中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心和湯森路透旗下的知識(shí)產(chǎn)權(quán)與科技事業(yè)部共同發(fā)布了《2015研究前沿》，遴選了100個(gè)熱點(diǎn)前沿和49個(gè)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(gè)領(lǐng)域分別展開中國和美國在149個(gè)前沿的貢獻(xiàn)度、引領(lǐng)度2個(gè)指標(biāo)上的比較分析，以期較為全面地掌握中國與美國等科技強(qiáng)國的差距和優(yōu)勢(shì)。
前沿貢獻(xiàn)度
當(dāng)在某個(gè)前沿的核心論文中有某國作者署名時(shí)，即認(rèn)為該國已經(jīng)參與該前沿的研究，實(shí)際進(jìn)入的前沿?cái)?shù)據(jù)為該國的前沿貢獻(xiàn)度。
前沿引領(lǐng)度
當(dāng)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(shí)，即認(rèn)為該國已經(jīng)引領(lǐng)該前沿的研究，實(shí)際進(jìn)入的前沿?cái)?shù)為該國的前沿引領(lǐng)度。
一、農(nóng)業(yè)、植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿和1個(gè)新興前沿）
美國在該領(lǐng)域11個(gè)前沿的貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度表現(xiàn)突出。對(duì)其中9個(gè)前沿的核心論文均有貢獻(xiàn)，且對(duì)其中8個(gè)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(lǐng)度超過四國。在11個(gè)前沿中，中國國作者核心論文入選8個(gè)前沿，中國通訊作者核心論文進(jìn)入6個(gè)前沿。
就具體前沿而言，美國核心論文排名第4的“NAC轉(zhuǎn)錄因子在植物應(yīng)對(duì)非生物脅迫中的作用”前沿，則恰是中國貢獻(xiàn)度表現(xiàn)突出和中國通訊作者核心論文排名第1的熱點(diǎn)前沿，是中國在農(nóng)業(yè)、植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)最突出的前沿。
二、生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿和1個(gè)新興前沿）
美國在生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域所有11個(gè)前沿均有所貢獻(xiàn)，其中有8個(gè)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(xué)領(lǐng)域熱點(diǎn)前沿的貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度都占有較大優(yōu)勢(shì)。
中國作者核心論文進(jìn)入了3個(gè)前沿，并在“頁巖氣開發(fā)對(duì)環(huán)境的影響”和“氨氧化古菌和細(xì)菌群落”兩個(gè)前沿中排名前3。其中，“氨氧化古菌和細(xì)菌群落”前沿中，中國貢獻(xiàn)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(qiáng)的貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度。
從生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域整體來看，中國貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度覆蓋的前沿范圍只有3個(gè)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(xué)領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿和1個(gè)新興前沿）
美國在地球科學(xué)領(lǐng)域1個(gè)前沿均有所貢獻(xiàn)，在其中9個(gè)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(diǎn)前沿美國沒有貢獻(xiàn)。而中國在該前沿中貢獻(xiàn)度排名第1，同時(shí)，中國作者核心論文進(jìn)入了11個(gè)前沿中的8個(gè)，與美、英、德、法、日五國沒有顯著差異。
在引領(lǐng)前沿?cái)?shù)方面，中國則以第1名引領(lǐng)3個(gè)前沿，成為5國中引領(lǐng)前沿?cái)?shù)量最多的國家。
中國對(duì)“中國化北克拉通的變形歷史研究”前沿表現(xiàn)出了最強(qiáng)的貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度，是中國在地球科學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)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(xiàn)度位于第2位之外，引領(lǐng)度指標(biāo)中國排名第1，也可謂是中國的優(yōu)勢(shì)前沿。“區(qū)域和全球冰川質(zhì)量變化與氣候變化的水文響應(yīng)”雖然在貢獻(xiàn)度上不是第1，但在引領(lǐng)度上卻排在第1位，表明中國在該前沿掌握一定的主動(dòng)權(quán)。
