4月30日，中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院（以下簡稱戰(zhàn)略咨詢院）發(fā)布《科學(xué)結(jié)構(gòu)圖譜2021》。
“當(dāng)科學(xué)知識不斷發(fā)展變化時，科學(xué)結(jié)構(gòu)也會動態(tài)變化，發(fā)展演變過程形成了科學(xué)結(jié)構(gòu)的演化。科學(xué)結(jié)構(gòu)不僅可以宏觀反映整體科學(xué)的邏輯關(guān)系，也可以微觀反映某個單一研究領(lǐng)域的知識結(jié)構(gòu)。”戰(zhàn)略咨詢院科技戰(zhàn)略情報研究所研究員王小梅說。
基于2012年至2017年10223個研究前沿中包含的高被引論文數(shù)據(jù)，研究人員構(gòu)建了科學(xué)結(jié)構(gòu)圖譜，研究發(fā)現(xiàn)，全球科學(xué)研究結(jié)構(gòu)穩(wěn)中有新，中國科研優(yōu)勢研究領(lǐng)域逐步穩(wěn)固，并與美國形成了明顯的互補(bǔ)關(guān)系。
全球涌現(xiàn)近百個新研究熱點
通過對比分析2012-2017年和2010-2015年的科學(xué)結(jié)構(gòu)圖，研究人員發(fā)現(xiàn)，科學(xué)研究結(jié)構(gòu)在總體穩(wěn)定的同時，也出現(xiàn)了一些新變化。
科學(xué)結(jié)構(gòu)2010~2015
科學(xué)結(jié)構(gòu)2012~2017
“目標(biāo)導(dǎo)向的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研發(fā)結(jié)合更加緊密，應(yīng)用性牽引趨勢明顯，傳統(tǒng)意義上的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究的邊界日趨模糊。”王小梅說。
研究人員發(fā)現(xiàn)，科學(xué)研究與工程結(jié)合并逐漸向應(yīng)用轉(zhuǎn)化的研究問題越來越廣，如從催化到氫能、頁巖氣、熱能等新能源的研究，環(huán)境與健康結(jié)合形成“環(huán)境治理”群組，柔性材料到可穿戴設(shè)備，3D、4D 打印技術(shù)、智能電網(wǎng)、智慧城市的快速發(fā)展，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究更多地與臨床研究結(jié)合解決人類健康問題等。
研究中，科研人員也發(fā)現(xiàn)了一些新的聚焦群組。比如，與天文學(xué)與粒子物理相關(guān)的“理論物理”，從催化基礎(chǔ)研究逐步發(fā)展到應(yīng)用研究的“先進(jìn)能源”，與納米生命科學(xué)相關(guān)的“有機(jī)聚合物材料”，與機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)的“深度學(xué)習(xí)”，氣候變化研究中出現(xiàn)了更多和“極端氣候變化相關(guān)的研究，以及“頁巖氣”“化學(xué)生物的藥物研究”“物種保護(hù)”“腫瘤免疫治療”“腫瘤基因突變與靶向治療”“新發(fā)病毒傳染病”“藥物濫用”“文獻(xiàn)計量與期刊研究”等都成為新的研究領(lǐng)域群組。
“在‘科學(xué)結(jié)構(gòu)2012-2017’中，出現(xiàn)了97 個新興熱點研究領(lǐng)域。”王小梅介紹，熱點研究領(lǐng)域在醫(yī)學(xué)、生物科學(xué)和交叉學(xué)科分布較集中，分別有26個、13個和11個。兩個最大的新興熱點研究領(lǐng)域分別是“寨卡病毒”和“黑色素瘤治療”相關(guān)研究，分別包含125篇和64篇論文，發(fā)現(xiàn)新病毒以及新療法（技術(shù)）的出現(xiàn)是形成新的研究領(lǐng)域的主因。
中國科研優(yōu)勢與美國存在互補(bǔ)性
研究人員選取中國及美國、英國、德國、法國、日本等其他發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家中有代表性的 11 個國家作為主要研究對象，分析了這些國家的科研活躍度。
