把握前沿布局未来新兴热点

比利时和英国两位 物理学家发表的 2 篇论文，该前沿是 2013 年物理学领域 的新兴前沿
掺碱金属的铁 硒超导体
中 国 （ 61.2% ）、 美 国 （ 30.6% ）、 德 国 （ 14.3% ）、 日 本 （ 10.2%）、摩尔 多瓦 （ 10.2% ）、 瑞 士 （10.2%）、法国（8.2%）
科技发展研究
第 38 期 （总第 392 期）
上海科技发展研究中心
2014 年 12 月 10 日
编者按：2014 年 10 月，中国科学院与汤森路透（Thomson Reuters）联合发布《2014 研究 前沿》报告1，遴选出 2014 年排名最前的 100 个“热点前沿”和 44 个“新兴前沿”，全面描 绘了当前全球自然和社会科学研究的最新前沿热点与未来趋势。我们对报告有关内容进行了 整理分析，供参考。
8
天文学与天 体物理
赫歇尔空间天文 台任务、科学仪 器性能表现及观
大学科领域的代表性“新兴前沿”中，中国在“化学与材料科学”领
域的“高能量转换效率聚合物太阳能电池”以及“物理”领域的“搜
寻轻的顶夸克超对称伙伴（STOP）”两个方面的研究均处于全球领先 地位，这一比例远远高于中国在“重点研究前沿”方面的分布。此外，
美籍华人丁肇中教授领导的阿尔法磁谱仪（AMS）实验也一直引领 该领域的最新研究进展。
6
化学与材料 科学
功能性金属有机 骨架化合物
美国（62.5%）、韩 国（25.0%）、法国 （ 12.5% ）、 中 国 （ 12.5% ）、 英 国 （12.5%）
卷辊加工的聚 合物太阳能电 池
丹麦技术大学的一位 教授是该领域 35 篇核 心文献中 31 篇的作者， 比例高达 88.6%
7 物理
希格斯玻色子观 测
把握最新研究前沿 布局未来新兴热点
——《2014 研究前沿》报告解读
“研究前沿”由一组高被引的核心论文和一组共同引用核心论文 的施引论文组成。《2014 研究前沿》报告以共被引分析方法为基础， 基于汤森路透的 ESI（Essential Science Indicators）数据库中 9700 多 个研究前沿，遴选出排名最前的 100 个“热点前沿”和 44 个“新兴 前沿”，涉及自然科学和社会科学的 10 个大学科领域。其中，“热点 前沿”以核心文献的引用率和时效性为依据，首先按照被引频次排序，
（13.9%）
5 生物科学
利用全基因组关 联方法研究人类 疾病
澳大利亚（69.2%）、 美国（69.2）、英国 （ 53.8% ）、 冰 岛 （ 30.8% ）、 瑞 典 （30.8%）
人的 β2 肾上腺 素 G-蛋白偶联 受体（GPCRs）
美国 （70.5%）、英国 （ 25.0% ）、 德 国 （ 15.9% ）、 丹 麦 （9.1%）、法国（9.1%）、 韩国（9.1%）、澳大利 亚（6.8%）、日本（6.8%）
1 中国科学院与汤森路透于 2011 年联合共建“新兴技术未来分析联合研究中心”，开展全球科学研究前沿 研究与分析。《2013 研究前沿——自然科学和社会科学的前 100 个探索领域》由汤森路透发布，《2014 研 究前沿》由“新兴技术未来分析联合研究中心”推出。
1
再结合出版年度进行识别，旨在反映研究前沿的影响力和活跃性；“新 兴前沿”是近两年出现的“最年轻”的研究前沿（论文平均发表年均 在 2012 年 7 月份之后），代表一个学科领域中快速发展的专业研究方 向。“热点前沿”和“新兴前沿”对科研管理人员选择研究方向、政 府布局科研计划项目具有重要的参考价值。
拓扑绝缘体 拓扑莫特绝缘体
拓扑绝缘体
基于“开普勒空间望远镜”
开 普 勒 天 文 （Kepler）和“高精度径向速度行 开 普勒 天文望 远 镜和寻
望远镜
星搜索器”（HARPS）等任务开展 找太阳系外行星
系外行星搜寻及其性质研究
赫 歇 尔 空 间 赫歇尔空间天文台任务、科学仪器 赫 歇尔 空间天 文 台和初
天文台
性能表现及观测计划
始性能
天文学与天 红移星系 8 体物理
伽玛射线
利用天基和地基天文台探测高红 移星系 费米伽玛射线空间望远镜搭载的 大天区望远镜的观测结果及其性 能表现