中國在地球科學(xué)領(lǐng)域處在不斷成長(zhǎng)和擴(kuò)長(zhǎng)的階段。相信中國在該領(lǐng)域會(huì)不斷在更多的前沿有更好的貢獻(xiàn)和表現(xiàn)。
四、臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿和7個(gè)新興前沿）
在該領(lǐng)域美國的表現(xiàn)最為突出。美國在全部17個(gè)前沿中均排名前3，其中14個(gè)前沿核心論文數(shù)排第1，并助引領(lǐng)度方面，美國同樣在14個(gè)前沿排名第1。足以表明美國在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
在17個(gè)前沿中，中國核心論文僅進(jìn)入了4個(gè)前沿，其中在“母體血漿DNA測(cè)序用于胎兒非整倍體無創(chuàng)診斷”前沿排名第3，同時(shí)，中國通訊作者核心論文進(jìn)入第前沿，排名也為第3，兩項(xiàng)指標(biāo)可見中國在該前沿表現(xiàn)了較順絡(luò)電子的貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度。
從臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域整體來看，中國貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度覆蓋的前沿范圍較少，表明在該領(lǐng)域當(dāng)前甚至很長(zhǎng)一段時(shí)間中國將處在跟隨階段。相信通過科學(xué)家的不懈努力，中國在該領(lǐng)域會(huì)不斷在更多的前沿有所貢獻(xiàn)，并盡可能縮短跟隨的時(shí)間，逐漸實(shí)現(xiàn)從跟隨到引領(lǐng)的角色轉(zhuǎn)變。
五、生物科學(xué)領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿和15個(gè)新興前沿）
生物科學(xué)領(lǐng)域涉及前沿總數(shù)達(dá)25個(gè)，是10個(gè)領(lǐng)域中前沿?cái)?shù)最多的。美國在該領(lǐng)域的表現(xiàn)還是絕對(duì)的第一把交椅。在貢獻(xiàn)度方面，美國在25個(gè)前沿中的23個(gè)前沿居第1名，引領(lǐng)度方面，美國在22個(gè)前沿居第1名。
英國在生物領(lǐng)域的表現(xiàn)可謂驚艷，核心論文覆蓋了19個(gè)前沿，并以前3名的位置對(duì)15個(gè)前沿有貢獻(xiàn)。中國貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度覆蓋的前沿范圍分別是13個(gè)和8個(gè)，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(jī)理”是中國在生物科學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)最突出的前沿，中國在兩項(xiàng)指標(biāo)上均排名第1?！盎旌献V系激酶結(jié)構(gòu)域蛋白和受體相互作用蛋白酶貢獻(xiàn)調(diào)控的細(xì)胞壞死機(jī)制”和“CRISPR/cas9系統(tǒng)在人類細(xì)胞研究中的應(yīng)用”是中國再現(xiàn)最為突出的別外2個(gè)前沿，兩項(xiàng)指標(biāo)中國均排在前3位。
六、化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿和9個(gè)新興前沿）
化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域是中國唯一在兩項(xiàng)指標(biāo)都超過美國的一個(gè)領(lǐng)域。從該領(lǐng)域整體來看，中國已經(jīng)在本領(lǐng)域遴選出前沒串近一半取得了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。
中國作者核心論文進(jìn)入17個(gè)前沿（美國15個(gè)），在9個(gè)前沿排名第1（美國7個(gè)），在6個(gè)前沿進(jìn)入前3（美國7個(gè)）。中國通訊作者核心論文進(jìn)入16個(gè)前沿（美國15個(gè)），在9個(gè)前沿排名第1（美國8個(gè)），在4個(gè)前沿進(jìn)入前3（美國6個(gè)）。
其中“菲啶衍生物的合成”、“聚集誘導(dǎo)發(fā)光化合物的合成、性質(zhì)和用于細(xì)胞成像”、“高能量轉(zhuǎn)換效率聚合物太陽能電池”等9個(gè)前沿中，兩項(xiàng)指標(biāo)中國均排在第1位，表現(xiàn)出了最強(qiáng)的貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度。
七、物理領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿和9個(gè)新興前沿）
物理領(lǐng)域共涉及19個(gè)熱點(diǎn)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(cè)”前沿是排名第1的熱點(diǎn)前沿。
美國的貢獻(xiàn)度全面覆蓋物理領(lǐng)域的19個(gè)前沿，并在14個(gè)前沿排名第1，在4個(gè)前沿排名2-3名，只有一個(gè)前沿“頂夸克伙伴搜尋”排名第6。引領(lǐng)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(xiàn)度基本一致。
