全球物理学研究现状及对我国物理学发展的启示＊
——基于ESI 数据库

陈京莲

（井冈山大学图书馆,江西 吉安 343009）

近年来，我国推出了建立世界一流大学和一流学科的宏伟计划，2017 年1 月，教育部、财政部、国家发展改革委印发《统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法（暂行）》，标志着我国的“双一流”建设项目进入具体的实施操作阶段。“双一流”建设的目标是进入世界一流大学和一流学科前列或行列，是突破性工程，重在扶优扶强、引领示范，必须坚持高水平、鼓励高水平、支持高水平。一个学科要跻身世界一流学科的行列，必须了解该学科的世界发展态势。而物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大到宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，是其他各自然科学学科的研究基础和科学技术发展的源泉。纵观近现代科学技术的发展历史，从卡诺热机到发电技术的突破，从原子能级的跃迁到激光器的产生，从半导体器件到当今的量子通信等，每次重大科学技术的发展都离不开物理学基础研究的重大突破。由此可知，物理学的发展对人类生活会产生巨大的影响，是社会发展的重要推动力。因此，本文拟利用ESI 数据库来研究全球物理学学科发展研究现状，以期为我国物理学学科的发展提供相关的信息和有益的参考，同时，为提高我国物理学学科的水平和持续发展提供一些思路。

1 ESI 简介及研究现状

ESI 即Essential Science Indicators，中文为基本科学指标，是美国科学信息研究所（ISI）在2001 年推出的衡量科学研究绩效、跟踪科学发展态势的基本分析工具，是基于ISI 引文索引数据库收录的全球9 000 多种学术期刊所有文献记录而建立的计量分析数据库[1]。ESI 已成为当今世界范围内普遍用以评价高校、学术机构、国家/地区国际学术水平及影响力的重要评价工具之一，ESI 共分为22 个学科：Agricultural Sciences（农业科学）、Biology &Biochemistry（生物学与生物化学）、Chemistry（化学）、Clinical Medicine（临床医学）、Computer Science（计算机科学）、Economics &Business（经济商学）、Engineering（工程）、Environment&Ecology（环境与生态科学）、Geosciences（地理学）、Immunology（免疫学）、Space Science（空间科学）、Social Sciences,General（一般社会科学）、Psychiatry Psychology（精神病学心理学）、Plant &Animal Science（植物与动物科学）、Physics（物理学）、Pharmacology &Toxicology（药理学和毒理学）、Neuroscience &Behavior（神经系统和行为科学）、Multidisciplinary（多学科）、Molecular Biology &Genetics（分子生物学和遗传学）、Microbiology（微生物学）、Mathematics（数学）、Materials Science（材料科学）。目前，不少业内人员充分利用ESI 数据库进行检索，并对检索结果进行深度分析。例如邵菊芳等[2]利用基本科学指标数据库（ESI），检索国际社会科学领域近2 年内的热点文章进行统计分析。董彦邦等[3]研究了全球学科排名和ESI 数据库里的研究前沿之间的关系，从而揭示了我国高等院校在学科评价体系中的问题，并提出改进的策略。方红玲等[4]检索了ESI 数据库中全球眼科学的高被引论文，分析其特征，有利于国内期刊编辑了解当前全球眼科学发展态势和研究热点，也为国内眼科学者的科研选题指明方向。

2 数据来源和研究方法

本文数据依据科睿唯安公司的ESI 2020 年5月14 日最新数据（数据覆盖时间为2010.1.1-2020.2.29），检索时间为2020 年5 月15 日。具体做法是：在Web of Science 检索平台点击ESI 进入，在主界面的Research fields 中选择Physics，检索导出至Excel 表格进行分析。采用的研究方法为文献计量方法分析全球范围内物理学的研究现状，了解我国物理学在全球中的地位和水平，为我国物理学的研究和发展提供信息和参考。

2.1 国家分布

热点论文是统计某一ESI 学科最近两年发表的论文，按照最近两个月里被引用次数进入前0.1%的论文而给出的。通过检索，得到本期ESI 物理学的热点论文共216 篇。由于ESI 里的热点论文是统计最近两年发表的论文，因此，可以不必对论文进行时间上的细分。我们统计了排名前10 的国家或地区，从表中可以看出美国论文数为110 篇，居第一位，中国大陆89 篇，和美国相差不是很大，但是比第三位的德国多出42 篇，在数量上是有优势的。排在第四位到第十位的依次是日本、瑞士、法国、英国、印度、西班牙、意大利。见表1。

