走近中国科学院理论物理研究所.doc

走近中国科学院理论物理研究所

（2003年11月）

一、研究所概况
　　中国科学院理论物理研究所成立于1978年6月，是我国在理论物理学前沿领域各主要学科方向上从事基础研究的专业研究所。1985年成为中国科学院首批面向国内外开放的研究所；1993年被第三世界科学院（ICTP）选为中国首批参加该院协联计划的优秀中心；1997年10月被中国科学院确定为首批基地型试点研究所；1998年8月被列为中国科学院知识创新工程首批十二个试点单位之一。

1-1、历史沿革
　　理论物理学是物理学各分支学科的理论基础，理论物理学研究自然界物质在不同层次上结构和运动的基本规律。理论物理学的每一次重大发现都将导致新的技术革命，极大地推动社会生产力的发展。如20世纪初量子力学和相对论的的建立引发了一系列划时代的科学发现和技术发明，对人类社会的发展做出了重大的贡献。
　　为了加快我国物理事业的发展，培养我国的理论物理研究人才队伍，提高我国的理论物理研究水平，早日在国际上占有一席之地，早在1962年制定的"1963-1972年全国科学技术发展规划（草案） "中就明确写道："…… 1967年之后，考虑在北京建立一个理论物理研究所，以集中人力发展理论物理的研究工作"。由于规划受到"文化大革命"冲击未能实现。后来，在1977年制定的"1978-1985年全国基础科学发展规划（草案）"中的"物理学发展规划纲要"再一次明确规定："在北京筹建科学院理论物理研究所"。"这个研究所以少部分的专职研究人员为骨干外，吸收一批其他研究单位和高等学校的兼职研究人员，开展量子场论、统计物理、数学物理、基本粒子理论、原子核物理、固体理论、等离子体理论、引力理论等方面的研究，并和有关学科的人员协作，逐步开展量子化学、量子生物学、天体物理等边缘学科的研究。目的是解决重大和国家急需的问题，培养年轻人才，加强国际交流，促进学科之间的交流和渗透"。
　　1978年5月下旬，邓小平等中央领导同志亲自批阅了中国科学院向国务院呈送的"关于成立中国科学院理论物理研究所" 的报告，1978年6月9日正式成立了中国科学院理论物理研究所。新组建的中国科学院理论物理研究所的第一批研究人员分别来至中国科学院物理所、高能物理所、数学所。其中包括我国著名的理论物理学家彭桓武、何祚庥、戴元本、郝柏林、于渌以及稍后由二机部九院九所调入的周光召、苏肇冰。
　　理论物理所历任所长为:彭桓武(1978-1983)、周光召(1983-1990)、郝柏林(1990-1994)、苏肇冰(1994-1998)、欧阳钟灿(1998至今)

1-2、办所方针
　　理论物理研究所从建所开始，始终坚持开放、流动、竞争、联合"的办所方针。1985年，理论物理研究所被中国科学院确定为首批向国内开放的研究所，成为当时中国科学院仅有的两个开放型研究所之一。

1-3、发展目标
　　二十多年来，理论物理研究所一直把在我国理论物理研究领域内代表国家水平，团结国内理论物理学工作者，带动我国理论物理研究冲击世界先进水平，把该所建成为世界一流的基础研究、人才培养和学术交流基地作为自己的发展目标。
　　理论物理研究开放所的学术委员由来自全国（含香港地区）高校和科研单位的专家共同组成，其中，所外委员超过三分之二。在学术委员会常委中所外委员也超过一半。学术委员会每年召开一次全体大会，讨论理论物理开放研究所的科研方针，包括评议开放所的学科方向、组织成果评价、研究人员的考核评聘等重要工作。另外，学术委员会每年还将依据理论物理前沿领域的发展动态，设置若干中心开放课题，这些课题的大多数由来自全国其他单位的专家组织实施。
　　同时，理论物理开放所借鉴国际先进研究所的经验，在国内率先实行不接受初、中级固定职位的研究人员，加强流动科研队伍的建设，通过培养博士后和研究生并使他们作为研究队伍的后备梯队。

1-4、科研队伍建设
　　理论物理所现有正式职工55人，科研人员36人，其中中国科学院院士8人（他们中的5位同时为第三世界科学院院士），引进国外杰出人才9人，国家杰出青年基金获得者10人（其中3人纳入中国科学院的百 人计划管理）。所内设有两个研究室，第一研究室从事粒子物理和场论、引力和宇宙学、数学物理等方面的研究工作，第二研究室从事非平衡统计物理、凝聚态理论、非线性科学、计算物理、理论生物物理、原子分子及量子干涉学理论、原子核理论的研究。
　　目前，所内45岁以下的青年科研人员达到18人，占科研队伍人员的50%以上。
　　经过20多年的努力，理论物理所已初步形成一支具有强大创新能力和符合学科特点的优秀人才队伍和科研群体，成为全国理论物理学工作者开展学术交流的中心之一。 同时，经开放所学术委员会或常委会批准，每年还有200名左右来自全国近四十所高校和十几个科研院所的客座人员与所内研究人员开展联合研究，形成了生气勃勃、具有强大创新能力的科研队伍。

