2023年5月26日，由中国科学院和国家自然科学基金委员会联合部署、学科领域知名院士专家共同研究编撰的《中国工程科学2035发展战略》正式发布，该报告是“十四五”国家重大出版工程“中国学科及前沿领域2035发展战略丛书”的分册之一。工程科学技术因其能够直接转化为生产力而对我国国民经济的发展做出了突出的贡献。该报告面向2035年探讨了国际工程科学前沿的发展趋势和中国从工程科技大国走向工程科技强国的可持续发展策略，深入阐述了工程学科中建筑与土木工程、环境与交通工程、水利与海洋工程三大领域的科学意义与战略价值、发展规律与研究特点，完美体育 完美官方网站系统分析了相关学科的发展现状与态势，凝练了发展思路与发展方向，并提出了资助机制和政策建议。

　　改革开放四十余年来，我国经济取得了令世人瞩目的巨大成就，工程科学技术因能够直接转化为生产力而对国民经济的发展做出了突出的贡献。但当前我国在关键技术、核心装备和专业软件等方面还处于相对落后的地位，生产活动的资源能源消耗大、环境污染严重。上述问题成为制约我国从经济大国迈向经济强国的关键瓶颈，迫切需要工程学科实现跨越式发展，进而为我国经济和社会高速、高质量、高效、可持续发展提供坚实的科技支撑。

　　该项目研究的主要成果包括：①阐明了本学科领域的科学意义与战略价值；②明确了本学科领域的研究特点与发展规律、发展现状与发展趋势；③提出了本学科领域的关键科学问题、发展思路、发展目标与发展方向，包括6 大类27 小类未来15 年的优先发展领域、6 大类27 小类未来15 年的重大交叉研究领域、8 大类20 小类未来15 年的国际合作研究领域和5 大类12 小类制约国家创新发展的重大瓶颈科技问题；④提出了20 项本学科领域未来发展的有效资助机制与政策建议。

　　工程学科以自然科学为基础，并利用自然科学知识研究人造物质与系统的运行规律。随着材料科学、信息技术、人工智能等高新技术的逐渐融入，多学科交叉融合集成已成为工程学科的重要发展方向，为工程学科的发展提供了源源不断的动力。同时，工程系统和工程学科的发展需求也给基础自然科学提出了更多全新的问题和挑战。

　　我国已转向高质量发展阶段，但发展不平衡不充分问题仍然突出，重点领域关键环节改革任务依然艰巨，创新能力不适应高质量发展要求，农业基础还不稳固，城乡区域发展和收入分配差距较大，生态环保任重道远，民生保障存在短板，社会治理还有弱项，迫切需要工程学科提供解决上述问题的方案。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出的很多目标、任务、重大战略和重大工程建设均与建筑与土木工程、环境与交通工程、水利与海洋工程学科密切相关，迫切需要相关工程学科的基础研究给予强有力的支撑和保障。“双碳”目标及《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中对工程学科的发展方向提出了全新要求，对相关学科的未来研究产生了重要影响。

　　随着人类社会的发展，工程系统的功能与结构越来越复杂，工程学科也越来越根植于宽广的自然科学基础，同时高新技术在工程学科中发挥着越来越重要的作用。

　　在设计、制造、实现、保障系统功能的同时，不断挑战系统功能、性能、尺度和环境的极限。

　　相关学科的发展和相互之间不断地交叉融合为工程学科提供了越来越多新的研究方向。例如，材料、信息、交通、环境、机械、控制和能源等学科及建筑与土木工程学科交叉融合促进了基础创新研究；多元化的学科交叉和大数据、人工智能等新技术的引入为环境工程学科基础理论的原始创新、颠覆性技术的突破和复杂环境问题综合解决方案的制定提供了动力；现代交通系统依托土木工程、系统与信息科学、行为与控制科学、管理科学等多学科呈现出“发端于土木、多学科融合”的交叉学科特质。

　　随着巨型复杂工程系统的发展，系统的耦合效应越来越显著，工程系统的非线性行为与机制，以及各种非线性的耦合给工程学科提出了大量的复杂性科学问题。

　　工程系统服役于自然环境，不可避免地面临着极端恶劣环境和自然灾害的考验；同时工程系统的复杂性、功能的多样性、性能的极端性、环境的不确定性以及科学的有限性也会给工程系统带来隐患，因而系统的安全性和可控性成为工程学科核心的科学问题。

