中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安日前联合向全球发布了《2019研究前沿》报告和《2019研究前沿热度指数》报告。报告分析和解释了2019年全球科技发展布局和竞争结构，遴选出十大学科领域中排名最靠前的100个热点前沿和37个新兴前沿，评估了世界主要国家在上述领域中的研究活跃程度。
 
从2019研究前沿热度指数排名第一的前沿数来看，2019年，美国排名第一的前沿数为80个，居全球首位，中国排名第一的前沿数为33个，位居世界第二，英国、德国和法国分列第三至第五。中国和美国之间的差距正在进一步缩小。
 
总体来看，中国多领域表现突出，但仍存在短板。在十大学科领域中，中国在化学与材料科学，数学、计算机科学与工学，生态与环境科学这3个领域排名第一，在农业、植物学和动物学，地球科学，生物科学，物理，经济学、心理学及其他社会科学等5个领域排名第二，而临床医学和天文学与天体物理这两个领域则排名较低。
 
十大学科领域热点
 
一、天文学与天体物理学领域
《2019研究前沿》显示，天文学与天体物理学领域十大热点前沿涵盖引力波、原行星盘、快速射电暴、哈勃常数、高能中微子、伽马射线、宇宙流体动力学模拟、宇宙早期暗淡星系等研究主题。引力波无疑是2019年最亮眼的研究主题，涌现出“对双中子星并合引力波事件GW170817的多信使观测”“对双黑洞并合引力波事件的观测和理论研究”“标量-张量引力修正理论及引力波事件的影响”3个热点前沿。“昴星团望远镜主焦点相机战略计划及其巡天观测发现”“基于21厘米超精细谱线观测研究早期宇宙中的暗物质”“基于引力波多信使观测约束中子星的质量、半径和状态方程”3项研究则入选新兴前沿。此外，该领域热点前沿依旧体现出与空间科学任务平台高度相关的特点，哈勃常数、高能中微子和伽马射线、宇宙早期暗淡星系等长期备受关注的研究主题再次上榜。
 
二、农业、植物学和动物学领域
十大热点前沿主要分布在植物生理调控机制、作物性状改良、除草剂抗性、植物活性物质结构和功能、农田土壤污染修复、家畜胃肠道消化及农用无人机等研究方向上。另有水稻基因相关研究入选新兴前沿。
 
三、生态与环境科学领域
十大热点前沿主要分布在环境科学和生态科学两个子领域，环境科学子领域的热点前沿主要包括利用微生物的污水处理技术、水中污染物分析分离技术以及环境污染物的环境特征与风险研究前沿“内分泌干扰物的环境特征、人体暴露与健康风险”；生态科学子领域的热点前沿主要涉及宏观大尺度的生物圈和生态系统的变化与风险，包括“地表植被覆盖变化对气候的影响”“在全球尺度上对外来物种入侵的监测及影响分析”和“磷排放及蓝藻水华的污染和健康风险”。“环境污染物对肠道微生物菌群的影响”研究入选新兴前沿。
 
四、地球科学领域
地球科学领域十大热点前沿中6个属于固体地球物理学和地质学相关研究，包括磁层多尺度任务科学研究进展、人工神经网络在预测太阳辐射中的应用等，3个热点前沿与气候变化有关，还有1个地球化学研究热点，即中国主要城市表层土壤重金属污染来源与风险评估。“热损伤对岩石力学特性的影响研究”入选新兴前沿。
 
五、临床医学领域
临床医学领域十大热点前沿主要集中于慢病管理及新技术应用、疾病新机制发现、影像诊断新技术与安全性、肿瘤免疫疗法、生物技术药临床应用5个前沿群。肿瘤免疫治疗、肿瘤分子分型和管理、心血管疾病危险因素和治疗以及丙肝抗病毒治疗等11项研究入选新兴前沿。
 
六、生物科学领域
生物科学领域十大热点前沿包括3个药物开发相关前沿、3个衰老相关前沿、2个合成生物学热点前沿、1个探索细菌抗性基因耐药机制的前沿和1个新发现的具有实体瘤免疫的T细胞谱系相关前沿，另有3个癌症相关前沿、2个生物学基础研究前沿、1个检测结核病的前沿入选新兴前沿。
 
七、化学与材料科学领域
化学与材料科学领域十大热点前沿主要分布在有机合成、电化学合成、先进材料、机器学习在化学和材料科学中的应用等领域。在大数据、人工智能背景下，近年来发展迅速的机器学习首次成为研究前沿。光催化剂、锌空气电池及半导体聚合物等材料类和非活化烯烃的官能化及含氧化合物的合成等有机化学反应领域共5项研究入选新兴前沿。
 
八、物理学领域
物理学领域十大热点前沿主要集中于凝聚态物理、光学、理论物理和高能物理。凝聚态物理方面聚焦在量子自旋液体、氮族二维材料、马约拉纳费米子和拓扑声子晶体，这4个首次出现的热点前沿均与拓扑物理学研究密切相关；光学方面，新型深紫外非线性光学晶体、金属纳米结构表面等离激元和光学原子钟成为新的研究前沿；理论物理方面，量子力学模型和周期性驱动量子系统备受关注；高能物理方面，对四夸克态和五夸克态奇特强子的研究已连续3年位列热点前沿。此外，聚焦理论物理领域量子多体系统研究的新方法、侧重于高能物理领域探索新物理的模型研究入选新兴前沿。
 
九、数学、计算机科学与工程学领域
数学、计算机科学与工程学领域十大热点前沿，主要集中于高阶非线性薛定谔方程孤子解求解及应用、基于多种理论的决策方法研究、时滞系统稳定性分析方法、无人机中继网络的部署和轨迹优化、云计算环境中的数据安全、非正交多路访问网络、水下瞬态空化湍流的数值模拟、高温构件寿命预测及可靠性评估、电动汽车用锂离子电池的荷电状态估计等主题的研究。“时间分数阶发展方程求解”“卷积神经网络在磁共振图像处理中的应用”“工业传感器网络及智能城市”等5项研究入选新兴前沿。
 
十、经济学、心理学及其他社会科学领域
经济学、心理学及其他社会科学领域十大热点前沿主要集中在心理学、商业经济、能源经济一些研究方法上。心理学领域热点前沿包括“智能手机成瘾的原因及对人身心健康的负面影响”“识别大脑功能结构及连接模式对理解个体注意力等认知和行为的研究”“社会隔离(孤立)对人身心健康的影响”。在商业经济领域，“大数据分析在商业管理中的应用”再次成为热点前沿，同时，一些新出现的经济模式成为热点前沿，包括“基于共享社会经济的预测问题研究”“共享经济的若干问题研究”“在线众筹背景下投资者行为研究”等入选热点前沿。“多属性(目标)决策的一些新模型”“工业4.0及其影响”2项研究入选新兴前沿。