一、生物与生物工程学院(Division of Biology and Biological Engineering, BBE)

　　BBE 学院是世界生命科学研究的重镇，以“小规模、高密度、深交叉”的学术文化著称。该学院长期致力于从分子尺度到系统层级理解生命现象，研究方向覆盖 基因组学、神经科学、细胞与发育生物学、合成生物学、生物工程、计算生物学与免疫学 等诸多领域。

　　BBE 的教育理念强调“科研驱动教学、跨学科融合训练”，为本科生与研究生提供丰富的成长路径。本科阶段开设 Biology 与 Bioengineering 两大主修方向，课程设置紧密结合物理、化学、工程与数据科学，鼓励学生多维度理解生命现象。通过 SURF(Summer Undergraduate Research Fellowships)暑期研究计划，本科生从大一开始便可参与高水平科研项目，与诺贝尔奖级导师共事。博士项目则以高度自由和个性化著称，学生可以根据研究兴趣在学院内外开展联合课题，典型方向包括神经工程、量子生物学等新兴领域。

　　二、化学与化学工程学院(Division of Chemistry and Chemical Engineering, CCE)

　　自CCE学院创立以来，便在基础化学研究、分子工程、材料科学和反应机制等领域引领全球前沿。CCE 学院融合了化学(Chemistry)、化学工程(Chemical Engineering)以及生物化学与分子生物物理(Biochemistry and Molecular Biophysics)等多个学科方向，长期致力于从原子与分子的视角探索自然规律，并将这些基础发现转化为解决能源、健康、环境等全球性挑战的工程技术。

　　学院在有机合成、催化反应、物理化学、理论化学和分子光谱等方向取得了一系列里程碑式成果。Caltech 的化学学者曾多次获得诺贝尔化学奖，其中最具代表性的包括阿弗·霍希特(Arie Haagen-Smit)对臭氧污染机制的开创性研究、和罗伯特·格拉布斯(Robert Grubbs)在烯烃复分解反应中的催化机制探索。学院在理论与计算化学方面也处于世界领先地位，利用量子力学与人工智能模型推动反应路径与分子动力学的建模精度。

　　三、工程与应用科学学院(Division of Engineering and Applied Science, EAS)

　　EAS 致力于基础科学与工程技术的深度融合，涵盖从理论建模到系统设计、从纳米尺度材料到星际飞行器的广泛领域。学院在人工智能、航空航天、机械工程、电子与光子技术、材料科学、控制与动力系统、计算科学、环境工程等方向处于全球领先地位。

　　EAS 的研究架构强调交叉融合，设有多个前沿实验室与研究中心。喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)由 Caltech 全权管理，是 NASA 旗下最重要的太空探索中心，承担火星探测器、“詹姆斯·韦伯望远镜”工程及太阳系边缘任务等多个国家级项目。

　　在人工智能与计算工程领域，EAS 推动 AI 与自然科学、工程、医学等领域的深度交叉。例如在“AI4Science”计划中，研究者利用机器学习模拟化学反应路径、优化航天器设计与改进气候模型精度。与此同时，学院在量子信息科学、柔性机器人、超导材料与生物电子器件等新兴技术上也有重大突破，为科技产业变革提供坚实基础。

　　四、地球与行星科学学院(Division of Geological and Planetary Sciences, GPS)

　　自1930年正式成立以来，GPS 始终站在地质、地球物理、大气科学、海洋学与行星科学等多个领域的最前沿，以跨学科视角研究地球系统、太阳系行星及深空天体的起源、结构、动态与演化过程。

　　GPS 的研究覆盖从地壳构造到深部地幔、从地震波传播到火山喷发、从气候建模到行星成分分析、从地球史重建到系外行星探索等多个方向。学院下设多个交叉研究平台与国家级科研设施，其中包括世界顶尖的地震实验室(Seismological Laboratory)，专门研究地震机制与板块动力学;NASA喷气推进实验室(JPL)的合作部门，专注火星、土星及小行星探测项目;地球化学实验中心，通过同位素分析技术揭示地球与陨石的化学演化;以及大气与气候建模平台，研究极端气候、温室气体循环与地球未来环境预测。

