2024年研究前沿热度指数报告

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快速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。《2024研究前沿》报告遴选出十一大学科领域的110个热点前沿和15个新兴前沿，并对重要的前沿进行了解读分析。在《2024研究前沿》报告的基础上，《2024研究前沿热度指数》报告继续采用研究前沿热度指数来揭示世界主要国家/地区在十一个学科领域的110个热点前沿和15个新兴前沿的研究活跃程度，观察世界主要国家/地区在这些研究前沿中的研究产出贡献和影响力表现，及其激烈较力的竞争格局。 1.方法论 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，分别从核心论文和施引论文的数量和被引频次的两个份额的角度，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。 利用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乃至十一大学科领域研究前沿整体，测度相关国家/地区、机构、团队以及科学家个人等的表现。本报告利用国家/地区研究前沿热度指数，从十一大学科领域整体、各学科领域和特定研究前沿三个层面，测度揭示了各国在《2024研究前沿》报告的125个研究前沿的基础研究活跃程度。 国家/地区核心论文份额=国家/地区核心论文数/前沿核心论文总数 国家/地区施引论文份额=国家/地区施引论文数/前沿施引论文总数 国家/地区核心论文被引频次份额=国家/地区核心论文被引频次/前沿核心论文被引频次 国家/地区施引论文被引频次份额=国家/地区施引论文被引频次/前沿施引论文被引频次 （1）国家/地区研究前沿热度指数的计算方法如下： （2）国家/地区研究前沿热度指数的测度分析依次从研究前沿层面、学科领域层面到十一大学科领域整体层面进行，计算分析方法如下： ①国家/地区研究前沿热度指数 国家/地区研究前沿热度指数=国家/地区贡献度+国家/地区影响度 ①研究前沿热度测度分析：对于一个研究前沿，根据国家/地区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/地区在该研究前沿层面的国家/地区研究前沿热度指数，并进行排名和对比分析。 ②国家/地区贡献度和国家/地区影响度 国家/地区贡献度是一个国家/地区对研究前沿贡献的论文数量的相对份额，包括该国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： ②学科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/地区在该领域内所有研究前沿的国家/地区研究前沿热度指数得分进行加和，得到各国在该学科领域层面的国家/地区研究前沿热度指数，并进行排名和对比分析。 国家/地区贡献度=国家/地区核心论文份额+国家/地区施引论文份额 国家/地区影响度是一个国家/地区对研究前沿贡献的论文被引频次的相对份额，包括国家/地区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频次的份额，具体计算方法为： ③十一大学科领域研究前沿整体热度指数测度分析：对于由十一个学科领域的125个研究前沿构成的整体，分别对所有参与国家/地区在各个学科领域的国家/地区研究前沿热度指数得分进行加和，得到各国在十一大学科领域整体层面的国家/地区研究前沿热度指数，并进行排名和对比分析。 国家/地区影响度=国家/地区核心论文被引频次份额+国家/地区施引论文被引频次份额 以上测度分析意在揭示主要国家/地区在年度研究前沿整体的活跃格局，分析各国在某学科领域研究前沿和具体某个研究前沿的基础研究活跃程度，揭示各国研究活力来源。 ③国家/地区核心论文份额、国家/地区施引论文份额、国家/地区核心论文被引频次份额和国家/地区施引论文被引频次份额的具体计算方法分别为： 2.国家/地区研究前沿热度指数十一大学科领域整体分析 从十一大学科领域整体层面，测度分析主要国家/地区研究前沿热度指数得分，探讨各国在十一大学科领域整体层面研究前沿中的活跃程度，发现各国基础研究整体发展态势和相对表现。 2.1美国整体排名第一，中国稳居第二，英德形成第二梯队 在十一大学科领域整体层面，美国的研究前沿热度指数得分为193.69分，位居全球首位。中国以152.19分位居第二，约为美国的78.6%。英国和德国的研究前沿热度指数得分分别为76.80和64.26，排名第三和第四，与排名第五的法国（46.73分）相比仍具有明显优势（图2）。 意大利、澳大利亚、加拿大、西班牙和瑞士的研究前沿热度指数得分排名第六至第十名。荷兰和日本分别排名第11和12位，韩国排名第13名，其后是比利时和印度。 国家/地区研究前沿热度指数由国家/地区贡献度和国家/地区影响度组成，表1是十一大学科领域Top15国家/地区研究前沿热度指总体得分、分项得分及排名。排名前五的国家/地区在国家/地区研究 前沿热度指数、国家/地区贡献度、国家/地区影响度三项得分排名顺序一致。排名第六至十五位的国家/地区的三项得分顺序多数也基本一致。 2.2美国在七个领域得分最高，中国在四个领域得分最高 分领域比较来看，美国在生态与环境科学领域，地球科学领域，临床医学领域，生物科学领域，天文学与天体物理学领域，数学领域，以及经济学、心理学及其他社会科学领域这7个领域的研究前沿热度指数得分排名第一，其他4个领域排名第二，其基础研究活跃程度整体仍然最强。 名第六名（表2）。 临床医学领域和天文学与天体物理学领域一直是中国热度指数得分较低的领域，对比2017-2024年研究前沿热度指数变化，2017-2024年，中国在临床医学领域的研究前沿热度指数排名分别为第10、13、9、12、1、4、9、6名， 其 中2021年 和2022年 由 于 新冠肺炎疫情的研究比重较大，大幅提升了中国在临床医学领域的排名，但2023年回到了2019年的水平，2024年比2023年进步了3个名次，排名波动较大。2017-2024年，中国在天文学与天体物理学领域的研究前沿热度指数排名分别为第11、19、11、8、8、7、8、6名，排名整体呈稳中有升的向好趋势。 中国在农业科学、植物学和动物学领域，化学与材料科学领域，物理学领域和信息科学领域这4个领域排名第一，在生态与环境科学领域、生物科学领域和数学领域3个领域排名第二，在经济学、心理学及其他社会科学领域排名第三，在地球科学领域排名第四，在临床医学领域和天文学与天体物理学领域均排 数远远超过美国；在生态与环境科学领域、物理学领域和信息科学领域，该指标中国与美国基本持平；在地球科学领域，生物科学领域，天文学与天体物理学领域，数学领域，经济学、心理学及其他社会科学领域这5个领域排名第一的前沿数均明显少于美国；在临床医学领域，中国没有前沿排名第一，而美国则有85%的前沿排名第一，中国与美国相比存在很大的差距。 在十一大学科领域的110个热点前沿和15个新兴前沿中，美国研究前沿热度指数排名第一的前沿数为71个，占全部125个前沿的一半以上（56.80%）。中国排名第一的前沿数为39个，占比接近三分之一（31.20%）。英国有4个前沿排名第一，德国和法国分别有1个前沿排名第一（表3）。 十一大学科领域中，中国在化学与材料科学领域和农业科学、植物学和动物学领域排名第一的前沿 在十一大学科领域的110个热点前沿和15个新兴前沿中，美国研究前沿热度指数排名前三的前沿数为109个，占全部125个前沿的87.20%。中国研究前沿热度指数排名前三的前沿数为77个，超过全部125个 前沿的一半（61.60%）。英国、德国和法国分别有43个、34个和12个前沿排名前三，分别占34.40%, 27.20%和9.60%（表4）。 