本文从10个领域分别展开中国和美国在《2015研究前沿》100个热点前沿和49个新兴前沿的参与情况的比较分析，以期较为全面地掌握中国与美国等科技强国的差距和优势。结果显示，在化学与材料科学领域，中国在贡献度和引领度2个指标上均超过美国。在物理领域、数学、计算机科学和工程领域、农业、植物学和动物学领域，生物科学领域和地球科学领域，中国也都有若干前沿跻身世界先进行列。但在临床医学、天文学和天体物理学领域中国领先的前沿还较少。

中国科学院文献情报中心和汤森路透旗下的知识产权与科技事业部共同发布了《2015研究前沿》，遴选了100个热点前沿和49个新兴前沿，分析不同国家在这些前沿中的参与情况和具体表现。本文从10个领域分别展开中国和美国在149个前沿的贡献度、引领度2个指标上的比较分析，以期较为全面地掌握中国与美国等科技强国的差距和优势。

前沿贡献度

当在某个前沿的核心论文中有某国作者署名时，即认为该国已经参与该前沿的研究，实际进入的前沿数据为该国的前沿贡献度。

前沿引领度

当在某体前沿的核心论文中有某国作者作为通讯作者署名时，即认为该国已经引领该前沿的研究，实际进入的前沿数为该国的前沿引领度。

农业、植物学和动物学领域

（10个热点前沿和1个新兴前沿）

美国在该领域11个前沿的贡献度和引领度表现突出。对其中9个前沿的核心论文均有贡献，且对其中8个前沿的核心论文数均排在第1位。

虽然与美国存在较大差距，中国的表现与英、德、法、日本四国不分伯仲，甚至在前沿引领度超过四国。在11个前沿中，中国国作者核心论文入选8个前沿，中国通讯作者核心论文进入6个前沿。

就具体前沿而言，美国核心论文排名第4的“NAC转录因子在植物应对非生物胁迫中的作用”前沿，则恰是中国贡献度表现突出和中国通讯作者核心论文排名第1的热点前沿，是中国在农业、植物学和动物学领域表现最突出的前沿。

生态学和环境科学领域

（10个热点前沿和1个新兴前沿）

美国在生态与环境科学领域所有11个前沿均有所贡献，其中有8个前沿核心论文与署名通讯作者论文数均排名第1，表明美国在生态与环境科学领域热点前沿的贡献度和引领度都占有较大优势。

中国作者核心论文进入了3个前沿，并在“页岩气开发对环境的影响”和“氨氧化古菌和细菌群落”两个前沿中排名前3。其中，“氨氧化古菌和细菌群落”前沿中，中国贡献的核心论文6篇，中国通讯作者核心论文4篇，说明中国在该前沿表现出了较强的贡献度和引领度。

从生态与环境科学领域整体来看，中国贡献度和引领度覆盖的前沿范围只有3个前沿，表现略逊色于美国、英国、德国、日本和法国。

地球科学领域

（10个热点前沿和1个新兴前沿）

美国在地球科学领域1个前沿均有所贡献，在其中9个前沿中，美国核心论文数与署名通讯作者论文数均排名第1。由于区域性问题的原因，“中国华北克拉通的变形历史研究”热点前沿美国没有贡献。而中国在该前沿中贡献度排名第1，同时，中国作者核心论文进入了11个前沿中的8个，与美、英、德、法、日五国没有显著差异。

在引领前沿数方面，中国则以第1名引领3个前沿，成为5国中引领前沿数量最多的国家。

中国对“中国化北克拉通的变形历史研究”前沿表现出了最强的贡献度和引领度，是中国在地球科学领域的优势前沿。“卫星反演地表比辐射率研究”前没，除中国在前沿贡献度位于第2位之外，引领度指标中国排名第1，也可谓是中国的优势前沿。“区域和全球冰川质量变化与气候变化的水文响应”虽然在贡献度上不是第1，但在引领度上却排在第1位，表明中国在该前沿掌握一定的主动权。

中国在地球科学领域处在不断成长和扩长的阶段。相信中国在该领域会不断在更多的前沿有更好的贡献和表现。

临床医学领域

（10个热点前沿和7个新兴前沿）

在该领域美国的表现最为突出。美国在全部17个前沿中均排名前3，其中14个前沿核心论文数排第1，并助引领度方面，美国同样在14个前沿排名第1。足以表明美国在临床医学领域的绝对优势。