1-5、凝练创新科研目标
　　理论物理研究所自成立起，特别是进入中国科学院知识创新试点工程以来，不断随着国际理论物理研究的进展，调整和凝练自己的科研目标，形成了粒子物理前沿问题；弦理论相关的非微扰及宇宙学前沿问题研究；凝聚态物理学和计算物理；非线性科学和理论生物物理；量子物理与量子信息等主要学科方向。近期结合国家和中国科学院的科学与技术的中长期规划战略部署，理论物理研究所专门研讨并部署了下面几个重要的学科发展方向：
（i）粒子物理、天体物理和宇宙学
　　粒子物理，天体物理和宇宙学目前正处在一个交叉融合发展的黄金时期，随着观测和实验设备的不断改进及精度的提高，粒子物理和天体宇宙学研究得到了的大量精确实验结果，提出了很多具有挑战性的问题，包括：超高能宇宙线的起源、伽玛射线爆发的机制、宇宙常数和暗能量问题、暗物质问题、暴涨与新粒子场等，这些问题的任何发展和突破，都与更深层次的新物理规律相联系，促进新的物理方法和新的理论的出现。
（ii）统计物理和有关交叉学科的基础研究
　　统计物理是理论物理的一个重要组成部分，它研究大量"粒子"（子系统）所组成的复杂体系的性质。这些性质主要不取决于"粒子"的个性，而更依赖于"大量"所导致的一系列特征。研究内容有自旋玻璃、计算复杂性问题、自纠错通讯编码、随机图论、博奕论、随机规划、聚合物的多标度模拟，以及一大类复杂系统中的网络问题：生物网络（包括基因调控、蛋白质相互作用、代谢、 信号传导等），计算机网络（如病毒的扩散等），传染病的爆发和控制，交通网络等等以及它们的动力学行为等等。在统计物理、计算理论和离散数学之间正在出现一个发展迅速，富有生命力的交叉学科。
(iii)理论化学的研究
　　理论物理的基本理论在化学科学中的应用形成了理论化学这一跨学科新领域，并取得迅速发展，目前该学科的前沿在于开展有机固体和聚合物的理论研究，纳米科学的理论研究，有机固体和分子固体中的导电和超导机理理论研究，功能器件的原理和涉及的理论研究以及聚合物的多重尺度模拟和结晶理论的研究等。
　　随着多学科交叉领域研究的蓬勃发展，学科之间交叉渗透显得尤为重要，理论物理学的重大突破也往往出现在一些学科的交叉领域所形成的新的学科生长点上。作为由2002年开始的理论物理研究所二期知识创新工程全面推进阶段的重要组成部分，2002年2月组建成立了中国科学院交叉学科理论研究中心，由于渌院士担任中心主任（详见1－9）。

1-6、承担科研项目
　　建所以来，理论物理研究所承担并完成大量国家科研项目。近年来全国理论物理学两项主要基金项目均由我所研究人员分别主持并担任首席科学家或领导组长：
　　（1）、国家自然科学基金重大研究计划项目"理论物理学及其交叉科学若干前沿问题";
　　（2）、国家自然科学基金理论物理专款项目；

　　2002年，理论物理所承担科技部"973"项目子课题6项；国家自然科学基金项目51项（杰出青年基金A类5项，B类2项；重大研究计划9项，重大项目1项，重点项目3项；委主任项目1项，面上项目19项，其他专项11项）；中科院重大科技项目6项（创新重大项目1项；创新重大方向性项目5项）。

1-7、科研成果
　　建所以来，理论物理研究所在理论物理研究的各个方向上取得了不少成果。共获得国家级奖励6项（其中国家自然科学二等奖4项），院（省部）级的奖励14项（包括中科院科技进步一等奖2项，中科院自然科学一等奖4项）。1999年彭桓武、周光召分别获得"两弹一星"国家功勋奖，彭桓武、周光召分别获得何梁何利科学与技术成就奖，郝柏林、苏肇冰分别获得何梁何利科学与技术进步奖，此外周光召、郝柏林、苏肇冰、于渌四人合作和孙昌璞个人发表的两篇论文分别获得2000年国际ISI经典引文奖（物理类的文章中，国内只有此2篇入选），并有其他多项国内、国际个人奖。所内博士后、研究生中有10多人分别获得全国优秀博士后奖、院长特别奖等奖励，研究生钱铁铮和周海军的两篇博士论文被评为全国优秀博士论文。
理论物理研究历年来所获国家自然科学二等奖的研究成果为以下四项：

