2023年11月28日,中國科大學(xué)科技戰(zhàn)略咨詢研究院、中國科大學(xué)文獻(xiàn)情報(bào)中心與科睿唯安聯(lián)合發(fā)布的《2023研究前沿》報(bào)告和《2023研究前沿?zé)岫戎笖?shù)》報(bào)告,選聘出2023年全球較為活躍或發(fā)展迅速的128個研究前沿,并對相關(guān)學(xué)科的發(fā)展趨勢和重點(diǎn)問題進(jìn)行了研判。
報(bào)告選聘的128個研究前沿包括110個熱點(diǎn)前沿和18個新興前沿,囊括農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物學(xué)和昆蟲學(xué),生態(tài)與環(huán)境科學(xué),月球科學(xué),臨床醫(yī)學(xué),生物科學(xué),物理與材料科學(xué),數(shù)學(xué)學(xué),天文學(xué)與天體化學(xué)學(xué),物理,信息科學(xué),經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)及其他社會科學(xué)等11個高度聚合的大學(xué)科領(lǐng)域。
從科學(xué)領(lǐng)域具體熱度指數(shù)得分來看物理學(xué)理論前沿,中國在農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物學(xué)和昆蟲學(xué)領(lǐng)域,生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域,物理與材料科學(xué)領(lǐng)域,信息科學(xué)領(lǐng)域和經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)及其他社會科學(xué)領(lǐng)域這5個領(lǐng)域研究前沿?zé)岫戎笖?shù)得分排行世界第一。
110個熱點(diǎn)前沿和18個新興前沿具體如下:臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TOP10熱點(diǎn)前沿集中于癌癥免疫醫(yī)治、靶向醫(yī)治和分子特異性PET成像,遺傳病基因醫(yī)治,以及新冠相關(guān)抗生素醫(yī)治和卡介苗評價(jià)等方面。病變免疫醫(yī)治、靶向醫(yī)治歷年來始終保持較高熱度,是去年熱點(diǎn)前沿的核心議程。
臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域2023年榮獲的5個新興前沿主要涉及猴痘流行病學(xué)研究、黑色素瘤免疫醫(yī)治、托法替尼醫(yī)治的心血管風(fēng)險(xiǎn)、前列腺瘤聯(lián)合醫(yī)治、2型糖尿病診治5個方面,具體研究方向如表。
生物科學(xué)領(lǐng)域
生物科學(xué)領(lǐng)域高踞前十位的熱點(diǎn)前沿包括先導(dǎo)編輯技術(shù)、新型測序技術(shù)、人工智能預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、人類全基因組泛癌剖析、阿爾茨海默病的血液生物標(biāo)志物、外泌體的生物學(xué)功能和新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)感染等研究方向。
生物科學(xué)領(lǐng)域有4項(xiàng)研究榮獲新興前沿,主要研究主題包括“愛潑斯坦-巴爾病毒(EBV)是造成多發(fā)性硬化癥的主要誘因”、“人類基因組的完整序列”、“銅死亡:銅誘導(dǎo)癌癥細(xì)胞死亡機(jī)制”和“色谷氨酸代謝:疾患醫(yī)治新靶向”。
物理與材料科學(xué)領(lǐng)域
物理與材料科學(xué)領(lǐng)域Top10熱點(diǎn)前沿主要分布在電物理、納米材料、有機(jī)物理、新興交叉等研究方向。電物理方向有4項(xiàng),分別為海水電解催化劑、電催化硫酸根還原合成氨、陰離子交換膜燃料電板、電催化合成胺基化氫。納米材料方向有3項(xiàng),分別為高熵合金催化劑、量子點(diǎn)發(fā)光晶閘管、二維晶體管。有機(jī)物理方向有2項(xiàng),分別為人工分子機(jī)器和超分子黏合劑。新興交叉方向有1項(xiàng),為機(jī)械物理。其中,人工分子機(jī)器和機(jī)械物理都是第二次入圍Top10熱點(diǎn)前沿。
物理與材料科學(xué)領(lǐng)域共有2項(xiàng)研究榮獲新興前沿,且均與能源的轉(zhuǎn)化和儲存相關(guān)。“高性能HER和ORR光催化劑的開發(fā)及其在太陽能燃料合成中的應(yīng)用”,主要涉及借助光催化劑,如共價(jià)有機(jī)框架化合物和金屬氧化物半導(dǎo)體(主要是BiVO4)等,通過氫還原反應(yīng)(HER)和氧還原反應(yīng)(ORR)將太陽能轉(zhuǎn)化為紅色燃料,如甲烷和氨水。而“聚合物介質(zhì)電容器的制備”主要涉及借助聚合物作為電容器的介質(zhì),調(diào)整其組成和結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)電容器能量密度和放電效率的同時提升。