表1 全球物理学热点论文国家分布（前10 名）

2.2 机构分布

在ESI 数据库里，很多论文会涉及多个作者或多个机构，这些作者和机构不管出现的顺序在哪里，都平等地计算一次论文数量和机构，这样就会出现一篇论文分属多个机构或多个作者的情况。根据被引频次递减排名，列出了前10 名机构（见表2），从表中可以看出，10 个机构中，有8 个是美国的，一个是俄罗斯科学院，一个是法国国家科学研究院。从发文数量来看，前10 个机构共发文117 篇论文，美国共95 篇，俄罗斯12 篇，法国10 篇。可见，美国在物理学领域的研究有着较大的优势。10 个机构中，有6 个属于研究科研机构，4 个属于大学，可见在物理学热点论文中，科研机构和大学的贡献不相上下。

表2 全球物理学热点论文发文机构（前10 名）

中国大陆共有30 个机构出现在216 篇论文中（见表3），分别是北京大学、中国科学院、中国科学院物理研究所、中国科学院大学等30 个机构，由于ESI 里面计算机构数不区分第一作者和通讯作者，在这30 个机构中有9 个机构以第一作者或通讯作者发表了论文，分别是中国科学院、中国科学院物理研究所、中国科学院大学、复旦大学、浙江大学、北京理工大学、河南大学、郑州大学、华中科技大学。9 个机构中有7 个是大学，2个是研究所，可见我国物理学学科研究所和大学均具有一定的实力，其中，发文最多的是中国科学院6 篇，中国科学院大学和复旦大学都为3 篇，中国科学院物理研究所和浙江大学均为2 篇，其他机构均为1 篇。

表3 中国物理学进入ESI 热点论文的机构

2.3 期刊分布

检索得到的216 篇物理学热点论文，分布在51种期刊上，选取被引频次排名前10 的期刊分析（见表4），可以看出这10 种期刊4 种是英格兰出版的，6 种是美国出版的，出版语言均是英语。可见，目前物理学的顶级期刊都集中在美国和英格兰。排名第一的《Nature》是当今世界上历史悠久，享有盛誉的科学杂志之一，距今已有一百五十多年的历史，与当今大多数科学杂志专一于一个特殊的领域不同，其是少数依然发表来自很多科学领域的一手研究论文的杂志。在许多科学研究领域中，很多最重要、最前沿的研究结果都是以短讯的形式发表在《Nature》上。因此，该期刊会定期刊载科学技术各个领域的重要研究成果，甚至还刊载相关的新闻以及一些科学家对目前科技发展的动态和趋势判断的文献。排名第二的《Physical Review D》是美国出版的期刊，主要出版类别有粒子场、天文学、天体物理学，也是物理学中的顶级期刊。

表4 全球物理学热点论文期刊分布（前10）

2.4 学者分析

被引频次是同行认知的一种形式，通常反映的是科研群体对于科学家的依赖程度[5]。ESI 就是根据11 年的数据，对各个科学家的被引频次进行统计汇总，排列在前1%的入选。选取前17 位科学家来分析（见表5），主要因为从5 名开始，共17 个科学家的被引频次都是2 138 次，从表5 中可以看出排名第一的是英国伦敦大学学院的Lahav O，被引频次为2 282 次，排名第二的是欧洲核研究组织的Moortgat F，排名第三的是两位科学家，分别是新西伯利亚州立大学的Eidelman S 以及巴克核物理研究所的Eidelman S，两人名字一样，但是署名单位不同，不能确认是否为同一个人。排名前17 位科学家中没有中国学者的名字。

表5 全球物理学热点论文学者被引频次排名表（前17 名）

续表5

3 思考与启示

通过对全球物理学热点论文的检索和分析可以看出，虽然在入选数量上我国大陆地区是有优势，但是，在论文的影响力方面还有待提高，尤其是论文的被引频次上还有很大的提升空间和潜力。