（1） 量子场论大范围性质的研究：首先得到规范不变有效作用"反常"项的正确形式，发现了2n维空间的非阿贝尔反常、2n+1维Chern-Simons(C-S)示性类与2n+2维阿贝尔反常的深刻联系，提供了2n维非阿贝尔反常的整体形式，进而推广了C-S第二示性类的概念和著名的示性类超度公式；首先提出了广义C-S第二示性类，得到了超度公式的一般形式；并据此进行了规范群的上同调分析，指出了规范群上同调与Chech-de Rham上同调的关系；此外，还就费米子外场作用下非线性(σ模型的拓扑项、共形反常、反常的温度效应以及协变反常的上同调意义等有关问题进行了研究，提出了独到的见解。这些成果大多与美、苏等国的科学家同时完成。（1989年获奖，获奖者：周光召、郭汉英、侯伯宇、宋行长、吴可等 ）

（2）非线性动力学的实用符号动力学研究：系统地发展了一维区间映射和圆映射的符号动力学，通过流形分析将之推广到二维映射，进而应用于深入研究周期驱动的及自治的微分动力系统。这些成果以严格定性方法为基础与数值方法相结合将抽象的数学方法发展成为研究实际动力系统的实用化方法。这些系统性工作已总结成中、英文专著出版，并在10余次国际学术会议上应邀作这一领域的专题报告。 （1993年获奖，获奖者：郝柏林、郑伟谋、曾婉贞等）

（3）生物膜形状的液晶模型理论研究：导出了类脂双层膜泡形状普遍方程；首次发现了半径比为21/2的环形膜泡解并为国外实验室证实，开创了高亏格膜泡研究领域；提出了手征膜理论，解释了1984年以来发现的生物膜螺旋结构；澄清了文献中轴对称泡方程存在问题并发现了一些新解析解，其中包括著名的红血球双凹碟形解。 （1999年获奖，获奖者：欧阳钟灿、谢毓章、刘寄星、郑伟谋、胡建国）

（4）非平衡量子统计的闭路格林函数研究：系统地分析了这类格林函数的理论结构，提出了一套有效的理论表述方案，并将它应用到临界动力学、非线性量子输运和无序系统等具体问题中，澄清了一些重要的理论问题，得到了一些新的结果。这一组工作在国内外同行中得到愈来愈多的重视。这一理论方法也逐步被更多的人所采用。本项工作的主要完成人先后五次被邀请在国际学术会议上作专题报告。 （2000年获奖，获奖者：周光召、苏肇冰、郝柏林、于渌）

　　1998年进入"知识创新工程"以后，理论物理所的研究工作得到国家更大的支持，研究人员的创新意识进一步提高，相继又取得一批重要研究结果。仅在1999-2002年四年共发表科研论文488篇（1999年107篇，2000年137篇，2001年129篇，2002年136篇），其中SCI收录论文460篇（包括Science 论文1篇、PRL论文17篇），撰写出版学术专著15种。
自1990年以来，理论物理所在国际刊物上发表的科研论文人均篇数一直高居全国各类研究单位之首。

1-8、学术交流
　　理论物理研究所与国际国内同行之间保持着广泛的协作，积极开展国际学术交流。该所与许多国际著名的科学研究机构保持着长期密切的合作关系，如德国马普学会、意大利的ICTP、美国的ITP、普林斯顿高等研究中心、费米实验室、日本的东北大学、茨城大学，韩国的亚太理论物理中心等等。每年接待国际来访者100余人次。为了对青年研究生创造宽松的工作环境，鼓励他们积极参与国际学术交流，该所从1987年开始，每年选送高年级的博士研究生执行与意大利国际理论物理中心的2-3个月的协作交流计划。从1990年起开始的所内Colloquim为拓宽研究视野,促进学科交叉起到了积极的作用.
　　另外，由该所主办或与其它单位合办相继召开了许多高水平国际、国内学术会议。如：IUPAP第十九届国际统计物理大会（1995）；国际味物理会议（2001）；弦理论国际会议（2002）；理论物理学在国民经济中的作用研讨会（1996）;全国青年理论物理学工作者学术交流大会（1997）; 跨世纪物理学前沿问题高级研讨会（1999）；纪念量子力学创立100周年大会（2000）；海峡两岸生物学启发下的理论物理问题系列会议（2000）；计算材料科学研讨会（2002）等。
　　2003年起理论物理所开始举办：1).新世纪科学论坛;2).物理学前沿重大理论和实验论坛;3).理论物理学最前沿进展的Lunch Seminar ;4)青年学者论坛等活动。
　　以上这些学术活动为我国理论物理学工作者加强学术交流、参与国际竞争创造了良好的条件。

