中國科學院文獻情報中心和湯森路透旗下的知識產權與科技事業(yè)部共同發(fā)布了《2015研究前沿》，遴選了100個熱點前沿和49個新興前沿，分析不同國家在這些前沿中的參與情況和具體表現(xiàn)。本文從10個領域分別展開中國和美國在149個前沿的貢獻度、引領度2個指標上的比較分析，以期較為全面地掌握中國與美國等科技強國的差距和優(yōu)勢。 

    前沿貢獻度 

    當在某個前沿的核心論文中有某國作者署名時，即認為該國已經參與該前沿的研究，實際進入的前沿數(shù)據為該國的前沿貢獻度。 

    前沿引領度 

    當在某體前沿的核心論文中有某國作者作為通訊作者署名時，即認為該國已經引領該前沿的研究，實際進入的前沿數(shù)為該國的前沿引領度。 

    一、農業(yè)、植物學和動物學領域 

     （10個熱點前沿和1個新興前沿） 

    美國在該領域11個前沿的貢獻度和引領度表現(xiàn)突出。對其中9個前沿的核心論文均有貢獻，且對其中8個前沿的核心論文數(shù)均排在第1位。 

    雖然與美國存在較大差距，中國的表現(xiàn)與英、德、法、日本四國不分伯仲，甚至在前沿引領度超過四國。在11個前沿中，中國國作者核心論文入選8個前沿，中國通訊作者核心論文進入6個前沿。 

    就具體前沿而言，美國核心論文排名第4的“NAC轉錄因子在植物應對非生物脅迫中的作用”前沿，則恰是中國貢獻度表現(xiàn)突出和中國通訊作者核心論文排名第1的熱點前沿，是中國在農業(yè)、植物學和動物學領域表現(xiàn)最突出的前沿。 

    二、生態(tài)學和環(huán)境科學領域 

    （10個熱點前沿和1個新興前沿） 

    美國在生態(tài)與環(huán)境科學領域所有11個前沿均有所貢獻，其中有8個前沿核心論文與署名通訊作者論文數(shù)均排名第1，表明美國在生態(tài)與環(huán)境科學領域熱點前沿的貢獻度和引領度都占有較大優(yōu)勢。 

    中國作者核心論文進入了3個前沿，并在“頁巖氣開發(fā)對環(huán)境的影響”和“氨氧化古菌和細菌群落”兩個前沿中排名前3。其中，“氨氧化古菌和細菌群落”前沿中，中國貢獻的核心論文6篇，中國通訊作者核心論文4篇，說明中國在該前沿表現(xiàn)出了較強的貢獻度和引領度。 

    從生態(tài)與環(huán)境科學領域整體來看，中國貢獻度和引領度覆蓋的前沿范圍只有3個前沿，表現(xiàn)略遜色于美國、英國、德國、日本和法國。 

    三、地球科學領域 

    （10個熱點前沿和1個新興前沿） 

    美國在地球科學領域1個前沿均有所貢獻，在其中9個前沿中，美國核心論文數(shù)與署名通訊作者論文數(shù)均排名第1。由于區(qū)域性問題的原因，“中國華北克拉通的變形歷史研究”熱點前沿美國沒有貢獻。而中國在該前沿中貢獻度排名第1，同時，中國作者核心論文進入了11個前沿中的8個，與美、英、德、法、日五國沒有顯著差異。 

    在引領前沿數(shù)方面，中國則以第1名引領3個前沿，成為5國中引領前沿數(shù)量最多的國家。 

    中國對“中國化北克拉通的變形歷史研究”前沿表現(xiàn)出了最強的貢獻度和引領度，是中國在地球科學領域的優(yōu)勢前沿?！靶l(wèi)星反演地表比輻射率研究”前沒，除中國在前沿貢獻度位于第2位之外，引領度指標中國排名第1，也可謂是中國的優(yōu)勢前沿?！皡^(qū)域和全球冰川質量變化與氣候變化的水文響應”雖然在貢獻度上不是第1，但在引領度上卻排在第1位，表明中國在該前沿掌握一定的主動權。 

    中國在地球科學領域處在不斷成長和擴長的階段。相信中國在該領域會不斷在更多的前沿有更好的貢獻和表現(xiàn)。 

    四、臨床醫(yī)學領域 

    （10個熱點前沿和7個新興前沿） 

    在該領域美國的表現(xiàn)最為突出。美國在全部17個前沿中均排名前3，其中14個前沿核心論文數(shù)排第1，并助引領度方面，美國同樣在14個前沿排名第1。足以表明美國在臨床醫(yī)學領域的絕對優(yōu)勢。 

    在17個前沿中，中國核心論文僅進入了4個前沿，其中在“母體血漿DNA測序用于胎兒非整倍體無創(chuàng)診斷”前沿排名第3，同時，中國通訊作者核心論文進入第前沿，排名也為第3，兩項指標可見中國在該前沿表現(xiàn)了較順絡電子的貢獻度和引領度。 