中国在化学与材料科学领域和信息科学领域排名前三的前沿占比均为100%；在农业科学、植物学和动物学领域以及物理学领域排名前三的前沿占比均达到或超过80%；在生态和环境科学领域，生物科学领域，数学领域，经济学、心理学以及其他社会科学领域4个领域排名前三的前沿占比均达到或超过50%；在地球科学领域、临床医学领域以及天文学和天体物理领域分别有40%、28.57%和27.27%的前沿排名前三（图3）。 分领域来看，美国在十一大学科领域中排名前三的前沿占比均超过三分之二。美国在临床医学领域、生物科学领域、天文学和天体物理领域3个领域排名前三的前沿占比均为100%；在地球科学领域、物理学领域、经济学、心理学以及其他社会科学领域3个领域排名前三的前沿占比均超过90%；在生态和环境科学领域、数学领域和信息科学领域3个领域排名前三的前沿占比均为80%；在农业科学、植物学和动物学领域和化学与材料科学领域排名前三的前沿占比分别为66.67%和76.92%。 英国在经济学、心理学以及其他社会科学领域和天文学与天体物理学领域排名前三的前沿占比与其他领域相比最高和次高，达到72.73%和63.64%；在生物科学领域排名前三的前沿占比为50%；在临床医学领域为35.71%；在生态和环境科学领域、地球科学领域、信息科学领域均为30%；在农业科学、植物学和动物学领域，化学与材料科学领域，物理学领域3个领域排名前三的前沿占比在8.33%、23.08%和20%。 动物学领域，生态和环境科学领域，临床医学领域，生物科学领域，化学与材料科学领域，物理学领域6个领域排名前三的前沿占比在21.43%-30.77%之间；在地球科学和信息科学的占比皆为10%；在经济学、心理学以及其他社会科学的占比最低，为9.09%。 法国在地球科学领域排名前三的前沿占比相对于其他领域最高，为40%，其他7个领域占比在7.14%-14.29%之间，在农业科学、植物学和动物学领域，生态和环境科学领域以及物理学领域没有前沿排名前三（图4）。 德国在天文学和天体物理学领域排名前三的前沿占比与其他领域相比最高，达到63.64%；在数学领域排名前三的前沿占比为40%；在农业科学、植物学和 3.国家/地区研究前沿热度指数分领域分析 从特定学科或主题领域和特定研究前沿层面，测度分析主要国家/地区研究前沿热度指数得分，探讨各国在特定领域和特定研究前沿中的活跃程度，发现各国基础研究主要领域和研究方向的竞争优势。 3.1农业科学、植物学和动物学领域：中国领先优势明显，美国排名第二，沙特、印度和埃及分列第三、第四和第五 农业科学、植物学和动物学领域，中国的研究前沿热度指数得分为22.21，排名第一，表现最抢眼。美国得分为8.44分，排名第二。沙特得分为5.89，排名第三，印度和埃及的得分接近，分列第四和第五名。 从表5可以看出，在7个指标上，均是中国排名第一、美国排名第二。沙特、印度和埃及在几个指标上排名略有波动。 沙特在新兴前沿1排名第一，在热点前沿2排名第二，在热度前沿1排名第三，在热度前沿4排名第四，在其他8个前沿排名在第14-37名，相对靠后。印度在新兴前沿2和1分别排名第二和第三名，在5个前沿排名第四至十名，在其他5个前沿排名第15-23名。埃及在热点前沿2排名第一，在热点前沿1和4排名第五和第八名，在其他8个前沿排名第21-64名，在新兴前沿2空白，没有得分。 在该领域的12个前沿中（表7），中国在热点前沿3、4、6、7、8、9和新兴前沿2这7个前沿的研究前沿热度指数得分均排名第一，在热点前沿1、5、10这3个前沿排名在第二位，在热点前沿2和新兴前沿1排名分别为第六和第四位。 美国在热点前沿5和10这2个前沿排名第一，在热点前沿4、7、8和新兴前沿1这4个前沿排名均为第二名，在热点前沿3、9这2个前沿均排名第三，其他4个前沿排名在第5-14名。 3.2生态与环境科学领域：美国排名第一，中国紧随其后，英国、德国和澳大利亚分列其后 生态与环境科学领域，美国的研究前沿热度指数得分为12.