1-9、中国科学院交叉学科理论研究中心
　　中国科学院交叉学科理论研究中心（以下简称"交叉中心"）成立于2002年，于渌院士任第一届主任。"交叉中心"致力于推动我国交叉学科理论研究的迅速发展，面向世界聘任兼职优秀研究人员,组成研究群体。
　　中国科学院"交叉中?quot;依托理论物理研究所，建立秘书制负责日常事务。以聘请等方式组织国际顾问委员会及研究群体，以资助群体中国内及海外双方研究人员的交流活动、促成国内与海外人员间有效合作，并在国内形成一支研究梯队为重点。通过由小到大、以点带面的发展，为在科学新生长点上做出世界前沿性工作创造条件，并使 "交叉中心"逐渐成为能够在研究方向选择、队伍组织、成果评估等方面按研究需要来运作的新型研究基地和交流平台。
　　国际顾问委员会是"交叉中心"的学术咨询机构，负责讨论推荐学科交叉前沿热点及在这些领域里工作的优秀人员、推荐 "交叉中心"召开国际会议选题及重要学术活动、为考核评价研究群体的学术活动及研究成果提供咨询。
　　围绕1）物质的微观结构、宇宙学和数学相关前沿领域的交叉；2）凝聚态理论和材料科学、信息科学的交叉；3）统计物理、软凝聚态物理、光控化学过程及相关数学分支学科与生命科学的交叉；4）复杂系统的理论研究；5）计算物理；6）量子力学基本问题的探索和信息科学的交叉等主要研究领域，组建由骨干研究人员、流动成员（青年学者、博士后、博士生等）组成的研究群体、促进海外及国内成员的合作与互访、有计划地带动流动成员参与到群体研究工作中、组织各有关研究群体每年一次二周至一个月在"交叉中心的集中活动及相关专题讨论会或讲习班是搞好研究群体建设的主要任务。
　　目前"交叉中心"已有的四个研究群体为：复杂凝聚态系统的计算和模拟；强关联系统和低维凝聚态物理；超弦理论中的物理、数学问题及在宇宙学中的应用；生命活动中的相互作用及其模拟。

二、研究生教育和人才培养
2-1、简况
　　理论物理研究所是国务院学位委员会批准的首批博士学位授予单位，有博士生导师30名，已授予博士、硕士学位 170多名，目前在学博士生45名，硕士生30名；1984年起建立博士后流动站，每年保持在站博士后20名左右（含中科院交叉中心的博士后人员），形成了一支相对稳定的后备人才队伍。

2-2、理论物理专业各研究方向介绍
　　理论物理研究所专业名称：理论物理
　　（具有博士、硕士学位授予权）

目前主要研究方向：
(一)、粒子物理和量子场论
　　粒子物理学是研究物质微观结构及基本相互作用规律的物理学前沿学科。粒子物理理论作为量子场的基本理论，取得了极大的成功。粒子物理标准模型的建立是二十世纪物理学的重大成就之一，它能统一描述目前人类已知的最小"粒子"（夸克、轻子、光子、胶子、中间玻色子、Higgs 粒子）的性质及强、电、弱三种基本相互作用。粒子物理学有许多研究方向，例如：强子物理、重味物理、轻子物理、中微子物理、标准模型精确检验、对称性和对称性破坏、标准模型扩展等等。
　　当前，该所开展的粒子物理理论研究主要围绕粒子物理标准模型中尚未解决的一些基本问题和有关实验所暗示的新物理进行。其主要内容为：电弱对称性破缺机制，CP破坏和费米子质量起源，太阳和大气中微子失踪之谜以及粒子物理中的一些重要问题，量子色动力学的低能动力学，量子味动力学，手征微扰理论，重味夸克有效场论，手征对称性和夸克禁闭，格点规范理论，重味物理，中微子物理，强子结构和性质，超高能碰撞等。研究中特别注意各种新理论和新模型，如：超对称理论和模型，超对称大统一模型，两个或多个Higgs模型，味对称规范模型。在研究方式上注重紧密与实验结合，并以实验为基础，探索超出标准模型的新理论和新模型以及新的物理概念，运用和发展量子场论、群论、数学物理和计算物理等理论物理方法，开展与粒子物理前沿相关的量子场论研究。此外，重视与其他学科的交叉，开展粒子天体物理，粒子宇宙学和粒子核物理以及与粒子物理有关的超弦理论唯象学的研究。