中國在物理領(lǐng)域的實(shí)力不容小覷。中國作者對(duì)11個(gè)前沿的核心論文有貢獻(xiàn)，其中“希格斯玻色子觀測(cè)”、“復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的合作行為研究”兩個(gè)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(jìn)入7個(gè)前沿，在“復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的合作行為”熱點(diǎn)前沿排 名第1。在4個(gè)前沿中進(jìn)入前3名?？梢娭袊谠擃I(lǐng)域已有初步的前沿貢獻(xiàn)度和前沿引領(lǐng)度，但離美國還有很大差距。
從物理領(lǐng)域整體來看，中國貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度覆蓋的前沿范圍分別為11個(gè)前沿和7個(gè)前沿，“復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的合作行為研究”是中國在物理領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)前沿。在物理領(lǐng)域，中國片在不斷成長(zhǎng)和壯大的階段，相信中國在該領(lǐng)域會(huì)不斷在更多的前沿有更好的貢獻(xiàn)和表現(xiàn)。
八、天文學(xué)和天體物理領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿和4個(gè)新興前沿）
美國在所有14個(gè)前沿均有所貢獻(xiàn)，其中有12個(gè)前沿核心論文數(shù)排名第1。在14個(gè)前沿署名通訊作者論文排名中，美國在12個(gè)前沿排名第1。以上數(shù)據(jù)足以表明美國在天文學(xué)與天體物理領(lǐng)域前沿陣地貢獻(xiàn)度與引領(lǐng)度的國際競(jìng)爭(zhēng)中的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
中國在該領(lǐng)域的表現(xiàn)不僅對(duì)相對(duì)美、英、德、法、日五國是最弱的，相對(duì)于中國的其他領(lǐng)域也較弱。在14個(gè)前沿中，中國作者核心論文數(shù)進(jìn)入8個(gè)前沿，其中在2個(gè)前沿排名第3。中國通訊作者論文進(jìn)入1個(gè)前沿“超新星及其對(duì)應(yīng)前身星性質(zhì)研究”，該前沿也是中國在天文學(xué)與天體物理領(lǐng)域中兩英指標(biāo)均非空白的唯一 前沿，在貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度均有所表現(xiàn)。
從天文學(xué)與天體物理領(lǐng)域整體來看，中國如果實(shí)現(xiàn)從跟隨到引領(lǐng)角色的轉(zhuǎn)變可能需要的時(shí)間會(huì)較長(zhǎng)，相信通過中國科學(xué)家的不懈努力，夢(mèng)想與現(xiàn)實(shí)間的距離會(huì)逐漸縮小。
九、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿）
在數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程領(lǐng)域，美國的優(yōu)勢(shì)相對(duì)于其他領(lǐng)域并不突出，在貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度方面，中國略遜色于美國。
中國作者核心論文進(jìn)入8個(gè)前沿，在“相變材料的熱能存儲(chǔ)”和“粒子群優(yōu)化算法及差分進(jìn)貨算法”2個(gè)前沿排名第1，在另外2個(gè)前沿進(jìn)入前3。中國通訊作者核心論文進(jìn)入了8個(gè)前沿，其中在“相變材料的熱能存儲(chǔ)”等3個(gè)前沿排名第1，在2個(gè)前沿進(jìn)入前3。由此可見，“相變材料的熱能存儲(chǔ)”和“粒子群優(yōu)化算法及差分進(jìn)貨算法”是中國在數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程領(lǐng)域表現(xiàn)最突出的2個(gè)前沿，中國在2項(xiàng)指標(biāo)均排名第1，是優(yōu)勢(shì)前沿。
從數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程領(lǐng)域的整體來看，在遴選出的前沿中，在貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度表現(xiàn)方面中國的覆蓋范圍達(dá)到80%。
十、經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)以及其他社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域
（10個(gè)熱點(diǎn)前沿和2個(gè)新興前沿）
