而积累，目前统计显示近年引用数据趋势下 降有所失真，但大体不影响国别间比较趋势 分析。 第一章 序言 3.3 AI4S 国别优势各异，中美仍是最 重要科研合作伙伴 2024 年 AI 出版物领域构成揭示了不 同 国 家 / 地 区 在 AI4S 研 究 方 向 上 的 优 势 和 特 点（ 图 1.5）。 美 国、 欧 盟 和 英 国 聚 焦 工 程 科 学（ 美 24.8%， 欧 盟 29 学定理证明及物理模拟等复杂场景中占据主 导地位。计算机视觉技术在生命科学和地球 环境领域渗透显著。此外，分布式学习、图 神经网络、可解释 AI 和边缘智能在不同学 科中均得到广泛应用。AI 技术图谱揭示了一 个根本性转变：AI 不仅是科学研究中可用工 具集的扩展和创新，更是推动科学范式变革 的“元技术”。一场 AI4S 革命，正在重塑 人类科学发现的未来图景。 图1.8｜科学智能中最获青睐的AI技术（2015-2024） 法推动人工智能理论的发展，其研究可分为 三大层面：人工智能基础理论、模型设计以 及算法实现。 在人工智能（AI) 基础理论方面，核心 问题之一是分析深度学习模型的表达能力。 数学工具如函数空间、逼近论和数值分析为 揭示神经网络内在的非线性结构提供了方法 论支持，并奠定了模型稳定性和泛化能力的 理论基础。研究者借助这些工具构造出如巴 伦空间、变分空间等由神经网络诱导的函数 空间，从而量化网络表达能力。同时，通用

平台架构由基础层、数据层、服务层、应用层和表 现层等5个层级组成。 基础层。作为底层数据支持，负责数据采集、协 议转换及数据隔离，实现系统间的数据通信。 数据层。对采集数据进行处理、分析、存储，运用 大数据技术揭示数据规律与趋势，为上层服务和应用 提供支持。 服务层。以技术能力支撑园区综合能源智慧管 理，进行数据挖掘、多维度统计分析，定时更新结果至 数据库。 应用层。以平台能力为基础，将各模型与功能的 ，呈现 整体能源的运行态势。 2) 能源流向图。采用数据流图和 GIS 地图形式， 动态展示电、水、冷、热、汽等能源的产生、传输、消耗 过程，以及储能设施、新能源发电设备的接入与互动 情况，直观揭示能源流动路径与供需关系。 3) 实时监控。实时显示各类能源供量、耗量等数 据，实时更新用户用能情况、能源各系统运行情况等， 确保管理者实时掌控能源管理。 4) 决策支持。结合大数据、人工智能等技术，提 Technology电脑知识与技术 本栏目责任编辑：李雅琪 第20卷第20期 (2024年7月） 系统的调峰压力及潜在的储能应用价值，分析新能源 发电在削峰填谷、平滑负荷等方面的贡献[3]。 3) 能耗分析。运用数据分析，揭示各区域、各时 段的能耗特征和规律，识别异常消耗、峰谷失衡、资源 浪费等问题，分析可能的影响因素（季节、昼夜、工作 日/周末/假日等），结合业务特性和外部环境因素，提 出针对性的节能措施、设备升级、负荷调控、需求响应

