三、发展重点与主要任务

（一）加强自由探索研究与学科体系建设

加强原创导向，激励新概念、新构思、新方法、新工具的创造，力争在更多领域引领世界科学研究方向。加强科学前沿探索，进一步加大对好奇心驱动基础研究的支持力度，加大对非共识创新研究的支持力度，鼓励质疑传统、挑战权威，重视可能重塑重要科学或工程概念、催生新范式或新学科新领域的研究。

构筑全面均衡的学科体系，为我国实现从科学大国迈向科学强国奠定扎实的学科基础。推动学科均衡协调和交叉融合发展，统筹基础学科、应用学科、新兴学科、交叉学科布局，形成多学科均衡协调可持续繁荣发展局面，促进基础研究百花齐放。推动数学、物理学、化学、天文学、地学、生命科学等基础学科持续发展，推进能源科学、环境科学、海洋科学、材料科学、工程科学和临床医学等应用学科发展，加强信息、纳米等新兴学科建设，鼓励开展跨学科研究，促进学科交叉与融合。

（二）组织实施重大科技项目

“十三五”期间，着眼于更长远的国家重大战略需求，凝练事关我国未来发展的重大科技战略任务，构建未来我国科技发展制高点，组织若干项基础研究类重大科技项目，努力实现以科技发展的重大突破带动生产力的跨越发展。

1.量子通信与量子计算机

奠定我国在新一轮信息技术国际竞争中的科技基础和优势方向。量子通信研究面向多用户联网的量子通信关键技术和成套设备，率先突破量子保密通信技术，建设超远距离光纤量子通信网，开展星地量子通信系统研究，构建完整的空地一体广域量子通信网络体系，与经典通信网络实现无缝链接；量子计算机研究解决大尺度量子系统的效率问题，研发量子系统、量子芯片材料、结构与工艺、量子计算机整体构架以及操作和应用系统，实现量子信息的调制、存储、传输和计算，最终实现可实用化的量子计算机原型机；量子精密测量研究利用量子通信和量子计算所发展的量子探测、测量和操纵技术，实现对重力、时间、位置等的超高灵敏度测量，大幅提升卫星导航、潜艇定位、医学检测、引力波探测等的准确性和精确性。

2.脑科学与类脑研究

围绕脑与认知、脑机智能和脑的健康三个核心问题，统筹安排脑科学的基础研究、转化应用和相关产业发展，形成“一体两翼”的布局，并搭建相关关键技术平台。以脑认知原理（认识脑）为主体，阐述脑功能神经环路的构筑和运行原理，绘制人脑宏观神经网络、模式动物介观神经网络的结构性和功能性全景式图谱；发展类脑计算理论，研发类脑智能系统（模仿脑）。基于对脑认知功能的网络结构和工作原理的理解，研究具有更高智能的机器和信息处理技术；促进智力发展、防治脑疾病和创伤（保护脑），围绕高发病率重大脑疾病的机理研究，揭示相关的遗传基础、信号途径和治疗新靶点，实现脑重大疾病的早期诊断和干预。

（三）加强目标导向的基础研究和变革性技术科学研究

针对事关国计民生的农业、能源资源、生态环境、健康等领域，以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的领域，进一步聚焦国家目标，充分发挥基础研究的战略支撑作用。同时，围绕战略性、基础性、前瞻性重大科学问题，对科学和技术发展有很强带动作用的基础研究进行重点部署，为创新发展提供源头供给。

1.加强国家重大战略任务部署基础研究

面向现代农业、健康、资源环境和生态保护、高新技术产业、节能环保和新能源、新型城镇化等领域的国家重大战略任务，选择可有力带动基础研究、重大共性关键技术和重大应用示范结合的战略性、全局性、长远性的方向进行全链条设计一体化组织，强化基础研究对经济社会发展的支撑作用。