哈勃超深空探测极端红 移星系
费米大型望远镜检测到 的伽玛射线源
伽利略宇宙 学
伽利略宇宙论及伽利略场研究
伽利略宇宙学
中子星
致密双星（中子星/黑洞）合并理 中子星的观测和核对称
区域气候模式在 国（42.9%）、法国
研究为例：日本
3 地球科学
预测地表温度和 （ 28.6% 、 丹 麦 2008 年汶川地 （ 44.0% ）、 美 国
降水方面的应用 （ 21.4% ）、 荷 兰 震研究
（ 25.2% ）、 中 国
即模型优化研究 （21.4%）、葡萄牙
（ 5.9% ） 、 德 国
（21.4%）
（5.8%）、法国（5.4%）
美国（91.7%）、澳大利
4 临床医学
危重病人的强化 胰岛素治疗与羟 乙基淀粉液体复 苏
美国（36.4%）、澳 大利亚（21.2%）、 加拿大（18.2%）、 德国（15.2%）、英 国（15.2%）
转移性黑色素 瘤对 BRAF 抑 制剂获得性耐 药机制
亚 （ 33.3% ）、 法 国 （ 19.4% ）、 德 国 （ 19.4% ）、 英 国 （ 16.7% ）、 瑞 士 （ 16.7% ）、 加 拿 大 （ 13.9% ）、 意 大 利
图 1 44 个“新兴前沿”在学科领域中的分布情况
四是我国“重点研究前沿”产出减少、“新兴前沿”表现出色。 总体看来，我国在“热点前沿”的发展情况、“新兴前沿”的活跃情 况方面均有较为积极的表现，但也暴露出全球顶尖的科研机构缺乏、 同一领域的科研基地分散等问题（表 1）。
一方面，我国“重点研究前沿”的贡献较少，但施引论文数有所 增加。2013 十大领域“重点研究前沿”中，中国在“物理”、“农业、 植物学和动物学”、“经济学、心理学及其他社会科学”领域的核心文 献产出均名列前茅，尤其是物理领域的“掺碱金属的铁硒超导体”研 究在全球领先；而 2014 十大领域“重点研究前沿”中，中国核心文 献产出排名靠前的仅分布在“数学、计算机科学与工程”和“化学与
三是“新兴前沿”在十大领域中呈不均匀分布。组成研究前沿的
2
基础文献即核心论文的时效性是遴选“新兴前沿”优先考虑的因素， 但并没有限定学科。因此，44 个“新兴前沿”在十大学科领域中的 分布并不均匀。例如，“化学与材料科学”领域选出了 14 个“新兴前 沿”，占到“新兴前沿”总量的近 1/3；而“农业、植物学和动物学” 领域则为空白。其他八个领域中，“临床医学”、“生物科学”和“物 理”领域均占了较大的比重；“生态与环境科学”、“地球科学”、“数 学、计算机科学与工程”、“经济学、心理学及其他社会科学”分别只 占 1 项；“天文学与天体物理”领域占据 2 项（图 1）。
藏南锆石 U-Pb 定年和矿 床年代学
异戊二烯
大气中异戊二烯二次有机气溶胶 全球地面异戊二烯排放
的生成机理研究
和气候
4 临床医学
经导管主动 脉瓣植入
经导管主动脉瓣植入
经导管主动脉瓣植入术
5 生物科学
利用全基因组关联方法研究人类 疾病
TET 突变，5-羟甲基胞嘧 啶（5hmC）的减少，恶 性肿瘤
化学与材料 铑催化
表 1 2014 中国“重点研究前沿”与“新兴前沿”的产出情况
中国
重点 研究 前沿
新兴 前沿
学科 化学与材料科学
物理
研究前沿 功能性金属有机骨架化合物 希格斯玻色子观测
数学、计算机 生物柴油的发动机使用性能 科学与工程 与排放物监测
化学与材料科学
物理
天文学与 天体物理
高能量转换效率聚合物太阳 能电池 搜寻轻的顶夸克超对称伙伴 （STOP） 基于阿尔法磁谱仪（AMS） 精确测量宇宙线中正电子比 例
编辑：仲东亭 联系电话：64311988-471
传真：64315005
地 址：淮海中路 1634 号 412 室 邮政编码：200031
电子邮件：fzzx@stcsm.gov.cn
4
附表 1：2013、2014“热点前沿”的共同领域
序 号
学科领域
共同关键字
2014“热点前沿”
2013“热点前沿”
1
3
材料科学”两个领域。与此相反，施引论文方面，中国在五个领域均 有显著表现（“化学与材料科学”、“数学、计算机科学与工程”、“物 理”、“生物科学”、“农业、植物学和动物学”），2014“重点研究前沿” 的跟踪情况相比 2013 年有了大幅提升。
