2019研究前沿热度指数.pdf

研究前沿热度指数中国科学院科技战略咨询研究院科睿唯安2019贡献度影响度核心论文份额施引论文份额核心论文被引频次份额施引论文被引频次份额科学技术是世界性的、时代性的，发展科学技术必须具有全球视野。当前，科技创新的重大突破和加快应用极有可能重塑全球经济结构，使产业和经济竞争的赛场发生转换。 2019 研究前沿报告遴选出十大领域的 100个热点前沿和 37个新兴前沿，并对重要的前沿进行了解读分析。在2019 研究前沿报告的基础上， 2019 研究前沿热度指数报告用研究前沿热度指数来揭示世界主要国家在十大领域的 100 个热点前沿和37 个新兴前沿的研究活跃程度，观察世界主要国家在这些研究前沿中的表现和激烈较力的竞争格局。研究前沿热度指数是衡量研究前沿活跃程度的综合评估指标。由于研究前沿本身是由一簇共高被引的核心论文和后续引用核心论文的施引论文共同组成的，因此，在研究前沿热度指数的设计中，同时从核心论文和施引论文的数量和被引频次的份额角度，设计贡献度和影响度两个指标，二者加和构成研究前沿热度指数，逻辑模型如图 1 所示。图1 研究前沿热度指数逻辑模型2019 研究前沿报告遴选出十大领域的个热点前沿和个新兴前沿37100研究前沿热度指数2019研究前沿热度指数 01（1）研究前沿热度指数可以针对特定研究前沿、特定学科或主题领域研究前沿群组和年度十大学科领域研究前沿整体，测度相关国家、机构、实验室、团队以及科学家个人等的表现。本报告从十大学科领域整体、各学科领域和特定研究前沿度量了国家研究前沿热度指数，揭示了各国在2019 研究前沿报告的 137 个研究前沿的三个层面的基础研究活跃程度。国家研究前沿热度指数的计算方法如下： 国家研究前沿热度指数国家研究前沿热度指数 = 国家贡献度 + 国家影响度 国家贡献度和国家影响度国家贡献度是一个国家对研究前沿贡献的论文数量的相对份额，包括国家参与发表的核心论文占前沿中所有核心论文的份额，以及施引论文占前沿中所有施引论文的份额，具体计算方法如下：国家贡献度 = 国家核心论文份额 + 国家施引论文份额国家影响度是一个国家对研究前沿贡献的论文被引频次的相对份额，包括国家参与发表的核心论文的被引频次占前沿中所有核心论文的被引频次的份额，以及施引论文的被引频次占前沿中所有施引论文被引词频次的份额，具体计算方法为：国家影响度 = 国家核心论文被引频次份额 +国家施引论文被引频次份额 国家核心论文份额、国家施引论文份额、国家核心论文被引频次份额和国家施引论文被引频次份额，具体计算方法为：国家核心论文份额 = 国家核心论文数 / 前沿核心论文总数国家施引论文份额 = 国家施引论文数 / 前沿施引论文总数国家核心论文被引频次份额 = 国家核心论文被引频次 / 前沿核心论文被引频次国家施引论文被引频次份额 = 国家施引论文被引频次 / 前沿施引论文被引频次（2）国家研究前沿热度指数测度分析依次从研究前沿、领域到十大学科领域整体进行，计算分析方法如下： 研究前沿热度测度分析：对于一个研究前沿，根据国家研究前沿热度指数和指标计算方法，分别计算出所有参与国家的研究前沿热度指数，并进行排名和对比分析。 领域研究前沿热度测度分析：对于一个学科或领域，分别对所有参与国家在领域内所有研究前沿的国家研究前沿热度指数得分进行加和，得到各国在某领域的国家研究前沿热度指数，并进行排名和对比分析。 十大学科领域研究前沿整体热度指数测度分析：对于由十大领域的 137 个研究前沿构成的整体，分别对所有参与国家在各个领域的国家研究前沿热度指数得分进行加和，得到各国在十大学科领域整体的国家研究前沿热度指数，并进行排名和对比分析。以上测度分析意在揭示主要国家在年度研究前沿整体的活跃格局，分析各国在某领域研究前沿和具体某个研究前沿的活跃程度，揭示各国研究活力来源。2019研究前沿热度指数021. 十大学科领域整体国家研究前沿热度指数排名从十大学科领域整体测度分析主要国家研究前沿热度指数得分和排名，观察发现如下态势特征。nullnull1.1 美国整体仍最活跃，中美研究前沿热度指数差距缩小在十大学科领域整体层面，美国最为活跃，研究前沿热度指数得分为 204.89 分，位居全球首位。中国以 139.68 分位居第 2。英国和德国的研究前沿热度指数得分分别为 80.85 和 67.52 ，排名第 3 和第 4 名。法国、意大利、加拿大、澳大利亚、荷兰和日本这 6 个国家的国家研究前沿热度指数约在 30-50 之间，排名第 5-10 名。排名第 10 位的日本研究前沿热度指数为 33.15。美国的研究前沿热度指数得分为分中国的研究前沿热度指数得分为分英国的研究前沿热度指数得分为分德国的研究前沿热度指数得分为分1 2 3 4204.89 139.68 80.85 67.522019研究前沿热度指数 03250.00200.00150.00100.0050.000.00美国中国英国德国法国意大利加拿大西班牙澳大利亚荷兰瑞士日本瑞典韩国比利时奥地利印度丹麦沙特巴204.89139.68 80.8567.52 46.30 33.15 28.2011.52图2 十领域综合层面的Top20国家研究前沿热度指数1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20国家研究前沿热度指数由国家贡献度和国家影响度组成，表 1 可以看出国家研究前沿热度指数排名前五的国家在三个指标维度的排序完全一致。