一、《2023研究前沿》的背景

  科學(xué)研究的世界呈現(xiàn)出蔓延生長(zhǎng)、不斷演化的景象�？蒲泄芾碚吆驼咧贫ㄕ咝枰莆湛蒲羞M(jìn)展和動(dòng)態(tài)，以有限的資源支持和推進(jìn)科學(xué)進(jìn)步。對(duì)他們而言，洞察科研動(dòng)向，尤其是跟蹤新興專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域?qū)ζ涔ぷ骶哂兄卮笠饬x。

  為此，科睿唯安發(fā)布了“研究前沿”（Research Fronts）數(shù)據(jù)和報(bào)告。定義一個(gè)被稱(chēng)作研究前沿的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的方法，源自于科學(xué)研究之間存在的某種特定的共性。這種共性可能來(lái)自于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也可能來(lái)自于研究方法或者概念和假設(shè)，并反映在研究人員在論文中引用其他同行的工作這一學(xué)術(shù)行為之中。

  通過(guò)持續(xù)跟蹤全球最重要的科研和學(xué)術(shù)論文，研究分析論文被引用的模式和聚類(lèi)，特別是成簇的高被引論文頻繁地共同被引用的情況，可以發(fā)現(xiàn)研究前沿。當(dāng)一簇高被引論文共同被引用的情形達(dá)到一定的活躍度和連貫性時(shí)，就形成一個(gè)研究前沿，而這一簇高被引論文便是組成該研究前沿的“核心論文”。研究前沿的分析數(shù)據(jù)揭示了不同研究者在探究相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的關(guān)聯(lián)，盡管這些研究人員的背景不同或來(lái)自不同的學(xué)科領(lǐng)域。

  研究前沿的分析提供了一個(gè)獨(dú)特的視角來(lái)揭示科學(xué)研究的脈絡(luò)。研究前沿的分析不依賴(lài)于對(duì)文獻(xiàn)的人工標(biāo)引和分類(lèi)（因?yàn)檫@種方法可能會(huì)帶有標(biāo)引分類(lèi)人員判斷的主觀性），而是基于研究人員的相互引用而形成的知識(shí)之間和人之間的聯(lián)絡(luò)。這些研究前沿的數(shù)據(jù)連續(xù)記載了分散的研究領(lǐng)域的發(fā)生、匯聚、發(fā)展（或者是萎縮、消散），以及分化和自組織成更近的研究活動(dòng)節(jié)點(diǎn)。在演進(jìn)的過(guò)程中，每組核心論文的基本情況，如主要的論文、作者、研究機(jī)構(gòu)等，都可以被查明和跟蹤。通過(guò)對(duì)該研究前沿的施引論文的分析，可以發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域的最新進(jìn)展和發(fā)展方向。

  2013年，科睿唯安發(fā)布了《2013研究前沿——自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的前100個(gè)探索領(lǐng)域》白皮書(shū)。2014年和2015年，科睿唯安與中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心成立的新興技術(shù)未來(lái)分析聯(lián)合研究中心推出了《2014研究前沿》和《2015研究前沿》報(bào)告。2016年至2022年，中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢(xún)研究院、中國(guó)科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心和科睿唯安聯(lián)合發(fā)布了《2016 研究前沿》《2017研究前沿》《2018研究前沿》《2019研究前沿》《2020研究前沿》《2021研究前沿》《2022研究前沿》報(bào)告。這一系列報(bào)告引起了全球廣泛的關(guān)注。2023年，我們?cè)谝酝盗醒芯壳把貓?bào)告的基礎(chǔ)上，推出《2023研究前沿》報(bào)告。報(bào)告仍然以文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)中的共被引分析方法為基礎(chǔ)，基于科睿唯安的Essential Science IndicatorsTM（ESI）數(shù)據(jù)庫(kù)中12922個(gè)研究前沿，遴選出了2023年自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)十一大學(xué)科領(lǐng)域排名最前的110個(gè)熱點(diǎn)前沿和18個(gè)新興前沿。