(二)、超弦理论和场论
　　量子场论是研究微观世界的基本工具，属于重要的前沿领域，它的研究成果直接地影响理论物理许多分支领域的进展。弦理论是在量子场论基础上发展起来的一种新的物理模型，它避免了通常场论中遇到的紫外发散等问题，是当前统一四种相互作用理论的重要尝试。
　　目前该所在此方向的研究课题为：
　　1、量子场论及超弦理论，特别是其非微扰问题；弦理论的最新发展；
　　2、场论（特别是规范场论）及弦理论的数学工具，包括非对易几何，几何量子化等以及非对易空间上的规范场论、离散群或离散点集上规范场论、用非线性联络的规范场论等。
　　3、各种数学物理和计算物理问题；
　　4、低维场论，特别是与低维凝聚态物理有关的场论；
　　5、与粒子物理相联系的量子场论问题；弦理论在粒子物理中的应用；
　　6、与引力理论相关的量子场论问题，包括源于弦理论的量子引力、黑洞熵的起源等等。

(三)、引力理论与宇宙学
　　爱因斯坦的广义相对论是一个十分成功的经典引力理论,将引力量子化从而 建立一个自恰的量子引力理论是当前理论物理的一大重要任务。与广义相对论相比，标量－张量引力论具有很强的竞争力。广义相对论在宇宙学及天体物理中的应用（包括大爆炸宇宙模型、中子星和黑洞、引力透镜以及引力波的预言）已取得巨大成功，但是，许多疑难问题有待解决。例如，奇性困难，暗物质的构成及其存在形式、物理性质、在宇宙中的占有比例及其对宇宙演化的作用，物质反物质的不对称性，宇宙常数和暗能量问题，原初核合成，宇宙早期相变过程的拓扑缺陷问题,宇宙早期暴涨模型的建立,黑洞的量子力学,引力的全息性质等。
　　国际上若干大型的空间和地面天文观测装置（包括大型望远镜、引力波天文台、等效原理的检验装置等等）将在今后若干年内投入使用，这将对现有的宇宙学模型、引力波的预言以及等效原理的正确性提供更精确的检验，随之而来的将是宇宙学和引力论的迅速发展，为理论工作提供更多获取重要成果的机遇。
　　理论物理所在本方向的研究围绕上述疑难问题开展。 (四)、凝聚态理论和计算凝聚态物理
复杂性和多样性是多体微观量子世界的基本特征，对其规律性的探索是凝聚态理论研究的核心。这方面的每一次突破，例如能带论和超导的BCS理论的建立，都对量子多体物理的应用和微观世界的认识产生了深刻的变革，其成果交叉渗透到数学、化学、材料、信息、计算机等许多学科和领域。近年来，在陶瓷材料、半导体异质结及其它低维固体材料中发现的大量反常物理现象召唤着新的电子论的诞生。对这些新的物理现象的研究是该所研究人员的一个中心任务，主要的研究方向包括：
　　量子Hall效应、高温超导电性、巨磁阻等强关联系统的物理机理、量子液体及量子临界现象；
　　量子多体理论方法，特别是数值计算的方法的探索和应用。计算方法包括密度矩阵重整化群、量子蒙特-卡罗计算、从头计算等；
　　量子点、线、碳管等纳米材料、半导体材料或结构中的非平衡量子输运及自旋电子学；
　　格点系统中的量子反散射与可积问题研究。

(五)、统计物理与理论生命科学
　　统计物理学研究方法极为普遍，研究对象广泛，它是微观到宏观的桥梁，简单到复杂的阶梯，理论到应用的途径。从生物大分子序列分析，到认识其空间结构，到理解生命活动中的物理化学过程，生命科学提出了大量富有挑战性的统计物理问题。这些问题的研究将深化对生命现象本质的认识，同时也将促进统计物理学本身的发展。
　　该所过去在本研究方向上重点开展了相变理论与临界现象、非线性动力学等方面的研究，目前研究重点集中在有限系统临界现象、重整化群方法、生物大分子序列分析以及生物体系中的输运问题等方面，探讨由生命科学激发的具有普遍意义的统计物理问题。生物信息学研究是本方向的热点，该所研究人员与北京华大基因研究中心有很密切的合作关系，在水稻基因组研究工作中已作出重要创新性成果。

(六)、理论生物物理
　　双亲分子膜是凝聚态物理软物质，或者叫复杂流体的前沿研究对象，是物理、化学、生物学交叉学科的研究课题。该所研究人员主要是运用微分几何方法，以液晶为模型，研究双亲分子膜的形状及其相变问题，已作出一组有国际影响的工作。现在本方向的研究正在向单分子膜、生物大分子与它们的生物功能联系（DNA单分子弹性、蛋白质折叠等）的理论探索扩展。

