文章来源:中国科学报
作者:倪思洁
4月30日,中国科学院科技战略咨询研究院(以下简称战略咨询院)发布《科学结构图谱》。
基于年至年个研究前沿中包含的高被引论文数据,研究人员构建了科学结构图谱,研究发现,全球科学研究结构稳中有新,中国科研优势研究领域逐步稳固,并与美国形成了明显的互补关系。
全球涌现近百个新研究热点
通过对比分析-年和-年的科学结构图,研究人员发现,科学研究结构在总体稳定的同时,也出现了一些新变化。
科学结构~科学结构~「目标导向的基础研究与应用研发结合更加紧密,应用性牵引趋势明显,传统意义上的基础研究、应用研究的边界日趋模糊。」战略咨询院科技战略情报研究所研究员王小梅说。
研究人员发现,科学研究与工程结合并逐渐向应用转化的研究问题越来越广,如从催化到氢能、页岩气、热能等新能源的研究,环境与健康结合形成「环境治理」群组,柔性材料到可穿戴设备,3D、4D打印技术、智能电网、智慧城市的快速发展,基础医学研究更多地与临床研究结合解决人类健康问题等。
研究中,科研人员也发现了一些新的聚焦群组。比如,与天文学与粒子物理相关的「理论物理」,从催化基础研究逐步发展到应用研究的「先进能源」,与纳米生命科学相关的「有机聚合物材料」,与机器学习相关的「深度学习」,气候变化研究中出现了更多和「极端气候变化相关的研究,以及「页岩气」「化学生物的药物研究」「物种保护」「肿瘤免疫治疗」「肿瘤基因突变与靶向治疗」「新发病毒传染病」「药物滥用」「文献计量与期刊研究」等都成为新的研究领域群组。
「在『科学结构-』中,出现了97个新兴热点研究领域。」王小梅介绍,热点研究领域在医学、生物科学和交叉学科分布较集中,分别有26个、13个和11个。
两个最大的新兴热点研究领域分别是「寨卡病毒」和「黑色素瘤治疗」相关研究,分别包含篇和64篇论文,发现新病毒以及新疗法(技术)的出现是形成新的研究领域的主因。中国科研优势与美国存在互补性
研究人员选取中国及美国、英国、德国、法国、日本等其他发达国家和发展中国家中有代表性的11个国家作为主要研究对象,分析了这些国家的科研活跃度。研究发现,中国科研优势研究领域逐步稳固,与美国优势领域存在明显的互补性。「在科学结构图中,中国优势研究领域主要位于图的上半部分偏右,涵盖纳米科技、计算机与工程,以及环境治理等,中国在位于图下部的『医学』『社会科学』『经济与商业』『生物科学』四个大类中所占份额相对较少。」王小梅说。
~核心论文份额分布图(中国和美国)~核心论文份额分布图(中国和美国)中国的研究领域覆盖率上升,但仍有28%的研究领域没有发文。
报告显示,中国研究领域覆盖率从世界排名第五位上升到第四位,且覆盖率呈现显著上升趋势,从66.7%上升到72.0%。
新增研究领域的覆盖率也有小幅增长,从48.3%增长到49.5%。
在政府资助产出的核心论文数量及分布方面,研究人员发现,年至年期间,与其他国家相比,中国政府资助论文占发表核心论文的比例最高,达到81.4%。
「这与中国科研的进步、政府科研经费高投入有密不可分的关系。」王小梅说。
不过,数据也显示,中国政府资助产出的核心论文在各领域不均衡,主要集中在「纳米科技」「无线通信与人工智能」「系统控制」等方向,其他方向资助发文量较少,尤其是「医学」和「社会科学」方面较弱。
纳米科技、环境生态领域交叉度最高
学科交叉点通常是科学新的生长点,最后可能导致科学发生革命性变化。
此次报告对交叉学科的情况也进行了分析。
交叉学科领域在科学结构图中的分布(图中每个圆圈代表学科交叉研究领域,圆越大代表包含论文越多)研究人员界定,如果研究领域中一个学科的核心论文比例小于60%,该研究领域就属于交叉学科。
对研究领域的学科交叉性进行分析后,他们发现,纳米科技及环境与生态领域的交叉度最高,其次是与智能决策和智能控制相关的研究。
临床医学与生物科学的学科交叉研究领域相对较少。
天文学与物理学研究大类中的学科交叉研究领域最少。
王小梅介绍,纳米科技及环境与生态领域中的交叉学科包括「钙钛矿材料与器件」「纳米材料」「纳米催化」「储能材料与器件」「纳米生命科学」「环境治理」「生态学」「低碳经济」等,智能决策和智能控制相关的交叉学科包括「无线通信与人工智能」「系统与控制」内的部分研究等,临床医学与生物科学的学科交叉研究领域主要集中在「肠道微生物」「传染病研究」「社会医学」「孤独症」「肿瘤基因」等方面。
记者了解到,从年起,战略咨询院就开始周期性监测科学研究结构及其演变规律,此次报告是继年、年、年、年之后第五次发布的科学结构图谱。《科学结构图谱》首次改进了原有「科学结构图谱」的研制方法,使用深度学习算法改进了网络聚类及可视化算法。
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