（1）在现代农业方面，围绕粮食丰产增效、农业面源污染和农田综合防治修复、智能农机装备、食品加工及粮食收储运、林业资源培育及高效利用、海洋（蓝色）粮仓、作物优质高产、化学肥料和农药减施增效、七大农作物育种、主要畜禽水产动物育种、农业病虫害防治等重点任务，部署精确栽培、分子遗传变异、优良性状形成机理、种间互作和定向培育等基础研究。

（2）在节能环保和新能源方面，围绕煤炭清洁高效利用和新型节能技术、可再生能源与氢能、先进核能与核安全、智能电网、深层油气勘探开发、能源基元与催化，加强碳基能源清洁转化、源网荷协同机制、深层油气成藏机理和生态监测预警等基础研究的支撑引领。

（3）在产业转型升级方面，围绕网络协同制造、3D打印和激光制造、智能机器人、重点基础材料、先进电子材料、材料基因工程、制造基础技术与关键部件、云计算和大数据、高性能计算、宽带通信和新型网络、网络空间安全、地球观测与导航、光电子器件及集成、科技服务业、新能源汽车、重大科学仪器设备、精细化学品生产、功能分子材料与器件部署基础研究，解决产业共性关键技术基础问题，为培育战略性新兴产业提供科学支撑。

（4）在资源环境和生态保护方面，围绕土壤及地下水污染防治、生态修复、深地资源勘探开发、废物处置与资源化、海洋环境安全、深海技术装备、重大自然灾害监测预警与防范、水资源综合利用、大气污染成因与控制、青藏高原多层圈相互作用及其资源环境效应、海洋生态环境与可持续发展、土壤-生物系统功能及其调控等开展重大科学问题研究。

（5）在健康方面，面向重大慢性非传染性疾病防控、精准医疗、生物制品与生物治疗、中医药现代化研究、生殖健康及重大出生缺陷、人口老龄化、生物安全关键技术、移动医疗与健康促进、生物医用材料与组织器官修复替代、食品药品安全、数字诊疗装备、个性化药物、典型污染物的环境暴露与健康危害机制等重大社会公益性研究，全链条部署自主神经干预、基因组学、三维微环境营造、分子设计和超快激光制造等基础研究。

（6）在新型城镇化方面，围绕物联网与智慧城市、综合交通运输与智能交通、先进轨道交通及其关键部件、绿色建筑及建筑工业化、公共安全风险防控与应急技术装备等领域的科学问题，强化基础研究与共性关键技术、示范应用的衔接。

2.加强战略性前瞻性重大科学问题研究

围绕世界科学前沿的重点方向，凝练战略性前瞻性重大科学问题，以实现重点跨越、引领未来发展为目标，重点部署基础研究。

（1）量子调控与量子信息

认识和了解量子世界的基本现象和规律，通过对量子过程进行调控和开发，在关联电子体系、小量子体系、人工带隙体系等重要研究方向上建立突破经典调控极限的全新量子调控技术，实现量子相干和量子纠缠的长时间保持和高精度操纵，实现可扩展的量子信息处理。

（2）纳米科技

围绕纳米科学重大基础问题，新型纳米制备与加工技术，纳米表征与标准，纳米生物医药，纳米信息材料与器件，能源纳米材料与技术，环境纳米材料与技术等方面开展研究，加强基础研究与应用研究的衔接，推动纳米科技产业发展。

（3）蛋白质机器与生命过程调控

揭示蛋白质机器复杂的结构和功能、调控网络、以及动态变化规律，发挥蛋白质科学研究设施的支撑优势，围绕重要细胞器及生物膜相关蛋白质机器等重大科学问题，高分辨率冷冻电镜、磁共振技术等重大技术方法，以及肿瘤、免疫类等疾病防治等重大应用研究领域部署研究任务。

（4）全球变化及应对

围绕全球变化关键过程、机制、趋势与表现，全球变化影响、风险、减缓和适应，数据产品及大数据集成分析，地球系统模式和高分辨率气候系统模式的开发、改进与应用等开展研究，提升我国全球变化研究的竞争力和国际地位，为应对全球变化国家战略提供科技支撑。