美國在經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)以及其他社會(huì)學(xué)科領(lǐng)域所有12個(gè)熱點(diǎn)與新興前沿的核心論文中有所貢獻(xiàn)，其中有9個(gè)前沿核心論文數(shù)排名第1。美國在其中11個(gè)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(guān)系研究”前沿，其中有8個(gè)前沿引領(lǐng)度排名第1，在其余3個(gè)前沿排名前3。表明美國在經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)以及其他社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域前沿陣地貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度的國際競(jìng)爭(zhēng)中表現(xiàn)突出。
中國在該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度較低，公在“網(wǎng)絡(luò)（游戲）成癮的病理及致因”、“經(jīng)濟(jì)危機(jī)與失業(yè)對(duì)公眾健康、自殺率和死亡率的影響”兩個(gè)前沿有論文入選核心文獻(xiàn)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(xiàn)度和引領(lǐng)度有所體現(xiàn)。
從經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)以及其他社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的整體來看，中國在遴選出的12個(gè)前沿中，貢獻(xiàn)度的表現(xiàn)僅涉及2個(gè)前沿，引領(lǐng)度的表現(xiàn)只涉及1個(gè)前沿，這與經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)以及其他社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域受研究問題地域化和研究文獻(xiàn)語種的影響不無關(guān)系。
中國在潛在貢獻(xiàn)度和潛在引領(lǐng)度這兩個(gè)指標(biāo)上的數(shù)據(jù)明顯優(yōu)于中國在貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度指標(biāo)的數(shù)據(jù)。這一特點(diǎn)普遍存在于上述10個(gè)主要學(xué)科領(lǐng)域。如果說從貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度指標(biāo)來看中國與美國之間存在差距，那么從潛在貢獻(xiàn)度和潛在引領(lǐng)度指標(biāo)來看這種差距明顯地弱化了。數(shù)據(jù)顯示，中國在10個(gè)主要學(xué)科領(lǐng)域都表現(xiàn)了較強(qiáng)的潛在發(fā)展實(shí)力，這不僅預(yù)示了科研實(shí)力上中國和美國的差距有逐漸縮小的趨勢(shì)，也堅(jiān)定了中國科研工作者引領(lǐng)和主導(dǎo)更多的熱點(diǎn)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(jié)論
在化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域，中國在貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度2個(gè)指標(biāo)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(qiáng)的貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度。希望通過中國科學(xué)家的進(jìn)一步努力，加大中國的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，并不斷擴(kuò)大中國在化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)前沿的覆蓋范圍。
在物理領(lǐng)域、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)、植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域，及生物科學(xué)領(lǐng)域和地球科學(xué)領(lǐng)域，中國也都有若干前沿躋身世界先進(jìn)行列。雖然與美國存在差距，但每個(gè)領(lǐng)域中也至少有1-2個(gè)前沿表現(xiàn)出了最強(qiáng)的貢獻(xiàn)度和最強(qiáng)的引領(lǐng)度，而且中國參與前沿覆蓋范圍較較廣，表明在這些領(lǐng)域中國處在不斷成長(zhǎng)和壯大的階段。相信通過中國科學(xué)家的不懈努力，中國在這些領(lǐng)域會(huì)不斷在更多的前沿有更好的貢獻(xiàn)和表現(xiàn)。
但在臨床醫(yī)學(xué)、天文學(xué)與天體物理學(xué)領(lǐng)域，中國領(lǐng)先的前沿還較少，不但缺少貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度表現(xiàn)突出的前沿，而且從領(lǐng)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(lǐng)域需要中國科學(xué)家付出更多的努力，不斷縮小差距，逐步擴(kuò)大中國在這些領(lǐng)域的參與范圍，增強(qiáng)中國在這些領(lǐng)域前沿的貢獻(xiàn)度和引領(lǐng)度。