2016研究前沿及分析解读

以文献计量学中的共被引分析方法为基础，基于汤森路透的EssentialScienceIndicators(ESI)数据库中的12,188个研究前沿，遴选出了2016年自然科学和社会科学的10个大学科领域排名很前的100个热点前沿和80个新兴前沿。对研究前沿的2009-2015年发展趋势进行了分析。遴选了28个重点研究前沿（即重点热点前沿和重点新兴前沿）并进行了分析解读。分析了美、英、德、法、中、日6国在180个研究前沿的产出统计表现。针对180个前沿做了中美表现的对比深入分析，还对若干研究前沿的中国引领情况进行了分析。

第1章方法论和数据说明
1.1背景介绍
1.2方法论
第2章农业、植物学和动物学
2.1热点前沿及重点热点前沿解读
第3章生态与环境科学
3.1热点前沿及重点热点前沿解读
3.2新兴前沿及重点新兴前沿解读
第4章地球科学
4.1热点前沿及重点热点前沿解读
4.2新兴前沿及重点新兴前沿解读
第5章临床医学
5.1热点前沿及重点热点前沿解读
5.2新兴前沿及重点新兴前沿解读
第6章生物科学
6.1热点前沿及重点热点前沿解读
6.2新兴前沿及重点新兴前沿解读
第7章化学与材料科学
7.1热点前沿及重点热点前沿解读
7.2新兴前沿及重点新兴前沿解读
第8章物理学
8.1热点前沿及重点热点前沿解读
8.2新兴前沿及重点新兴前沿解读
第9章天文学与天体物理
9.1热点前沿及重点热点前沿解读
9.2新兴前沿及重点新兴前沿解读
第10章数学、计算机科学与工程
10.1热点前沿及重点热点前沿解读
10.2新兴前沿及重点新兴前沿解读
第11章经济学、心理学及其他社会科学
11.1热点前沿及重点热点前沿解读
第12章研究前沿国家表现
12.1引言
12.2六国总体表现
12.3六国分学科领域表现
第13章研究前沿中美比较
13.1评价方法
13.2中美在各主要领域的科研实力比较分析
13.3中美未来的科研潜在贡献度和潜在引领度分析
13.4讨论
附录研究前沿综述：寻找科学的结构

    **章 罚法论和鼓据说明

    1.1 背景介绍

    科学研究的世界呈现出蔓延生长、不断演化的景象。科研管理者和政策制定者需要掌握科研的进展和动态，以有限的资源来支持和推进科学进步。洞察科研动向，尤其是跟踪新兴专业领域将对其工作产生重大的意义。

    为此，科睿唯安（Clarivate Analytics）发布了“研究前沿”( Research Fronts)数据和报告。定义一个被称作研究前沿的专业领域的办法，源自于科学研究之间存在的某种特定的共性。这种共性可能来自实验数据，也可能来自研究方法、概念或假设，并反映在科学家在论文中引用其他科学家的工作这个学术行为之中。

    通过持续跟踪全球*重要的科研和学术论文，研究分析论文被引用的模式和聚类，特别是成簇的高被引论文频繁地共同被引用的情况，可以发现研究前沿。当一簇高被引论文共同被引用的情形达到一定的活跃度和连贯性时，就形成一个研究前沿，而这一簇高被引论文便是组成该研究前沿的“核心论文”。研究前沿的分析数据揭示了不同研究者在探究相关的科学问题时会产生一定的关联，尽管这些研究人员背景不同或来自不同的学科领域。

    总之，研究前沿的分析提供了一个独特的视角来揭示科学研究的脉络。研究前沿的分析不依赖于对文献的人工标引和分类（因为这种方法可能会有标引分类人员判断的主观性），而是基于研究人员的相互引用而形成的知识之间和人之间的联络。这些研究前沿的数据连续记载了分散的研究领域的发生、汇聚、发展（或者萎缩、消散），以及分化和自组织成更近的研究活动节点。在演进的过程中，每组核心论文的基本情况，如主要的论文、作者、研究机构等，都可以被查明和跟踪。通过对该研究前沿的施引文献的分析，可以发现该领域的*新进展和发展方向。

    2013年，Clarivate Analytics发布了《2013研究前沿——自然科学和社会科学的前100个探索领域》白皮书。2014年和2015年，Clarivate Analytics与中国科学院文献情报中心成立的“新兴技术未来分析联合研究中心”推出了《2014研究前沿》和《2015研究前沿》分析报告，引起了全球广泛的关注。

    2016年，中国科学院科技战略咨询研究院战略情报研究所①，继续在《2015研究前沿》的基础上，推出《2016研究前沿》。报告仍然以文献计量学中的共被引分析方法为基础，基于Clarivate Analytics的Essential Science Indicators( ESI)数据库中的12 188个研究前沿，遴选出2016年自然科学和社会科学的10个大学科领域排名*前的100个热点前沿和80个新兴前沿。