(七)、原子核理论
　　从20世纪九十年代中期开始到本世纪初的十年内，国际上先后有一批超大型核物理实验装置投入运行，如TJNAF(CEBAF)，RIB，RHIC 等等，核物理的发展进入了一个新阶段。这些新的巨型装置为从更深入的层次上研究核子－核子相互作用、核内的短程行为和核结构、各种极端条件下的核现象、核性质和多体理论方法提供了很好的机遇。在未来十年中，该所的研究人员将集中力量开展超重元素的性质及其合成途径，极端条件下的原子核结构，核天体物理及核内夸克效应等方面的研究，以求得对原子核运动规律的新认识。

(八)、量子物理、量子信息和原子分子理论
　　目前高技术的发展使得以前无法得到的极端物理条件（如极端强场、超低温度和可控的介观尺度）在实验室中得以实现。在这些特殊条件下，物质与光场的相互作用过程会呈现出一系列全新的物理现象,使得人们能重新认识物理学基本问题，导致新兴学科分支（如量子信息）的建立。
　　量子信息是以量子力学基本原理为基础、充分利用量子相干的独特性质(量子并行和量子纠缠)，探索以全新的方式进行计算、编码和信息传输的可能性，为突破芯片元件尺度的极限提供新概念、新思路和新途径。量子力学与信息科学结合,充分显示了学科交叉的重要性，可能会导致信息科学观念和模式的重大变革。该所本方向的研究将基于量子物理基本问题的理论和最新实验的结合, 鼓励学科间的交叉渗透。发挥理论物理对量子信息研究具有前瞻性和指导性的作用，瞄准国际前沿，立足思想创新、探索和解决当前量子信息前沿领域的关键理论性问题。
　　目前该所在此方向上的研究课题主要为:
　　1．量子测量和量子开系统的基本问题:包括量子系统与经典系统相互作用，量子到经典过渡的基本模型,微观信息宏观提取的理论机制，量子耗散和量子退相干理论；也包括发展和应用实际的量子测量理论，探讨提高探测量子态效率的可能性。
　　2. 特殊量子态的基本特性。包括研究各种宏观量子态（原子玻色－爱因斯坦凝聚和原子激光，介观电流，微腔激子-极化子）的基本特性和运动规律,并探索它们作为量子信息载体的可能性.也包括超冷囚禁原子、分子系统与受限光场的相互作用，如腔量子电动力学和原子光学。
　　3．量子信息方案的物理基础。包括演化过程的动力学控制、纠缠态的度量，多粒态的局域制备和纯化、已知量子态远程制备和未知量子态远程传输。还包括提出新的量子算法、量子编码和量子纠错的新型方案，研究量子信息中的计算复杂性理论和相应的各种数学物理问题。
　　4. 强场中的原子分子运动。主要兴趣集中在强磁场和强激光场中原子分子的动力学行为，其中，许多全新的实验现象要求发展处理非微扰问题的崭新概念和方法。这方面的研究对揭示混沌体系的动力学和利用外场控制分子、原子过程有着重要意义。

(九)、计算物理
　　辛算法和保结构算法是我国著名数学家冯康及其学派在80年代中期系统提出、并完善和发展起来的。他们在这个领域的工作不仅一直领先，而且在计算数学领域占有非常重要的地位并取得了国际上的公认。在计算数学和计算物理中，引入保持所计算的Hamilton系统的辛结构，或者对于接触系统等保持系统有关的几何结构的思想非常重要。最近，国际上沿着保结构的思想，有关领域又有新的进展。比如多辛算法和李群算法的提出等等，它们分别是保持无限维系统的多辛结构的算法和系统李群对称性的算法。
　　该所在本研究方向上研究辛算法、多辛算法等各种保结构算法 及其在物理中的应用。

2-3、中科院院士、中青年骨干导师介绍
（0-01）彭桓武
　　男，1915年10月出生，研究员，博士生导师，中科院院士，理论物理研究所名誉所长。
　　研究方向：量子理论
　　个人经历：
　　1935年清华大学物理系毕业后入研究院学习。1940年在英国爱丁堡大学获哲学博士学位，1945年获科学博士学位。曾在爱尔兰都柏林研究院和爱丁堡大学从事科研工作，1947年底回国，历任云南大学、清华大学教授。曾任原子能研究所、二机部九所研究员和副所长、中科院高能物理所副所长、中科院理论物理所第一任所长。1945年与 Max Born 一起获英国爱丁堡皇家学会 MacDougall－Brisbane奖。1948年被选为爱尔兰皇家学会会员，1955年被选为中科院数理化学部委员。
　　过去的主要工作及成果：
　　彭桓武教授一直在国内外从事理论物理教学和研究工作，尤其在1955年国家大力发展原子能事业以来，他在国内开始了反应堆理论的教学和研究工作，主持了原子弹氢弹的理论研究工作，为我国原子能事业和战略核武器的发展做出了杰出的贡献，为国家培养了一大批理论物理研究方面的骨干力量和学术带头人。他曾于1982年获国家自然科学一等奖，1985年获国家科技进步特等奖。1995年获何获梁何利基金科学与技术成就奖，1999年获国家"两弹一星功勋奖?quot;。
　　目前从事的研究领域：
　　彭桓武教授是我国最早的博士生导师之一，为更好发挥年富力强导师的作用，目前他主动退居二线，支持帮助年轻导师指导博士生，为培养年轻一代而辛勤地工作着。