3.1 国内机构要树立长远目标提升国际影响力

建议国内具有实力的科研机构将进入ESI 前0.1%热点论文作为长远目标，目前，我国进入热点论文的机构是30 个，各科研机构和大学要努力提升我国物理学领域研究的国际影响力。其中途径之一就是建议在我国物理学领域高度重视国内及国际的通力合作，特别是应与国外著名研究机构加强合作，从而不断提升研究水平和论文质量[6]。因为ESI 数据库计算机构不分排名先后，凡是出现了一次就计算一次，这样加强国际合作，尤其是加强与那些已经进入热点论文的机构进行合作更能直接提升国际影响力，比如美国国家实验室、俄罗斯科学院、美国芝加哥大学等。

3.2 完善评价和奖励机制，激发积极性

目前，国内科研机构和大学评价科研工作者的业绩以及晋升职称的方式，仍然是以第一作者或者通讯作者发表论文的数量来评价，并且，主要看论文发表期刊的影响因子和分区情况，对被引频次只是作为参考，建议将论文数量、期刊影响因子和分区、被引频次三者结合考虑，可以在三者之间设置一定的分值比例，以最后的分值确定业绩。这样就兼顾了论文的学术影响力，对我国机构在ESI 中的排名和学术地位有提升作用。同时，对非第一作者和通讯作者的论文也视论文的分量给予一定重视和激励，为了避免国内各机构同一篇论文互相挂名的弊端，可以考虑同一学者与国内合作者合作及与国外合作者合作适当区别对待的策略，鼓励学者多进行国际交流和合作。进一步完善现有评价和奖励机制，充分调动学者的积极性，为我国物理学的研究创造更好的学术环境。

3.3 创办英文科技期刊，拥有学术主动权

216 篇热点论文共登载在51 种期刊中，共有3种中国大陆出版的期刊，分别为Nano Research、Licht-Science&Applications、Chinese Physics Letters。

Nano Research 是2008 年由清华大学出版的月刊，期刊影响因子为8.515，是中国大陆这3 种期刊中载文最多，影响力最大的期刊，该期刊共刊载热点论文4 篇，被引频次达到272 次。主要刊登化学、科学与技术、材料科学、物理等方面的内容。Light-Science &Applications 是由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所与中国光学学会共同主办，与自然出版集团（现更名为Springer Nature）合作出版的全英文开放获取（OA）国际学术期刊。创刊于2012 年，是自然出版集团在中国出版的第一本OA物理类期刊，主要登载内容为光学领域基础、应用基础以及工程技术研究及应用方面的高水平最新研究成果，包括小尺度光学、特种光学、光学材料及处理、光学元件制备、光学数据传输、光学测量、光学在生命科学及环境科学等领域的应用等方面的高质量、高影响力的原创性学术论文、News &Views、快报、展望和综述文章。Chinese Physics Letters 是由中国科学院物理研究所和中国物理学会主办的月刊，也由英格兰出版。

2017 年1 月，国务院发布的《国家教育事业发展“十三五”规划》中明确指出，支持高校建设一批优秀外文学术期刊。全国各个科研机构和高等院校可以以此为契机，进一步创办前沿性和交叉性的英文科技期刊，提高科技期刊的论文质量，扩大学术影响力，掌握更多的学术主动权。

3.4 发表高质量论文，提高被引频次

论文的被引频次是文献计量学评价中最常用的一个指标，一般来说，在排除负面引用和不正当引用的情况下，被引频次越高代表论文质量就越好[7]。虽然对于被引频次能否客观反映科研质量的问题，学术界有不同的声音，支持者认为大量的文献都表明被引频次可以作为科研工作的合理代理[8]。反对者则认为，被引频次不能很好地反映科研工作的质量，因为，还有很多其他的因素，并非科研质量，都能影响被引频次的大小。目前，在ESI 数据库，还是以被引频次来衡量学者的科研质量。

在全球216 篇热点论文中，中国大陆被引频次排在第一位的是北京大学的Zhu S L，被引频次是803 次，排在世界第53 位，排在第二位的是清华大学的Du Z、Fan X、Cao J、Li J，文献被引频次是750次，第三位是清华大学的Guo X，文献被引频次是609 次。总体来看，虽然我国的文献数量位居世界第二位，但是，论文的影响力还是比较靠后，这方面有较大的空间可以提升。因此，各科研机构和各高等院校要制定相应的政策，鼓励学者发表高水平的论文，对已经进入高被引论文和热点论文的进行鼓励，引导学者关注学科研究前沿和热点，把握学科发展的最新动向，捕捉住当前的研究热点问题，写出具有创新性的学术论文，从而提高被引频次，提升学术知名度。