（5）干细胞及转化研究

以增强我国干细胞转化应用的核心竞争力为目标，以我国多发的神经、血液、心血管、生殖等系统和肝、肾、胰等器官的重大疾病治疗为需求牵引，重点部署多能干细胞建立与干性维持，组织干细胞获得、功能和调控，干细胞定向分化及细胞转分化，干细胞移植后体内功能建立与调控，基于干细胞的组织和器官功能再造，干细胞资源库，利用动物模型的干细胞临床前评估，干细胞临床研究。

（6）大科学装置前沿研究

依托我国已建成的专用和平台型大科学装置，主要支持粒子物理、天文等领域探索物质世界的结构及其相互作用规律等的重大前沿研究，以及依托先进光源、先进中子源、强磁场装置等为多学科交叉前沿提供先进实验技术和方法，推动大科学装置向社会用户开放共享。

（7）合成生物学

围绕生命体计算设计、合成再造与人工调控等核心科学问题，面向提升人工生物装置与系统的设计构建能力，创建一批具有特定功能的人工基因线路、人工生物器件、人工细胞等人工生物体，构筑智能疾病诊疗、人工生物固碳、药物高效规模合成、重要化工材料构建等重大应用的科学支撑，促进生物产业创新发展与经济绿色增长。

（8）发育编程及其代谢调节

面向科学前沿及健康和农业发展需求，以生命体发育和代谢的精准调控机制为主线，揭示胚胎和组织器官发育、成年组织器官可塑性及衰老、胚胎和组织器官发育的代谢调控等规律，鉴定发育与代谢的关键调控因子，创建大动物遗传修饰品系，揭示大动物发育与代谢的重要调控机制。

（9）微生物组学

开展微生物组形成、遗传稳定性及与环境互作机制研究，农业微生物组与作物生长和发育的相互关系、抵抗环境压力和病虫害的机理研究，基于生态环境污染监测与预警的微生物组技术研发，我国人群体内微生物组及健康相关功能研究。推动科学前沿发展，为我国健康、农业、环境可持续发展提供支撑。

（10）催化科学

在催化理论、催化剂的理性设计与表征、催化新方法与新反应、资源的绿色催化转化与高效利用等相关催化领域中获得重大原始创新和重要应用成果，提高自主创新能力和研究成果的国际影响力；为解决能源、环境、资源以及人口健康等领域的关键问题提供物质基础以及技术支撑。

（11）极端制造的科学基础与创新技术

围绕极端制造需求和技术发展面临的关键科学问题，研究超大规格高柔性高性能航天复杂构件一体化制造和高均匀性近零残余应力航空构件制造，10纳米以下集成电路器件三维集成制造和光子集成器件制造，复杂曲面强光光学元件的抗损伤纳米精度制造和光学元件微纳结构的超快激光制造，热电高效转化的热防护构件制造、高性能复合声学结构制造和生机电一体化制造。为中国制造2025的顺利实施提供科学基础和支撑。

（12）磁约束核聚变能发展

以参加国际热核聚变实验堆（ITER）计划为契机，全面吸收消化关键技术，以聚变堆未来科学研究为目标，加快国内聚变发展，开展高水平的科学研究，开展聚变堆工程设计和关键技术预研，发展氚技术、聚变材料等ITER未涵盖的聚变堆技术。加快我国磁约束核聚变能的基础与应用研究，培养并形成一支高水平核聚变能研发队伍，大力提升我国核聚变能发展研究的自主创新能力，在2020年前后具备自主建造聚变工程堆的能力，适时启动高效安全聚变堆研究设施建设，加快聚变能走向应用进程，跨入世界核聚变能研究开发先进行列。

（13）空间科学系列卫星计划

研制并发射3-4颗新的空间科学卫星，在黑洞、暗物质、时变宇宙学、地球磁层-电离层-热层耦合规律、全球变化与水循环、量子物理基本理论和空间环境下的物质运动规律与生命活动规律等方面取得重大科学发现与突破。