很大程度上引領了國際上的發展態勢，這是在新中國成立 60 多年來的歷史中不多見的。
對於我國將來的凝聚態物理研究領域的發展應該注重「點」與「面」結合，均衡發展。①首先要注重「點」的發展，在優勢研究方向上要進一步高強度支持與投入，使得強者更強，爭取做出多項諾貝爾獎量級的研究成果。②注重「面」的發展，要扶持相對落後的研究方向，同時還要特別照顧到西部落後地區的發展，爭取能夠做到均衡發展。
在數學物理方面，我國有較好的工作基礎和研究傳統，在大範圍微分幾何應用、經典楊-米爾斯場理論、量子群和楊-巴克斯特可積系統等方面取得了國際上有影響的、系統性強的研究成果。與數學物理有密切聯繫的非線性現象研究方面，在符號動力學和斑圖動力學方面也取得了重要進展。在液晶膜理論方面，從理論上預言應存在著半徑比為 2 的平方根與無窮的兩種虧格為1的環形膜泡，並獲實驗證實。國內有一支優秀的從事非線性科學方面的研究隊伍，不同時期中都圍繞著前沿熱點開展了深入的研究。其中非線性物理方面的隊伍主要是集中在混沌、孤波、斑圖和複雜性相關領域的研究，涉及分形領域的研究已較少。比較多集中在經典系統，這與非線性科學的最廣泛的應用領域是密切相關的。但是，與國外相比，我們的研究隊伍較小和青年人不多，培養優秀後備青年人才是我們的任務。
最後要提及的是，我國理論物理研究的科研環境與評價體系逐步得到改善。科研評價由早期的簡單數文章數量到看重發表刊物的影響因子，發展到後來注重單篇文章的引用，將來還會進一步優化完善，走出一般的量化評價的簡單模式，要強調工作的原創性、系統性和對學科領域的引領，由泛泛的非同行評估轉變為專業的科學評價，要重視工作影響的長期性。
四 我國理論物理學未來發展的建議與展望
理論物理學是當代物質科學的理論基礎。面對科學前沿，我國理論物理學未來的發展，既要立足於當代物理的學科前沿和重大物理實驗，又要面向國家重大需求驅動的基礎科學問題，全面發展影響理論物理及其交叉領域的原始創新的思想方法，重點布局原始創性的研究方向。我們有信心，在一些重要基礎研究領域，產出一批對科學發展有實質性貢獻的研究成果，產生一些世界級科學家和領軍人物，形成若干個引領國際前沿研究的團隊和中心；針對國民經濟發展和國防安全方面等國家重大需求，凝練理論物理學能夠發揮關鍵作用的科學問題，突出重點，爭取重大突破，推動國內高新技術的跨越式發展。
對於理論物理這樣純基礎研究的支持，首先要以個人為主，加強對有科學信譽的個人的長期穩定支持，其次是建立形式自由、有重大科學問題牽引的研究群體，創造寬鬆的學術氛圍，在國家層面上形成孕育重大科學突破的環境和土壤。要提倡求實的科學學風，長期堅持，埋頭苦幹，功到自然成。對某些基礎好、信譽高的學術帶頭人，經過專家論證，提供更加充足的經費，組織隊伍，集中攻關。
要以長遠的眼光正確看待實驗探索和理論研究的各自特點，創造物理實驗和理論密切結合的氣氛與環境，加強它們的實質性結合，促進物理學科在我國的跨越式發展。理論物理要面對那些有助於科學發現的原理性實驗和對未知世界的探索的物理實驗，要有勇氣立足物理實驗整體之上建立普適的理論。要推動我國自己的實驗檢驗我國科學家自己的關鍵性物理理論。
理論物理學家要充分認識到， 雖然物理學本身是一門實驗科學，但物理理論立足於全部實驗的總和之上。理論正確與否必須落實到實驗檢驗上，但在物理學發展的中間過程，允許有的階段性理論研究不必拘泥於具體的實驗，給重大理論創新以充分的自由空間。一個重要物理理論開始時甚至有看不到實驗檢驗的可能，但進一步拓展、補充卻可以導致重大突破和科學革命，相對論和規範場論就是這方面的典型例證。因此，我們允許、也要寬容對待（甚至有選擇地鼓勵）這種在純理論方面的探索性研究，特別是涉及物理學各分支領域基礎的新概念、新方法和新思想。
作者簡介
孫昌璞，理論物理學家，主要從事量子物理、數學物理和量子信息理論研究。1962 年 7 月生於遼寧省普蘭店市。1984 年畢業於東北師範大學物理系，1992 年於南開大學獲博士學位。2009 年當選為中國科學院院士。
陶瑞寶，理論物理學家，從事統計物理和凝聚態理論方面的研究。1937 年 3 月生於上海。1960 年畢業於復旦大學物理系，1964 年於復旦大學獲碩士學位。2003 年當選為中國科學院院士。
陳潤生，生物信息學家，主要從事生物信息學研究。1941 年 6 月出生，天津人。1964 年畢業於中國科學技術大學。2007 年當選為中國科學院院士。
本文經授權轉載自微信公眾號「理論物理專款」。
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