二、《2023研究前沿》方法論

  整個(gè)分析工作分為兩個(gè)部分：研究前沿的遴選和命名由科睿唯安和中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢(xún)研究院科技戰(zhàn)略情報(bào)研究所合作完成，128個(gè)研究前沿的核心論文及其施引論文的數(shù)據(jù)由科睿唯安提供；研究前沿的分析和重點(diǎn)研究前沿（包括重點(diǎn)熱點(diǎn)前沿和重點(diǎn)新興前沿）的遴選及解讀由中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢(xún)研究院科技戰(zhàn)略情報(bào)研究所主持完成。此次分析基于 2017~2022年的論文數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)下載時(shí)間為2023年3月。

  （一）研究前沿的遴選與命名

  《2023研究前沿》報(bào)告反映了當(dāng)前自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的十一大學(xué)科領(lǐng)域的128個(gè)研究前沿（包括110個(gè)熱點(diǎn)前沿和18個(gè)新興前沿）。我們將ESI數(shù)據(jù)庫(kù)中20個(gè)學(xué)科的12922個(gè)研究前沿劃分到11個(gè)高度聚合的大學(xué)科領(lǐng)域（分別為農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)，生態(tài)與環(huán)境科學(xué)，地球科學(xué)，臨床醫(yī)學(xué)，生物科學(xué)，化學(xué)與材料科學(xué)，物理學(xué)，天文學(xué)與天體物理學(xué)，數(shù)學(xué)，信息科學(xué)，經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)及其他社會(huì)科學(xué)），以此為基礎(chǔ)遴選出較為活躍或發(fā)展迅速的研究前沿。報(bào)告中所列的128個(gè)研究前沿的具體遴選過(guò)程如下。

  熱點(diǎn)前沿的遴選。2023年熱點(diǎn)前沿的遴選采用了兩種方法。方法1沿用往年的熱點(diǎn)前沿和新興前沿遴選方法；方法2在2022年數(shù)學(xué)領(lǐng)域和信息科學(xué)領(lǐng)域研究前沿遴選方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了微調(diào)和拓展應(yīng)用。

  方法1首先將每個(gè)ESI學(xué)科中的研究前沿按照核心論文的總被引頻次進(jìn)行排序，提取排在每個(gè)ESI學(xué)科前10%的最具引文影響力的研究前沿，并按照大學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行合并。然后根據(jù)核心論文出版年的平均值重新排序，遴選出每個(gè)大學(xué)科領(lǐng)域中那些“最年輕”的研究前沿，并由各學(xué)科戰(zhàn)略情報(bào)研究人員進(jìn)行調(diào)整和歸并。通過(guò)上述幾個(gè)步驟在十一大學(xué)科領(lǐng)域分別選出若干個(gè)熱點(diǎn)前沿。

  方法2首先按照十一大學(xué)科領(lǐng)域研究前沿中核心論文的篇均被引頻次進(jìn)行排序，選出超過(guò)本領(lǐng)域平均篇均被引頻次的研究前沿，再根據(jù)核心論文出版年的平均值重新排序，由各學(xué)科戰(zhàn)略情報(bào)研究人員判斷這些研究前沿的研究主題是否顯著促進(jìn)了本領(lǐng)域的知識(shí)進(jìn)步，并遴選出若干備選前沿。

  結(jié)合上述兩種方法，最終在十一大學(xué)科領(lǐng)域各遴選出10個(gè)熱點(diǎn)前沿，共計(jì)110個(gè)熱點(diǎn)前沿。因?yàn)槊總�(gè)領(lǐng)域具有不同的特點(diǎn)和引用行為，有些學(xué)科領(lǐng)域中的很多研究前沿在總被引頻次和篇均被引頻次上會(huì)相對(duì)較少，所以從十一大學(xué)科領(lǐng)域中分別遴選出的排名前十的熱點(diǎn)前沿，代表各大學(xué)科領(lǐng)域中最具影響力的研究前沿，但并不一定代表跨數(shù)據(jù)庫(kù)（所有學(xué)科）中最大最熱的研究前沿。