（0-02）周光召
　　男，1929年5月出生，研究员，博士生导师，中科院院士,第三世界科学院院士。
　　研究方向：量子场论，粒子物理，非平衡统计物理
　　个人经历：
　　1951年清华大学物理系毕业，1954年北京大学研究生毕业，1954年至1957年在北京大学物理系任讲师。历任二机部九院九所副所长和所长、核工业部九局总工程师、中科院理论物理所所长、中国科学院院长、第九届全国人大常委会副委员长。现任中国科协主席。

　　过去的主要工作及成果：
　　周光召于1957年至1961年在苏联莫斯科杜布纳联合核子研究所任中级研究员期间，在国际上首先提出粒子自旋的螺旋态概念，另外在赝矢流部分守恒方面的工作也受到国际高度评价。60年代，参与并领导了我国原子弹和氢弹的理论设计和科研工作，作出了重大贡献，与其他八位合作者共同获得国家自然科学一等奖。80年代，从事规范场方面的研究，1987年以其"量子场论大范围性质的研究"获中国科学院科技进步一等奖，1989年、2000年获国家自然科学二等奖。他不仅在粒子、场、凝聚态、统计物理和核物理方面，而且在爆炸物理、等离子体物理、辐射流体力学、计算力学等方面也有系统的开创性工作和很深的造诣。因此，他先后被第三世界科学院、美国国家科学院、欧洲科学院、苏联科学院等十多个国家和地区选为外籍院士。
　　现从事的研究领域：
　　当前，他在现代量子场论和非平衡统计物理方面仍进行一些研究工作。

（0-03）戴元本
　　男，1928年7月出生，研究员，博士生导师 ，中科院院士。
　　研究方向：粒子物理和量子场论
　　个人经历：
　　1952年毕业于南京大学。1978年起任理论物理研究所研究员。1980年选为中国科学院数学物理学部委员。曾任第八届和第九届全国政协委员、中国高能物理学会理事长。
　　过去的主要工作及成果：
　　他从事量子场论和粒子物理理论的研究，已发表学术论文100余篇、专著1部。曾在Regge极点理论、层子模型、形状因子的高能渐近行为、对称性的动力学破缺和重强子性质等方面取得成果。他参加的层子模型工作于1982年获国家自然科学二等奖。
　　目前从事的研究领域：
　　目前主要研究方向为量子场论中的非微扰现象、重味物理、超对称理论和中微子物理等。
　　E-mail地址： dyb@

（0-04）何祚庥
　　男，1927年7月出生， 研究员，博士生导师 ，中科院院士。
　　研究方向：粒子物理理论
　　个人经历：
　　1951年毕业于清华大学物理系。曾任第八届和第九届全国政协委员、理论物理所副所长。现任理论物理所研究员、北京大学哲学系教授、博士生导师。
　　过去的主要工作及成果：
　　何祚庥长期以来从事粒子物理及各种应用性问题的研究。其重要工作有层子模型的研究，复合粒子量子场论的研究，弱相互作用理论的研究等，先后发表约250 篇科学论文。曾获国家自然科学二等奖及多种奖励。他还曾从事原子弹和氢弹的理论研究，是我国氢弹理论的探索者之一。
　　何祚庥还是我国著名的哲学家、自然辩证法专家，在哲学、政治、经济等方面也先后发表约300 多篇科学论文。在反对伪科学的斗争中，他旗帜鲜明，积极参加了捍卫科学尊严，揭露和反对伪科学等活动，有较大的社会影响。
　　目前从事的研究领域：
　　近年来，从事暗物质问题，超重新粒子的探索问题，双超重核的探索问题，中微子质量问题，中微子震荡问题及双β衰变理论的研究等。此外，还对中国当前的社会、政治、经济问题进行探索。