　　全球性的能源危机、环境恶化及资源短缺，要求人类社会反思和调整自身的行为模式，以保持经济与社会的可持续发展。工程系统不仅需要在单一的环节进行改良提升，而且需要从规划设计、生产建造、运营服务、管理维护等全生命周期进行协同优化，为社会的可持续发展提供关键支撑。

　　基于我国工程科学领域现状、近年来取得的成果以及与国际先进水平的差距，结合我国重大需求及国内外相关研究前沿，确定未来15 年我国工程学科的5个科学前沿和重点研究方向：①可持续发展的建筑与土木工程；②环境污染控制、生态修复与资源循环利用；③综合立体交通网；④资源与能源需求牵动的水利科学与海洋工程；⑤绿色可持续的城镇化。

　　在以上基础上，围绕21世纪人类共同面临的资源、能源、环境、人类与自然和谐等问题，面向国际工程科学的前沿，针对我国新型城镇化、交通强国、海洋强国等战略需求和工程学科未来15年的发展战略目标，确定工程学科的6个优先发展领域、6个重大交叉研究领域和8个国际合作研究领域。

　　包括：①建筑学与城乡人居环境设计原理及技术体系，包括基于可持续发展的绿色建筑设计理论与方法、先进数字技术支撑的城市规划与设计、乡村人居环境改善与城市更新方法及技术、地域建筑和城市设计及文化遗产保护技术；②可持续高性能土木工程基础理论与关键技术，包括复杂环境下高性能土木工程结构的基础理论与建造技术、土木工程多灾害效应与抗灾韧性理论及技术、土木工程现代物理试验与数值模拟理论及技术、既有工程基础设施综合利用与功能提升理论及技术；③环境污染控制与生态系统修复关键理论及技术，包括水质风险与控制理论及技术、空气复合污染与控制理论及技术、固体废物资源转化与安全处置理论及技术、区域复合污染治理与生态修复理论及技术、生态环境系统工程与风险控制理论及技术；④交通学科创新基础理论与关键技术， 包括轨道交通与运载工程、道路交通、车辆工程、水路交通与运载工程、航空交通与运载工程、航天运载工程、管道运输工程等；⑤水资源智慧管理及大型水利水电工程建设与安全运行的基础科学问题和关键技术，包括流域水文响应与水资源利用和智慧管理，流域生态系统健康理论与水利工程影响机制，重大水利工程对河流系统演变的影响，复杂条件下岩土工程与水利水电工程灾变及防控， 综合节水、高效用水及非常规水资源开发利用技术；⑥海洋工程基础理论与前沿技术，包括海岸带资源的可持续利用与保护修复、智慧海洋与智能装备关键技术。

　　包括：①智能建筑与土木工程基础理论和关键技术，包括应用现代信息技术的智能建筑与土木工程设计、基于人机一体化的建筑构件/部件智能生产、建筑与土木工程智能建造及管理、建筑与土木工程智能防灾减灾；②环境变迁中的城市科学与技术，包括工程结构与工程系统的环境作用模型，大规模工程系统的中、长尺度灾害危险性分析方法，基于乡村振兴战略的绿色村镇建设关键技术与方法，基于全产业链的智慧城市建造理论与关键技术，城市交通系统的供需平衡机理与网络交通流调控理论；③环境安全保障理论与关键技术，包括多介质多界面多尺度污染控制原理与方法、污染物定向转化机制与微观过程监控、区域环境污染控制及生态修复；④水系统科学与水安全基础理论和深海装备关键技术，包括数据水系统科学与水安全，深海空间站与新型潜水器，深海装备的模型试验、现场测试及海上安装技术，深海海洋工程结构安全与风险分析；⑤智慧城市建设关键技术，包括城市泛在感知网络及其集成技术、虚拟城市环境实时构建与动态表达技术、城市数据空间语义关联融合与数据挖掘技术、城市空间仿真与优化技术、基于人类行为分析的城市运行优化与提升技术；⑥交通学科重大交叉研究方向，包括常导高速磁浮交通系统工程理论体系、车路一体自主交通系统、泛交通高效氢能发动机、船舶智能航行与智能航运系统、先进航空器系统的基础理论与关键技术、大型复杂油气管网系统智能化运行与保供、气-电耦合系统规划运行研究。

