2023年11月28日,中國科大學科技戰略咨詢研究院、中國科大學文獻情報中心與科睿唯安聯合發布的《2023研究前沿》報告和《2023研究前沿熱度指數》報告,選聘出2023年全球較為活躍或發展迅速的128個研究前沿,并對相關學科的發展趨勢和重點問題進行了研判。
報告選聘的128個研究前沿包括110個熱點前沿和18個新興前沿,囊括農業科學、植物學和昆蟲學,生態與環境科學,月球科學,臨床醫學,生物科學,物理與材料科學,數學學,天文學與天體化學學,物理,信息科學,經濟學、心理學及其他社會科學等11個高度聚合的大學科領域。
從科學領域具體熱度指數得分來看物理學理論前沿,中國在農業科學、植物學和昆蟲學領域,生態與環境科學領域,物理與材料科學領域,信息科學領域和經濟學、心理學及其他社會科學領域這5個領域研究前沿熱度指數得分排行世界第一。
110個熱點前沿和18個新興前沿具體如下:臨床醫學領域
臨床醫學領域TOP10熱點前沿集中于癌癥免疫醫治、靶向醫治和分子特異性PET成像,遺傳病基因醫治,以及新冠相關抗生素醫治和卡介苗評價等方面。病變免疫醫治、靶向醫治歷年來始終保持較高熱度,是去年熱點前沿的核心議程。
臨床醫學領域2023年榮獲的5個新興前沿主要涉及猴痘流行病學研究、黑色素瘤免疫醫治、托法替尼醫治的心血管風險、前列腺瘤聯合醫治、2型糖尿病診治5個方面,具體研究方向如表。
生物科學領域
生物科學領域高踞前十位的熱點前沿包括先導編輯技術、新型測序技術、人工智能預測蛋白質結構、人類全基因組泛癌剖析、阿爾茨海默病的血液生物標志物、外泌體的生物學功能和新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)感染等研究方向。
生物科學領域有4項研究榮獲新興前沿,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:銅誘導癌癥細胞死亡機制”和“色谷氨酸代謝:疾患醫治新靶向”。
物理與材料科學領域
物理與材料科學領域Top10熱點前沿主要分布在電物理、納米材料、有機物理、新興交叉等研究方向。電物理方向有4項,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,分別為高熵合金催化劑、量子點發光晶閘管、二維晶體管。有機物理方向有2項,分別為人工分子機器和超分子黏合劑。新興交叉方向有1項,為機械物理。其中,人工分子機器和機械物理都是第二次入圍Top10熱點前沿。
物理與材料科學領域共有2項研究榮獲新興前沿,且均與能源的轉化和儲存相關。“高性能HER和ORR光催化劑的開發及其在太陽能燃料合成中的應用”,主要涉及借助光催化劑,如共價有機框架化合物和金屬氧化物半導體(主要是BiVO4)等,通過氫還原反應(HER)和氧還原反應(ORR)將太陽能轉化為紅色燃料,如甲烷和氨水。而“聚合物介質電容器的制備”主要涉及借助聚合物作為電容器的介質,調整其組成和結構,實現電容器能量密度和放電效率的同時提升。
農業科學、植物學和昆蟲學領域
農業科學、植物學和昆蟲學領域穩居前10的熱點前沿分布廣泛,涉及乳品科學與工程、植物免疫調控、植物非生物脅迫響應機制、植物生長發育調控、植物基因組及植物營養等6個子領域。
農業科學、植物學和昆蟲學領域有1個方向入圍新興前沿,是“水果采摘機器人的辨識與定位方式”。
生態與環境科學領域
生態與環境科學領域的Top10熱點前沿主要分布在生態科學和環境科學兩個子領域,針對新型環境問題、新型解決方案的研究方向是本年度的主要關注點。
具體來看,環境科學子領域的熱點前沿主要涉及微塑膠、氣候變化、臭氧等新型環境問題,及新型底泥污染控制技術、廢水流行病。
生態科學子領域的熱點前沿主要涉及生物多樣性、生態整治兩個方面,具體包括“昆蟲衰退現況、滅絕危機與驅動誘因”、“全球湖泊生物多樣性危機及大壩對其的影響”及“‘基于自然的解決方案’的理論與應用”。
生態與環境科學領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”。
月球科學領域
月球科學領域是一門高度依賴觀測技術的學科,2023年月球科學領域Top10熱點前沿中有6個屬于地理學相關研究,3個大氣科學研究和1個行星地質學研究,且大多借助了月球系統模型和對地觀測技術等先進的技術技巧與模型,促使新的科學發覺。