（0-05）郝柏林
　　男，1934年6月出生，研究员，博士生导师，中科院院士，第三世界科学院院士。
　　研究方向：非线性科学，理论生命科学
　　个人经历：
　　1959年 6月乌克兰哈尔科夫大学毕业，1961－1963年在苏联莫斯科大学作研究生。曾任中国科学院物理研究所研究员，1990－1994年任理论物理研究所所长。
　　过去主要工作成就：
　　郝柏林曾在固体物理、量子多体问题、相变和重整化群、天线理论、非平衡统计物理、非线性系统的混沌现象、符号动力学和理论生命科学等多个领域开展过研究工作。目前，研究的兴趣集中在生物学启发的理论问题上。在计算物理、相变理论和混沌理论等方面在国内外出版专著和科普书11种，曾获1978年中国科学院重大成果奖，1987年中国科学院科技进步二等奖，1992年中国科学院自然科学一等奖，1993年国家自然科学二等奖，1997年国防科工委科技进步二等奖，1999年中国科学院自然科学一等奖，2000年国家自然科学二等奖，2000年获美国ISI颁发1981-1998"经典引文奖"，2001年获何梁何利科技进步物理学奖。
　　现从事的研究领域：
　　目前，主要研究细菌完全基因组中缺失和稀少序列， 细菌完全基因组中的重复序列和基于此的原核生物亲缘关系，植物比较基因学等。
　　E-mail地址： hao@

（0-06）苏肇冰
　　男，1937年6月出生，研究员，博士生导师，中科院院士，第三世界科学院院士。
　　研究方向：凝聚态理论
　　个人经历：
　　1958年北京大学物理系毕业。1994－1998年任理论物理研究所所长。
　　过去的主要工作及成果：
　　先后从事幅射流体力学、凝聚态理论及统计物理领域的研究。1987年获中科院科技进步一等奖。1999年获中科院自然科学一等奖，2000年获何梁何利基金科学与技术进步奖，2000年获国家自然科学二等奖。
　　目前从事的研究领域：
　　目前主要研究领域为强关联多电子系统，介观系统，低维凝聚态系统和非平衡量子统计。
　　E-mail地址： zbs@

（0-07）于渌
　　男，1937年8月出生，研究员，博士生导师 ，中科院院士，第三世界科学院院士。
　　研究方向：凝聚态理论
　　个人经历：
　　1961年在苏联哈尔科夫大学毕业回国后到中国科学院物理研究所工作，于1979年来理论物理研究所工作。
　　1986年起至2002年，他受聘于联合国教科文组织下属的国际理论物理中心（特里亚斯特，意大利），任凝聚态理论部主任，并一直与理论物理所保持密切合作，开展研究工作和人才培养。2002年10月回国全时工作。现任中国科学院交叉学科理论研究中心主任。
　　过去的主要工作及成果：
　　于渌在强关联系统理论与高温、超导理论、相变和重正化群、非平衡统计物理方法、低维量子系统理论等多个领域进行了大量的研究工作，在有机导体理论方面在国际上有专著出版。
　　于渌在1980年获中国科学院成果三等奖，1987年获中国科学院科技进步一等奖，1999年获中科院自然科学一等奖，2000年获国家自然科学二等奖。
　　目前从事的研究领域：
　　主要从事高温超导、强关联电子系统、低维量子系统等方面的研究。
　　E-mail地址： yulu@

（0-08）欧阳钟灿
　　男，1946年1月出生，研究员博士生导师，中科院院士，第三世界科学院院士，理论物理研究所所长。
　　研究方向：理论生物物理
　　个人经历：
　　1968年清华大学自控系毕业，1981年清华大学物理系固体物理专业获硕士学位，1984年获光学专业理学博士学位。　1985-1986年在理论物理所做博士后， 1986年获西德洪堡奖学金到柏林自由大学从事合作研究，1989年任理论物理所副研究员，1992年晋升为研究员。1997年被增选为中科院院士，现为理论物理研究所所长。
　　过去的主要工作及成果：
　　在液晶理论和生物膜形状液晶模型理论研究中有创新成果，1993年获海外华人物理学会亚州华裔物理学杰出成就奖，1994年获首届中国博士后"国氏奖"，1995年获中科院自然科学一等奖，1996年被国家人事部评为中青年有突出贡献专家，1999年获周培源奖及国家自然科学二等奖。
　　目前从事的研究领域：
　　目前主要从事液晶、生物膜理论、DNA生物大分子弹性性质及蛋白质折叠研究，此一研究方向是物理、化学、生物学的交叉领域。
　　E-mail地址： oy@

(1-09)马建平
　　男，1962年 2月生。研究员，博士生导师。
　　研究方向：粒子物理理论及量子场论
　　个人经历：
　　1984年10月赴德国海德堡大学物理和天文系学习，于1987年 7月在该校获理学博士学位并作博士后，1989年11月在德国海德堡DESY理论组任助理研究员，1990年11月在德国海德堡大学理论物理研究所任助理研究员，1992年 4月至1998年 6月在澳大利亚墨尔本大学物理系任研究员。1998年入选为"中科院百人计划"回国，同年 8月被聘为理论理论物理所研究员，博士生导师。
　　过去的主要工作及成果：
　　主要从事粒子物理理论前沿的研究，并作出了重要成果。其研究领域涉及CP破坏，强相互作用及量子色动力学和应用，格点量子