排名第 6-20 位的国家在三个指标维度的排序也基本稳定，只有个别位次略有不同。表1 十大领域整体层面的Top20国家研究前沿热度指数得分及排名 国家 国家研究前沿热度指数 国家贡献度 国家影响度得分 排名 得分 排名 得分 排名美国 204.89 1 107.35 1 97.54 1中国 139.68 2 81.70 2 57.98 2英国 80.85 3 42.01 3 38.83 3德国 67.52 4 35.06 4 32.46 4法国 46.30 5 23.52 5 22.79 5意大利 39.42 6 21.50 6 17.92 7加拿大 39.25 7 18.98 7 20.27 6澳大利亚 35.27 8 17.48 9 17.79 8荷兰 33.80 9 16.27 10 17.53 9日本 33.15 10 17.72 8 15.44 10西班牙 28.20 11 14.81 11 13.39 11瑞士 24.81 12 12.33 12 12.48 12韩国 21.75 13 10.75 14 11.00 132019研究前沿热度指数04国家 国家研究前沿热度指数 国家贡献度 国家影响度得分 排名 得分 排名 得分 排名印度 20.74 14 10.90 13 9.84 14瑞典 17.54 15 8.66 15 8.87 15比利时 14.83 16 7.44 16 7.39 17丹麦 13.91 17 6.04 18 7.86 16奥地利 12.75 18 5.92 19 6.83 18沙特 12.01 19 6.36 17 5.65 20巴西 11.52 20 5.76 20 5.76 19表 2 比较了十大领域整体层面的 Top5 国家在 2017、2018 和 2019 三年的研究前沿热度指数得分及相对于美国的比例。三年的 Top5 国家排序完全一致。美国三年的得分分别为 281.11、227.39 和 204.89，得分最高且稳居首位，是名副其实的领头羊，但得分逐年递减。中国三年以118.84、 118.38 和 139.68 分位居第 2，稳中有升，且中美在研究前沿热度指数的差距在逐渐缩小。以每年美国为 100%，计算其他国家相对于美国的比例。中国相对美国的比例在三年中分别为42.28%、52.06% 和 68.18%，中国相对于美国的比例逐年增加，进步明显。而英国、德国和法国在2017-2019 三年均排名第 3-5 名，但是相对于美国的比例变化较小。1.2 美国七领域领先优势明显，中国三领域表现突出但短板依旧分领域比较来看，美国除了生态与环境科学领域，化学与材料科学领域以及数学计算机科学与工程学领域之外，在其他七个领域的研究前沿热度指数得分均排名第 1，领先优势明显。中国在化学与材料科学领域，数学、计算机科学与工程学领域以及生态与环境科学领域这三个领域排名第 1，在农业、植物学和动物学领域 , 地球科学领域，生物科学领域，物理领域和经济学、心理学及其他社会科学领域等五个领域排名在第2 名，表现突出，但在临床医学领域和天文学与天体物理领域仅分别排名第 9 名和第 11 名，短板依旧明显。表2 十大领域整体层面的Top5国家2017、2018和2019三年研究前沿热度指数得分国家研究前沿热度指数国家 2017 得分 2017 相对比例 2018 得分 2018 相对比例 2019 得分 2019 相对比例美国 281.11 100.00% 227.39 100.00% 204.89 100.00%中国 118.84 42.28% 118.38 52.06% 139.68 68.18%英国 96.9 34.47% 78.62 34.57% 80.85 39.46%德国 90.98 32.36% 75.12 33.04% 67.52 32.95%法国 60.08 21.37% 51.2 22.52% 46.30 22.60%2019研究前沿热度指数 05表3十大领域整体及分领域层面的Top20国家研究前沿热度指数得分及排名十大领域农业、植物学和动物学生态与环境科学地球科学临床医学生物科学化学与材料科学物理天文学与 天体物理数学、计算机 科学与工程学经济学、心 理学及其他社会科学国家得分排名得分排名得分排名得分排名得分排名得分排名得分排名得分排名得分排名得分排名得分排名美国204.89 113.02 111.19 222.13 141.31 128.28 113.03 218.68 130.98 110.75 215.53 1中国139.68 29.43 214.23 110.92 27.11 912.36 