全球物理學研究現狀及對我國物理學發展的啟示＊
——基于ESI 數據庫

陳京蓮

（井岡山大學圖書館,江西 吉安 343009）

近年來，我國推出了建立世界一流大學和一流學科的宏偉計劃，2017 年1 月，教育部、財政部、國家發展改革委印發《統籌推進世界一流大學和一流學科建設實施辦法（暫行）》，標志著我國的“雙一流”建設項目進入具體的實施操作階段。“雙一流”建設的目標是進入世界一流大學和一流學科前列或行列，是突破性工程，重在扶優扶強、引領示范，必須堅持高水平、鼓勵高水平、支持高水平。一個學科要躋身世界一流學科的行列，必須了解該學科的世界發展態勢。而物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科，物理學研究大到宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律，是其他各自然科學學科的研究基礎和科學技術發展的源泉。縱觀近現代科學技術的發展歷史，從卡諾熱機到發電技術的突破，從原子能級的躍遷到激光器的產生，從半導體器件到當今的量子通信等，每次重大科學技術的發展都離不開物理學基礎研究的重大突破。由此可知，物理學的發展對人類生活會產生巨大的影響，是社會發展的重要推動力。因此，本文擬利用ESI 數據庫來研究全球物理學學科發展研究現狀，以期為我國物理學學科的發展提供相關的信息和有益的參考，同時，為提高我國物理學學科的水平和持續發展提供一些思路。

1 ESI 簡介及研究現狀

ESI 即Essential Science Indicators，中文為基本科學指標，是美國科學信息研究所（ISI）在2001 年推出的衡量科學研究績效、跟蹤科學發展態勢的基本分析工具，是基于ISI 引文索引數據庫收錄的全球9 000 多種學術期刊所有文獻記錄而建立的計量分析數據庫[1]。ESI 已成為當今世界范圍內普遍用以評價高校、學術機構、國家/地區國際學術水平及影響力的重要評價工具之一，ESI 共分為22 個學科：Agricultural Sciences（農業科學）、Biology &Biochemistry（生物學與生物化學）、Chemistry（化學）、Clinical Medicine（臨床醫學）、Computer Science（計算機科學）、Economics &Business（經濟商學）、Engineering（工程）、Environment&Ecology（環境與生態科學）、Geosciences（地理學）、Immunology（免疫學）、Space Science（空間科學）、Social Sciences,General（一般社會科學）、Psychiatry Psychology（精神病學心理學）、Plant &Animal Science（植物與動物科學）、Physics（物理學）、Pharmacology &Toxicology（藥理學和毒理學）、Neuroscience &Behavior（神經系統和行為科學）、Multidisciplinary（多學科）、Molecular Biology &Genetics（分子生物學和遺傳學）、Microbiology（微生物學）、Mathematics（數學）、Materials Science（材料科學）。目前，不少業內人員充分利用ESI 數據庫進行檢索，并對檢索結果進行深度分析。例如邵菊芳等[2]利用基本科學指標數據庫（ESI），檢索國際社會科學領域近2 年內的熱點文章進行統計分析。董彥邦等[3]研究了全球學科排名和ESI 數據庫里的研究前沿之間的關系，從而揭示了我國高等院校在學科評價體系中的問題，并提出改進的策略。方紅玲等[4]檢索了ESI 數據庫中全球眼科學的高被引論文，分析其特征，有利于國內期刊編輯了解當前全球眼科學發展態勢和研究熱點，也為國內眼科學者的科研選題指明方向。

2 數據來源和研究方法

本文數據依據科睿唯安公司的ESI 2020 年5月14 日最新數據（數據覆蓋時間為2010.1.1-2020.2.29），檢索時間為2020 年5 月15 日。具體做法是：在Web of Science 檢索平臺點擊ESI 進入，在主界面的Research fields 中選擇Physics，檢索導出至Excel 表格進行分析。采用的研究方法為文獻計量方法分析全球范圍內物理學的研究現狀，了解我國物理學在全球中的地位和水平，為我國物理學的研究和發展提供信息和參考。

2.1 國家分布

熱點論文是統計某一ESI 學科最近兩年發表的論文，按照最近兩個月里被引用次數進入前0.1%的論文而給出的。通過檢索，得到本期ESI 物理學的熱點論文共216 篇。由于ESI 里的熱點論文是統計最近兩年發表的論文，因此，可以不必對論文進行時間上的細分。我們統計了排名前10 的國家或地區，從表中可以看出美國論文數為110 篇，居第一位，中國大陸89 篇，和美國相差不是很大，但是比第三位的德國多出42 篇，在數量上是有優勢的。排在第四位到第十位的依次是日本、瑞士、法國、英國、印度、西班牙、意大利。見表1。

