自然地理學是研究作為人類家園—地球表層的科學，主要通過物質遷移與能量轉換、自然要素和人類活動的交互耦合，研究自然地理要素和自然景觀的性狀成因、演變過程、發(fā)展規(guī)律、空間差異及區(qū)域特征，認識地球自然環(huán)境怎樣成為人類活動的基礎并受人類活動的影響。自然地理學以解決資源、環(huán)境、災害和發(fā)展面臨的復雜問題為其應用指向，為合理利用自然資源、保護生態(tài)環(huán)境、防災減災、實現(xiàn)人和自然和諧相處提供科學依據(jù)。本書通過闡釋自然地理學總體發(fā)展態(tài)勢與發(fā)展方向，并分別就地貌學、氣候學、水文學、生物地理學、土壤地理學、綜合自然地理學和地理系統(tǒng)模型模擬等分支學科，分析其發(fā)展態(tài)勢與發(fā)展方向，力圖總體呈現(xiàn)當代自然地理學的研究前沿，從學科發(fā)展戰(zhàn)略層面對自然地理學未來重點研究領域進行分析預判。
電化學是研究電能與化學能和電能與物質之間相互轉換及其規(guī)律的學科。在世界能源需求日益突出、環(huán)境保護意識不斷強化、信息技術變革日新月異的時代大背景下，電化學學科正處于發(fā)展的黃金時期。隨著電化學科學與技術在國民經(jīng)濟發(fā)展重要領域中的廣泛應用，電化學學科的重要地位日益凸顯，并逐漸發(fā)展成為橫跨基礎科學（理學）和應用科學（工程、技術）的重要學科。與此同時，電化學學科與材料科學、能源科學、環(huán)境科學、生命科學、生物醫(yī)學等學科領域的融合不斷深化，呈現(xiàn)多領域跨學科交叉的獨特風格。新時代電化學學科的發(fā)展需要進一步完善全面和系統(tǒng)的知識理論體系，解決技術應用中的關鍵瓶頸問題，為下一代電化學科學技術的發(fā)展提供有力的支撐。本書通過調研國內外電化學學科現(xiàn)狀 （包括高校和研究機構、產(chǎn)業(yè)和有關管理部門），梳理和分析電化學學科的內涵與戰(zhàn)略地位、學科發(fā)展規(guī)律與特點，總結電化學科學技術應用中的瓶頸問題，凝練電化學學科的前沿發(fā)展方向，形成涵蓋我國電化學學科的基礎研究前沿、工程應用技術發(fā)展和人力資源規(guī)劃等全方位的戰(zhàn)略發(fā)展研究報告，為我國電化學學科的未來發(fā)展提供有效的參考。
太陽電池科學技術是一門交叉學科，涉及物理學、電子科學與技術、化學、材料科學、工程科學技術、能源科學技術，同時又具有很強的應用性，與社會經(jīng)濟、國計民生緊密聯(lián)系。 能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質基礎。當前的環(huán)境問題在很大程度上是由傳統(tǒng)化石能源的巨大消費引起的。能源與環(huán)境問題歸根結底是發(fā)展的問題。能源問題已經(jīng)成為制約傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。自第一次工業(yè)革命以來，煤炭、石油、天然氣等化石能源迅速成為經(jīng)濟社會發(fā)展的支撐。但同時，這些傳統(tǒng)能源的廣泛利用造成了嚴重的環(huán)境問題，嚴重威脅著地球生物的生存環(huán)境。為了應對日益嚴重的能源危機，各國積極探尋新能源技術，特別是太陽能、風能、生物能等可再生能源，因其取之不盡、用之不竭、清潔環(huán)保的特點，受到世界各國的高度重視。我國現(xiàn)階段的環(huán)境污染在一定程度上與以煤炭為主的能源結構有關。在中國現(xiàn)代化進程中，能源消耗帶來了資源環(huán)境破壞的外部成本，應積極推動能源生產(chǎn)與利用方式變革，提高能源資源利用效率。能源系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)存在密切的相互聯(lián)系、相互影響、相互制約的發(fā)展關系。大力開發(fā)和利用清潔可再生能源是實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益共贏的有效舉措。
高端潤滑材料是高端裝備制造業(yè)的重要支撐材料，也是實現(xiàn)節(jié)能減排及動力傳動系統(tǒng)平穩(wěn)可靠運行的重要保障。本書較全面地總結分析了 2007～2016 年我國潤滑材料的研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)、學科發(fā)展規(guī)律，并指出我國潤滑材料領域存在的問題、學科發(fā)展趨勢及推動產(chǎn)業(yè)進步的相關意見和建議。
