Transcript 全球科技前沿现状分析
全球科技前沿现状分析—基于汤森路透的科技论文和引文数据 岳卫平 博士 汤森路透知识产权与科技 2014年9月26日 第四十六期高校领导进修班， 国家教育行政学院 研究前沿—寻找并描述科学的结构 • 研究前沿的分析提供了一个独特的视角去洞悉科学研究 是如何展开的，揭示了不同研究者因探究科学问题产生 的关联性。 • 汤森路透将持续跟踪全球最有影响力的学术文献，不断 丰富和提升分析方法以观察和记录科学研究的发展过程。 为科学政策的制定者、管理者、以及需要对科学研究进 展进行监测、 提供支持、推动研究进步 的人们提供客观、详实的 分析数据与结果。 2 Henry Small：共被引(co-citation)分析的创始人 • “共被引”是一种新的文献耦合形式，即两篇文献被共 同引用的情形。两篇文献的共被引频率是通过对比SCI中 施引文献列表并计算相同条目得到的； • 共被引文献形成的网络能够用来 定义特定的科学领域； • 共被引文献聚类能够为我们提供 一种全新的视角来探索科学的结构。 Henry Small, “Co-Citation in the Scientific Literature: A New Measure of the Relationship Between Two Documents,” Journal of the American Society for Information Science, 24(4): 265-69, July/August 1973 3 共被引：分析原理 • 计算一对文献（或作者或期刊）被第三方同时引用的次 数。越多的文献引用这一对文献，它们之间的相关性就 越强。这种关系是动态且具有前瞻性的。 1. 当论文A和论文B同时被论文P引用， A和B很有可能具有研究主题方面的 相关性 A P B 2. 当共被引频率较高时，即形成了一组 文献 ，它们之间具有研究主题方面的 相关性 A B C 4 Small利用共被引分析建立的世界科学图景 H. Small, “Visualizing science by citation mapping,” Journal of the American Society for Information Science, 50(9): 799-813, 1999. 5 Essential Science Indicators(ESI)以及研究前 沿(Research Front)的诞生 6 汤森路透发布《2013年研究前沿 》报告 • 基于2007-2012年的文献， 将ESI数据库中21个学科领域 的研究前沿按照总被引用次数分学科进行排序，并提取 排在前10%的研究前沿； • 提取出来的研究前沿，再通过其核心文献的平均出版年 份进行排序，选取前十位“最年轻”的研究前沿； • 报告中列出了10个领域中的10 大研究前沿，并呈现了这些研究 前沿背后核心文献的数量、 引用次数以及核心文献平均 出版年。 Christopher King and David A. Pendlebury, Research Fronts 2013: A Survey of 100 Top Specialties in the Sciences and Social Sciences, April 2013 7 地球科学研究前沿 —事件驱动 8 地球科学研究前沿 排 名 研究前沿 核心文 献数量 引用次 数 核心文献的 平均出版年 1 中南亚造山带构造演化 24 1,176 2010.1 2 全球地面异戊二烯排放和气候 25 1,300 2009.8 3 藏南锆石U-Pb定年方法研究 45 2,521 2009.7 4 格陵兰冰芯定年研究和旧石器中晚期过 渡 28 2,490 2009.6 5 纳米粒子在大气中的成核和生长 33 1,835 2009.6 6 气候变化和极端降水 30 2,098 2009.5 7 格陵兰冰盖质量，融化，和运动 25 1,627 2009.4 8 2008年汶川地震研究 38 2,326 2009.1 9 碳排放和北极地区的空气污染 17 1,090 2009.1 10 地面运动预测方程和意大利中部拉奎拉 地震 31 2,196 2009.0 9 地震驱动的相关研究 • 无论2008年的中国的汶川地震，还是2009年发生意大利 的拉奎拉地震，均激发一批重要研究文献的产生。 • 具有讽刺意味的是，汶川从未被认为处在地震高发带上。 随后的研究主要确认表面裂度等一些专业指标，以及有 关此次地震的其他专业数据，同时这些论文也回顾了在 印度以及美国西部处于同一地震带区域所发生的类似的 现象。 10 福岛地震核电站泄漏相关研究 • 以下两个研究课题的引用未排在前10%，但符合及时、 快速的特征，因此定义为热点领域。 核心文献 数量 引用 次数 核心文献的 平均出版年 2011年日本东北地震吉2010年马乌莱地震 41 1,003 2011.5 福岛第一核电站核泄漏与扩散 18 253 2011.4 研究前沿 • 前沿1 中研究人员将日本发生的地震与之前一年发生在智 利的地震关联在了一起。两次地震具有相似的应力轴， 并且两者均为巨大的隐没带地震。 • 前沿2中很多核心文献报道了土壤、水、大气中同位素铯 137、碘131和氙133的监测结果。 11 2014年地球科学研究前沿与2013年的对比 •2011年东日本大地震与海啸观测研究 •藏南锆石的地质年代学 •大气中异戊二烯二次有机气溶胶的生成机理研究 2013 研究前沿： •藏南锆石U-Pb定年方法研究 •全球地面异戊二烯排放和气候 12 临床医学研究前沿 —学术与工业界共同关注 13 临床医学研究前沿 排 名 研究前沿 核心文 献数量 引文次 数 核心文献的 平均出版年 1 经导管主动脉瓣植入术 50 2,818 2011.0 2 非典型溶血性尿毒症综合征和补体激活 36 1,939 2010.6 36 4,777 2010.5 38 2,269 2010.5 34 1,978 2010.5 14 1,909 2010.5 23 2,001 2010.4 47 5,172 2010.3 46 3,716 2010.3 42 2,640 2010.3 3 4 5 6 7 8 转移性黑色素瘤对BRAF抑制剂获得耐药 性机制 特发性肺纤维化和随机安慰剂对照药物 试验 病理学和治疗非酒精性脂肪肝 HER2阴性乳腺癌患者结合与不结合贝伐 单抗的化疗 用Brentuximab Vedotin治疗霍奇金淋巴 瘤的难度与复发研究 L28B基因多态性与丙型肝炎患者的治疗 间变性淋巴瘤激酶（ALK）抑制非小细胞 肺癌 全球国家和区域评估：孕产妇，新生儿 10 和儿童健康 9 14 BRAF抑制剂的前途与困境 •非诚勿扰2中孙红雷饰演的男主角患黑色素瘤去世。研究 发现，大约有一半的黑色素瘤患者体内某种负责编码BRAF 酶的基因存在突变，而该酶 激活后会引发癌细胞的扩增。 • “转移性黑色素瘤对BRAF抑制剂获得 耐药性机制”该研究前沿由36篇核心文 献组成，被引用4,777次，其中7篇发表 于2007-2009年间，而其他29篇均发表 2010- 2012年，显示了该领域研究步伐 加快的征象 15 制药公司的积极参与 • 下表重点分析了该研究前沿中制药公司参与核心文献研 究以及他们资助核心文献的情况。可以看到：包括施贵 宝、罗氏、葛兰素史克、默克、诺华和辉瑞等在内的全 球知名药企都有在该前沿中参与或资助研究。 公司 核心 文献 施贵宝(Bristol Myers Squibb) 8 帕勒克斯西康(Plexxikon) 罗氏(Hoffmann La Roche) 美达莱(Medarex) 葛兰素史克(GlaxoSmithKline) 7 基因泰克(Genetech) 诺华(Norvatis) 5 3 2 公司 资助的核 心文献 施贵宝(Bristol Myers Squibb) 10 诺华(Norvatis) 7 罗氏(Hoffmann La Roche) 基因泰克(Genetech) 默克(Merck) 辉瑞(Pfizer) 帕勒克斯西康(Plexxikon) 千年制药(Millennium) 6 3 2 16 2014年研究前沿：危重病人的强化胰岛素治疗 与羟乙基淀粉液体复苏的讨论 • 合理控制危重病患者的血糖是危重病医学的常规工作 之一。Van Den Berne等人在2001年最早提出强化胰 岛素治疗概念（即将血糖控制在4.4-6.1 mmol/L）。 • 羟乙基淀粉自20世纪60年代便广泛用于多种危重病的 复苏治疗。 • 德国耶拿大学的Reinhart K作为通讯作者发表在《 New England Journal of Medicine》2008年的论文对 重症脓毒症进行强化胰岛素治疗的意义以及羟乙基淀 粉（HES 200/0.4）液体复苏治疗的安全性提出了质 疑。 17 物理研究前沿 —处在最前沿的中国科学家 18 物理学研究前沿 排 名 研究前沿 核心文 献数量 引文次 数 核心文献的 平均出版年 1 碱掺杂铁硒超导体 49 2,000 2011.2 2 自旋 - 轨道耦合玻色 - 爱因斯坦凝聚 48 1,752 2011.1 3 暗物质直接探测实验 48 3,285 2010.6 4 马约拉纳费米子证明 44 2,887 2010.6 5 顶夸克前后不对称 48 2,213 2010.6 6 量子模拟与被困离子 36 2,017 2010.5 7 交点间隙结构的铁基超导体 36 1,863 2010.4 8 全息费米面及其量子纠缠熵 37 2,643 2010.1 9 解释量子不和谐 41 3,650 2010.0 45 8,957 2009.9 10 拓扑绝缘体 19 高温超导材料—碱掺杂铁硒超导体 • 超导材料能够在没有电阻的状态下产生电流，具有非常广 阔的应用前景。 磁共振成像（MRI）与核 磁共振（NMR）仪器 1986 2006-2008 发现铜酸盐 2010 的高温超导 确认铁基化 特性(1987 合物存在超 硒取代砷的 未来…… 年诺贝尔物 导现象 铁磷族元素 更多超导材 理学奖) 化合物，形 料的发现 成铁硫族化 …… 合物超导体 家族(2013 年研究前沿) “磁悬浮”列车 20 处在最前沿的中国科学家 • 下表列举了产生超导材料领域的49篇核心文献的国家和 机构，可以看到在机构和科学家方面，中国在凝聚态物 理领域均占有主导优势。 排名 国家 % 机构 % 科学家 % 1 中国(30) 61.2 中国科学院(15) 30.6 陈根富，人民大学(9) 18.4 2 美国(15) 30.6 人民大学(13) 26.5 陈仙辉，中国科学技术大学(8) 16.3 3 德国(7) 14.3 中国科技大学(8) 16.3 何俊宝，人民大学(7) 王笃明，人民大学(7) 应剑俊，中国科学技术大学(7) 14.3 4 日本(5) 摩尔多瓦(5) 瑞士(5) 10.2 浙江大学(7) 14.3 王向锋，中国科学技术大学(6) 12.2 12.2 董持衡，浙江大学(5) 方明虎，浙江大学(5) 胡江平，中国科学院(5) 王爱峰，中国科学技术大学(5) 王杭栋，浙江大学(5) 张猛，中国科学技术大学(5) 10.2 5 法国(4) 8.2 奥格斯堡大学(6) 21 铁基高温超导荣获2013年度国家自然科学奖一等奖 截至2013年1月4日，铁基超导体的8篇代表性论文SCI共他引 3801次， 20篇主要论文共SCI他引5145次。相关成果被众多 国际知名学术刊物专门评述或作为亮点跟踪报道。 著名理论物理学家，美国佛罗里达大学Peter Hirschfeld教授说： “一个或许本不该让我惊讶的事实就是，居然有如此多的高质 量文章来自北京，他们确确实实已进入了这个（凝聚态物理强 国）行列”；美国斯坦福大学Steven Kivelson教授说：“让人 震惊的不仅是这些成果出自中国，重要的是它们并非出自美 国。”（腾讯新闻综合科学网报道） 正如《科学》杂志在一篇题为《新超导体将中国物理学家推到最 前沿》的文章中所说：“如洪流般不断涌现的研究结果标志着 在凝聚态物理领域，中国已经成为一个强国。” 2222 铁基高温超导荣获2013年度国家自然科学奖一等奖 获奖五人合影（从左至右：王楠林、 陈仙辉、赵忠贤、闻海虎、方忠） 23 探寻希格斯玻色子的研究呢? • 探测希格斯玻色子是当前最热的研究前沿。该前沿 由 38 篇发表于 2012 年的核心文献与相应的施引文 献构成。 • François Englert和Peter Higgs在做出这项发现时都是年轻科 学家。1964年，他们分别独立地提出一项理论，用于挽救当时 濒临崩溃的标准模型。