在17个前沿中，中国核心论文仅进入了4个前沿，其中在“母体血浆DNA测序用于胎儿非整倍体无创诊断”前沿排名第3，同时，中国通讯作者核心论文进入第前沿，排名也为第3，两项指标可见中国在该前沿表现了较顺络电子的贡献度和引领度。

从临床医学领域整体来看，中国贡献度和引领度覆盖的前沿范围较少，表明在该领域当前甚至很长一段时间中国将处在跟随阶段。相信通过科学家的不懈努力，中国在该领域会不断在更多的前沿有所贡献，并尽可能缩短跟随的时间，逐渐实现从跟随到引领的角色转变。

生物科学领域

（10个热点前沿和15个新兴前沿）

生物科学领域涉及前沿总数达25个，是10个领域中前沿数最多的。美国在该领域的表现还是绝对的第一把交椅。在贡献度方面，美国在25个前沿中的23个前沿居第1名，引领度方面，美国在22个前沿居第1名。

英国在生物领域的表现可谓惊艳，核心论文覆盖了19个前沿，并以前3名的位置对15个前沿有贡献。中国贡献度和引领度覆盖的前沿范围分别是13个和8个，中国的表现接近于德国。

“新型H7N9禽源流感病毒的传播与致病机理”是中国在生物科学领域表现最突出的前沿，中国在两项指标上均排名第1。“混合谱系激酶结构域蛋白和受体相互作用蛋白酶贡献调控的细胞坏死机制”和“CRISPR/cas9系统在人类细胞研究中的应用”是中国再现最为突出的别外2个前沿，两项指标中国均排在前3位。

化学与材料科学领域

（10个热点前沿和9个新兴前沿）

化学与材料科学领域是中国唯一在两项指标都超过美国的一个领域。从该领域整体来看，中国已经在本领域遴选出前没串近一半取得了绝对的优势。

中国作者核心论文进入17个前沿（美国15个），在9个前沿排名第1（美国7个），在6个前沿进入前3（美国7个）。中国通讯作者核心论文进入16个前沿（美国15个），在9个前沿排名第1（美国8个），在4个前沿进入前3（美国6个）。

其中“菲啶衍生物的合成”、“聚集诱导发光化合物的合成、性质和用于细胞成像”、“高能量转换效率聚合物太阳能电池”等9个前沿中，两项指标中国均排在第1位，表现出了最强的贡献度和引领度。

物理领域

（10个热点前沿和9个新兴前沿）

物理领域共涉及19个热点前沿与新兴前沿，其中在今年度取得重大突破的“双星系统的引力波探测”前沿是排名第1的热点前沿。

美国的贡献度全面覆盖物理领域的19个前沿，并在14个前沿排名第1，在4个前沿排名2-3名，只有一个前沿“顶夸克伙伴搜寻”排名第6。引领度方面，美国缺席“顶夸克伙伴搜寻”前沿，其他前沿的位次与贡献度基本一致。

中国在物理领域的实力不容小觑。中国作者对11个前沿的核心论文有贡献，其中“希格斯玻色子观测”、“复杂网络的合作行为研究”两个前沿排名第1，在“磷烯的特性研究”前沿排名第2名。中国通讯作者核心论文进入7个前沿，在“复杂网络的合作行为”热点前沿排 名第1。在4个前沿中进入前3名。可见中国在该领域已有初步的前沿贡献度和前沿引领度，但离美国还有很大差距。

从物理领域整体来看，中国贡献度和引领度覆盖的前沿范围分别为11个前沿和7个前沿，“复杂网络的合作行为研究”是中国在物理领域的优势前沿。在物理领域，中国片在不断成长和壮大的阶段，相信中国在该领域会不断在更多的前沿有更好的贡献和表现。

天文学和天体物理领域

（10个热点前沿和4个新兴前沿）

美国在所有14个前沿均有所贡献，其中有12个前沿核心论文数排名第1。在14个前沿署名通讯作者论文排名中，美国在12个前沿排名第1。以上数据足以表明美国在天文学与天体物理领域前沿阵地贡献度与引领度的国际竞争中的绝对优势。

中国在该领域的表现不仅对相对美、英、德、法、日五国是最弱的，相对于中国的其他领域也较弱。在14个前沿中，中国作者核心论文数进入8个前沿，其中在2个前沿排名第3。中国通讯作者论文进入1个前沿“超新星及其对应前身星性质研究”，该前沿也是中国在天文学与天体物理领域中两英指标均非空白的唯一 前沿，在贡献度和引领度均有所表现。