度和连贯性时，就形成一个研究前沿，而这一簇高被 引论文便是组成该研究前沿的“核心论文”。研究前 沿的分析数据揭示了不同研究者在探究相关的科学问 题时会产生一定的关联，尽管这些研究人员的背景不 同或来自不同的学科领域。 总之，研究前沿的分析提供了一个独特的视角来 揭示科学研究的脉络。研究前沿的分析不依赖于对文 献的人工标引和分类（因为这种方法可能会有标引分 类人员判断的主观性），而是基于研究人员的相互引 前沿核心论文的施引论文可以反映出核心论文所提出 的技术、数据、理论等在核心论文发表之后是如何被 进一步发展的，即使这些引用核心论文的施引论文本 身并不是高被引论文。本报告对相关内容也进行了一 定程度的揭示。 2.2.1 重点研究前沿的遴选 2014 年设计了遴选重点研究前沿的指标⸺年篇 均被引频次 (CPT)，2015 年在该指标的基础上，又增 加了规模指标⸺核心论文数（P）。 （1）核心论文数（P） 概念内涵、发展脉络、研究力量布局等，绘制核心论 008 背景和方法论 2025研究前沿 2025 文被引频次分布曲线，揭示被引频次较高的核心论文 的研究内容、价值、影响。每个重点热点前沿的第一 张表对该热点前沿的核心论文的产出国家 / 地区、机 构活跃状况进行了统计分析，有助于揭示出哪些国家 / 地区、机构在该热点前沿中有较大贡献。第二张表 则对该热点前沿的施引论文的产出国家 / 地区和机构

度和连贯性时，就形成一个研究前沿，而这一簇高被 引论文便是组成该研究前沿的“核心论文”。研究前 沿的分析数据揭示了不同研究者在探究相关的科学问 题时会产生一定的关联，尽管这些研究人员的背景不 同或来自不同的学科领域。 总之，研究前沿的分析提供了一个独特的视角来 揭示科学研究的脉络。研究前沿的分析不依赖于对文 献的人工标引和分类（因为这种方法可能会有标引分 类人员判断的主观性），而是基于研究人员的相互引 前沿核心论文的施引论文可以反映出核心论文所提出 的技术、数据、理论等在核心论文发表之后是如何被 进一步发展的，即使这些引用核心论文的施引论文本 身并不是高被引论文。本报告对相关内容也进行了一 定程度的揭示。 2.2.1 重点研究前沿的遴选 2014 年设计了遴选重点研究前沿的指标⸺年篇 均被引频次 (CPT)，2015 年在该指标的基础上，又增 加了规模指标⸺核心论文数（P）。 （1）核心论文数（P） 概念内涵、发展脉络、研究力量布局等，绘制核心论 008 背景和方法论 2025研究前沿 2025 文被引频次分布曲线，揭示被引频次较高的核心论文 的研究内容、价值、影响。每个重点热点前沿的第一 张表对该热点前沿的核心论文的产出国家 / 地区、机 构活跃状况进行了统计分析，有助于揭示出哪些国家 / 地区、机构在该热点前沿中有较大贡献。第二张表 则对该热点前沿的施引论文的产出国家 / 地区和机构

来越由价格和价值驱动 的市场趋势。 其中最主要的挑战在于难以找到并实施员工 能够有效运用的技术。鉴于 CPG 制造业在制 造业总就业中占据相当大的比重，与其他行 业相比，该问题对 CPG 制造商的影响尤为严 峻。这揭示了一个更深层的问题 ：企业引进 的技术与现有员工技能水平之间存在脱节。 CPG 行业的挑战与未来展望 2025 2024 1 2 3 4 5 外部障碍 竞争 人员 通货膨胀和经济增长 这些发现与我们综合报告结论一致，不过 CPG 行业 对利用数据赋能人工智能表现出更高热忱，相关评 分超出综合平均值 5%。这些研究结果在印证 CPG 行业高度重视人工智能、并认可其技术竞争优势的 同时，也揭示了制造商数据收集能力与数据决策应用 能力之间的断层。 CPG 正借助人工智能弥合数据洞察缺口 45% 37% 38% 35% 34% 人工智能 / 应用人工智能 / 生成式人工智能 /