農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物學(xué)和昆蟲學(xué)領(lǐng)域
農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物學(xué)和昆蟲學(xué)領(lǐng)域穩(wěn)居前10的熱點(diǎn)前沿分布廣泛,涉及乳品科學(xué)與工程、植物免疫調(diào)控、植物非生物脅迫響應(yīng)機(jī)制、植物生長發(fā)育調(diào)控、植物基因組及植物營養(yǎng)等6個子領(lǐng)域。
農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物學(xué)和昆蟲學(xué)領(lǐng)域有1個方向入圍新興前沿,是“水果采摘機(jī)器人的辨識與定位方式”。
生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域
生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的Top10熱點(diǎn)前沿主要分布在生態(tài)科學(xué)和環(huán)境科學(xué)兩個子領(lǐng)域,針對新型環(huán)境問題、新型解決方案的研究方向是本年度的主要關(guān)注點(diǎn)。
具體來看,環(huán)境科學(xué)子領(lǐng)域的熱點(diǎn)前沿主要涉及微塑膠、氣候變化、臭氧等新型環(huán)境問題,及新型底泥污染控制技術(shù)、廢水流行病。
生態(tài)科學(xué)子領(lǐng)域的熱點(diǎn)前沿主要涉及生物多樣性、生態(tài)整治兩個方面,具體包括“昆蟲衰退現(xiàn)況、滅絕危機(jī)與驅(qū)動誘因”、“全球湖泊生物多樣性危機(jī)及大壩對其的影響”及“‘基于自然的解決方案’的理論與應(yīng)用”。
生態(tài)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域有一個方向入圍新興前沿,即“人體組織中微塑膠的檢查與曝露”。
月球科學(xué)領(lǐng)域
月球科學(xué)領(lǐng)域是一門高度依賴觀測技術(shù)的學(xué)科,2023年月球科學(xué)領(lǐng)域Top10熱點(diǎn)前沿中有6個屬于地理學(xué)相關(guān)研究,3個大氣科學(xué)研究和1個行星地質(zhì)學(xué)研究,且大多借助了月球系統(tǒng)模型和對地觀測技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)技巧與模型,促使新的科學(xué)發(fā)覺。
月球科學(xué)領(lǐng)域有1項(xiàng)研究榮獲新興前沿,即“湯加火山噴發(fā)全球影響研究”。
化學(xué)學(xué)領(lǐng)域
化學(xué)學(xué)領(lǐng)域高踞前10位的熱點(diǎn)前沿主要集中于匯聚態(tài)化學(xué)、理論化學(xué)、高能化學(xué)、光學(xué)和量子化學(xué)。匯聚態(tài)化學(xué)方面的熱點(diǎn)前沿有4個,新型超導(dǎo)材料的研究表現(xiàn)突出,包括籠目超導(dǎo)材料、無限層型鎳絡(luò)合物以及富絡(luò)合物。據(jù)悉,過渡金屬絡(luò)合物的莫爾超晶格成為了新出現(xiàn)的熱點(diǎn)前沿。理論化學(xué)方面的熱點(diǎn)前沿有2個,分別聚焦黑洞信息佯謬與糾纏熵以及量子場論中的散射振幅研究。高能化學(xué)方面的熱點(diǎn)前沿有2個,部份子分布函數(shù)是新出現(xiàn)的熱點(diǎn)前沿,μ子反常磁矩的檢測連續(xù)2年榮獲熱點(diǎn)前沿。光學(xué)和量子化學(xué)各有1個新出現(xiàn)的熱點(diǎn)前沿,分別關(guān)注AlGaN深紫外發(fā)光晶閘管和雙場量子秘鑰分發(fā)。
化學(xué)學(xué)領(lǐng)域有1項(xiàng)研究榮獲新興前沿,即“基于W玻骰子質(zhì)量精確檢測結(jié)果的理論研究”。
天文學(xué)與天體化學(xué)學(xué)領(lǐng)域
