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2015年11月，国务院公布了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，该方案提出，要“加快建成一批世界一流大学和一流学科，提升我国高等教育综合实力和国际竞争力”，以实现我国从高等教育大国到高等教育强国的历史性跨越。大学应结合自身实际，合理选择一流大学和一流学科建设路径。拥有多个国内领先、国际前沿高水平学科的大学，要在多领域建设一流学科，形成一批相互支撑、协同发展的一流学科，全面提升综合实力和国际竞争力，进入世界一流大学行列甚至前列。依照上述方案，2017年9月，教育部、财政部、国家发展和改革委员会印发《关于公布世界一流大学和一流学科建设大学及建设学科名单的通知》，公布了世界一流大学和一流学科（简称“双一流”）建设大学及建设学科名单。
根据名单，入选一流大学建设的大学（以下简称“双一流”大学）共有42所，分为A类和B类。其中A类36所，B类6所，详细名单如表3-1所示。
美国大学协会（Association of American Universities, AAU）是由北美地区高水平研究型大学组成的一个专业协会，是公认的世界一流大学联盟。AAU的宗旨是提供一个永久性的论坛和2年一次的例会，影响国家和公共机构教育政策的制定和实施，以提升大学的学术研究水平和教育质量。AAU成立于1900年，原始成员大学只有14所，此后成员大学一直动态更新，不断有新成员加入，亦有成员退出，目前，协会成员大学已发展至65所，包括36所美国公立大学，27所美国私立大学，以及2所加拿大大学（如表3-2所示）。
AAU的入会遴选标准相当严苛，有一套科学、严谨的评估程序来确保被选择入会的成员大学的研究生教育和学术研究水平达到入会标准。AAU的专门委员会通过各种访问和考察，了解备选大学的内涵和特性，确定其发展目标和方向，最后经由全体成员讨论通过后，才正式向获选大学发出邀请。评估程序分为两个阶段：第一阶段为定量评估，共有两类指标，第一类指标是评估大学教学研究广度和质量的主要指标，包括竞争性的联邦研究支持经费、国家科学院院士成员数［美国国家科学院（National Academy of Sciences, NAS），美国国家工程院（National Academy of Engineering, NAE），美国国家医学院（National Academy of Medicine, NAM）］、教师获奖情况和文章被引数。第二类指标则为大学的研究和教育项目提供其他重要校准，包括研究经费、博士生教育、博士后任职人数和本科教育等。第二阶段是定性评估，对大学的使命、特征和发展轨迹进行定性的判断。定量与定性相结合的评估方法，使得AAU在保持苛刻标准的同时兼顾了大学发展的个性特色，也通过优胜劣汰保证了协会内部的活力。
AAU作为世界一流大学联盟，在科研、教育、社会服务等成就上均有出众的表现。2017年，全美约50%的STEM
和社会科学的博士学位，约53%的艺术、人文及音乐学科博士学位，以及18%的STEM和社会科学的学士学位，14%的艺术、人文及音乐学科学士学位由AAU成员大学所授予。AAU大学拥有大量的名家大师，约38%的诺贝尔奖获得者毕业于AAU大学，有3836位美国国家科学总院院士（National Academy Members）任职于AAU大学，占全美所有院士人数的54%。AAU成员大学在创新、学术及解决方案方面也处于领先地位，获得了59%的联邦科研基金资助，其总研究经费占全美所有大学总和的55%。2018年，AAU成员大学共获得256亿美元的联邦政府科研基金，授权专利4826项，获得技术许可5134项，孵化初创公司663家，截至2018年总共成立的初创公司达4039家。
科研产出是世界一流大学核心竞争力的重要考量依据。本部分以学术论文这一重要的科研产出为分析对象，通过对42所中国“双一流”大学及63所美国AAU大学各项学术论文指标的量化分析，揭示两者在学术产出方面，尤其是发文总体规模、发文影响力、高影响力论文等方面的差距。本部分数据来源于Web of Science（WoS）核心合集及InCites平台，选取2015—2019年发表的文献，文献类型限定为article。
本部分通过中国“双一流”大学和美国AAU大学各成员在研究规模、影响力及高水平产出等方面的定量指标，对两个群体各成员的综合竞争力进行对比分析。