月球科學領域有1項研究榮獲新興前沿,即“湯加火山噴發全球影響研究”。
化學學領域
化學學領域高踞前10位的熱點前沿主要集中于匯聚態化學、理論化學、高能化學、光學和量子化學。匯聚態化學方面的熱點前沿有4個,新型超導材料的研究表現突出,包括籠目超導材料、無限層型鎳絡合物以及富絡合物。據悉,過渡金屬絡合物的莫爾超晶格成為了新出現的熱點前沿。理論化學方面的熱點前沿有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。高能化學方面的熱點前沿有2個,部份子分布函數是新出現的熱點前沿,μ子反常磁矩的檢測連續2年榮獲熱點前沿。光學和量子化學各有1個新出現的熱點前沿,分別關注AlGaN深紫外發光晶閘管和雙場量子秘鑰分發。
化學學領域有1項研究榮獲新興前沿,即“基于W玻骰子質量精確檢測結果的理論研究”。
天文學與天體化學學領域
天文學與天體化學學領域高踞前十位的熱點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、銀河系星體暈等研究主題。總體來看,引力波相關研究仍是表現最為突出的研究主題,觀測發覺和理論研究并舉,涌現出“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、基于引力波風波觀測約束中子星性質、原初黑洞性質及引力波觀測、黑洞陰影和四維-Gauss-引力理論等多個熱點前沿。快榴彈電暴風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步入2023年熱點前沿行列。小型科學任務平臺產出仍然矚目,除兩大引力波偵測器外,“蓋亞”發布階段成果榜上有名。
天文學與天體化學學領域有2項研究榮獲新興前沿。
物理領域
物理領域高踞前十位的熱點前沿主要集中于擴充化學信息神經網路、猜想的證明、非線性時間分數階反應擴散多項式、樣本均數最優恐怕方式研究、二階能量穩定BDF數值格式、非線性動力學系統收斂性研究、基于隨機塊模型的社區發覺、基于深度學習的高維偏數值算法、回歸不連續性設計、貝葉斯多層次模型及應用研究等研究方向。與以往相比,2023年Top10熱點前沿既有延續又有發展。偏微分等式性質及求解研究以及非線性系統方向的多個熱點前沿連續多年入圍該領域的熱點前沿或新興前沿,推測的證明是該領域亮點研究成果的突出代表。
信息科學領域
信息科學領域高踞前十位的熱點前沿主要集中于人工智能基礎理論技巧、6G通訊、人-機交互、類腦智能、醫學信息處理等方向。人工智能基礎理論技巧方面的熱點前沿有5個,生成式對抗網路、寬度學習系統、用于邊沿估算的聯邦學習成為新的熱點前沿,可解釋人工智能從今年的新興前沿成為明年的熱點前沿;加強學習相關前沿多次出現在熱點前沿中,本期重點是促使強物理習解決真實世界問題的算法。6G通訊方面的熱點前沿有兩個,深度學習在化學層通訊中的應用首次成為熱點前沿,可構建智能超表面是從今年的新興前沿步入到明年的熱點前沿。在人-機交互方面,下一代VR/AR實時全息近眼顯示方式首次成為熱點前沿。在類腦智能方面,脈沖神經網路及其神經形態芯片首次出現。在醫學信息處理方面,用于腦聯通號剖析的頻域神經網路首次成為熱點前沿。
經濟學、心理學及其他社會科學領域
經濟學、心理學及其他社會科學領域高踞前10位的熱點前沿彰顯了經濟社會向數字化、綠色化變革發展的趨勢。“供應鏈風險管理及區塊鏈技術在其中的應用”、“消費者對在線外賣服務的使用和接受研究”和“人工智能(AI)倫理”3個熱點前沿注重數字化、智能化對經濟社會的改變和影響剖析。紅色可持續發展也是該領域熱點前沿中另一個突出的主題,有3個前沿方向與之相關物理學理論前沿,包括“綠色能源消費和經濟新政的不確定性研究”、“土地借助效率及可持續發展問題”、“綠色創新與環境績效”。個入圍前“運動心理學研究”是惟一一10的心理學領域的熱點前沿。據悉,“兒童和中學生體育鍛練干預舉措研究”也成為2023年熱點前沿。
經濟學、心理學及其他社會科學領域有1項研究榮獲新興前沿,即“以人為本、可持續性和富于彈性的工業5.0發展”。