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理学院深度

学术 约 7,807 字 · 16 分钟 更新

香港科技大学理学院(School of Science)以"成为以创新教育和前沿研究为旗帜的顶尖研究型学院"为愿景,由生命科学学部(Division of Life Science)与四个学系——化学系(Chemistry)、数学系(Mathematics)、物理系(Physics)、海洋科学系(Ocean Science)——共同构成,覆盖自然科学核心学科及若干新兴跨学科领域。

总体规模: 144名全职教员;学生约4,850人(本科3,341、研究型860、授课型649);非本地生约2,114人。理学院与工学院、工商管理学院共同构成科大「理工商」的学科骨架,学院之间的定位与体量对比可参见学院总览

一句话回答「理学院强在哪」: 化学系有唐本忠的聚集诱导发光(AIE)、物理系有戴希的拓扑物态与沈平的声学超材料、生命科学有叶玉如团队的阿兹海默症血液检测、海洋科学系办出全港首个本科学位——四条主线各有一张可核验的「王牌」,下文逐系展开。


一、化学系(Department of Chemistry)

1.1 研究方向

化学系研究涵盖五大领域:

  1. 分析与环境化学 — 环境及生物分析化学方法开发、大气化学、食品与药物分析、微流控技术
  2. 合成化学 — 有机方法学、全合成、有机金属化学与催化
  3. 材料化学 — 无机与混合材料、纳米材料、聚合物、聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)材料及有机电子材料
  4. 物理与计算化学 — 激光光谱学、生物大分子与超分子系统动力学
  5. 化学生物学与药物化学 — 代谢中的蛋白质组织、信号转导、药物化学与药物设计

1.2 标志性成就:聚集诱导发光(AIE)

化学系讲席教授唐本忠(Prof. Tang Ben-Zhong)于2001年发现聚集诱导发光(AIE)现象。传统荧光材料在聚集状态下会发生荧光猝灭;AIE材料则相反,在聚集后荧光增强,由此开辟了荧光材料研究的全新方向。

唐本忠教授的研究团队已开发逾200种高性能荧光材料,广泛应用于:生物成像、食品安全检测、医疗健康监测、高效OLED显示屏及法证科学(如指纹显现)。

唐本忠教授于1994年加入HKUST化学系任助理教授,2008年晋升为讲席教授2009年当选中国科学院院士,2020年当选发展中国家科学院(TWAS)院士2017年荣获国家自然科学奖一等奖,系HKUST首位获此殊荣者。AIE由此从一个「反常识」的实验室观察,成长为被全球数千个课题组跟进的研究领域,也是科大化学在国际学界最具辨识度的标签。

1.3 从实验室到产业:能源与材料化学

除AIE外,化学系的另一条主线是能源与材料。学系牵头运作能源研究院(Energy Institute),把电池、燃料电池、催化与可持续材料等方向的力量整合起来,对接香港与大湾区的低碳产业需求。材料化学方向则与物理系、工学院共享威廉蒙纳米科学与科技研究所的表征平台,形成「合成—表征—器件」的链条。科大在材料科学领域的长期积累(自1991年建校起算已逾三十年),也是其材料科学学科能稳居QS全球前列的底子(见下文第八节)。


二、数学系(Department of Mathematics)

2.1 研究方向

数学系研究分为两个重叠群体:一是专注数学本身的纯数学家与应用数学家,二是专注科学内容的数学科学家、工程师与统计学家。具体研究领域包括:

  • 纯数学: 约化群的表示理论、量子群、无穷维李群与李代数、代数几何、微分几何、低维拓扑、等变拓扑、组合数学与数学物理中的几何结构
  • 应用数学: 复变函数、指数渐近、函数分析、调和分析、小波分析、非线性方程与动力系统、可积系统、流体力学、逆问题
  • 统计与数据科学: 机器学习、统计推断、图模型
  • 金融数学: 资产配置与管理、衍生品定价、风险管理(近年结合大数据与机器学习)

数学系设有三个专项设施:科学计算中心(CSC)、数字金融技术实验室(CryptoFintech Laboratory)及数学支援中心(Math Support Center)

2.2 本科与研究生课程

本科层面,数学系开设BSc数学,并与商学院合开BSc数学与经济(MAEC)。授课型研究生课程包括MSc大数据技术(与计算机系合办)及数理金融与统计相关课程(MAFS代码课程)。研究型MPhil/PhD课程涵盖纯数、应用数学、统计等方向。

2.3 近期荣誉

数学系陈刊先教授(Prof. Kani Chen)及其研究团队在第51届日内瓦国际发明展中荣获金奖郭博教授(Prof. Quoc Ho)荣获2026年香港数学学会青年学者奖;学生在2025年Simon Marais数学比赛中荣获Jane Street最佳大学奖项


三、物理系(Department of Physics)

3.1 研究方向与中心

物理系以"教学、研究与创新"三角形为使命,研究覆盖原子分子光学与量子光学、凝聚态物理、粒子物理与宇宙学、量子信息、科学计算、软物质与生物物理,以及波动功能材料等方向。若归纳为对外最鲜明的三条强项:

  • 凝聚态物理与量子材料(拓扑物态、量子反常霍尔效应、外尔费米子)
  • 光子学、光子晶体与超材料(含声学超材料、拓扑光子学)
  • 基础物理(宇宙学、粒子物理)

学系于2025/26学年首度开办MSc物理课程,首届招收61名学生,补上了此前只设研究型学位、缺授课型硕士的空档。

学系与赛马会高等研究院(IAS)深度合作,共同支撑:

3.2 本科与研究生课程

本科提供BSc物理;辅修课程涵盖天体物理与宇宙学、物理学等方向。研究生提供MPhil/PhD物理,通道为综合MPhil-PhD直通课程。

3.3 标志性成就:从声学超材料到拓扑物态

物理系的国际声誉,很大程度上建立在两代人对「材料里的波」的持续研究上。

声学超材料的开创。 讲席教授沈平(Prof. Ping Sheng)被视为声学超材料这一整个领域的发起者与引领者之一。传统认知里,声波在介质中的等效质量恒为正;沈平团队提出,在特定有限频率下可以实现「负等效质量」,据此设计出能在薄薄一层结构内屏蔽低频噪音的超材料——这在工程上长期被认为极难做到。这条研究线并未止于论文:2014年,沈平的多位学生与博士后创办了声学超材料公司(Acoustic Metamaterials Group),把实验室成果推向产品化。物理系另一位讲席教授陈子亭(Prof. Che Ting Chan)则在光子晶体、变换光学与拓扑光子学方向长期深耕,与沈平的合作横跨声学与光学两个波动世界。

拓扑物态的理论突破。 近年最受瞩目的是戴希教授(Prof. Dai Xi),2025年获颁「未来科学大奖」物质科学奖,被称为「中国的诺贝尔奖」。戴希现任科大「威廉蒙纳米科学讲座教授」及物理系讲席教授,获奖理由是他在凝聚态物理与拓扑材料方面的开创性贡献:2010年他与合作者理论预言了磁掺杂拓扑绝缘体中的量子反常霍尔效应,三年后被实验证实;2015年又在固体材料中发现首个外尔费米子(Weyl fermion)。这两项工作把「拓扑」从抽象数学概念变成了可在真实材料中观测、乃至可能用于低耗散电子器件的物理现实。


四、生命科学学部(Division of Life Science)

4.1 结构与规模

生命科学学部(Division of Life Science)是理学院下以"学部"名称命名的单位(而非"系"),拥有35名全职教员,本科生逾600人,研究生逾200人。

4.2 研究重心

学部四大研究方向:

  1. 神经科学 — 领有分子神经科学国家重点实验室(State Key Laboratory of Molecular Neuroscience),为香港16个国家重点实验室之一;专注阿兹海默症机制、突触可塑性、神经退行性疾病
  2. 结构生物学 — 利用超分辨显微镜、冷冻电镜等技术解析生物分子结构
  3. 细胞与发育生物学 — 干细胞研究、胚胎发育机制
  4. 生物技术 — 生物传感、药物开发、工程化生物体

学部另承办干细胞研究中心(Center for Stem Cell Research)表观基因组研究中心(Center for Epigenomics Research)中药研发中心(Center for Chinese Medicine R&D)

学部共用生命科学中央研究设施(Biosciences Central Research Facility,BioCRF)实验动物设施与冷冻电镜中心(Laboratory Animal Facility & Cryo-EM Center)

4.3 课程

本科: BSc生物化学及细胞生物学(BCB)、BSc生物技术(BIOT)、BSc生物医学及健康科学(BMH);联合课程BSc生物科技与商业(BIBU,与商学院合开)。

研究生: MPhil/PhD生命科学(含整合式直通博士);授课型MSc生物技术、MSc药物监管事务与政策(DRAP)、MSc生物技术创业领导(ELBT)。

4.4 标志性成就:抽一管血,早筛阿兹海默症

分子神经科学国家重点实验室最广为人知的成果,是一项针对阿兹海默症(AD)的血液检测。由实验室主任、神经科学家叶玉如(现任科大校长)领衔的团队,2021年首次开发出基于血浆蛋白的AD早期检测方法,对患者与健康人的区分准确率超过96%。研究从逾千种血浆蛋白中筛出19种「枢纽蛋白」作为生物标志物,成果发表于《阿兹海默症与痴呆》(Alzheimer's & Dementia)期刊,并与伦敦大学学院及本地医院合作完成

这项工作的意义在于「早」与「简」:AD的脑部病变在症状出现前10至20年就已开始,而传统确诊依赖脑脊液穿刺或正电子扫描,成本高、侵入性强,难以用于人群筛查。一管血、一次抽取即可分层评估风险,为大规模早筛打开了通路。叶玉如的更早期研究聚焦神经营养因子的生物学,以及脑发育与突触可塑性的分子机制——这条从基础神经生物学到临床诊断的路径,正是分子神经科学国家重点实验室作为香港少数国家重点实验室之一的分量所在。