  新興前沿的遴選。一個(gè)研究前沿有很多新近發(fā)表的核心論文，通常提示其是一個(gè)快速發(fā)展的專(zhuān)業(yè)研究方向。為了選取新興的前沿，組成研究前沿的基礎(chǔ)文獻(xiàn)即核心論文的時(shí)效性是優(yōu)先考慮的因素。這就是為什么我們稱(chēng)其為新興前沿。

  對(duì)十一大學(xué)科領(lǐng)域，為了識(shí)別新興前沿，我們對(duì)研究前沿中的核心論文的出版年賦予了更多的權(quán)重或優(yōu)先級(jí)，只有核心論文平均出版年在2021年6月之后的研究前沿才被考慮。將十一大學(xué)科領(lǐng)域?qū)?yīng)的每個(gè)ESI學(xué)科的研究前沿按被引頻次從高到低排序，選取被引頻次排在10%的研究前沿，然后由各學(xué)科戰(zhàn)略情報(bào)研究人員經(jīng)過(guò)調(diào)研和評(píng)審，遴選出每個(gè)ESI學(xué)科中的新興前沿，并將其整合到十一大學(xué)科領(lǐng)域中，從而遴選出了十一大學(xué)科領(lǐng)域的18個(gè)新興前沿。

  從十一大學(xué)科領(lǐng)域中共遴選出18個(gè)新興前沿，并不按學(xué)科限定其遴選數(shù)量，因此這些新興前沿在各個(gè)大學(xué)科領(lǐng)域中分布并不均勻。例如，2023年數(shù)學(xué)領(lǐng)域沒(méi)有遴選出新興前沿，而臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域選出了5個(gè)新興前沿。

  通過(guò)以上兩個(gè)流程，本報(bào)告突出顯示了11個(gè)高度聚合的大學(xué)科領(lǐng)域中的110個(gè)熱點(diǎn)前沿和18個(gè)新興前沿。

  研究前沿的命名。由各學(xué)科戰(zhàn)略情報(bào)研究人員根據(jù)研究前沿的核心論文的研究主題、主要內(nèi)容和特點(diǎn)等，對(duì)128個(gè)研究前沿逐一進(jìn)行命名，并結(jié)合專(zhuān)家意見(jiàn)調(diào)整確定。

  （二）研究前沿的分析及重點(diǎn)研究前沿的遴選和解讀

  本報(bào)告在遴選的128個(gè)研究前沿的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，由中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢(xún)研究院戰(zhàn)略情報(bào)研究人員對(duì)十一大學(xué)科領(lǐng)域的110個(gè)熱點(diǎn)前沿的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)31個(gè)重點(diǎn)研究前沿進(jìn)行詳細(xì)解讀。重點(diǎn)研究前沿包括重點(diǎn)熱點(diǎn)前沿和重點(diǎn)新興前沿兩部分。

  研究前沿由一組高被引的核心論文和一組共同引用核心論文的施引論文組成。核心論文來(lái)自于ESI數(shù)據(jù)庫(kù)中的高被引論文，即在同學(xué)科同年度中被引頻次排在前1%的論文。這些有影響力的核心論文的作者、機(jī)構(gòu)、國(guó)家在該領(lǐng)域作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，本報(bào)告對(duì)其進(jìn)行了深入分析和解讀。同時(shí)，引用研究前沿核心論文的施引論文可以反映出核心論文所提出的技術(shù)、數(shù)據(jù)、理論在核心論文發(fā)表之后是如何被進(jìn)一步發(fā)展的，即使這些引用核心論文的施引論文本身并不是高被引論文。本報(bào)告對(duì)相關(guān)內(nèi)容也進(jìn)行了一定程度的揭示。