另一方面，我国在“新兴前沿”方面表现相对出色。遴选出的九
农业、植物 学和动物学
拟南芥
拟南芥生物钟调控
拟南芥叶绿体 RNA 编辑
生态与环境 气候变化
2 科学
植物影响
气候干旱和炎热引发的树木死亡 植被物候对气候变化的响应
红树林和气候变化 气候变暖，改变的热生态 位，与物种影响
格陵兰冰川
格陵兰注出冰川加速融化的成因 格陵兰冰盖质量，融化，
和影响因素研究
和运动
3 地球科学 藏南锆石 藏南锆石的地质年代学
序 号
学科领域
2014
重点研究前沿
产出国家
2013
重点研究前沿
产出国家
美国（ 45.5%）、中 国
（ 24.2% ）、 日 本
1
农业、植物 学和动物学
美国食源性疾病 的统计和经济损 失评价
美国（83.3%）、丹 麦（16.7%）
茉莉酮酸的生 物合成与信号 转导
（ 12.1% ）、 西 班 牙 （ 12.1%）、澳大 利亚 （ 9.1% ）、 比 利 时 （9.1%）、德国（9.1%）、
6 科学
石墨烯
铑催化的碳氢键活化反应
基于石墨烯的光催化剂 石墨烯量子点的合成与应用
钌或铑催化的氧化的 C-H 键激活
氮掺杂石墨烯
自旋-轨道耦 合
自旋-轨道耦合的超冷费米气体
自旋-轨道耦合的玻色-爱 因斯坦凝聚
7 物理
碱金属
碱 金 属 掺 杂 铁 硒 超 导 体 掺碱金属的铁硒超导体 AxFe2-ySe2
二是各领域的“重点研究前沿”仍以美国、欧洲为主。“重点研 究前沿”在“热点前沿”的基础上进一步考虑该前沿的受关注度和施 引年度，可以有效反映该前沿的引文影响力的广泛性和及时性。从 2013、2014“重点研究前沿”来看，美国均占据了一半以上，在诸多 领域的科研方面持续领跑全球。2013 十大领域的“重点研究前沿” 中，中国和日本各占据一席，欧洲只有丹麦在“化学与材料科学”领 域拔得头筹；而 2014 十大领域的“重点研究前沿”中，亚洲只有马 来西亚在“数学、计算机科学与工程”领域以微弱优势领先，而欧洲 的英国、比利时和西班牙却分别在三项“重点研究前沿”中独占鳌头 （附表 2）。
论及观测方法研究
能源
数学、计算 生物柴油燃 生物柴油燃料发动机使用性能与 生物柴油燃料燃烧的化
9 机科学与工 料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
排放物监测
学动力学反应机制
程
锂电池
锂离子电池用高容量电极
高能可充电锂-空气电池
经济学、心 10 理学以及其 家族企业
他社会科学
家族企业管理与绩效研究
家族企业的创业精神和 绩效
5
附表 2：2013、2014“重点研究前沿”活跃情况的分布
报告发现，与 2013 年相比，2014 年十大学科领域的“热点前沿” 呈现出大幅度的变化，同时出现了一定规模的“新兴前沿”，反映出 自然科学和社会科学研究的最新进展情况。
一是 2013、2014“热点前沿”的重合度较低。各学科领域研究 热点变化较大，除了“天文学与天体物理”领域的研究前沿中有一半 连续两年保持一致外，其他领域研究前沿的重合度都比较低。尤其是， “农业、植物学和动物学”、“临床医学”、“生物科学”以及“经济学、 心理学以及其他社会科学”四大领域在近两年的研究中，各自仅有一 项保持了前沿连续性（附表 1）。
韩 国 （ 6.1% ）、 瑞 士
（6.1%）
美国（77.8%）、澳
2
生态与环境 科学
Maxent 等 物 种 分布模型预测物 种的潜在分布
大利亚（27.8%）、 瑞士（19.4%）、西 班牙（13.9%）、新
海洋酸化和海 洋生态系统
澳大利亚（20%）
西兰（11.1%）
英国（57.1%）、德
福岛地震核电站泄漏
产出机构 浙江大学 中国科学院 华东理工大学、贵州大学、江苏 大学、天津大学、同济大学、清 华大学、香港大学、澳门大学、 贵阳学院、淮阴工学院、台湾中 油股份有限公司、国立中山大学
华南理工大学
中国科学院高能物理所
丁肇中教授所在欧洲核子研究 中心（CERN）
执笔人：卢 超
整 理：汤天波
责任编辑：王 冰