表1 全球物理學熱點論文國家分布（前10 名）

2.2 機構分布

在ESI 數據庫里，很多論文會涉及多個作者或多個機構，這些作者和機構不管出現的順序在哪里，都平等地計算一次論文數量和機構，這樣就會出現一篇論文分屬多個機構或多個作者的情況。根據被引頻次遞減排名，列出了前10 名機構（見表2），從表中可以看出，10 個機構中，有8 個是美國的，一個是俄羅斯科學院，一個是法國國家科學研究院。從發文數量來看，前10 個機構共發文117 篇論文，美國共95 篇，俄羅斯12 篇，法國10 篇。可見，美國在物理學領域的研究有著較大的優勢。10 個機構中，有6 個屬于研究科研機構，4 個屬于大學，可見在物理學熱點論文中，科研機構和大學的貢獻不相上下。

表2 全球物理學熱點論文發文機構（前10 名）

中國大陸共有30 個機構出現在216 篇論文中（見表3），分別是北京大學、中國科學院、中國科學院物理研究所、中國科學院大學等30 個機構，由于ESI 里面計算機構數不區分第一作者和通訊作者，在這30 個機構中有9 個機構以第一作者或通訊作者發表了論文，分別是中國科學院、中國科學院物理研究所、中國科學院大學、復旦大學、浙江大學、北京理工大學、河南大學、鄭州大學、華中科技大學。9 個機構中有7 個是大學，2個是研究所，可見我國物理學學科研究所和大學均具有一定的實力，其中，發文最多的是中國科學院6 篇，中國科學院大學和復旦大學都為3 篇，中國科學院物理研究所和浙江大學均為2 篇，其他機構均為1 篇。

表3 中國物理學進入ESI 熱點論文的機構

2.3 期刊分布

檢索得到的216 篇物理學熱點論文，分布在51種期刊上，選取被引頻次排名前10 的期刊分析（見表4），可以看出這10 種期刊4 種是英格蘭出版的，6 種是美國出版的，出版語言均是英語。可見，目前物理學的頂級期刊都集中在美國和英格蘭。排名第一的《Nature》是當今世界上歷史悠久，享有盛譽的科學雜志之一，距今已有一百五十多年的歷史，與當今大多數科學雜志專一于一個特殊的領域不同，其是少數依然發表來自很多科學領域的一手研究論文的雜志。在許多科學研究領域中，很多最重要、最前沿的研究結果都是以短訊的形式發表在《Nature》上。因此，該期刊會定期刊載科學技術各個領域的重要研究成果，甚至還刊載相關的新聞以及一些科學家對目前科技發展的動態和趨勢判斷的文獻。排名第二的《Physical Review D》是美國出版的期刊，主要出版類別有粒子場、天文學、天體物理學，也是物理學中的頂級期刊。

表4 全球物理學熱點論文期刊分布（前10）

2.4 學者分析

被引頻次是同行認知的一種形式，通常反映的是科研群體對于科學家的依賴程度[5]。ESI 就是根據11 年的數據，對各個科學家的被引頻次進行統計匯總，排列在前1%的入選。選取前17 位科學家來分析（見表5），主要因為從5 名開始，共17 個科學家的被引頻次都是2 138 次，從表5 中可以看出排名第一的是英國倫敦大學學院的Lahav O，被引頻次為2 282 次，排名第二的是歐洲核研究組織的Moortgat F，排名第三的是兩位科學家，分別是新西伯利亞州立大學的Eidelman S 以及巴克核物理研究所的Eidelman S，兩人名字一樣，但是署名單位不同，不能確認是否為同一個人。排名前17 位科學家中沒有中國學者的名字。

表5 全球物理學熱點論文學者被引頻次排名表（前17 名）

續表5

3 思考與啟示

通過對全球物理學熱點論文的檢索和分析可以看出，雖然在入選數量上我國大陸地區是有優勢，但是，在論文的影響力方面還有待提高，尤其是論文的被引頻次上還有很大的提升空間和潛力。