天文學(xué)與天體化學(xué)學(xué)領(lǐng)域高踞前十位的熱點(diǎn)前沿涉及引力波觀測和理論、原初黑洞、宇宙再電離時期觀測、快榴彈電暴、弱引力透鏡巡天、弦論與宇宙學(xué)、銀河系星體暈等研究主題。總體來看,引力波相關(guān)研究仍是表現(xiàn)最為突出的研究主題,觀測發(fā)覺和理論研究并舉,涌現(xiàn)出“激光干涉儀引力波天文臺”和“歐洲引力波偵測器”引力波觀測活動階段成果、基于引力波風(fēng)波觀測約束中子星性質(zhì)、原初黑洞性質(zhì)及引力波觀測、黑洞陰影和四維-Gauss-引力理論等多個熱點(diǎn)前沿。快榴彈電暴風(fēng)波的觀測和理論研究再度入選。2020年的新興前沿弦論沼澤地猜測與宇宙學(xué)步入2023年熱點(diǎn)前沿行列。小型科學(xué)任務(wù)平臺產(chǎn)出仍然矚目,除兩大引力波偵測器外,“蓋亞”發(fā)布階段成果榜上有名。
天文學(xué)與天體化學(xué)學(xué)領(lǐng)域有2項(xiàng)研究榮獲新興前沿。
物理領(lǐng)域
物理領(lǐng)域高踞前十位的熱點(diǎn)前沿主要集中于擴(kuò)充化學(xué)信息神經(jīng)網(wǎng)路、猜想的證明、非線性時間分?jǐn)?shù)階反應(yīng)擴(kuò)散多項(xiàng)式、樣本均數(shù)最優(yōu)恐怕方式研究、二階能量穩(wěn)定BDF數(shù)值格式、非線性動力學(xué)系統(tǒng)收斂性研究、基于隨機(jī)塊模型的社區(qū)發(fā)覺、基于深度學(xué)習(xí)的高維偏數(shù)值算法、回歸不連續(xù)性設(shè)計(jì)、貝葉斯多層次模型及應(yīng)用研究等研究方向。與以往相比,2023年Top10熱點(diǎn)前沿既有延續(xù)又有發(fā)展。偏微分等式性質(zhì)及求解研究以及非線性系統(tǒng)方向的多個熱點(diǎn)前沿連續(xù)多年入圍該領(lǐng)域的熱點(diǎn)前沿或新興前沿,推測的證明是該領(lǐng)域亮點(diǎn)研究成果的突出代表。
信息科學(xué)領(lǐng)域
信息科學(xué)領(lǐng)域高踞前十位的熱點(diǎn)前沿主要集中于人工智能基礎(chǔ)理論技巧、6G通訊、人-機(jī)交互、類腦智能、醫(yī)學(xué)信息處理等方向。人工智能基礎(chǔ)理論技巧方面的熱點(diǎn)前沿有5個,生成式對抗網(wǎng)路、寬度學(xué)習(xí)系統(tǒng)、用于邊沿估算的聯(lián)邦學(xué)習(xí)成為新的熱點(diǎn)前沿,可解釋人工智能從今年的新興前沿成為明年的熱點(diǎn)前沿;加強(qiáng)學(xué)習(xí)相關(guān)前沿多次出現(xiàn)在熱點(diǎn)前沿中,本期重點(diǎn)是促使強(qiáng)物理習(xí)解決真實(shí)世界問題的算法。6G通訊方面的熱點(diǎn)前沿有兩個,深度學(xué)習(xí)在化學(xué)層通訊中的應(yīng)用首次成為熱點(diǎn)前沿,可構(gòu)建智能超表面是從今年的新興前沿步入到明年的熱點(diǎn)前沿。在人-機(jī)交互方面,下一代VR/AR實(shí)時全息近眼顯示方式首次成為熱點(diǎn)前沿。在類腦智能方面,脈沖神經(jīng)網(wǎng)路及其神經(jīng)形態(tài)芯片首次出現(xiàn)。在醫(yī)學(xué)信息處理方面,用于腦聯(lián)通號剖析的頻域神經(jīng)網(wǎng)路首次成為熱點(diǎn)前沿。
經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)及其他社會科學(xué)領(lǐng)域
經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)及其他社會科學(xué)領(lǐng)域高踞前10位的熱點(diǎn)前沿彰顯了經(jīng)濟(jì)社會向數(shù)字化、綠色化變革發(fā)展的趨勢。“供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理及區(qū)塊鏈技術(shù)在其中的應(yīng)用”、“消費(fèi)者對在線外賣服務(wù)的使用和接受研究”和“人工智能(AI)倫理”3個熱點(diǎn)前沿注重?cái)?shù)字化、智能化對經(jīng)濟(jì)社會的改變和影響剖析。紅色可持續(xù)發(fā)展也是該領(lǐng)域熱點(diǎn)前沿中另一個突出的主題,有3個前沿方向與之相關(guān)物理學(xué)理論前沿,包括“綠色能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)新政的不確定性研究”、“土地借助效率及可持續(xù)發(fā)展問題”、“綠色創(chuàng)新與環(huán)境績效”。個入圍前“運(yùn)動心理學(xué)研究”是惟一一10的心理學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)前沿。據(jù)悉,“兒童和中學(xué)生體育鍛練干預(yù)舉措研究”也成為2023年熱點(diǎn)前沿。
經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)及其他社會科學(xué)領(lǐng)域有1項(xiàng)研究榮獲新興前沿,即“以人為本、可持續(xù)性和富于彈性的工業(yè)5.0發(fā)展”。