固體力學是從多尺度、多層次上研究固體物質及其構成的結構系統(tǒng)在外界因素作用下受力、變形、破壞等行為和相關效應的力學分支學科。固體物質（包括天然存在的和人工制備的）及其構成的結構系統(tǒng)是人類賴以生存、生活和生產(chǎn)的重要基礎。能夠合理地利用固體物質設計并制造工具機械、建造承載結構，同時保證其安全、高效地運行服役，是人類社會進步的重要標志，也是人類文明發(fā)展的重大成就。固體力學在現(xiàn)代工業(yè)和人類生活中發(fā)揮著極為重要的作用。馬克思曾指出，力學是大工業(yè)真正的科學基礎。作為力學最重要分支之一的固體力學，不僅直接造就了近代土木建筑、機械制造和航空航天等行業(yè)的進步與繁榮，極大地拓展了人類的活動中國學科發(fā)展戰(zhàn)略·固體力學范圍，改善了人類的生活質量，而且為自然與工程科學提供了基礎理論和可借鑒的成功研究范式。
軟件是世界數(shù)字化的直接產(chǎn)物、自動化的現(xiàn)代途徑、智能化的邏輯載體。時至今日，小到一個智能傳感器、一塊智能手表，大到一座智慧城市、一張智能電網(wǎng)，無不依賴于軟件系統(tǒng)的驅動與駕馭。軟件重塑了從休閑娛樂、人際交往到生產(chǎn)生活、國計民生等社會經(jīng)濟的方方面面。“軟件定義一切”日益成為一種現(xiàn)實。軟件已經(jīng)成為信息化社會不可或缺的基礎設施，高效地構建和運用復雜軟件系統(tǒng)的能力成為國家和社會發(fā)展的一種核心競爭力。 本書第一部分回顧軟件和軟件技術的發(fā)展歷程，通過梳理軟件發(fā)展脈絡，總結軟件科學與工程學科（簡稱軟件學科）的基本內涵、主要線索、研究方法和發(fā)展規(guī)律，并指出，軟件是定義計算的邏輯制品，其實質是以計算為核心手段實現(xiàn)應用目標的解決方案，而軟件學科本質上是一門具有高度綜合性的方法論學科；而后，分別從程序設計語言與理論、系統(tǒng)軟件、軟件工程、軟件產(chǎn)業(yè)等方面闡述學科領域的內涵和外延，以及相應的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和存在的主要矛盾。
作為植物的繁殖器官，種子發(fā)育在植物的生命周期中起到至關重要的作用。種子為胚胎提供營養(yǎng)，能夠在脅迫環(huán)境下進行休眠使植物更好地適應環(huán)境。此外，種子是人類賴以生存的糧食的最主要來源，為人類提供了 80% 的主糧，是糧食產(chǎn)量和品質形成的基礎。因此，對種子形成與萌發(fā)調控機制的研究將為農作物的產(chǎn)量和品質提高提供理論基礎和技術支撐。
醫(yī)學科研與臨床需求之間嚴重脫鉤，導致基礎研究未給民眾帶 來健康水平的大幅度提高。疾病譜的轉變使醫(yī)學研究模式發(fā)生了轉 變，并且基礎研究積累的大量數(shù)據(jù)也需要進一步解析。在這樣的大 背景下，人們提出了轉化醫(yī)學的概念。大力發(fā)展轉化醫(yī)學，能夠彌 補基礎研究與臨床實踐之間的脫節(jié)，能更好地適應人類疾病譜的巨 大變化，最終使患者受益。轉化醫(yī)學的進步不僅有助于醫(yī)學科技創(chuàng) 新體系的建設，還能全面提升醫(yī)學科技的實用價值，有望解決醫(yī)療 費用越來越高、新藥研發(fā)越來越慢這兩個重要的醫(yī)療問題，并且能 夠大力促進生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展，創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點。
材料是人類生活和生產(chǎn)的物質基礎，也是人類認識自然和改造自然的有力工具。每種新材料的發(fā)現(xiàn)與利用都會提高人類與自然交互的能力，提高生產(chǎn)力，推動社會發(fā)展。進入 21 世紀，人們提出將信息、能源、生物和材料并列為現(xiàn)代文明的四大支柱，其中，材料又是其他支柱的基礎。
無中微子雙貝塔衰變是當前國際上粒子物理與核物理研究領域的重要科學前沿，是可能突破粒子物理標準模型的研究方向之一。為了推動我國在錦屏地下實驗室 (CJPL) 有效開展無中微子雙貝塔實驗工作，使我國能夠盡快參與該項研究的國際競爭，力求走到國際前列，在中國科學院數(shù)學物理學部 “無中微子雙貝塔衰變實驗”自主戰(zhàn)略研究課題資助下，經(jīng)過國內三十多位相關領域專家近兩年的深入調查研究和認真討論，廣泛聽取同行意見，形成中國科學院數(shù)學物理學部 “無中微子雙貝塔衰變實驗”戰(zhàn)略研究組的建議報告，并在此基礎上撰寫了本書，其內容包括科學意義、國際動態(tài)、國內現(xiàn)狀、實驗方案、建議等方面。