　　包括：①土木工程防灾减灾基础理论与先进技术，包括土木工程结构与城市区域抗震基础理论及先进技术、多重极端灾害条件下的工程结构防灾减灾综合能力提升；②适应“一带一路”倡议需求的高性能桥隧基础设施设计建造理论与技术，包括适应不同复杂恶劣环境的高性能桥隧结构体系、复杂恶劣环境下的桥隧结构全生命周期服役可靠性研究；③极端环境条件下的岩土力学与工程技术，包括极端气候与极端灾害环境下的岩土工程问题，深空、深海、深地（“三深”）岩土力学与工程问题，生态岩土工程问题；④复合污染控制与环境生态修复理论及技术，包括超短流程水质净化理论与组合工艺、大气复合污染与气候变化协同应对关键基础科学问题、有机-重金属复合污染场地协同治理理论与关键技术、气候变化背景下的流域/ 区域环境演变规律及生态修复；⑤“一带一路”水资源安全与智慧管理理论和技术，包括变化环境下的水循环时空演变机理及模拟、极端洪涝与干旱灾害预测预报及风险评估、国际河流合作开发与综合管理、水系统协同演化、水资源系统智慧管理与调控等；⑥极地工程基础理论与关键技术，包括极地航行条件下的海冰力学行为、极区复杂环境载荷与结构物耦合动力学特性、新型破冰方法力学原理、极区海域冰山碰撞及冰区溢油灾害特征与围控原理、极地装备抗冰除冰理论与方法；⑦绿色智慧城市规划设计理论与技术，包括面向智慧城市的高密度建成空间规划设计方法、既有建筑绿色改造更新、健康建筑设计理论和方法、新型节能围护结构材料及环境控制末端；⑧具有全球竞争力的重载装备技术体系、轨道交通枢纽多模式客货转运技术与装备，以及轨距自适应跨国联运重载货运设备关键技术、智能船舶、极地航行船舶、船舶新型推进器、巨型船闸及升船机建设与安全运行保障、油气管道智能化理论与先进技术、新型特种管道研发理论与先进技术。

　　包括：①城市规划与建筑设计原创理论方法和技术工具，包括彰显中国历史文化和山水人居环境的城市空间特色规划方法、建立本土化的建筑和城市设计理论及方法体系、探索具有中国特色的人居环境科学理论；②土木工程原创理论、方法、软件与规范标准体系，包括构建引领先进科技潮流的土木结构工程规范标准体系；③水资源科技原创关键理论、技术与设备，包括变化环境下更加复杂的水文循环和流域水资源问题，以及尚不完善的水资源高效开发利用基础认知与方法体系、我国水资源节约与开发的许多关键技术与设备高度依赖进口问题；④自主创新污水处理及回用技术，包括构建面向节能、低碳与资源回收的新型污水处理模式，开发针对不同回用途径的再生水制备技术；⑤交通工程重大瓶颈科技问题，包括铁路移动装备关键核心部件轻量化设计理论与技术、高铁健康监控系列传感器设计和批量制造平台、车-路一体化融合系统关键技术、新一代车用能源系统关键技术、内河绿色智能航运系统的基础科学问题、航天器动力学与控制自主软件设计开发、新一代跨域飞行器结构多场耦合机理及多学科一体化设计方法、地外空间出舱活动中的生命保障及工效学问题、纯氢输送管道理论与技术等。

　　针对自然科学基金资助政策和工程科学行业发展政策两个方面提出建议，以加快我国工程学科前沿和重点发展领域的突破，解决我国工程基础设施建设领域的一系列“卡脖子”技术和瓶颈问题，加速实现工程科学“可持续、高品质、绿色化、智能化”的发展目标。