　　在行星科学方面，GPS 的影响力尤为突出。Caltech 是全球少数几个能将地质学、大气科学、物理、化学与太空探测工程深度融合的科研机构。许多深空探测任务(如“洞察号”(InSight)登陆火星、“卡西尼号”(Cassini)探测土星系统、“好奇号”(Curiosity)火星车等)都由 GPS 学者牵头参与或担任核心科学顾问。通过对陨石样本、太空探测数据和实验模拟的研究，学院揭示了太阳系的形成机制、月球和火星的地质演化以及类地行星的宜居性。

　　五、人文学科与社会科学学院(Division of the Humanities and Social Sciences, HSS)

　　Caltech虽然设立于以理工著称的学术体系中，却在学术精神与教育体系中扮演着不可或缺的角色。HSS 致力于拓展学生的思想深度与人文视野，以严谨的学术训练、跨学科方法和批判性思维为核心，促进理工科学生在理解科学与社会关系、伦理与责任、制度与行为等方面的发展。学院涵盖经济学、政治学、哲学、历史、文学、语言学、心理学等学科方向，是 Caltech 理性文化中富有人文温度的重要组成部分。

　　在社会科学领域，HSS 以定量研究见长，尤其在实验经济学、博弈论、行为科学与政治制度建模方面享有极高国际声誉。学院与 Caltech 本身高度数理化的学术环境相结合，推动经济学和政治学研究从传统的描述性分析转向严密的逻辑建模与实证验证。例如，Caltech 是全球最早使用行为实验室进行博弈论实验的高校之一，在选举机制设计、市场效率分析、群体决策行为等方面的研究曾深刻影响公共政策和市场机制的制定。知名学者如 Charles Plott 教授(行为经济学与政治经济学先驱)长期在此执教，为 Caltech 社会科学研究奠定了理论与方法基础。

　　六、数学与物理学院(Division of Physics, Mathematics and Astronomy, PMA)

　　PMA 致力于探索自然界最基本的规律，研究范围涵盖从基本粒子到宇宙结构、从量子引力到数学公理系统，是推动人类对宇宙本质理解的重要力量。教学方面，PMA 提供物理、数学和天文学三个本科主修方向，以及多个博士学位项目，强调严格的理论基础、批判性思维训练与科研参与。

　　在物理学方面，Caltech 长期处于世界前沿，曾培养和汇聚了多位诺贝尔奖得主，包括理查德·费曼(量子电动力学创始人之一)、默里·盖尔曼(夸克模型提出者)、凯普·索恩(LIGO 引力波项目核心科学家)等。Caltech 是全球引力波研究的核心基地之一，主导建立了 LIGO(激光干涉引力波天文台) 并于2015年首次探测到引力波，这一发现被誉为21世纪物理学的重大突破，并在2017年获得诺贝尔物理学奖。

　　在数学领域，PMA 注重深度理论研究与跨学科应用的平衡。研究方向包括代数几何、拓扑学、数论、分析学、概率论与应用数学等。Caltech 的数学系虽然规模不大，但研究质量极高，许多学生在本科阶段就能参与高阶研究项目，并与教授共同发表学术论文。

　　天文学与天体物理学是 PMA 的另一大支柱。Caltech 拥有并运营多项世界领先的天文设施，包括位于帕洛玛山的 帕洛玛天文台(Palomar Observatory) 和夏威夷的 凯克天文台(Keck Observatory)，并积极参与如 詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST) 与 欧几里得计划(Euclid) 等国际重大观测项目。研究领域涵盖恒星与星系形成、暗物质与暗能量、引力透镜、快速射电暴(FRBs)、系外行星探测等多个前沿方向。Caltech 学者在黑洞、脉冲星、宇宙微波背景辐射等方面取得了广泛影响力，推动人类对宇宙结构和演化的理解不断深入。

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