未来十年前沿研究方向（11大领域148个热点和新兴前沿发布）

作者 | 郑金武

11月13日，中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合向全球发布了《2020研究前沿》报告。

报告基于2014年-2019年的论文数据，遴选展示了在农业科学、植物学和动物学，生态与环境科学，地球科学，临床医学，生物科学，化学与材料科学，物理学，天文学与天体物理学，数学，信息科学，经济学、心理学及其他社会科学等11个高度聚合的大学科领域中，较为活跃或发展迅速的110个热点前沿和38个新兴前沿，较为客观地反映了相关学科的发展趋势。

1. 农业科学、植物学和动物学

Top10热点前沿主要分布在食品科学与工程、动物传染病、植物生理、作物科学、药用植物、动物营养六个子领域。其中，食品科学与工程热点前沿数量最多，有3个，分别是粮食加工方法、果蔬干燥加工和食品智能包装研究。

注：紫色为重点热点前沿（下同）

该领域中，“可降解废弃物资源化利用生物学调控技术及机制研究”为新兴前沿。

2. 生态与环境科学

Top10热点前沿主要分布在生态科学、环境科学两个子领域。生态科学子领域热点前沿涉及物种入侵、森林生态及生态模型方向；环境科学子领域热点前沿涉及污水处理的原理和技术、大气污染、环境污染物的环境特征与风险研究。

该领域中，“生物柴油中混合组分和添加剂对柴油机性能和排放的影响”为新兴前沿。

3. 地球科学

Top10热点前沿主要分布在地质学、海洋科学、气候变化三个子领域。其中，7个TOP10热点前沿属于地质学相关研究，包括流体注入引发的地震活动研究、利用好奇号开展盖尔陨石坑的岩石矿物学研究等。

该领域中，“印度尼西亚火山喷发预测模型研究”为新兴前沿。

4. 临床医学

Top10热点前沿主要分布在肿瘤免疫与靶向治疗、新型靶向药物治疗常见慢性病、神经退行性疾病早期诊断、医学人工智能、生物类似药规范使用、器官移植等领域。

该领域中，共有14个新兴前沿，主要涉及肿瘤防治、肠道微生物与疾病关系、口服多肽药物治疗糖尿病、乙肝阳性供体器官移植管理四大领域。

5. 生物科学

Top10热点前沿主要分布在神经系统疾病、肠道微生物与人体疾病、耐药菌、抑郁症、肿瘤相关基础研究、蛋白质靶向降解、碳酸酐酶抑制剂等方向。

该领域中，共有9个新兴前沿，主要研究主题包括神经系统疾病、肿瘤相关基础研究、肠道微生物、抑郁症、基因编辑技术等相关研究。

6. 化学与材料科学

Top10热点前沿主要分布在有机合成、光学材料、气体分离和纯化、储能材料、电池材料、二维材料等方向。

该领域中，共有6个新兴前沿，主要涉及催化剂的制备和应用、电池、纳米生物材料、生物降解材料、化学工艺和废水处理等领域。

7. 物理学

Top10热点前沿主要分布在凝聚态物理、高能物理、量子物理、理论物理、光学等领域。

该领域中，共有2个新兴前沿，一项聚焦理论物理研究，即“Gauss-Bonnet引力下的黑洞自发标量研究”，一项聚焦凝聚态物理研究，即“二维范德瓦尔斯异质结的莫尔超晶格研究”。

8. 天文学与天体物理学

Top10热点前沿主要围绕“一黑两暗三起源”重大科学问题展开。其中，4个热点前沿涉及引力波观测与理论研究以及与之相关的黑洞和中子星性质研究。

该领域中，“弦论‘沼泽地’猜想与宇宙学”为新兴前沿。

9. 数学

Top10热点前沿主要分布在样本均数最优估计方法、神经网络中的奇异态研究、偏微分方程性质及求解研究、多层贝叶斯建模、高维模型性质及应用研究、概率布尔网络的优化控制研究、变分不等式问题、不动点问题的迭代算法等领域。

10. 信息科学

Top10热点前沿主要分布在深度学习和强化学习、移动边缘计算、无人机通信、图像处理、长距离连续变量量子密钥分配等方向。

11. 经济学、心理学及其他社会科学

Top10热点前沿中，有4 个热点前沿与数字经济和智能化社会相关，有3个热点前沿与资源和环境问题相关，有1个热点前沿与心理学问题相关。

该领域中，共有3个新兴前沿，分别为“区域可再生能源与经济发展”、“养育方式和短期/长期社会化结果”和“人工智能对区块链智慧合约的推动在供应链管理和智慧城市中的应用”。

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