五、海洋科学系(Department of Ocean Science,OCES)

5.1 历史与定位

海洋科学系于建校之初即已成立,2026年庆祝建系35周年。系内聚焦"跨学科海洋科学与技术研究及教育",为香港唯一在校园内设有海洋研究设施(Ocean Research Facility,OCRF,含岸线水上平台)的大学。

5.2 研究方向

三大研究领域:

  1. 海洋生态学(Marine Ecology) — 微生物与浮游生物生态、珠江口近海环境、生物技术(海洋活性物质)、分子生态与生态基因组学
  2. 海洋学(Oceanography) — 海洋环流、生物地球化学循环、深海生物分子适应、气候变化与南海生态
  3. 海洋技术(Ocean Technology) — 海洋工程、海洋模拟与资源管理

主要研究海域:珠江河口、香港近海湾区及深海(含南海)。

5.3 课程

本科: BSc海洋科学与技术(Ocean Science and Technology,OST),为香港首个海洋科学与技术本科学位课程;并设人工智能延伸主修(Extended Major in AI)选项。

研究生: MPhil海洋环境科学、PhD海洋环境科学;授课型MSc环境健康与安全(Environmental Health & Safety)、MSc全球海洋资源管理(双学位,Global Marine Resources Management Double Award);以及与内地机构的联合博士课程。


六、本科入学与主修选择

理学院的本科招生并非「一入学就锁定学系」,而是先按大类收生、第一年不分主修、修读理学基础课程与通识,第一学年结束后再申报具体主修。这种设计给了想在化学、物理、数学之间再考量一年的学生一个缓冲期,与科大四年制课程与共同核心的通识理念一脉相承。

主要入学途径:

入学途径 定位
理学(A组) 面向对物理科学(数学、物理、化学等)感兴趣者
理学(B组) 面向对自然科学(生命科学、海洋科学等)感兴趣者
国际科研培训(IRE) 面向立志科研、提供进阶研究机会的精英通道
理学(A组)+人工智能延伸主修 A组基础上叠加AI延伸主修

主修类型: 除各学系的常规主修(化学、数学、物理、海洋科学与技术,以及生命科学下的BCB/BIOT/BMH)外,理学院另设学院层面的「科学中的数据分析与人工智能」(DASC)主修,以及跨学院联办的数据科学与科技(DSCT)、数学与经济(MAEC)、生物科技与商业(BIBU)、风险管理与商业智能(RMBI)等课程。其中DSCT、DASC等AI与数据方向,与工学院CSE的布局高度呼应,读者可对照工学院深度一并理解科大在数据与人工智能上的「理工双线」。

延伸主修(Extended Major): 人工智能延伸主修可与数学、物理、海洋科学与技术或化学任一学系搭配,让主修理科的学生在本专业之上系统补上AI训练。此外全校提供逾20个辅修,精算数学、天体物理、环境科学等均在其列。


七、学院研究基础设施(主要研究单位汇总)

类别 单位名称 负责学系
国家重点实验室 分子神经科学国家重点实验室 生命科学
研究院 生物科技研究院(Biotechnology Research Institute) 生命科学
研究院 威廉蒙纳米科学与科技研究所 物理
研究院 大数据研究院(Big Data Institute) 数学
研究院 能源研究院(Energy Institute) 化学
中心 中药研发中心 生命科学
中心 基础物理中心 物理/IAS
中心 元材料研究中心 物理
中心 量子材料中心 物理
中心 干细胞研究中心 生命科学
中心 表观基因组研究中心 生命科学
国家工程研究中心 组织修复及再生香港分部(国家工程研究中心) 化学

八、学科排名(QS 2025 与 2026 对读)

先看较早的QS 2025口径:

学科 排名体系 全球排名
数据科学与人工智能 QS 2025 第17(香港第1)
统计与运筹研究 QS 2025 第26
材料科学 QS 2025 第39
化学 QS 2025 第49

再看最新的QS 2026学科排名口径,理学院各基础学科的位置与在港、在大中华区的相对座次如下:

学科(QS 2026 by Subject) 全球 香港 大中华区
物理科学(Physical Sciences,大类) 第57 第2 第7
化学(Chemistry) 第52 第2 第9
数学(Mathematics) 第56 第3 第8
物理与天文(Physics & Astronomy) 第83 第2 第9

同期,科大整体在QS 2026世界大学排名中升至全球第44位,为学院层面的表现提供了背景参照。

需说明的是,2025 与 2026 口径分属不同年度版本,名次的小幅升降既可能反映实力变化,也可能源于排名方法的调整,不应过度解读单一年份的位次波动。整体而言,科大理学院在数据科学与人工智能、材料科学、化学等方向长期稳居香港前列,与工学院、商学院共同构成科大「理工商」三足鼎立的学科格局。

说明:上述名次均为来源所载特定年份、特定榜单口径,QS、THE 对同一学科的边界划分不同,名次不可跨榜横比。引用前请回到原始排名页核对当年口径。


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来源 · 自行复核