    1.2 方法论

    整个分析工作分为两个部分：**部分，研究前沿的遴选、180个研究前沿的核心论文及其施引文献的数据提供由Clarivate Analytics完成；第二部分，研究前沿的分析和重点研究前沿（即重点热点前沿和重点新兴前沿）的遴选及解读由中国科学院科技战略咨询研究院主持完成，中国科学院文献情报中心部分人员参与此项工作。此次分析基于2009～2015年的论文数据，数据下载时间为2016年3月。

    1.2.1 研究前沿的遗选

    《2016研究前沿》反映了当前自然科学与社会科学的10个大学科领域的180个研究前沿（包括100个热点前沿和80个新兴前沿）。以ESI数据库中的12188个研究前沿为起点，遴选目标是找到那些较为活跃或发展迅速的研究前沿。报告中所列的180个研究前沿的具体遴选过程如下。

    1．热点前沿的遴选

    先把ESI数据库中21个学科领域的12188个研究前沿划分到10个高度聚合的大学科领域中，然后对每个大学科领域中的研究前沿的核心论文，按照施引文献总量进行排序，提取排在前10%的*具引文影响力的研究前沿。以此数据为基础，再根据核心论文出版年的平均值重新排序，找出那些“*年轻”的研究前沿。通过上述两个步骤在每个大学科领域分别选出10个热点前沿，共计100个热点前沿。因为每个学科领域具有不同的特点和引用行为，有些学科领域中的很多研究前沿在核心论文和施引文献的数量上会相对较小，所以从10个大学科领域中分别遴选出的排名前10的热点前沿，代表各大学科领域中*具影响力的研究前沿，但并不一定代表跨数据库（所有学科）中*大程度、*热的研究前沿。

    2．新兴前沿的遴选

    一个有很多新近的核心论文的研究前沿，通常提示其是一个快速发展的专业研究方向。为了选取新兴的前沿，组成研究前沿的基础文献即核心论文的时效性足优先考虑的因素。这就是为什么我们称其为“新兴前沿”。为了识别新兴前沿，我们对研究前沿中的核心论文的出版年赋予了更多的权重或优先权，只有核心论文平均出版年在2014年6月之后的研究前沿才被考虑，然后按被引频次从高到低排序，选取被引频次在100以上的研究前沿，从而遴选出80个新兴前沿，这80个新兴前沿*早的平均出版年是2014年5月。遴选不限定学科，因此80个新兴前沿在10个大学科领域中分布并不均匀，农业、植物学和动物学领域没有新兴前沿，而生物科学领域选出21个新兴前沿。

    通过以上两种方法，这份报告突出显示了10个高度聚合的大学科领域中的100个热点前沿和80个新兴前沿。

    1.2.2 研究前沿的分析及重点研究前沿的遥选和解读

    本书在Clarivate Analytics遴选的180个研究前沿数据的基础上，由中国科学院科技战略咨询研究院的战略情报研究人员（中国科学院文献情报中心部分人员参与）对10个大学科领域的100个热点前沿的发展趋势进行了分析，并对28个重点研究前沿进行了详细解读（见第2～11章）。重点研究前沿包括重点热点前沿和重点新兴前沿两部分。**2章评估了6个主要科技国家在180个前沿的基础贡献实力和潜在发展水平。

    研究前沿是由一组高被引昀核心论文和一组共同引用核心论文的施引文献组成。核心论文来自ESI数据库中的高被引论文，即在同学科同年度中根据被引频次排在前1%的论文。这些有影响力的核心论文的作者、机构、国家在该领域也作出了不可磨灭的贡献，本书也对其进行了深入分析和解读。同时，引用这些核心论文的施引文献可以反映出核心论文所提出的技术、数据、理论在发表之后是如何进一步发展的，即使这些引用核心论文的施引文献本身并不是高被引论文。

    1．重点研究前沿的遴选

    2014年研究前沿设计了遴选重点研究前沿的指标( CPT)，2015年在CPT的基础上，又增加了规模指标，即核心论文数。

    (1)核心论文数。ESI数据库用共被引文献簇（核心论文）来表征研究前沿，并根据文献簇的元数据及其统计揭示研究前沿的发展态势，其中核心论文数(P)总量标志着研究前沿的大小，文献簇的平均出版年和论文的时间分布标志着研究前沿的进度。核心论文数表达了研究前沿中知识基础的重要程度。在一定时间段内，一个前沿的核心论文数越大，表明该前沿越活跃。