　　在自然科学基金资助政策方面，相关资助机制及政策建议包括以下方面。①鼓励原始创新，突出平台建设和团队建设。通过完善探索性项目申请与评审通道、先小额经费支持后重点资助等措施“鼓励探索”；以加强对行业与学科引领者的关注和支持，注重科技项目立项指南的前瞻性、开放性、包容性、延续性等方式“突出原创”；针对重大前沿问题和国家重大战略需求，逐渐形成自由申报与国家战略需求相结合的模式，通过“共性导向”实现关键问题和“卡脖子”技术的突破；通过革新资助方式、鼓励校企合作，促进工程学科“交叉融通”。②完善项目管理制度、创新成果和人才评价机制，包括完善同行评议和考评机制、注重立项的可持续性、鼓励数据共享、设置联合基金项目、建立国际项目征集机制、探索科研成果转化机制、完善项目验收考评办法、注重技术实质和成果内涵等，最终形成“出大成果、出系统成果、出专家”的项目管理机制以及科技成果和科技人才评价机制。

　　在工程科学行业发展政策方面，相关资助机制及政策建议包括：①优化工程项目的决策机制；②鼓励工程项目的整体承包模式，提倡注册建筑师进行工程项目的全过程管理；③加强城市规划设计， 注重城市规划的公开性和强制性；④建立健全重大土木工程方案阶段的论证决策机制；⑤改革现有土木工程建设标准的编撰组织模式；⑥加强绿色城镇化的制度框架与规划战略研究；⑦加强智慧城市建设国家层面的顶层设计，突出地方政府引导和以市场为主；⑧加强政府、企业、个人之间的城市大数据共享机制，形成制度保障；⑨加强智慧城市建设技术标准规范制定，增强我国在全球领域的影响力；⑩切实强化流域/区域水生态空间保护；加强生态友好水工程建设及生态调度；大力开展陆域特别是农村面源污染控制和节水减排；加快国家水资源管理信息系统建设与信息统计规范化管理；加快水安全立法，完善水质标准；推广公私合作模式参与城市水系统的改造、建设与管理；建立基于大数据的城市水环境管理信息共享系统；加速推进基于未来泛在网络的智能传感技术研发应用；构建完全自主的综合交通系统信息模型；加强建筑与基础设施全生命周期智能化研究和管理；推进交通强国建设。

　　本文摘编自《中国工程科学2035发展战略》，编写组组长为中国工程院院士聂建国，标题和内容有调整。科学人文在线，与您共同关注科技史、科技哲学、科技前沿与科学传播，关注人类社会的可持续发展，创造有价值的阅读！欢迎点赞、转发、留言讨论，我们将每月选取互动活跃、留言精彩的读者给与赠书奖励，公号对话框输入“赠书”，可了解赠书活动详情。联系邮箱：

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　　我国改革开放四十余年，经济取得了令世人瞩目的巨大成就，工程科学技术因其能够直接转化为生产力而对我国国民经济的发展做出了突出的贡献。《中国工程科学2035发展战略》面向2035年探讨了国际工程科学前沿的发展趋势和中国从工程科技大国走向工程科技强国的可持续发展策略，深入阐述了工程学科中建筑与土木工程、环境与交通工程、水利与海洋工程三大领域的科学意义与战略价值、发展规律与研究特点，系统分析了相关学科的发展现状与态势，凝练了发展思路与发展方向，并提出了资助机制和政策建议。

　　本书为相关领域战略与管理专家、科技工作者、企业研发人员及高校师生提供了研究指引，为科研管理部门提供了决策参考，也是社会公众了解工程科学发展现状及趋势的重要读本。

　　聂建国，中国工程院院士，清华大学土木工程系教授。现任清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室主任、清华大学未来城镇与基础设施研究院院长、清华大学学术委员会主任、清华大学科协副主席。长期从事钢－混凝土组合结构的研究与推广应用工作，研发了一系列组合结构新形式和新技术，发展了组合结构设计计算理论和设计方法，解决了建筑、桥梁、特殊结构和工程结构性能提升等领域的诸多难题，拓宽了组合结构的工程应用领域。获中国钢结构协会首届钢结构杰出人才奖、光华工程科技奖、何梁何利科技进步奖。以第一完成人获国家技术发明奖一等奖、国家科技进步奖(创新团队)、国家科技进步奖二等奖各1项。获全国优秀博士后、全国优秀科技工作者、全国优秀教师、全国先进工作者等荣誉。完美体育 WM365