世界最新科技前沿技术（2022研究前沿）

来源：中国科学院

科学研究的世界呈现出蔓延生长、不断演化的景象。科研管理者和政策制定者需要掌握科研的进展和动态，以有限的资源来支持和推进科学进步。对于他们而言，洞察科研动向、尤其是跟踪新兴专业领域对其工作具有重大的意义。《2022 研究前沿》分析报告仍然以文献计量学中的共被引分析方法为基础，基于科睿唯安的 Essential Science IndicatorsTM (ESI) 数据库中的 12610 个研究前沿，遴选出了 2022 年自然科学和社会科学的 11 大学科领域排名最前的 110 个热点前沿和 55 个新兴前沿。

1·农业科学、植物学 和动物学

农业科学、植物学和动物学领域位居前十位的热点前沿主要分布在食品科学与工程、植物基因组、植物抗性机理和动物疫病传播研究等四个子领域。与往年相比，上述四个子领域均有多个研究主题多次入选Top10热点前沿。

2·生态与环境科学

全球性的生态环境问题及新冠肺炎疫情相关的生态环境问题仍是本年度的主要关注点。具体来看，环境科学子领域的热点前沿主要涉及新冠肺炎疫情相关环境研究，及有机污染物、微塑料、重金属等污染物的环境特征、风险与控制研究。生态科学子领域的热点前沿主要涉及生物多样性、森林生境和土壤生态三个方面，具体包括“昆虫衰退现状、灭绝危机与驱动因素”、“森林生境破碎化的全球模式及其对生物多样性的影响”和“不同材料堆肥过程中腐殖质的形成机制及微生物的作用”。其中，生物多样性相关研究持续多年成为研究热点，如“昆虫衰退现状、灭绝危机与驱动因素”是连续第二年入选热点前沿。

3·地球科学

放射性碳测年技术首次入围，凸显地球科学研究测试技术的重大进步。从地球系统科学视角开展气候变化相关研究持续升温，基于多种地球系统模型的气候敏感性评估以及南极洲和格陵兰岛冰量损失对海平面变化的影响研究连年上榜。华北克拉通金矿床时空演化与构造环境研究、天然气水合物成藏机制与开采技术进展等亦多年入选，再次印证地球科学为人类认知和利用地球作出源头贡献。

4·临床医学

自2019年底确认，新冠肺炎疫情已造成全球超6亿人感染、600多万人死亡，至今仍然是国际公共卫生和现代医学面临的重大挑战。非酒精性脂肪肝病是全球最常见肝病，其病理机制、病情进展等方面的异质性使其逐步成为争论焦点。

5·生物科学

“新型冠状病毒刺突糖蛋白的结构、功能和抗原性”在2021年就已经成为热点前沿，2022年又有了新的研究进展，并继续作为本领域的热点前沿。此外还有两个与新型冠状病毒疫苗相关的研究热点：“多种新型冠状病毒疫苗的研制”和“新型冠状病毒表位肽疫苗的研制”。

6·化学与材料科学

电池方向有2项，分别是水系锌离子电池和锂硫电池。分别是“自供电可穿戴织物”“具有圆偏振发光性质的热激活延迟荧光材料”“多金属氧簇研究”。新兴交叉方向有2项。另一项是“机械化学”。

7·物理学

凝聚态物理方面的热点前沿有5个，笼目晶格金属、磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4、高效金属卤化物钙钛矿发光二极管成为了新出现的热点前沿，非厄米系统的拓扑态连续3年入选热点前沿，高压下富氢化合物的高温超导电性连续2年入选热点前沿。高能物理方面的热点前沿有3个，μ子反常磁矩的测量是新出现的热点前沿，味对称性与轻子质量的研究继续作为热点前沿，四夸克和五夸克态奇特强子继2017-2020连续4年入选之后、第5次入选热点前沿。理论物理方面的热点前沿有2个，分别聚焦量子场论中的散射振幅研究和绝对平行引力理论。

8·天文学与 天体物理学

引力波的观测发现及其引发的相关研究在天文学与天体物理学领域产生了深远影响，众多热点前沿与此相关，如黑洞和中子星等致密天体观测及性质研究、双致密天体并和事件研究等。大型科学任务平台继续发挥极高的影响力，“帕克太阳探测器”（PSP）、“太阳轨道器”（Solar Orbiter）等任务的阶段性和集中产出榜上有名。黑洞、暗物质、恒星及行星系统形成等“一黑两暗三起源”相关的研究主题依旧表现突出。

9·数 学

数学领域位居前十位的热点前沿主要集中于最佳子集选择、TauTilting有限代数、基于深度学习的高维偏微分方程数值算法、非线性时间分数阶反应-扩散方程、无导数优化方法、相场模型的高精度能量稳定数值格式、深度神经网络的最优逼近、8维及24维空间等体球体最密堆积问题、稳定算子的正则理论、维诺格拉多夫中值定理中主要猜想的证明等研究方向。

10·信息科学

面对深度神经网络模型的“黑匣子”，XAI 从算法模型生命周期的各个环节介入，通过对数据、模型和结果的解释，解决深度学习机制下技术细节不透明的问题，帮助使用者排除模型故障或提升性能。与传统 AI 相比，XAI 更加注重可信度、因果关系、公平性、透明性和隐私意识，因此，未来在医疗、司法、安全、金融等关键领域具有广阔的应用前景。新兴前沿“可解释人工智能”，重点综述了可解释人工智能技术的发展情况。

11·经济学、心理学 及其他社会科学

新冠肺炎（COVID-19）疫情在全球持续蔓延，疫苗接种对防止新冠肺炎疫情蔓延至关重要，但由于新型冠肺炎疫苗研制时间较短，出于对疫苗安全性的担忧，很多地方出现了“疫苗犹豫”现象，这也成为全球范围内接种高传染性疾病疫苗的障碍，不利于疫情防控。因此，调研分析全球各地“疫苗犹豫”现状，以及哪些人群是“疫苗犹豫”最严重的人群，对于有针对性地开展政策干预和干预教育，以防控新冠肺炎疫情蔓延具有重要意义。该问题成为“经济学、心理学及其他社会科学领域”的新兴前沿之一。

一是参与护理新冠病毒阳性患者的医护人员以及认为自己有患病风险的个人更倾向于接受疫苗接种，而不照顾阳性患者的父母、护士和医务人员对疫苗的犹豫程度更高。

二是年龄较大、男性、白人或亚洲人的受访者比其他群体更有可能接种疫苗，女性、黑人、拉丁裔和农村人员愿意在疫苗上市后立即接种的比例较小。

三是新冠肺炎大流行对流感疫苗的接受率没有积极影响。

四是安全性、有效性和开发 / 批准速度被认为是影响新冠肺炎疫苗接种犹豫的主要因素，这些必须在疫苗接种活动之前或期间解决。

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