    從臨床醫(yī)學領域整體來看，中國貢獻度和引領度覆蓋的前沿范圍較少，表明在該領域當前甚至很長一段時間中國將處在跟隨階段。相信通過科學家的不懈努力，中國在該領域會不斷在更多的前沿有所貢獻，并盡可能縮短跟隨的時間，逐漸實現(xiàn)從跟隨到引領的角色轉變。 

    五、生物科學領域 

    （10個熱點前沿和15個新興前沿） 

    生物科學領域涉及前沿總數(shù)達25個，是10個領域中前沿數(shù)最多的。美國在該領域的表現(xiàn)還是絕對的第一把交椅。在貢獻度方面，美國在25個前沿中的23個前沿居第1名，引領度方面，美國在22個前沿居第1名。 

    英國在生物領域的表現(xiàn)可謂驚艷，核心論文覆蓋了19個前沿，并以前3名的位置對15個前沿有貢獻。中國貢獻度和引領度覆蓋的前沿范圍分別是13個和8個，中國的表現(xiàn)接近于德國。 

    “新型H7N9禽源流感病毒的傳播與致病機理”是中國在生物科學領域表現(xiàn)最突出的前沿，中國在兩項指標上均排名第1?！盎旌献V系激酶結構域蛋白和受體相互作用蛋白酶貢獻調控的細胞壞死機制”和“CRISPR/cas9系統(tǒng)在人類細胞研究中的應用”是中國再現(xiàn)最為突出的別外2個前沿，兩項指標中國均排在前3位。 

    六、化學與材料科學領域 

    （10個熱點前沿和9個新興前沿） 

    化學與材料科學領域是中國唯一在兩項指標都超過美國的一個領域。從該領域整體來看，中國已經在本領域遴選出前沒串近一半取得了絕對的優(yōu)勢。 

    中國作者核心論文進入17個前沿（美國15個），在9個前沿排名第1（美國7個），在6個前沿進入前3（美國7個）。中國通訊作者核心論文進入16個前沿（美國15個），在9個前沿排名第1（美國8個），在4個前沿進入前3（美國6個）。 

    其中“菲啶衍生物的合成”、“聚集誘導發(fā)光化合物的合成、性質和用于細胞成像”、“高能量轉換效率聚合物太陽能電池”等9個前沿中，兩項指標中國均排在第1位，表現(xiàn)出了最強的貢獻度和引領度。 

    七、物理領域 

    （10個熱點前沿和9個新興前沿） 

    物理領域共涉及19個熱點前沿與新興前沿，其中在今年度取得重大突破的“雙星系統(tǒng)的引力波探測”前沿是排名第1的熱點前沿。 
美國的貢獻度全面覆蓋物理領域的19個前沿，并在14個前沿排名第1，在4個前沿排名2-3名，只有一個前沿“頂夸克伙伴搜尋”排名第6。引領度方面，美國缺席“頂夸克伙伴搜尋”前沿，其他前沿的位次與貢獻度基本一致。 

    中國在物理領域的實力不容小覷。中國作者對11個前沿的核心論文有貢獻，其中“希格斯玻色子觀測”、“復雜網絡的合作行為研究”兩個前沿排名第1，在“磷烯的特性研究”前沿排名第2名。中國通訊作者核心論文進入7個前沿，在“復雜網絡的合作行為”熱點前沿排 名第1。在4個前沿中進入前3名。可見中國在該領域已有初步的前沿貢獻度和前沿引領度，但離美國還有很大差距。 

    從物理領域整體來看，中國貢獻度和引領度覆蓋的前沿范圍分別為11個前沿和7個前沿，“復雜網絡的合作行為研究”是中國在物理領域的優(yōu)勢前沿。在物理領域，中國片在不斷成長和壯大的階段，相信中國在該領域會不斷在更多的前沿有更好的貢獻和表現(xiàn)。 

    八、天文學和天體物理領域 

    （10個熱點前沿和4個新興前沿） 

    美國在所有14個前沿均有所貢獻，其中有12個前沿核心論文數(shù)排名第1。在14個前沿署名通訊作者論文排名中，美國在12個前沿排名第1。以上數(shù)據足以表明美國在天文學與天體物理領域前沿陣地貢獻度與引領度的國際競爭中的絕對優(yōu)勢。 

    中國在該領域的表現(xiàn)不僅對相對美、英、德、法、日五國是最弱的，相對于中國的其他領域也較弱。在14個前沿中，中國作者核心論文數(shù)進入8個前沿，其中在2個前沿排名第3。中國通訊作者論文進入1個前沿“超新星及其對應前身星性質研究”，該前沿也是中國在天文學與天體物理領域中兩英指標均非空白的唯一 前沿，在貢獻度和引領度均有所表現(xiàn)。 