226.53 19.43 26.91 1133.55 19.23 2英国80.85 35.53 52.78 74.54 521.38 29.78 34.02 55.24 416.28 34.99 46.30 3德国67.52 45.65 33.28 42.16 814.03 34.84 54.44 37.96 317.13 21.91 106.11 4法国46.30 55.58 42.69 85.06 410.08 54.19 71.07 102.74 711.12 51.78 121.98 9意大利39.42 63.15 72.14 111.09 1410.01 65.27 40.88 143.54 610.43 61.03 181.87 11加拿大39.25 72.71 82.06 136.15 310.15 41.80 161.03 122.67 88.35 92.21 92.13 8澳大利亚35.27 83.53 63.56 33.07 68.50 72.08 130.96 130.88 187.80 101.64 133.25 7荷兰33.80 91.49 192.42 90.60 196.60 104.10 81.09 92.15 129.50 70.26 305.58 5日本33.15 101.73 151.65 162.98 74.21 112.29 112.33 62.47 911.25 42.92 71.32 15西班牙28.20 111.86 142.10 120.84 177.20 82.16 120.64 162.40 108.67 80.54 251.80 13瑞士24.81 121.63 161.76 150.85 163.58 154.33 61.07 113.62 56.40 120.29 291.29 17韩国21.75 132.16 122.29 100.40 253.30 161.55 201.29 81.84 134.67 143.34 60.90 20印度20.74 141.97 132.79 61.47 100.37 413.82 91.32 72.15 114.26 171.35 151.25 18瑞典17.54 152.54 91.01 231.65 94.06 131.81 150.43 170.85 213.80 200.59 230.79 22比利时14.83 161.56 171.47 170.32 294.18 120.72 250.21 220.45 264.31 160.12 411.48 14丹麦13.91 171.08 221.42 180.79 183.91 141.28 210.15 261.48 152.68 230.45 260.67 23奥地利12.75 180.63 301.06 221.10 132.47 181.13 230.36 200.50 251.82 260.20 333.48 6沙特12.01 191.08 212.85 50.12 470.14 490.60 270.80 150.21 380.02 626.00 30.21 32巴西11.52 201.39 200.62 260.17 401.76 232.30 100.08 320.68 233.53 210.13 390.87 212019研究前沿热度指数06美国研究前沿热度指数排名第 1 的前沿有个中国研究前沿热度指数排名第 1 的前沿有个英国研究前沿热度指数排名第 1 的前沿有个德国研究前沿热度指数排名第 1 的前沿有个法国研究前沿热度指数排名第 1 的前沿有个8033711在十大学科领域的 100 个热点前沿和 37 个新兴前沿中，美国研究前沿热度指数排名第 1 的前沿有 80 个，占全部 137 个前沿的 58.39%（约五分之三），中国排名第 1 的前沿数为 33 个，约占 24.09%。英国有 7个前沿排名第 1，德国和法国分别有 1 个前沿排名第 1（表 4）。十大学科领域中，中国在数学、计算机科学和工程学领域和化学与材料科学领域排名第 1 前沿数分别为 10 个和 8 个，超过 50%，其中数学、计算机科学和工程学领域甚至达到 62.50%，表现最为活跃。生态和环境科学领域中国有 4 个前沿排名第 1，与美国持平；物理领域中国有 3 个前沿排名第 1；地球科学领域，生物科学领域，经济学、心理学以及其他社会科学领域这三个领域，中国分别有 2 个前沿排名第 1；农业、植物学和动物学领域以及临床医学领域这两个领域中国分别有 1 个前沿排名第 1；天文学与天体物理领域中国没有排名第 1 的研究前沿。与中国相反，美国在数学、计算机科学和工程学领域以及化学与材料科学领域排名第 1 的前沿最少，这两个领域也是中国高度活跃的优势领域。由于中国在生态和环境科学领域的进步，美国在该领域有 4 个排名第 1 的前沿，与其他领域相比相对较少。