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　　一、生物與生物工程學院(Division of Biology and Biological Engineering, BBE)

　　BBE 學院是世界生命科學研究的重鎮(zhèn)，以“小規(guī)模、高密度、深交叉”的學術(shù)文化著稱。該學院長期致力于從分子尺度到系統(tǒng)層級理解生命現(xiàn)象，研究方向覆蓋 基因組學、神經(jīng)科學、細胞與發(fā)育生物學、合成生物學、生物工程、計算生物學與免疫學 等諸多領(lǐng)域。

　　BBE 的教育理念強調(diào)“科研驅(qū)動教學、跨學科融合訓練”，為本科生與研究生提供豐富的成長路徑。本科階段開設(shè) Biology 與 Bioengineering 兩大主修方向，課程設(shè)置緊密結(jié)合物理、化學、工程與數(shù)據(jù)科學，鼓勵學生多維度理解生命現(xiàn)象。通過 SURF(Summer Undergraduate Research Fellowships)暑期研究計劃，本科生從大一開始便可參與高水平科研項目，與諾貝爾獎級導師共事。博士項目則以高度自由和個性化著稱，學生可以根據(jù)研究興趣在學院內(nèi)外開展聯(lián)合課題，典型方向包括神經(jīng)工程、量子生物學等新興領(lǐng)域。

　　二、化學與化學工程學院(Division of Chemistry and Chemical Engineering, CCE)

　　自CCE學院創(chuàng)立以來，便在基礎(chǔ)化學研究、分子工程、材料科學和反應(yīng)機制等領(lǐng)域引領(lǐng)全球前沿。CCE 學院融合了化學(Chemistry)、化學工程(Chemical Engineering)以及生物化學與分子生物物理(Biochemistry and Molecular Biophysics)等多個學科方向，長期致力于從原子與分子的視角探索自然規(guī)律，并將這些基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為解決能源、健康、環(huán)境等全球性挑戰(zhàn)的工程技術(shù)。

　　學院在有機合成、催化反應(yīng)、物理化學、理論化學和分子光譜等方向取得了一系列里程碑式成果。Caltech 的化學學者曾多次獲得諾貝爾化學獎，其中最具代表性的包括阿弗·霍希特(Arie Haagen-Smit)對臭氧污染機制的開創(chuàng)性研究、和羅伯特·格拉布斯(Robert Grubbs)在烯烴復分解反應(yīng)中的催化機制探索。學院在理論與計算化學方面也處于世界領(lǐng)先地位，利用量子力學與人工智能模型推動反應(yīng)路徑與分子動力學的建模精度。

　　三、工程與應(yīng)用科學學院(Division of Engineering and Applied Science, EAS)

　　EAS 致力于基礎(chǔ)科學與工程技術(shù)的深度融合，涵蓋從理論建模到系統(tǒng)設(shè)計、從納米尺度材料到星際飛行器的廣泛領(lǐng)域。學院在人工智能、航空航天、機械工程、電子與光子技術(shù)、材料科學、控制與動力系統(tǒng)、計算科學、環(huán)境工程等方向處于全球領(lǐng)先地位。

　　EAS 的研究架構(gòu)強調(diào)交叉融合，設(shè)有多個前沿實驗室與研究中心。噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)由 Caltech 全權(quán)管理，是 NASA 旗下最重要的太空探索中心，承擔火星探測器、“詹姆斯·韋伯望遠鏡”工程及太陽系邊緣任務(wù)等多個國家級項目。

　　在人工智能與計算工程領(lǐng)域，EAS 推動 AI 與自然科學、工程、醫(yī)學等領(lǐng)域的深度交叉。例如在“AI4Science”計劃中，研究者利用機器學習模擬化學反應(yīng)路徑、優(yōu)化航天器設(shè)計與改進氣候模型精度。與此同時，學院在量子信息科學、柔性機器人、超導材料與生物電子器件等新興技術(shù)上也有重大突破，為科技產(chǎn)業(yè)變革提供堅實基礎(chǔ)。

　　四、地球與行星科學學院(Division of Geological and Planetary Sciences, GPS)

　　自1930年正式成立以來，GPS 始終站在地質(zhì)、地球物理、大氣科學、海洋學與行星科學等多個領(lǐng)域的最前沿，以跨學科視角研究地球系統(tǒng)、太陽系行星及深空天體的起源、結(jié)構(gòu)、動態(tài)與演化過程。

　　GPS 的研究覆蓋從地殼構(gòu)造到深部地幔、從地震波傳播到火山噴發(fā)、從氣候建模到行星成分分析、從地球史重建到系外行星探索等多個方向。學院下設(shè)多個交叉研究平臺與國家級科研設(shè)施，其中包括世界頂尖的地震實驗室(Seismological Laboratory)，專門研究地震機制與板塊動力學;NASA噴氣推進實驗室(JPL)的合作部門，專注火星、土星及小行星探測項目;地球化學實驗中心，通過同位素分析技術(shù)揭示地球與隕石的化學演化;以及大氣與氣候建模平臺，研究極端氣候、溫室氣體循環(huán)與地球未來環(huán)境預(yù)測。