    從天文學與天體物理領域整體來看，中國如果實現(xiàn)從跟隨到引領角色的轉變可能需要的時間會較長，相信通過中國科學家的不懈努力，夢想與現(xiàn)實間的距離會逐漸縮小。 

    九、數(shù)學、計算機科學和工程領域 

    （10個熱點前沿）        

    在數(shù)學、計算機科學和工程領域，美國的優(yōu)勢相對于其他領域并不突出，在貢獻度和引領度方面，中國略遜色于美國。 

    中國作者核心論文進入8個前沿，在“相變材料的熱能存儲”和“粒子群優(yōu)化算法及差分進貨算法”2個前沿排名第1，在另外2個前沿進入前3。中國通訊作者核心論文進入了8個前沿，其中在“相變材料的熱能存儲”等3個前沿排名第1，在2個前沿進入前3。由此可見，“相變材料的熱能存儲”和“粒子群優(yōu)化算法及差分進貨算法”是中國在數(shù)學、計算機科學與工程領域表現(xiàn)最突出的2個前沿，中國在2項指標均排名第1，是優(yōu)勢前沿。 

    從數(shù)學、計算機科學和工程領域的整體來看，在遴選出的前沿中，在貢獻度和引領度表現(xiàn)方面中國的覆蓋范圍達到80%。 

    十、經濟學、心理學以及其他社會科學領域 

    （10個熱點前沿和2個新興前沿） 

    美國在經濟學、心理學以及其他社會學科領域所有12個熱點與新興前沿的核心論文中有所貢獻，其中有9個前沿核心論文數(shù)排名第1。美國在其中11個前沿中有署名通訊作者論文 ，而缺席“童年創(chuàng)傷與精神病癥狀的關系研究”前沿，其中有8個前沿引領度排名第1，在其余3個前沿排名前3。表明美國在經濟學、心理學以及其他社會科學領域前沿陣地貢獻度和引領度的國際競爭中表現(xiàn)突出。 

    中國在該領域的貢獻度和引領度較低，公在“網絡（游戲）成癮的病理及致因”、“經濟危機與失業(yè)對公眾健康、自殺率和死亡率的影響”兩個前沿有論文入選核心文獻簇，并且只在后者前沿有中國署名通訊作者的核心論文，在貢獻度和引領度有所體現(xiàn)。 

    從經濟學、心理學以及其他社會科學領域的整體來看，中國在遴選出的12個前沿中，貢獻度的表現(xiàn)僅涉及2個前沿，引領度的表現(xiàn)只涉及1個前沿，這與經濟學、心理學以及其他社會科學領域受研究問題地域化和研究文獻語種的影響不無關系。 

    中國在潛在貢獻度和潛在引領度這兩個指標上的數(shù)據明顯優(yōu)于中國在貢獻度和引領度指標的數(shù)據。這一特點普遍存在于上述10個主要學科領域。如果說從貢獻度和引領度指標來看中國與美國之間存在差距，那么從潛在貢獻度和潛在引領度指標來看這種差距明顯地弱化了。數(shù)據顯示，中國在10個主要學科領域都表現(xiàn)了較強的潛在發(fā)展實力，這不僅預示了科研實力上中國和美國的差距有逐漸縮小的趨勢，也堅定了中國科研工作者引領和主導更多的熱點前沿和新興前沿的信心和可能，也讓我們看到了中國科研工作的未來。 

    結論 

    在化學與材料科學領域，中國在貢獻度和引領度2個指標上均超過美國，表明在這些前沿中國已走在了世界前列，表現(xiàn)了最強的貢獻度和引領度。希望通過中國科學家的進一步努力，加大中國的領先優(yōu)勢，并不斷擴大中國在化學與材料科學領域優(yōu)勢前沿的覆蓋范圍。 

    在物理領域、數(shù)學、計算機科學和工程領域、農業(yè)、植物學和動物學領域，及生物科學領域和地球科學領域，中國也都有若干前沿躋身世界先進行列。雖然與美國存在差距，但每個領域中也至少有1-2個前沿表現(xiàn)出了最強的貢獻度和最強的引領度，而且中國參與前沿覆蓋范圍較較廣，表明在這些領域中國處在不斷成長和壯大的階段。相信通過中國科學家的不懈努力，中國在這些領域會不斷在更多的前沿有更好的貢獻和表現(xiàn)。 

    但在臨床醫(yī)學、天文學與天體物理學領域，中國領先的前沿還較少，不但缺少貢獻度和引領度表現(xiàn)突出的前沿，而且從領域整體來看中國參與和有所表現(xiàn)的前沿覆蓋范圍也較小，與美國差距較大。表明在這些領域需要中國科學家付出更多的努力，不斷縮小差距，逐步擴大中國在這些領域的參與范圍，增強中國在這些領域前沿的貢獻度和引領度。