    (2) CPT。遴选重点研究前沿的指标( CPT)，是施引文献量即引用核心论文的文献数量(C)除以核心论文数(P)，再除以施引文献所发生的年数(T)。施引文献所发生的年数是指施引文献集合中*新发表的施引文献与*早发表的施引文献的发表时间的差值。如*新发表的施引文献的发表时间为2014年，晟早发表的施引文献的发表时间为2010年，则该施引文献所发生的年数为4。

    CPT实际上是一个研究前沿的平均引文影响力和施引文献发生年数的比值，该指标越高代表该前沿越热或越具有影响力。它反映了某研究前沿的引文影响力的广泛性和及时性，可以用于探测研究前沿的突现、发展以及预测研究前沿下一个时期可能的发展。该指标既考虑了某研究前沿受到关注的程度，即有多少施引文献引用研究前沿中的核心论文，又反映了该研究前沿受关注的年代趋势，即施引文献所发生的年度。

    在研究前沿被持续引用的前提下，当两个研究前沿的P值和T值分别相等时，则C值较大的研究前沿的CPT也较大，指示该研究前沿引文影响力较大。

    当两个研究前沿的C值和P值分别相等时，则T值较小的研究前沿的CPT相反会较大，指示该研究前沿在近期受关注度较高。

    当两个研究前沿的C值和T值分别相等时，P值较小的研究前沿的CPT反而会较大，指示该研究前沿引文影响力较大。

    《2016研究前沿》在遴选重点研究前沿过程中，对每个大学科领域的10个热点前沿用P值结合战略情报研究人员的专业判断各遴选出一个重点热点前沿，专业判断主要考虑该前沿是否对解决重大问题有重要意义，一般选择P值*高的两个前沿，比较两个前沿哪个对解决重大问题更有重要意义，如“电子烟的用户偏好、有毒物质释放、管制以及对戒烟的影响”和“区域产业的环境效益和能源效率评价”，很明显后者更有重要意义，因此选择后者。

    同时用CPT结合专业判断再各遴选出一个重点热点前沿，对于《2015研究前沿》中重点分析的前沿，如“亚马逊土耳其机器人与合作行为研究”，虽然CPT仍然是*高的，2016年不再重点分析，而是顺延选择CPT第二的“美国卫生保健改革的影响与成效”。

    因此通过这两种方法共遴选出20个重点热点前沿。对于80个新兴前沿，利用CPT遴选出8个重点新兴前沿。个别领域略有调整，在遴选的过程中更多地侧重于战略情报研究人员的专业判断，例如，虽然农业、植物学和动物学领域的“生鲜食品微生物污染的爆发与防控”两个指标的得分都不是*突出的，但该前沿涉及食源性疾病和食品安全的重大问题，所以选做重大热点前沿。因此对于1 80个研究前沿，共遴选出28个重点前沿进行深入解读。其中，化学领域中，与钙钛矿型材料相关的共有6个前沿，我们对这6个前沿作为一个整体进行了解读。

    2．研究前沿的分析和解读

    1)热点前沿分析及重点热点前沿的解读

    对于每个学科领域，**张表展示各自的前10个热点前沿的核心论文的数量、被引频次以及核心论文平均出版年，每个学科领域遴选出的重点热点前沿在表中用绿色底纹标出。然后，财每个学科领域遴选出的重点热点前沿进行深入分析和解读。因为分析数据基于2009～2015年的论文，核心论文平均出版年份介于2009～2015年之间。

    每个学科领域的10个研究前沿中引用核心论文的论文（施引文献）的年度分布用气泡图的方式展示。基于P值遴选的重点热点前沿用蓝色气泡表示，基于CPT遴选的重点热点前沿用红色气泡表示。气泡大小表示每年施引文献的数量，对于那些施引文献量大，而施引文献所发生的年数少的前沿，也就是CPT的前两种情况，可以从图中直观地看出哪些是重点热点前沿。但是对于P值较少的情况，则需要结合数据来看。大部分研究前沿的施引文献每年均有一定程度的增长，因此气泡图也有助于对研究前沿发展态势的理解。

    每个学科领域的第二张表对核心论文的国家、机构活跃状况进行了分析，揭示出哪些国家（地区）、机构在某重点热点前沿中有较大贡献。第三张表则对施引文献中的国家和机构进行了分析，探讨机构、国家（地区）在这些研究前沿的发展中的研究布局。

    2)新兴前沿分析及重点新兴前沿的解读

    新兴前沿的体量（核心论文及其施引文献）较小，因此，统计数据的分析意义不大。通过科技情报研究人员对重点新兴前沿的核心论文及相关信息进行内容方面的解读，可以了解重点新兴前沿的发展脉络、研究力量布局及发展前景。