3.1 國內機構要樹立長遠目標提升國際影響力

建議國內具有實力的科研機構將進入ESI 前0.1%熱點論文作為長遠目標，目前，我國進入熱點論文的機構是30 個，各科研機構和大學要努力提升我國物理學領域研究的國際影響力。其中途徑之一就是建議在我國物理學領域高度重視國內及國際的通力合作，特別是應與國外著名研究機構加強合作，從而不斷提升研究水平和論文質量[6]。因為ESI 數據庫計算機構不分排名先后，凡是出現了一次就計算一次，這樣加強國際合作，尤其是加強與那些已經進入熱點論文的機構進行合作更能直接提升國際影響力，比如美國國家實驗室、俄羅斯科學院、美國芝加哥大學等。

3.2 完善評價和獎勵機制，激發積極性

目前，國內科研機構和大學評價科研工作者的業績以及晉升職稱的方式，仍然是以第一作者或者通訊作者發表論文的數量來評價，并且，主要看論文發表期刊的影響因子和分區情況，對被引頻次只是作為參考，建議將論文數量、期刊影響因子和分區、被引頻次三者結合考慮，可以在三者之間設置一定的分值比例，以最后的分值確定業績。這樣就兼顧了論文的學術影響力，對我國機構在ESI 中的排名和學術地位有提升作用。同時，對非第一作者和通訊作者的論文也視論文的分量給予一定重視和激勵，為了避免國內各機構同一篇論文互相掛名的弊端，可以考慮同一學者與國內合作者合作及與國外合作者合作適當區別對待的策略，鼓勵學者多進行國際交流和合作。進一步完善現有評價和獎勵機制，充分調動學者的積極性，為我國物理學的研究創造更好的學術環境。

3.3 創辦英文科技期刊，擁有學術主動權

216 篇熱點論文共登載在51 種期刊中，共有3種中國大陸出版的期刊，分別為Nano Research、Licht-Science&Applications、Chinese Physics Letters。

Nano Research 是2008 年由清華大學出版的月刊，期刊影響因子為8.515，是中國大陸這3 種期刊中載文最多，影響力最大的期刊，該期刊共刊載熱點論文4 篇，被引頻次達到272 次。主要刊登化學、科學與技術、材料科學、物理等方面的內容。Light-Science &Applications 是由中國科學院長春光學精密機械與物理研究所與中國光學學會共同主辦，與自然出版集團（現更名為Springer Nature）合作出版的全英文開放獲取（OA）國際學術期刊。創刊于2012 年，是自然出版集團在中國出版的第一本OA物理類期刊，主要登載內容為光學領域基礎、應用基礎以及工程技術研究及應用方面的高水平最新研究成果，包括小尺度光學、特種光學、光學材料及處理、光學元件制備、光學數據傳輸、光學測量、光學在生命科學及環境科學等領域的應用等方面的高質量、高影響力的原創性學術論文、News &Views、快報、展望和綜述文章。Chinese Physics Letters 是由中國科學院物理研究所和中國物理學會主辦的月刊，也由英格蘭出版。

2017 年1 月，國務院發布的《國家教育事業發展“十三五”規劃》中明確指出，支持高校建設一批優秀外文學術期刊。全國各個科研機構和高等院校可以以此為契機，進一步創辦前沿性和交叉性的英文科技期刊，提高科技期刊的論文質量，擴大學術影響力，掌握更多的學術主動權。

3.4 發表高質量論文，提高被引頻次

論文的被引頻次是文獻計量學評價中最常用的一個指標，一般來說，在排除負面引用和不正當引用的情況下，被引頻次越高代表論文質量就越好[7]。雖然對于被引頻次能否客觀反映科研質量的問題，學術界有不同的聲音，支持者認為大量的文獻都表明被引頻次可以作為科研工作的合理代理[8]。反對者則認為，被引頻次不能很好地反映科研工作的質量，因為，還有很多其他的因素，并非科研質量，都能影響被引頻次的大小。目前，在ESI 數據庫，還是以被引頻次來衡量學者的科研質量。

在全球216 篇熱點論文中，中國大陸被引頻次排在第一位的是北京大學的Zhu S L，被引頻次是803 次，排在世界第53 位，排在第二位的是清華大學的Du Z、Fan X、Cao J、Li J，文獻被引頻次是750次，第三位是清華大學的Guo X，文獻被引頻次是609 次。總體來看，雖然我國的文獻數量位居世界第二位，但是，論文的影響力還是比較靠后，這方面有較大的空間可以提升。因此，各科研機構和各高等院校要制定相應的政策，鼓勵學者發表高水平的論文，對已經進入高被引論文和熱點論文的進行鼓勵，引導學者關注學科研究前沿和熱點，把握學科發展的最新動向，捕捉住當前的研究熱點問題，寫出具有創新性的學術論文，從而提高被引頻次，提升學術知名度。