从天文学与天体物理领域整体来看，中国如果实现从跟随到引领角色的转变可能需要的时间会较长，相信通过中国科学家的不懈努力，梦想与现实间的距离会逐渐缩小。

数学、计算机科学和工程领域

（10个热点前沿）

在数学、计算机科学和工程领域，美国的优势相对于其他领域并不突出，在贡献度和引领度方面，中国略逊色于美国。

中国作者核心论文进入8个前沿，在“相变材料的热能存储”和“粒子群优化算法及差分进货算法”2个前沿排名第1，在另外2个前沿进入前3。中国通讯作者核心论文进入了8个前沿，其中在“相变材料的热能存储”等3个前沿排名第1，在2个前沿进入前3。由此可见，“相变材料的热能存储”和“粒子群优化算法及差分进货算法”是中国在数学、计算机科学与工程领域表现最突出的2个前沿，中国在2项指标均排名第1，是优势前沿。

从数学、计算机科学和工程领域的整体来看，在遴选出的前沿中，在贡献度和引领度表现方面中国的覆盖范围达到80%。

经济学、心理学以及其他社会科学领域

（10个热点前沿和2个新兴前沿）

美国在经济学、心理学以及其他社会学科领域所有12个热点与新兴前沿的核心论文中有所贡献，其中有9个前沿核心论文数排名第1。美国在其中11个前沿中有署名通讯作者论文 ，而缺席“童年创伤与精神病症状的关系研究”前沿，其中有8个前沿引领度排名第1，在其余3个前沿排名前3。表明美国在经济学、心理学以及其他社会科学领域前沿阵地贡献度和引领度的国际竞争中表现突出。

中国在该领域的贡献度和引领度较低，公在“网络（游戏）成瘾的病理及致因”、“经济危机与失业对公众健康、自杀率和死亡率的影响”两个前沿有论文入选核心文献簇，并且只在后者前沿有中国署名通讯作者的核心论文，在贡献度和引领度有所体现。

从经济学、心理学以及其他社会科学领域的整体来看，中国在遴选出的12个前沿中，贡献度的表现仅涉及2个前沿，引领度的表现只涉及1个前沿，这与经济学、心理学以及其他社会科学领域受研究问题地域化和研究文献语种的影响不无关系。

潜在贡献度

当在某个前沿的施引论文中出现某国作者署名时，即认为该国在该前沿中具备较强的后续贡献能力，实际进入的前沿数为该国的潜在贡献度。

潜在引领度

当在某个前沿的施引论文中出现某国作者作为通讯作者署名时，即认为该国在该前沿中具备较强的后续引领能力，实际进入的前沿数为该国的潜在引领度。

中国在潜在贡献度和潜在引领度这两个指标上的数据明显优于中国在贡献度和引领度指标的数据。这一特点普遍存在于上述10个主要学科领域。如果说从贡献度和引领度指标来看中国与美国之间存在差距，那么从潜在贡献度和潜在引领度指标来看这种差距明显地弱化了。数据显示，中国在10个主要学科领域都表现了较强的潜在发展实力，这不仅预示了科研实力上中国和美国的差距有逐渐缩小的趋势，也坚定了中国科研工作者引领和主导更多的热点前沿和新兴前沿的信心和可能，也让我们看到了中国科研工作的未来。

结论

在化学与材料科学领域，中国在贡献度和引领度2个指标上均超过美国，表明在这些前沿中国已走在了世界前列，表现了最强的贡献度和引领度。希望通过中国科学家的进一步努力，加大中国的领先优势，并不断扩大中国在化学与材料科学领域优势前沿的覆盖范围。

在物理领域、数学、计算机科学和工程领域、农业、植物学和动物学领域，及生物科学领域和地球科学领域，中国也都有若干前沿跻身世界先进行列。虽然与美国存在差距，但每个领域中也至少有1-2个前沿表现出了最强的贡献度和最强的引领度，而且中国参与前沿覆盖范围较较广，表明在这些领域中国处在不断成长和壮大的阶段。相信通过中国科学家的不懈努力，中国在这些领域会不断在更多的前沿有更好的贡献和表现。

但在临床医学、天文学与天体物理学领域，中国领先的前沿还较少，不但缺少贡献度和引领度表现突出的前沿，而且从领域整体来看中国参与和有所表现的前沿覆盖范围也较小，与美国差距较大。表明在这些领域需要中国科学家付出更多的努力，不断缩小差距，逐步扩大中国在这些领域的参与范围，增强中国在这些领域前沿的贡献度和引领度。

本文转载至科技大事与创新嘉谋

原文作者：冷伏海、赵庆峰、周秋菊