  重點(diǎn)研究前沿的遴選。2014年設(shè)計(jì)了遴選重點(diǎn)研究前沿的指標(biāo)——年篇均被引頻次 （CPT），2015年在該指標(biāo)的基礎(chǔ)上又增加了規(guī)模指標(biāo)——核心論文數(shù)（P）。

  核心論文數(shù)（P）。ESI數(shù)據(jù)庫(kù)用共被引文獻(xiàn)簇（核心論文）來(lái)表征研究前沿，并根據(jù)核心論文的元數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計(jì)結(jié)果揭示研究前沿的發(fā)展態(tài)勢(shì)，其中P值標(biāo)志著研究前沿的大小，核心論文的平均出版年和論文的時(shí)間分布標(biāo)志著研究前沿的進(jìn)度。P值表達(dá)了研究前沿中知識(shí)基礎(chǔ)的重要程度。在一定時(shí)間段內(nèi)，一個(gè)研究前沿的P值越大，表明該前沿越活躍。

  年篇均被引頻次（CPT）。遴選重點(diǎn)研究前沿的指標(biāo)CPT的計(jì)算方法是用核心論文的總被引頻次（C）除以核心論文數(shù)（P），再除以施引論文所發(fā)生的年數(shù)（T）。T值指施引論文集合中最新發(fā)表的施引論文與最早發(fā)表的施引論文發(fā)表時(shí)間的差值。如最新施引論文的發(fā)表時(shí)間為2021年，最早施引論文的發(fā)表時(shí)間為2017年，則該施引論文所發(fā)生的年數(shù)為5。

  CPT實(shí)際上是一個(gè)研究前沿的平均引文影響力和施引論文發(fā)生年數(shù)的比值，該指標(biāo)越高代表該前沿越熱或越具有影響力。它反映了某個(gè)研究前沿的引文影響力的廣泛性和及時(shí)性，可以用于探測(cè)研究前沿的突現(xiàn)、發(fā)展以及預(yù)測(cè)研究前沿下一個(gè)時(shí)期可能的發(fā)展。該指標(biāo)既考慮了某個(gè)研究前沿受到關(guān)注的程度，即核心論文的總被引頻次，又考慮了該研究前沿受關(guān)注的時(shí)間長(zhǎng)短，即施引論文所發(fā)生的年數(shù)。在研究前沿被持續(xù)引用的前提下，當(dāng)兩個(gè)研究前沿的P和T值分別相等時(shí)，則C值較大的研究前沿的CPT值也較大，指示該研究前沿引文影響力較大。

  當(dāng)兩個(gè)研究前沿的C和P值分別相等時(shí)，則T值較小的研究前沿的CPT值會(huì)較大，指示該研究前沿在短期內(nèi)受關(guān)注度較高。

  當(dāng)兩個(gè)研究前沿的C和T值分別相等時(shí)，P值較小的研究前沿的CPT值反而會(huì)較大，指示該研究前沿中核心論文的平均引文影響力較大。

  《2023研究前沿》在重點(diǎn)研究前沿的遴選過(guò)程中，從每個(gè)大學(xué)科領(lǐng)域的10個(gè)熱點(diǎn)前沿中，利用P和CPT值，結(jié)合戰(zhàn)略情報(bào)研究人員的專(zhuān)業(yè)判斷，遴選出兩個(gè)重點(diǎn)熱點(diǎn)前沿。專(zhuān)業(yè)判斷主要考慮該前沿是否對(duì)解決重大問(wèn)題有重要意義。一方面，選擇P值最高的前沿，如果P值最高的前沿已經(jīng)在往年的研究前沿中解讀過(guò)且核心論文沒(méi)有顯著變化，則選擇P值次高的前沿，以此類(lèi)推。同時(shí)，用CPT指標(biāo)結(jié)合專(zhuān)業(yè)判斷遴選出一個(gè)重點(diǎn)熱點(diǎn)前沿。綜合這兩種方法共遴選出22個(gè)重點(diǎn)熱點(diǎn)前沿。從新興前沿中，利用CPT指標(biāo)結(jié)合戰(zhàn)略情報(bào)研究人員的判斷遴選出9個(gè)重點(diǎn)新興前沿。因此從128個(gè)研究前沿中共遴選出31個(gè)重點(diǎn)前沿進(jìn)行深入解讀。