研究發(fā)現(xiàn)，中國科研優(yōu)勢研究領(lǐng)域逐步穩(wěn)固，與美國優(yōu)勢領(lǐng)域存在明顯的互補(bǔ)性。“在科學(xué)結(jié)構(gòu)圖中，中國優(yōu)勢研究領(lǐng)域主要位于圖的上半部分偏右，涵蓋納米科技、計算機(jī)與工程，以及環(huán)境治理等，中國在位于圖下部的‘醫(yī)學(xué)’‘社會科學(xué)’‘經(jīng)濟(jì)與商業(yè)’‘生物科學(xué)’四個大類中所占份額相對較少。”王小梅說。
2012~2017核心論文份額分布圖（中國和美國）
2010~2015核心論文份額分布圖（中國和美國）
中國的研究領(lǐng)域覆蓋率上升，但仍有28%的研究領(lǐng)域沒有發(fā)文。報告顯示，中國研究領(lǐng)域覆蓋率從世界排名第五位上升到第四位，且覆蓋率呈現(xiàn)顯著上升趨勢，從66.7%上升到72.0%。新增研究領(lǐng)域的覆蓋率也有小幅增長，從48.3%增長到49.5%。
在政府資助產(chǎn)出的核心論文數(shù)量及分布方面，研究人員發(fā)現(xiàn)，2012年至2017年期間，與其他國家相比，中國政府資助論文占發(fā)表核心論文的比例最高，達(dá)到81.4%。“這與中國科研的進(jìn)步、政府科研經(jīng)費高投入有密不可分的關(guān)系。”王小梅說。
不過，數(shù)據(jù)也顯示，中國政府資助產(chǎn)出的核心論文在各領(lǐng)域不均衡，主要集中在“納米科技”“無線通信與人工智能”“系統(tǒng)控制”等方向，其他方向資助發(fā)文量較少，尤其是“醫(yī)學(xué)”和“社會科學(xué)”方面較弱。
納米科技、環(huán)境生態(tài)領(lǐng)域交叉度最高
學(xué)科交叉點通常是科學(xué)新的生長點，最后可能導(dǎo)致科學(xué)發(fā)生革命性變化。此次報告對交叉學(xué)科的情況也進(jìn)行了分析。
交叉學(xué)科領(lǐng)域在科學(xué)結(jié)構(gòu)圖中的分布
（圖中每個圓圈代表學(xué)科交叉研究領(lǐng)域，圓越大代表包含論文越多）
研究人員界定，如果研究領(lǐng)域中一個學(xué)科的核心論文比例小于60%，該研究領(lǐng)域就屬于交叉學(xué)科。對研究領(lǐng)域的學(xué)科交叉性進(jìn)行分析后，他們發(fā)現(xiàn)，納米科技及環(huán)境與生態(tài)領(lǐng)域的交叉度最高，其次是與智能決策和智能控制相關(guān)的研究。臨床醫(yī)學(xué)與生物科學(xué)的學(xué)科交叉研究領(lǐng)域相對較少。天文學(xué)與物理學(xué)研究大類中的學(xué)科交叉研究領(lǐng)域最少。
王小梅介紹，納米科技及環(huán)境與生態(tài)領(lǐng)域中的交叉學(xué)科包括“鈣鈦礦材料與器件”“納米材料”“納米催化”“儲能材料與器件”“納米生命科學(xué)”“環(huán)境治理”“生態(tài)學(xué)”“低碳經(jīng)濟(jì)”等，智能決策和智能控制相關(guān)的交叉學(xué)科包括“無線通信與人工智能”“系統(tǒng)與控制”內(nèi)的部分研究等，臨床醫(yī)學(xué)與生物科學(xué)的學(xué)科交叉研究領(lǐng)域主要集中在“腸道微生物”“傳染病研究”“社會醫(yī)學(xué)”“孤獨癥”“腫瘤基因”等方面。
記者了解到，從2007年起，戰(zhàn)略咨詢院就開始周期性監(jiān)測科學(xué)研究結(jié)構(gòu)及其演變規(guī)律，此次報告是繼2009年、2012年、2015年、2017年之后第五次發(fā)布的科學(xué)結(jié)構(gòu)圖譜。《科學(xué)結(jié)構(gòu)圖譜2021》首次改進(jìn)了原有“科學(xué)結(jié)構(gòu)圖譜”的研制方法，使用深度學(xué)習(xí)算法改進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)聚類及可視化算法。
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