当前，上海正阔步迈向建设卓越全球城市的新征程。习近平总书记在上海考察时强调，要瞄准世界科技前沿，加强科技创新前瞻布局，聚焦关键领域。日前，上海市科学学研究所联合中国科学院上海生命科学研究院、上海科学技术情报研究所开展研究并发布了《全球城市科技创新策源点观察》，希望可以为增强上海科技创新策源力、加快建设卓越全球城市和有全球影响力的科技创新中心提供参考。

一、全球城市是国际创新网络中重要的创新策源点

报告选取了伦敦、纽约、上海等11座代表性全球城市 为考察对象，通过对其2017~2018年期间的高被引论文进行分析，归纳了全球城市科技发展的整体趋势和特点。

全球城市是重要的成果产出节点。11座代表性全球城市在2017~2018年间共参与了9450篇全球高被引论文的研究工作，占同期全球高被引论文总数的32.69%。这一高比重表明，全球城市不仅仅是人口、经济、文化的中心，同时也是科学新发现、技术新发明的产出中心。对于上海而言，建设具有全球影响力的科创中心是建设卓越全球城市不可或缺的重要一环。

表1全球城市高被引论文成果的国际合作情况

全球城市是重要的合作交流节点。各代表性全球城市参与的高被引论文中，普遍存在跨国合作的情况，即相关作者来自于不同国家的机构。11座城市的国际合作成果占比平均达到76.89%。这一数字表明开放性、国际化是全球城市科研的突出优势和显著特点。

上海的创新策源能力距离顶级全球城市仍有距离。在11个代表性全球城市中，上海参与的高被引论文数量接近平均水平，排名第5，处于中游。在跨国合作成果比例的排名中，上海位列倒数第二，并且同其他外国全球城市具有明显差距。据上海市科学学研究所此前开展的另一项大规模调查结果显示，如果以纽约和硅谷作为参照设为100分，上海目前整体的科技水平得分为75.6分。在受调查的74个技术方向中，2015年以来，上海有69个技术方向与国际领先水平的差距在缩小，总体处于"并跑"、"跟跑"水平，个别的方向被专家认为上海处于"领跑"位置。对标习近平总书记的要求，上海仍需进一步体现科创中心的含金量和全球影响力。

二、全球城市的科研热点聚焦五大领域

基于11个代表性全球城市的高被引论文数据，《全球城市科技创新策源点观察》确定了38个受到高度关注的重点科研学科类别，进而对其中380篇代表性论文文献在专家支持下进行深度解读，形成了849个主题词。运用数据分析方法对849个主题词进行聚类和频度分析后，得到以下五大全球城市科研重点领域。

1、生命科学及医学：最受关注

生命科学及医学是各代表性全球城市最关注的研究领域，在所有38个主要关注的重点科研学科类别占据了17个学科类别。这与大型城市人口集中、医疗资源集中、老龄化问题凸显等因素密切相关。具体的研究方向也较为集中，主要包括以下几个方面。

基因组及表型组研究：包括基因编辑、错配修复基因、环状RNA、表观遗传、蛋白质分析、生物标志物、微生物组学、细胞组学、高通量测序等。

神经科学研究：包括神经生理学、神经保护、经颅直流电刺激、认知障碍研究、淀粉样蛋白、弓状核神经元等。

重大疾病研究：包括多种肿瘤、心血管疾病、中风、抑郁症、老年痴呆症、糖尿病、克罗恩病等。

2、化学、材料、能源及应用物理：高度融合

化学、材料、能源、应用物理呈现出非常深入的融合趋势，甚至部分方向还融合了生命科学及医学的相关内容。尤其太阳能电池、传感、催化等是多个领域共同关注的重点应用方向。

太阳能电池：包括非富勒烯聚合物太阳能电池、富勒烯聚合物太阳能电池、钙钛矿、有机太阳能电池、三元太阳能电池等。

传感：包括纳米传感器、电化学传感器、光纤化学传感器、荧光传感器、湿度传感器、生物传感器等。相关研究主要聚焦石墨烯复合、纳米颗粒复合等方法提高传感材料的灵敏度和响应/恢复特性等性能。

