报告由中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合发布,基于 2019-2024 年学术论文数据,通过共被引分析方法,遴选并解读了自然科学与社会科学 11 大学科领域的 110 个热点前沿和 18 个新兴前沿,全面呈现全球科研发展的核心方向与趋势。
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- 遴选机制
热点前沿通过核心论文被引频次、出版时效性等指标筛选,部分领域结合新兴主题补充;新兴前沿聚焦 2023 年 6 月后发表的核心论文,突出创新性与发展潜力。
- 学科覆盖
涵盖农业科学、生态与环境科学、地球科学、临床医学、生物科学、化学与材料科学、物理学、天文学与天体物理学、数学、信息科学、经济学及社会科学 11 大领域,每个领域包含 10 个热点前沿,部分领域补充新兴前沿。
- 自然科学领域
- 农业科学:聚焦植物抗逆(利用根际促生菌缓解盐胁迫)、AI 赋能植物病害检测,新兴前沿关注花青素在食品智能包装中的应用,中国、印度在该领域核心论文产出占比超 60%。
- 生态与环境科学:热点集中在行星边界治理、生物质基多孔炭碳捕集技术,新污染物(微塑料、轮胎磨损颗粒)研究持续升温,中国在碳捕集领域核心论文占比 73.1%。
- 地球科学:围绕中国陆相页岩油资源潜力、骤旱事件成因展开,新兴前沿聚焦极端降水 – 滑坡动态模型,中国在页岩油研究中核心论文占比 97.8%。
- 临床医学:肿瘤免疫治疗、囊性纤维化病因治疗(CFTR 调节剂三联疗法)、AI 病理图像分析为核心,ChatGPT 等大模型在医疗场景的应用成为新兴前沿,中美在 AI 医疗领域施引论文占比超 60%。
- 生物科学:网络药理学推动中医药现代化、肿瘤微生物组研究受关注,AI 驱动生物分子结构预测成为新兴突破点,中国在中医药相关前沿核心论文占比 76.9%。
- 化学与材料科学:废旧聚烯烃塑料化学回收、卤化物固态电解质研发为热点,倒置钙钛矿太阳能电池稳定性提升为新兴方向,中美核心论文产出合计超 90%。
- 物理学与天文学:超导二极管效应、拍瓦级激光器应用、暗物质直接探测为重点,双层镍氧化物高温超导特性研究崭露头角,欧美在基础物理领域保持领先。
- 技术与社会科学领域
- 信息科学:6D 目标姿态估计、神经渲染与深度伪造检测、6G 语义通信是热点,可移动天线性能优化为新兴前沿,中国在 6D 姿态估计领域核心论文占比 52.2%。
- 数学:聚焦机器学习泛化现象(双降曲线)、物理引导神经网络求解偏微分方程,体现数学与 AI、科学计算的深度融合,中美施引论文占比超 70%。
- 经济学及社会科学:机器人发展与就业转型、个性化心理治疗、生成式 AI 商业应用为核心,覆盖数字技术对就业、健康、商业的多维度影响,中国在就业转型研究中核心论文占比 76.9%。
- 跨学科融合加速
AI、大数据技术深度渗透各学科,如 AI + 医疗、AI + 农业、物理引导神经网络等,成为前沿突破的核心驱动力。
- 国家贡献分化明显
中国在农业、环境、地球科学、中医药等领域表现突出,核心论文与施引论文占比居前;欧美在基础物理、临床医学、数学等领域保持传统优势。
- 应用导向突出
热点前沿多聚焦实际问题解决,如污染治理、疾病治疗、资源回收、粮食安全等,新兴前沿偏向技术创新与场景落地。
全球科研前沿呈现 “技术赋能、问题导向、跨学科融合” 的鲜明特征,AI 与数据科学成为贯穿各领域的核心工具,中国在应用研究领域贡献显著,而基础科学前沿仍由欧美主导。未来科研将进一步聚焦可持续发展、健康保障、技术创新三大主线,跨领域协同与本土化创新成为关键发展方向。