2019中国科技论文统计结果:中国科技论文正向高质量转型

2019-12-19 中国教育报

中国科学技术信息研究所日前在京发布的2019中国科技论文统计结果,既展现出这种角色转换的历程,也再次印证了中国正在向全球高质量科研产出者迈进。

  以石墨烯为基础的新型晶体管,为我国未来实现超高速晶体管奠定了基础;“嫦娥四号”实现月球背面成功着陆;5G商用将世界带入高速互联时代;“飞秒激光直写”技术制备出大规模光量子计算芯片,使量子计算机获得超凡计算能力成为可能……在中美贸易摩擦背景下,这些不断刷新的“重大科研成果之最”,彰显着中国科研从昔日的“跟跑者”,正在向与西方发达国家“并跑”的历史性转变。

  中国科学技术信息研究所日前在京发布的2019中国科技论文统计结果,既展现出这种角色转换的历程,也再次印证了中国正在向全球高质量科研产出者迈进。

  中国论文质量与世界强国的差距在缩小

  论文发表后的被引用率,被国际学术界普遍认为是衡量一篇论文影响因子大小的一项重要指标。

  根据2019中国科技论文统计结果,2009年至2019年(截至2019年10月)我国科技人员共发表国际论文260.64万篇,比2018年统计时增加了14.7%;论文共被引用2845.23万次,与上一个统计年度相比,增加了25.2%,连续三年排在世界第二位。虽然中国论文被引用次数增长的速度显著快于大多数国家,但与排在第一位的美国的7468.9万次相比,还有很大差距。

  从篇均被引用率来看,我国平均每篇论文被引用10.92次,比上一年度统计时提高了9.2%。这意味着,从纵向比较,2009年至2019年10月间,我国国际科技论文的质量有了显著提升。

  但是,从横向比较的角度来看,本统计年度世界国际科技论文被引用次数的平均值达到每篇12.68次,比上一年度统计时的12.61次有所提高。这说明我国科技论文的质量虽然提升速度快,但与同期的世界平均值相比,还有不小的差距,需要进一步加快追赶步伐。

  如果我们进一步扩大横向比较的范围,很容易发现,中国与世界主要科技大国之间的差距依然较大。以2009至2019年间发表国际科技论文数超过20万篇的22个国家和地区作参照,如果按每篇论文的平均被引用次数排序,每篇论文平均被引用次数超过本统计年度12.68次这一平均值的国家,有13个。其中,瑞士、荷兰、美国、英国、瑞典、加拿大、比利时和德国的论文篇均被引用次数,都超过了15次。而中国则排在第16位,虽与日本、韩国的论文质量水平已非常接近,但仍远远落后于欧美传统科技强国。

  当然,中外之间虽然存在较大差距,但这不能否认过去一年中国国际科技论文质量大幅度提升的事实。按照中国科学技术信息研究所的通行做法,把统计年度内的论文被引用次数世界均值划一条线,将高于均线的论文称作卓越论文(即论文发表后的影响超过其所在学科的一般水平)。依据科学引文索引数据库(SCI)统计,2018年,中国卓越科技论文为31.59万篇,占论文总数的36.4%,较2017年增长了12.4个百分点。

  近年来,在衡量和对比不同国家和地区国际科技论文的水平时,国际学术界比较通行的做法,就是往往会把被引用次数处于世界前1%的论文,作为“高被引论文”,并将该指标纳入测度范围。假定论文高被引这一指标是科学的,那么,我们不妨将时间拉长到2009年至2019年的10年段,进行国际横向比较。

  数据显示,2009年至2019年,中国高被引论文数为30755篇,占世界份额的20.0%,数量比2018年增加了23.9%,排在世界第二位,位次比上一年度上升一位,占世界份额提高了近3个百分点。中国高被引论文数量虽与排名第一的美国73663篇相比,仍有差距,但与排名第三、第四和第五位的英、德、法三国的27905篇、18896篇和12415篇相比,差距正在拉开。这表明,过去一年间,中国国际科技论文的质量与同时期的欧洲科技强国相比,有了更为显著的提高。

