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中国科学领导力迅猛崛起:AI模型深度解析中美科研合作新格局

一篇最初于2024年6月发表的学术论文,目前正登上《美国国家科学院院刊》并引发硅谷的广泛热议。

这究竟是怎样的研究呢?

中国科学领导力迅猛崛起:AI模型深度解析中美科研合作新格局 科研领导力 中美科技竞争 AI分析 论文研究 第1张

答案揭晓:该研究对中美科技实力进行了全面对比,得出的核心结论是——中国正在迅速成长为全球科学领域的领导者

与以往单纯比较论文数量或引用次数不同,这项研究创新性地引入机器学习模型,分析了超过600万篇学术论文的作者署名模式、通讯作者身份、机构影响力等多重线索,重点评估了“团队领导者”这一关键指标。

研究人员指出,通过关注中国科学家在跨国合作中权力地位的变化:

(我们)为理解中国在国际科学领域中的地位提供了一个全新的视角。

研究还带来了一系列引人注目的发现——截至2023年,在中美合作项目中,由中国科学家担任领导者的比例已上升至45%,并且预计在2027-2028年间达到与美国同等的水平。

预计到2030年,中国将在人工智能、半导体、能源和材料科学等关键战略领域,实现与美国并驾齐驱的领导地位。

这是否意味着,中国在科研主导力上超越美国的进程,比人们预想的更为迅速?

客观而言,尽管经彭博社报道后,海外网友纷纷感叹:西方科学占据绝对主导的时代即将落幕。

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但国内许多人的反应却是:警惕,这可能是美国的“捧杀”策略!

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那么,这究竟是客观的研究结论还是战略性的“捧杀”呢?我们不妨先深入了解论文是如何得出上述结论的——

运用AI模型深入剖析600万篇论文

通过分析OpenAlex数据库收录的近600万篇涉及全球13个区域的双边合作出版物,研究团队旨在厘清:

中国科学家在国际科研团队中,究竟处于何种位置?距离成为“世界领航者”还有多远?

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而要量化“谁是团队领导者”,并非简单地依据作者排序。

研究团队采用了一套「人工智能结合多维度特征」的综合方法,将这个抽象概念转化为可计算的数据。

具体实施主要分为三个步骤:

第一步,为“领导力”确立可量化的定义。

他们首先从《自然》、《科学》、《美国国家科学院院刊》等顶级期刊中,提取了8.3万篇附有作者贡献声明的论文,通过聚类分析将科学家的贡献归纳为三类:

领导角色:构思研究、设计实验方案、撰写论文、监督团队(关键词包括conceive、design、lead、write);

直接支持:收集数据、执行实验、分析结果(关键词包括collect、perform、analyze);

间接支持:参与讨论、提供建议、修改文本(关键词包括participate、comment、edit)。

随后为每个角色赋予“领导力分值”——承担领导工作得1分,支持性工作得0分,由此构建出训练AI模型的“基准数据集”。

第二步,依据九个维度为科学家进行“领导力评分”。

拥有训练数据后,团队进一步提炼出九个能够预测领导力的关键特征,为590万篇论文中的每一位作者“绘制画像”。

作者既往研究被该论文引用的次数(体现学术影响力);

论文关键词与作者过往研究主题的重合度(体现领域专注度);

作者自引次数(体现研究的连续性);

学术生涯年限(体现经验积累);

过往发表论文总数;

累计被引次数;

研究涉及的独特关键词数量(体现研究广度);

作者署名顺序(如第一作者、通讯作者);

所属机构的学术排名(体现平台资源)。

利用这九个特征训练的AI模型,预测准确率达到69.2%,最终能为每位作者输出一个领导概率分数(leader probability score)——用于衡量某位作者在一篇论文中的主导程度。

第三步,从领导概率推断全球科研领导格局的变迁。

在获得领导概率后(以0.65为阈值区分领导者与支持者),他们将其应用于全球范围内的数百万篇合作论文,进一步构建两个关键指标:

领导占比(Leader Share):衡量某国家或机构作者在跨国合作团队中担任领导者的比例;

领导溢价(Leader Premium):领导占比减去支持者占比,反映人均领导力的转化效率,例如同样100位合作者,中国能产生多少领导者,美国又能产生多少。

通过对多个国家及区域的对比分析,研究得以量化不同科研体系在全球合作格局中的主导能力、结构演变与未来趋势。

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研究得出的核心结论图如下所示:

(1)2010年,中美合作中中国科学家的领导占比仅为30%,到2023年已快速攀升至45%。(2)通过线性回归预测,中美两国预计将在2027-2028年达到同等的领导占比。(3)然而,中国在“领导溢价”指标上与美国持平预计需等到2087年之后,这表明中国在“人均领导力转化”方面仍面临长期挑战。

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平心而论,这项研究当前在西方引起关注,既在意料之外,也在情理之中。

无需探讨宏大叙事,仅从近期数学家陶哲轩遭遇科研经费断供一事便可略见端倪。

时间回到今年9月,顶尖数学家陶哲轩在接受《华盛顿邮报》采访时坦言:

研究所的经费仍未发放,甚至连暑期薪酬都无法到位。

这背后的原因是,美国在今年7月25日突然暂停了国家科学基金会(NSF)、国立卫生研究院(NIH)等机构对加州大学洛杉矶分校(UCLA)的资助,总额高达5亿美元。

尽管随后事态有所缓和,联邦法院于8月12日决定恢复部分拨款,但直至9月初,资金仍未落实。

连陶哲轩这样的顶尖学者都需为自身及学生的经费奔走,西方学界与网友的焦虑自然被点燃——当时便有人直言这是“美国科学界的自我消解”,认为官僚体系正在扼杀创新活力。

如今这篇论文的发布,再度引发网友的担忧也就不足为奇了。

作者之一来自武汉大学

有趣的是,这项研究的作者之一也来自中国(虽是同等贡献者但位列第一)。

Renli Wu,论文中标注的所属机构为武汉大学信息管理学院及芝加哥大学Knowledge Lab。

或许由于较为低调,目前公开资料有限(仅找到相关𝕏账号,且未发布任何动态)。

从其已发表的论文推断,研究方向侧重于科学计量学、信息管理、知识系统演化等。

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Christopher Esposito,目前是加州大学洛杉矶分校安德森管理学院的博士后研究员。

大约在2021年6月,他获得了UCLA的地理学博士学位。

其主要研究领域是区域经济发展的动因,特别是技术变革如何塑造区域演进。

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James Evans,现任芝加哥大学Max Palevsky社会学、计算与数据科学教授,同时担任Knowledge Lab主任。

(注:Max Palevsky社会学是以硅谷创业先驱、风险投资奠基人Max Palevsky的生平与职业生涯为范例,研究“硅谷精英”崛起及其社会影响的学科。)

他的研究主要关注“集体知识系统”、创新过程、注意力与认知的分布、科学体系结构、机器学习与大数据在科研中的应用等。

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还有一个值得关注的现象

谈及中国科技力量的崛起,不知大家是否有同感:

似乎处处都有华人的身影?(幽默调侃)

他们不仅频繁亮相于大型科技公司的发布会核心位置(如OpenAI、马斯克的特斯拉),在硅谷的人才争夺战中备受关注,甚至连英伟达创始人黄仁勋也青睐收购华人创办的初创企业……

其影响力之显著,甚至催生了人工智能圈内的一个梗:“以后Meta开会都要说中文了”…

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看来网友所言不虚,世界真成了一个巨大的“中国村”呢~

论文:https://arxiv.org/pdf/2406.05917

参考链接:

[1]https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2414893122?download=true

[2]https://www.bloomberg.com/news/articles/2025-10-28/china-is-about-to-lead-the-world-in-science-by-a-very-specific-metric?embedded-checkout=true