催化：包括太阳能制氢、二氧化碳催化转化、废水的臭氧催化转化等应用方向的光、电催化剂研究。

其他化学及材料领域研究：包括微流体、金属纳米团簇、二维材料、石墨烯纤维、超薄金属有机骨架、生物智能材料、忆阻器、激光及发光材料等。

其他能源领域研究：包括纳米发电机、面向可穿戴设备的超低功耗自供电系统、燃料电池、锂离子电池、超级电容等。

3、电子信息：面向应用

电子信息领域主要涉及的研究方向高度聚焦人工智能及其具体应用，包括延迟忆阻神经网络、三维卷积神经网络、密集训练、记忆采样数据控制、结构化输出、自适应视觉跟踪、实时目标检测、无人驾驶、医学影像分析等。

此外涉及5G通讯的非正交多址、涉及基础硬件的功率半导体器件等也是受到关注的研究方向。

4、天体物理及理论物理：依托设备

天体物理及理论物理领域的研究高度依赖探测设备的支持。大量的研究集中于激光干涉引力波天文台（LIGO）所探测的引力波信号及其衍生的中子星合并、黑洞合并、原始黑洞、暗物质等方向。

此外，盖亚（Gaia）空间望远镜数据构建的星图、"普朗克"太空探测器数据绘制的前宇宙微波背景辐射图也是受到了高度关注的研究方向。

5、生态环境：着眼全球

全球城市在生态环境领域的研究除了少部分废弃物处理相关的具体技术外，大量关注全球尺度上的宏观研究，包括全球变暖及甲烷排放、全球海洋数据分析、微生物生态、泛热带生物量碳图、永久冻土融化、长期卫星叶面积指数、地壳板块碰撞等。

三、上海应积极谋划提升全球科研策源影响力

上海科创中心建设更需要瞄准世界科技前沿。在当前中美贸易摩擦的背景下，上海科创中心建设更需要强化科技创新的前瞻布局和融通发展，努力成为全球学术新思想、科学新发现、技术新发明、产业新方向的重要策源地，扎扎实实推进国际科技创新中心策源能力取得新突破。遵循 "未来的产业，现在的技术；未来的技术，现在的科学" 的主线，瞄准培育未来有竞争力的产业，研判现在需要布局并取得突破的关键核心技术，瞄准培育未来具有策源力的关键核心技术，研判现在需要布局并产生原创性成果的基础科学研究，并形成体系化的布局策略。

多种手段加强高质量跨国合作研究。针对上海在高被引论文成果中跨国合作比例偏低的状况，继续加强对外开放和协同创新的力度，学习迪拜等城市积极吸引国际科研力量、参与国际尖端课题研究的经验。建议上海发挥在"一带一路"建设中的桥头堡作用，依托国际大科学计划、"人才高峰"专家引进等科技计划，上海光源、天马望远镜、PandaX等大型装置项目，浦江创新论坛、世界顶尖科学家论坛等高端峰会，以及大量的跨国科技产业合作项目，进一步加强对国际科研人才和资源"引进来"的力度。

面向应用促进多学科融合发展。目前，多学科的融合式创新已经成为科技发展的普遍趋势。学科门类齐全、应用场景广阔等正是全球城市的突出优势。建议上海在科技计划、人才培养、科研体制等方面进一步加强人员、思想、资金和成果的流动性，创造便利条件推动共同应用愿景下不同学科间的自发碰撞和融合，促进具有重大影响的科研成果和应用产业的形成。

重视全球性话题的研究。同其他全球城市相比，上海关注的科研学科类别主要聚焦在化学、材料、应用物理、电子信息、能源等具体技术性、应用性方向，但在全球气候变化、生态圈保护、天体物理等宏观性、全球性叙事的研究方向上尚缺乏足够的发言权。而后者更加有利于产生超出科技领域之外的文化影响力，能够更加有力的支持卓越全球城市的建设，也可支持我国在相关领域面对的国际竞争。建议上海依托自身基础和优势，继续关注并加强极地、海洋、深海、暗物质探测、天文观测等领域的研究，以期参与、带动全球性话题的讨论。