  中国的这种进步态势,不仅体现为高被引论文数量的快速增长,还体现在能反映世界科学界最新科学发现和研究动向的热点论文数量增长上。这些发表后两年间被引用次数排在各学科前1‰的热点论文,在很大程度上被认为是世界科研前沿的风向标,往往能反映最新的科学发现和研究动向。换句话说,一个国家、一个地区的国际热点论文产量,在一定意义上反映了该国、该地区对于世界科研的贡献度。

  在本统计年度内,中国国际热点论文数为1056篇,占世界热点论文总数的32.6%,排在世界第二位。同期,美国热点论文数最多,达到1562篇,占世界热点论文总量的48.2%,英国以830篇、德国以511篇、法国以369篇,分列世界第三、第四和第五位。

  就世界各学科领域影响因子最高的期刊收录中国论文总量变化状态而言,2018年度,在世界178个学科领域155种高影响力期刊上发表的61420篇论文中,中国发表论文11318篇,比2017年度增加3059篇,占世界份额的18.4%,排在世界第二位;美国有22017篇,占世界份额的35.8%。

  从享有世界最高学术声誉的Science、Nature和Cell三大顶尖期刊来看,2018年度,在三大名刊发表的6641篇论文中,中国论文为429篇,单就论文数量,较上一年度增加了120篇,排在世界第四位,与2017年度持平。美国以2588篇,仍高居世界首位,英国和德国分列第二和第三位。

  就国际知名学术引文数据库收录中国科技期刊种类来看,中国科技期刊的知名度在稳步提高,这也在另一个侧面印证了中国科技论文质量的稳步提升。2018年,SCI数据库收录中国科技期刊187种,比2017年增加14种。

  中国挤进世界第一方阵的学科在增多

  和往年做法相似,中国科学技术信息研究所2019年发布的报告,依然聚焦了中国国际科技论文的产量、影响因子和产地,并希望借助论文产出学科领域的统计数据,反映当年中国各学科的科研优势和不足。

  2018年,全球学术界在关注什么?哪些学科领域是学界的“兴奋点”?在这些学科领域中,中国具有哪些优势?

  以SCI为例,2018年SCI收录论文最多的学科,依次是化学、临床医学、生物学、物理学、材料科学、电子通信与自动控制、基础医学、地学、计算技术和环境科学等10个学科。其中,化学有52584篇,临床医学有41966篇,生物学有40228篇,物理学有34406篇,材料科学有30793篇,电子通信与自动控制有21514篇,基础医学有20690篇,地学有14586篇,计算技术有14304篇,环境科学有13570篇。这组数据表明过去一年世界学术界开展科研的“兴奋点”,主要集中在以上10大学科领域。

  从2018年中国各学科产出论文数量和被引用次数及所占世界的比例来看,中国的材料科学、化学、工程技术、计算机科学、物理学和数学等6个学科产出论文的比例,超过世界该学科论文的20%;材料科学、化学和工程技术论文的被引用次数排名世界第一位,农业科学、生物与生物化学等9个领域论文的被引用次数挤入世界第二位。

  可见,这些学科在国际科学界排行榜上的跃升,在一定程度上表明中国学者在化学、计算机科学、工程技术、材料科学等学科领域的研究水平,已跻身世界科学研究的第一方阵,具有明显的比较优势。

  事实上,这一结论在其他几个顶尖的文摘和引文数据库中也可以得到印证。按照全球规模最大的文摘和引文数据库Scopus2018年收录中国论文的领域分布统计数据显示,Scopus2018年收录的中国论文数量最多的学科是工程技术,超过13万篇;论文数量超过5万篇的学科,还有工程、材料科学、化学、物理与天文学、生物化学遗传学和分子生物学以及医学等6个学科。这意味着与这些学科相关的科学问题,是2018年我国学者研究最为活跃的领域。

  在众多活跃领域中,中国学者在医学和生命科学方面的研究成果比较突出。以美国《医学索引》收录中国论文情况为例,2018年该数据库收录的中国论文有18.85万篇,比2017年增加了33.3%,占世界总数的15.8%。