研究前沿》报告遴选出十一大学科领域的 110 个热点前沿和 18 个新兴前沿，并对重要的前沿进行了解读 分析。在《2025 研究前沿》报告的基础上，《2025 研究前 沿热度指数》报告继续采用研究前沿热度指数来揭示世界主 要国家 / 地区在十一个学科领域的 110 个热点前沿和 18 个 新兴前沿的研究活跃程度，观察世界主要国家 / 地区在这些 研究前沿中的研究产出贡献和影响力表现，描绘全球科技前 沿发展和竞争格局。 特定学科或主题领域研究前沿乃至十一大学科领域研 究前沿整体，测度相关国家 / 地区、机构、团队以及 科学家个人等的表现。本报告利用国家 / 地区研究前 沿热度指数，从十一大学科领域整体、各学科领域和 特定研究前沿三个层面，测度揭示了各国在《2025 研 究前沿》报告的 128 个研究前沿的基础研究活跃程度。 （1）国家 / 地区研究前沿热度指数的定义和计算 方法如下： ① 国家 / 地区研究前沿热度指数 国家 / 地区研究前沿热度指数 十一大学科领域整体层面的国家 / 地区研究前沿热度 指数，并进行排名和对比分析。 通过国家 / 地区研究前沿热度指数的分析和对比， 可以揭示主要国家 / 地区在十一大学科领域整体层面 的研究前沿活跃格局，分析各国在特定学科领域研究 前沿和具体某个研究前沿的基础研究活跃程度，揭示 各国研究活力来源。 2025 研究前沿热度指数 02 2. 国家 / 地区研究前沿 热度指数十一大学科 领域整体分析

Reconciling modern machine learning practice and the bias-variance trade-off 》 提出双下降 ，修正经典 U 形曲线 ，揭示过参数化区域 新动态 1992 年：维度问题与统计估计 Geman, S., et al. 《 Neural networks and the bias/variance dilemma 》 系统阐述非线性模型的偏差 ，连接模型容量与数据样本量 1961 年：维度诅咒 Bellman, R. 《 Adaptive Control Processes: A Guided Tour 》 提出维度诅咒 ，揭示高维空间数据挑战 2010 数据分布局限： Ben-David, S. 《 A theory of learning from different domains 》 突破 IID 假设的局限 ，将

技术以及模型可解释性工具，揭示对结果 具有关键预测作用的模式和规律。⑥ 专家反馈与进化：引入专家经验和领域知识，建立反馈机制，持 续优化模型与假设。 数据和物理规律驱动的智能科学计算的未来发展呈现以下三个主要趋势。首先，跨学科融合解决关键 科学问题。为应对复杂科学挑战，跨学科融合变得尤为重要。通过与各领域专家深度合作，能够总结出大 量物理规律和专家知识，进而揭示潜在科学问题。其次，基础设施建设与数据平台搭建。随着各学科领域 确主 – 客体作用与靶向识别机制；② 建立共伴生体系中相似元素的多尺度分离新方法；③ 开发相似元素 分离过程动力学原位表征新技术；④ 设计基于人工智能和分子动力学模拟的相似元素分离的新萃取剂； ⑤ 揭示相似元素深度分离过程中杂质元素迁移规律，建立痕量杂质定量分析新方法与新标准。 （4）超低温锂离子电池电极材料设计及反应机理研究 锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长等优点在电源领域占有巨大的市场份额，然而商用的锂离子 破解冶金行业资源、环境瓶颈问题具有重要意义，亟须完善非常规金属资源冶金过程基础理论体系。该领 域的研究主要集中在以下几个方面：① 研究多源复杂原料组分冶炼过程反应机制，揭示多金属迁移分配规 律及定向调控原理；② 揭示非常规原料中多金属与造渣剂的反应机制及调控原理，形成复杂原料多金属选 冶富集及高效分离提取方法；③ 研究非常规资源冶炼烟气形成及迁移转化过程，形成高分子气体、二噁英 等特殊冶炼气态污染物源头抑制方法；④

1 经济发展、能源消费与碳排放之间的相互作用机理 如何从理论上揭示经济发展、能源消费与碳排放之间的相互作用机 理，在保证经济发展和践行"双碳"的前提下，实现科学发展、绿色发 展与可持续发展的平衡 这是突破零碳园区形态模式、路径优化和关键技术需解决的首要问题 2 多能流-碳平衡机制与全生命周期碳循环机理 能否从理论上揭示多主体联合和多环节融合形态下园区多能流-碳平衡 机制与全生命周期碳