　　在行星科學方面，GPS 的影響力尤為突出。Caltech 是全球少數(shù)幾個能將地質(zhì)學、大氣科學、物理、化學與太空探測工程深度融合的科研機構(gòu)。許多深空探測任務(wù)(如“洞察號”(InSight)登陸火星、“卡西尼號”(Cassini)探測土星系統(tǒng)、“好奇號”(Curiosity)火星車等)都由 GPS 學者牽頭參與或擔任核心科學顧問。通過對隕石樣本、太空探測數(shù)據(jù)和實驗?zāi)M的研究，學院揭示了太陽系的形成機制、月球和火星的地質(zhì)演化以及類地行星的宜居性。

　　五、人文學科與社會科學學院(Division of the Humanities and Social Sciences, HSS)

　　Caltech雖然設(shè)立于以理工著稱的學術(shù)體系中，卻在學術(shù)精神與教育體系中扮演著不可或缺的角色。HSS 致力于拓展學生的思想深度與人文視野，以嚴謹?shù)膶W術(shù)訓練、跨學科方法和批判性思維為核心，促進理工科學生在理解科學與社會關(guān)系、倫理與責任、制度與行為等方面的發(fā)展。學院涵蓋經(jīng)濟學、政治學、哲學、歷史、文學、語言學、心理學等學科方向，是 Caltech 理性文化中富有人文溫度的重要組成部分。

　　在社會科學領(lǐng)域，HSS 以定量研究見長，尤其在實驗經(jīng)濟學、博弈論、行為科學與政治制度建模方面享有極高國際聲譽。學院與 Caltech 本身高度數(shù)理化的學術(shù)環(huán)境相結(jié)合，推動經(jīng)濟學和政治學研究從傳統(tǒng)的描述性分析轉(zhuǎn)向嚴密的邏輯建模與實證驗證。例如，Caltech 是全球最早使用行為實驗室進行博弈論實驗的高校之一，在選舉機制設(shè)計、市場效率分析、群體決策行為等方面的研究曾深刻影響公共政策和市場機制的制定。知名學者如 Charles Plott 教授(行為經(jīng)濟學與政治經(jīng)濟學先驅(qū))長期在此執(zhí)教，為 Caltech 社會科學研究奠定了理論與方法基礎(chǔ)。

　　六、數(shù)學與物理學院(Division of Physics, Mathematics and Astronomy, PMA)

　　PMA 致力于探索自然界最基本的規(guī)律，研究范圍涵蓋從基本粒子到宇宙結(jié)構(gòu)、從量子引力到數(shù)學公理系統(tǒng)，是推動人類對宇宙本質(zhì)理解的重要力量。教學方面，PMA 提供物理、數(shù)學和天文學三個本科主修方向，以及多個博士學位項目，強調(diào)嚴格的理論基礎(chǔ)、批判性思維訓練與科研參與。

　　在物理學方面，Caltech 長期處于世界前沿，曾培養(yǎng)和匯聚了多位諾貝爾獎得主，包括理查德·費曼(量子電動力學創(chuàng)始人之一)、默里·蓋爾曼(夸克模型提出者)、凱普·索恩(LIGO 引力波項目核心科學家)等。Caltech 是全球引力波研究的核心基地之一，主導建立了 LIGO(激光干涉引力波天文臺) 并于2015年首次探測到引力波，這一發(fā)現(xiàn)被譽為21世紀物理學的重大突破，并在2017年獲得諾貝爾物理學獎。

　　在數(shù)學領(lǐng)域，PMA 注重深度理論研究與跨學科應(yīng)用的平衡。研究方向包括代數(shù)幾何、拓撲學、數(shù)論、分析學、概率論與應(yīng)用數(shù)學等。Caltech 的數(shù)學系雖然規(guī)模不大，但研究質(zhì)量極高，許多學生在本科階段就能參與高階研究項目，并與教授共同發(fā)表學術(shù)論文。

　　天文學與天體物理學是 PMA 的另一大支柱。Caltech 擁有并運營多項世界領(lǐng)先的天文設(shè)施，包括位于帕洛瑪山的 帕洛瑪天文臺(Palomar Observatory) 和夏威夷的 凱克天文臺(Keck Observatory)，并積極參與如 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST) 與 歐幾里得計劃(Euclid) 等國際重大觀測項目。研究領(lǐng)域涵蓋恒星與星系形成、暗物質(zhì)與暗能量、引力透鏡、快速射電暴(FRBs)、系外行星探測等多個前沿方向。Caltech 學者在黑洞、脈沖星、宇宙微波背景輻射等方面取得了廣泛影響力，推動人類對宇宙結(jié)構(gòu)和演化的理解不斷深入。

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