  不仅如此,其实,我国学者在相关学科领域开展科学研究的活跃程度也能从各类国际会议中得到印证。依据《科技会议录引文索引》2018年收录的世界重要会议论文分布状况,2018年,收录第一作者单位为中国的科技会议论文共计7.37万篇,与2017年基本持平,占世界的14.7%,排在世界第二位。2018年,中国科技人员共参加了在86个国家(地区)召开的2849个国际会议,发表的国际会议论文最集中的分别是电子通信与自动控制、计算技术、临床医学、能源科学技术、物理、环境科学、材料科学、地学和化学与核科学技术等10个学科。

  通过对国际学术界普遍认可的三大顶尖数据库的统计分析,我们发现,医学、化学、物理学、材料科学、生物科学、计算技术、环境科学、电子通信与自动控制等领域,既是中国学者研究的“兴奋点”,也属于国际学术界研究的热点。

  与往年相比,中国的社会科学有了比较明显的进步。在2018年SSCI数据库收录的35.37万篇世界论文中,中国论文有2.64万篇,占世界论文总数的7.5%,增长32%,居于世界第三位,较2017年排名上升一位。中国在国际社会科学期刊上发表的论文,涉及39个学科,其中经济学、教育学、社会学、管理学、语言文字和图书情报学是发表论文最集中的6个学科。

  当然,在这些显著进步的背后,我们也应当清醒地看到,我国学者除了在为数不多的几个领域研究具有学术优势外,像社会科学、精神病学与心理学、神经科学与行为学等领域的研究,依然与世界主要的科研强国存在较大差距。这种“偏科”也提示我们:未来,我国的科学研究要在存在短板的学科领域加强建设,倾斜更多资源。

  与前三个统计年度情况相似的是,从国际论文的地区分布来看,北京、江苏、上海、广东、浙江和湖北6个省市不仅仍然是论文产量比较高的地区,而且国际论文10年累计被引用篇数也是排在全国前列的地区。这种分布态势,说明一个地区国际论文的产量和质量,与该地区的高等教育资源、科研院所布局以及经济社会发展水平存在正相关关系。

  科研国际合作重要性日益显现

  2019中国科技论文统计结果表明,科研的国际合作,已成为世界各国科技发展战略中的重要组成部分。通过国际合作,有效整合了创新资源、提高了创新效率。

  这种国际合作的趋势,在大学之间、大科研项目的跨国合作方面,表现尤其明显:一方面像哈佛大学、耶鲁大学和斯坦福大学等在内的许多世界顶尖大学都进入中国建立中心,以加强科学合作;另一方面,具有投资强度大、多学科交叉、实验设备复杂、研究目标宏大等特点的大科学研究,正在成为国际科学合作的热点领域。比如,像国际热核聚变实验堆计划、国际综合大洋钻探计划、全球对地观测系统等一系列大科学研究项目,少则吸引数十个国家和地区的科学家参与,多达联合几百个上千家来自不同国家(地区)的科研机构参与攻关。中国通过参与这些国际合作平台的建立,表明中国已具备了参与国际大科学和大科学合作的能力。

  中外科学家合著论文,作为国际合作的重要形式之一,其数量和质量的变化也在一定程度上反映出中国科学研究的国际合作步伐正在加快。根据SCI数据库的统计,2018年收录的中国论文中,国际合作产生的论文为11.08万篇,比2017年增加了1.34万篇,增长了13.8%。国际合著论文占我国发表论文总数的26.5%。2018年,中国作者为第一作者的国际合著论文共计76622篇,占我国全部国际合著论文的69.1%,合作伙伴涉及157个国家(地区);其他国家作者为第一作者、我国作者参与工作的国际合著论文为34220篇,合作伙伴涉及182个国家(地区)。

  不过,值得注意的是,在2018年度国际大科学的研究领域,以中国科研人员为第一作者的国际论文数量虽有显著增加,但在中国科研人员参加的所有论文中的占比依然偏低。

  在2018年中国发表的国际论文中,作者数大于1000、合作机构数大于150个的论文共有300篇,较上一个统计年度的218篇,增长了37.6%;作者数超过100且合作机构数大于50个的论文共计583篇,增长了14.7%,涉及高能物理、天文与天体物理、医药卫生和生物学等学科。其中,中国机构作为第一作者的论文仅为45篇,其中中科院高能物理所有38篇,参与合作的国家(地区)有德国、美国、巴基斯坦、俄罗斯、印度、意大利、蒙古、荷兰、韩国、塞浦路斯和瑞典等。