  研究前沿的分析和解讀。在報(bào)告遴選的128個(gè)研究前沿的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，綜合分析十一大學(xué)科領(lǐng)域的110個(gè)熱點(diǎn)前沿的發(fā)展趨勢(shì)，概括闡述新興前沿的研究主題，并對(duì)31個(gè)重點(diǎn)研究前沿進(jìn)行了詳細(xì)的解讀。

  熱點(diǎn)前沿分析及重點(diǎn)熱點(diǎn)前沿的解讀。對(duì)于每個(gè)大學(xué)科領(lǐng)域，結(jié)合Top10熱點(diǎn)前沿的核心論文的數(shù)量、被引頻次、核心論文平均出版年以及施引論文的年度變化，分析Top10熱點(diǎn)前沿的發(fā)展趨勢(shì)，包括覆蓋的學(xué)科領(lǐng)域方向、前沿（群）分布特征及演變趨勢(shì)。

  每個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的圖表展示本領(lǐng)域前10個(gè)熱點(diǎn)前沿的核心論文的數(shù)量、被引頻次以及核心論文平均出版年。每個(gè)領(lǐng)域的10個(gè)熱點(diǎn)研究前沿中引用核心論文的論文（施引論文）的年度分布用氣泡圖的方式展示，氣泡大小表示每年施引論文的數(shù)量。大部分研究前沿的施引論文每年均有一定程度的增長(zhǎng)，因此氣泡圖也有助于對(duì)研究前沿發(fā)展趨勢(shì)的理解。

  對(duì)每個(gè)學(xué)科領(lǐng)域遴選出的兩個(gè)重點(diǎn)熱點(diǎn)前沿，深入分析解讀其概念內(nèi)涵、發(fā)展脈絡(luò)、研究力量布局等，繪制核心論文被引頻次分布曲線揭示被引頻次較高的核心論文的研究?jī)?nèi)容、價(jià)值、影響。

  每個(gè)重點(diǎn)熱點(diǎn)前沿的第一張表對(duì)該熱點(diǎn)前沿的核心論文的產(chǎn)出國(guó)家/地區(qū)（本報(bào)告的中國(guó)數(shù)據(jù)包含中國(guó)內(nèi)地、中國(guó)香港、中國(guó)澳門(mén)的數(shù)據(jù)）、機(jī)構(gòu)活躍狀況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，有助于揭示出哪些國(guó)家/地區(qū)、機(jī)構(gòu)在該熱點(diǎn)前沿中有較大貢獻(xiàn)。第二張表則對(duì)該熱點(diǎn)前沿的施引論文的產(chǎn)出國(guó)家/地區(qū)和機(jī)構(gòu)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，有助于探討哪些國(guó)家/地區(qū)、機(jī)構(gòu)在該熱點(diǎn)前沿的發(fā)展中進(jìn)行了研究布局。

  新興前沿分析及重點(diǎn)新興前沿的解讀。新興前沿的核心論文及其施引論文數(shù)量較少，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析意義不大。因此，主要由戰(zhàn)略情報(bào)研究人員揭示新興前沿的研究主題，并對(duì)重點(diǎn)新興前沿的核心論文及相關(guān)信息進(jìn)行內(nèi)容方面的定性分析解讀，借此可以了解重點(diǎn)新興前沿的基本概念、最新科研突破及未來(lái)發(fā)展前景�！