除了上述三个领域，美国在农业、植物学和动物学领域，地球科学领域，临床医学领域，生物科学领域，物理领域，天文学与天体物理领域以及经济学、心理学及其他社会科学领域等七个领域排名第 1 的前沿数均在 60% 以上，是所有国家中表现最好的。在十个或美国领先、或中国领先的领域的前五名中，均有紧随其后的英国、德国和法国的身影，且三国均表现出较强的实力。其中英国在临床医学领域排名第 2，德国在天文学与天体物理领域排名第 2。表4 十大领域整体层面的Top5国家在137个研究前沿中国家研究前沿热度指数得分排名第一的研究 前沿数量和比例领域研究 前沿数排名第一前沿数 比例美国 中国 英国 德国 法国 美国 中国 英国 德国 法国十大领域整体 137 80 33 7 1 1 58.39% 24.09% 5.11% 0.73% 0.73%农业、植物学和动物学 11 7 1 1 0 0 63.64% 9.09% 9.09% 0.00% 0.00%生态和环境科学 11 4 4 0 0 0 36.36% 36.36% 0.00% 0.00% 0.00%地球科学 11 8 2 0 0 0 72.73% 18.18% 0.00% 0.00% 0.00%临床医学 21 16 1 3 0 0 76.19% 4.76% 14.29% 0.00% 0.00%生物科学 16 12 2 1 0 0 75.00% 12.50% 6.25% 0.00% 0.00%化学与材料科学 15 4 8 1 1 0 26.67% 53.33% 6.67% 6.67% 0.00%物理 12 8 3 0 0 0 66.67% 25.00% 0.00% 0.00% 0.00%2019研究前沿热度指数 07从排名前三的前沿数来看，美国在 115 个前沿（ 83.94%）排名前三。中国在 63 个前沿排名前三（45.99%）。英国和德国在这个方面比较接近，分别有 46 个和 43 个前沿排名前三（约占研究前沿总数的三分之一左右）（表 5）。分领域来看，美国在天文学与天体物理学领域占比 100% ，全面包揽；在物理学领域，生物科学领域，临床医学领域和地球科学领域四个领域占比 90% 以上，与其他国家相比有绝大优势；农业、植物学和动物学领域，经济学、心理学以及其他社会科学领域占比 70% 至 80% 以上，与其他国家相比也有较大优势；只有化学与材料科学领域，生态和环境科学领域以及数学、计算机科学和工程学三个领域，占比低于中国。中国在化学与材料科学领域，数学、计算机科学和工程学领域和生态与环境科学领域三个领域表现最为突出，排名前三的研究前沿分别占本领域所有前沿的 93.33%、 87.50% 和 72.73%。在农业、植物学和动物学领域中国排名前三的研究前沿占比为 54.55%，在地球科学领域中国排名前三的研究前沿占比为 45.45%，这两个领域占比排在第 2 位。临床医学领域和生物科学领域，英国排名前表5 十大领域整体层面的Top5国家在137个研究前沿中国家研究前沿热度指数排名前三的研究前沿 数量和比例领域研究 前沿数排名前三前沿数 比例美国 中国 英国 德国 法国 美国 中国 英国 德国 法国十大领域整体 137 115 63 46 43 18 83.94% 45.99% 33.58% 31.39% 13.14%农业、植物学和动物学 11 8 6 3 3 4 72.73% 54.55% 27.27% 27.27% 36.36%生态和环境科学 11 7 8 2 2 2 63.64% 72.73% 18.18% 18.18% 18.18%地球科学 11 10 5 2 0 3 90.91% 45.45% 18.18% 0.00% 27.27%临床医学 21 20 2 12 7 3 95.24% 9.52% 57.14% 33.33% 14.29%生物科学 16 15 6 8 5 1 93.75% 37.50% 50.00% 31.25% 6.25%化学与材料科学 15 11 14 3 6 1 73.33% 93.33% 20.00% 40.00% 6.67%物理 12 11 4 2 6 0 91.67% 33.33% 16.67% 50.00% 0.00%天文学与天体物理 13 13 0 6 7 4 100.00% 0.00% 46.15% 53.85% 30.77%数学、计算机科学和工程学 16 10 14 3 2 0 62.50% 87.50% 18.75% 12.50% 0.00%经济学、心理学以及其他社会科学12 10 4 5 5 0 83.33% 33.33% 41.67% 41.67% 0.00%领域研究 前沿数排名第一前沿数 比例美国 中国 英国 德国 法国 美国 中国 英国 德国 法国天文学与天体物理 13 11 0 1 0 1 84.62% 0.00% 7.69% 0.00% 7.69%数学、计算机科学和工程学 16 2 10 0 0 0 12.50% 62.50% 0.00% 0.00% 0.00%经济学、心理学以及其他社会科学12 8 2 0 0 0 66.67% 16.67% 0.00% 0.00% 0.00%2019研究前沿热度指数08