  这不只是体现在科研重要呈现方式的科技论文上。实际上,比较当今世界重大的科学研究,不论是国际热核聚变实验研究(ITER)、欧洲核子研究中心的强子对撞机(LHC)等重大科技攻关项目,还是跨学科专业的单项研究,科学研究跨国界、跨学科领域的发展趋势越来越明显。

  按照2019年11月21日出版的《自然》增刊“自然指数—科研合作和大科学”显示:2012年以来,在自然指数覆盖的期刊中,涉及国际合作的文章数量增幅为21%(物理)到48%(化学)之间。其中,自然指数追踪的中国与美国科研人员合作完成的论文数量由2015年的3413篇增至2018年的4631篇,而英国与欧盟科研人员的合作论文数量自2016年以来就已停滞不前。这表明,中美科研机构在逆风中依然保持着强劲合作的势头。

  校企之间成果转化差距在拉大

  与前几个统计年度的情况相似,基金或项目资助对于我国国际论文产出数量的增加和质量的提升,作用明显。

  2018年,由国家各级基金或项目资助产生的中国国际论文达到35.56万篇,其中高校占79.22%,比四年前缩减了4.68个百分点;研究机构占9.4%,比四年前缩减了3.8个百分点。这些论文主要分布在化学、物理、生物、临床医学、材料科学和通信与自动控制、基础医学、地学等领域。

  就产出论文的质量而言,高校仍然是卓越论文的产出主体。从国际最具影响力期刊上发表的论文来看,2018年度,中国学者在世界178个学科领域影响因子最高的155种期刊上发表的61420篇高水平论文中,66.9%论文是受国家自然科学基金资助产出。这些发表在世界各学科高影响力期刊上的论文,约八成产自高校。其中,清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、浙江大学分别以427篇、348篇、343篇、321篇和303篇,分列前五名。

  总体而言,通过分析本年度的统计数据,我们不难发现:过去一年,尽管中国国际科技论文的产量和质量均有所提高,但成果转化率低,依然是制约科研良性发展的重要短板。

  发明专利作为衡量技术创新的一项重要指标,我们不妨将其纳入观测的依据。根据中国科学技术信息研究所援引经合组织2019年11月11日的数据显示,2017年中国发明人拥有的三方专利数为4215项,占世界的8.8%,较2015年增长了3.6个百分点,仅落后于日本、美国和德国,排在世界第四位。

  根据2018年美国专利商标局的国外专利授权统计,中国申请人获得的专利授权共15946件,占美国国外专利授权总数的9.6%,排在第四位,位次与2017年持平,仅落后于日本、韩国和德国。

  若依据中国科学技术信息研究所援引《德温特世界专利索引数据库》(DWPI)的统计数据显示,2018年在中国公开的授权发明专利约43.23万件,较2017年增长2.9%。按第一专利权人(申请人)的国别看,中国机构(个人)获得授权的发明专利数约为33.52万件,占比77.5%。

  从获得授权的发明专利的机构类型看,2018年度,中国高校获得约7万件授权发明专利,占中国(不含外国在华机构)获得授权发明专利数量的20.7%,较四年前缩减了2.7个百分点;研究机构获得约2.7万件授权发明专利,占总数的8.2%,较四年前缩减了0.12个百分点;公司企业获得约21.5万件授权发明专利,占总数的64.2%,较四年前增加了7.55个百分点。

  这说明随着第四次工业革命的兴起以及世界范围内的产业转型升级,相对于高校来说,公司和企业在科研成果转化为现实生产力方面的优势更加明显,而作为科研成果产出“大户”的高校和研究机构,则在科研成果转化方面存在明显的“短板”问题,日益突出。这就需要未来我国在打通科技创新链方面,充分发挥校企各方的优势,进一步补齐“短板”,加长“长板”,以促进科研成果的有效转化。

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