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作者:倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/1 12:24:13
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《科学结构图谱2021》发布
科研地图来了,看看你的研究领域在哪里

 

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2021》。

“当科学知识不断发展变化时,科学结构也会动态变化,发展演变过程形成了科学结构的演化。科学结构不仅可以宏观反映整体科学的逻辑关系,也可以微观反映某个单一研究领域的知识结构。”战略咨询院科技战略情报研究所研究员王小梅说。

基于2012年至2017年10223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2012-2017年和2010-2015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2010~2015

科学结构2012~2017

“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。”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2012-2017’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125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。

2012~2017核心论文份额分布图(中国和美国)

2010~2015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,2012年至2017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2007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2009年、2012年、2015年、2017年之后第五次发布的科学结构图谱。《科学结构图谱2021》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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