几乎半个世纪之后，2012年7月4日，他 们两人都出席了位于日内瓦的欧洲核子中心(CERN)举行的发 布会，会上科学家们宣布他们发现了希格斯粒子的存在，从而 终于证实了当年这两位科学家预言的准确性。 2424 2014年物理学领域的研究前沿 •希格斯玻色子观测 中国的施引文献量也比较多，这从一定程度上反映出中国对 该研究前沿的关注与跟进，中国科学院是主要参与机构之一。 •碱金属掺杂铁硒超导体AxFe2-ySe2 •拓扑莫特绝缘体 25 农业，植物学和动物学 • 茉莉酮酸的生物合成与信号转导 — 推进癌症研究 26 生态与环境科学 •生态与环境科学是这个国家的重点领域，而在海洋酸 化与海洋生态系统领域，特别是珊瑚礁系统研究方向， 澳大利亚处于全球领跑地位。 •在海洋酸化和海洋生态系统这一研究前沿的 45 篇核 心文献中，有 9 篇来自澳大利亚的科学家。过去 5 年， 澳大利亚在整个生态与环境科学领域的论文份额约为 5.5%，而澳大利亚在海洋酸化和海洋生态系统研究前 沿中却贡献了 20% 的核心文献， 2014：海洋酸化对海洋生态系统的影响 27 化学与材料科学 • 聚合主要讨论生产聚合物太阳电池 • 能电池的卷辊方法 —— 实际上是将这些电池“印刷” 在薄片上。最终，这项技术将使大规模生产成为可 能，由此实现该技术所承诺的重量轻和柔软的太阳 能电池，这将可以应用在为移动设备供电，和为发 展中国家的边远地区提供电力。物太阳能电池的加 工。 • 卷辊研究： 丹麦技术大学（Technical University of Denmark）的 可持续能源国家实验室的能源转化和 储存系教授 Fredrik C. Krebs, 是该领域总共 35 篇核 心文献中的 31 篇的作者。 • 2014年：高能量转换效率聚合物太阳能电池 28 经济学，心理学以及其他社会科学 • 次贷危机，流动性和信用，公司治理 • 2008 年金融危机引发的研究热潮, 该研究前沿有 37 篇核心文献，主要发表于 2009 年及以后。类似于地 球科学领域里大地震的例子，这是又一个“事件驱 动”型研究前沿的例证 29 在2013年出现过的研究前沿 • 伽利略宇宙论及伽利略场研究 • 赫歇尔空间天文台任务、科学仪器性能表现及观测计划 • 致密双星（中子星/黑洞）合并理论及观测方法研究 • 费米伽玛射线空间望远镜搭载的大天区望远镜的观测结果及其 性能表现 • 通过实验室探测、天文观测、推导和拟合等多种手段研究中微 子和反中微子 • 生物柴油燃料发动机使用性能与排放物监测 • 家族企业管理与绩效研究 30 汤森路透 全球最大的智能信息服务提 供商，为商务与专业人士提 供全球顶尖的信息解决方案。 全球业务 300 个城市 100 多个国家 由专业人士 为专业人士服务 强大的品牌 我们拥有金融、法律、 税务与会计、知识产 权与科技领域的专业 人员团队，服务于全 球五大专业市场。 31 汤森路透服务的五大专业市场 • 智能信息将专家的智慧、对行业的深刻理解和创新的技术整合 在一起，为决策者提供采取行动所必需的知识，帮助他们更快 地作出更好的决策。 路透新闻每天 送达10亿多人 全球2千多万 研究人员使用 知识产权 与科技 全美前100 家会 计事务所，99家 使用Checkpoint 税务 与会计 传媒 金融 法律 全球50多万 专业用户 世界98%的律 师行信赖 Westlaw 3232 知识产权与科技：激励发现 推动创新 创新生命周期 DISCOVER 基础研究 合作 政府机构 高等院校 研究人员 DEVELOP 应用研究 开发 DELIVER 商业化 应用 企业 律师事务所 3333 汤森路透预测2014诺贝尔奖得主：4位华裔入选 张首晟 邓青云 杨培东 钱泽南 3434 2014年汤森路透中国引文桂冠奖颁奖典礼 《2014研究前沿》报告发布暨科学家论坛 （北京香格里拉饭店，2014年10月27日） 3535 谢谢！ • 数据来源：Web of Science, Essential Science Indicators (ESI), Journal Citation Reports, InCites • 访问地址： webofknowledge.com • 技术支持热线：400 8822 031