论文的产出数量和质量直接反映了大学的科研实力，论文数量反映了大学的研究规模，论文被引次数则是测度大学论文影响力的重要指标之一。本书用一种特殊的篇均被引次数——学科规范化的引文影响力（CNCI）来分析各大学的论文影响力。该指标来源于InCites分析平台，它通过一篇论文的实际被引次数除以同文献类型、同出版年、同学科领域文献的期望被引次数获得，是一个无偏的影响力指标。一组文献的CNCI是该组中每篇文献CNCI的平均值，若该组CNCI=1，表明该组论文的被引表现与全球平均水平相当，CNCI＞1，表明该组论文的被引表现高于全球平均水平，CNCI＜1，则表明该组论文的被引表现低于全球平均水平。 h 5指数是以5年为统计期限，统计大学（或者大学群体）在期间发表的全部论文的 h 指数， h 5指数综合考量了规模和影响力。
此外，本书还通过被引次数前1%论文占比（PPTop1%）和CNS发文情况对各大学的高水平学术产出进行了分析。被引次数前1%（Top1%）论文是指在某一指定学科领域、某一年、某种文献类型下，被引频次排名前1%的文献。PPTop1%是指Top1%论文的占比。
CNS是指《自然》《科学》及《细胞》这三大世界公认的最权威、最具影响力的学术期刊，这三大刊各自所属的出版集团还出版其他多种子刊。《自然》所属出版集团自然出版集团（Nature Publishing Group, NPG）除了出版《自然》这一主刊外，旗下还有50种子刊，《自然》的定位为综合性刊物，主要刊登包括生物、物理、化学等学科的重要发现；《自然》子刊的领域相对更窄，多专注于某一特定的研究领域，多数子刊影响因子相对较高。《科学》由美国科学促进会（American Association for the Advancement of Science, AAAS）出版，AAAS旗下另有5种《科学》子刊。《细胞》是爱思唯尔出版集团旗下的细胞出版社（Cell Press）出版的关于生命科学领域的期刊，偏向基础研究，刊登过许多生命科学领域的重大研究进展。除了《细胞》外，细胞出版社还出版40多种《细胞》的子刊，这些子刊也主要关注生命科学领域的各个主题，多为生命科学领域的重量级刊物，如1997年创刊的 Molecular Cell ，主要涉及领域细胞生物学和分子生物学；2001年创刊的 Developmental Cell ，主要关注发育生物学；2007年创刊的 Cell Stem Cell ，主要关注干细胞领域和再生医学。被CNS三大刊及其子刊收录的论文可视为创新性强、高质量的研究成果。
如表3-3所示为42所中国“双一流”大学在2015—2019年间论文规模、影响力、高水平产出等方面的表现。表格按各大学发表论文数量降序排列。
2015—2019年，42所中国“双一流”大学共发表WoS论文841143
篇，校均发文量20027篇
，有21所学校的发文数量高于校均发文量。从发文规模看，各校间论文数差距较大，论文数排名前3位的分别是上海交通大学、浙江大学和清华大学，论文数最少的是中央民族大学（915篇），仅占论文数最高的上海交通大学的17%。
从发文影响力情况看，中国“双一流”大学的CNCI多数高于全球平均水平（全球平均水平为1），仅国防科技大学、云南大学和东北大学（中国）低于或等于1，其中国防科技大学学校性质较为特殊，仅以公开发表的文献无法反映该校真实的研究实力和竞争力，其他2所则是“双一流”B类大学。论文数高于校均发文量的21所学校中，CNCI最高的是清华大学，为1.59，其次是中国科学技术大学和华南理工大学。 h 5指数是同时考量规模及影响力的指标，多数“双一流”大学的 h 5指数与发文规模呈较强的正相关性。
与高水平产出相关的指标主要是被引次数前1%论文占比和CNS及其子刊发文量。Top1%论文占比位居前三的分别为湖南大学、中国科学技术大学和清华大学，且除湖南大学的Top1%论文占比达到4.07%外，其他大学该项指标均低于3%。北京大学、清华大学和复旦大学在CNS及其子刊发文数和CNS及其子刊发文占比2项指标上处于领先地位，部分以工科见长的大学，如哈尔滨工业大学、大连理工大学、重庆大学等，CNS及其子刊发文占比较低，这可能与期刊收录的学科领域有关。
42所“双一流”大学中，清华大学是唯一一所7项指标均位于前三的大学。北京大学有4项指标位居前三，分别是总被引次数、 h 5指数、CNS及其子刊发文数和CNS及其子刊发文占比。上海交通大学、复旦大学、中国科学技术大学及湖南大学各有2项指标位居前三，其中上海交通大学论文数及总被引次数2项领先，反映了该校在竞争规模上颇具优势；复旦大学CNS及其子刊发文数和CNS及其子刊发文占比2项指标领先，这说明复旦大学在相关学科领域有较强的竞争优势；中国科学技术大学学校规模相对较小，故论文数和总被引次数这2项反映规模竞争力的指标仅在中上游位置，但其 h 5指数和PPTop1%位居前三，表明该校学术产出的影响力表现不俗，同时在高水平产出上也有较强的竞争优势。湖南大学作为一所“双一流”B类大学，虽然论文规模等指标在“双一流”大学中居中等偏后，但高被引论文数量不少，CNCI和PPTop1%2项指标在42所“双一流”大学中占据首位，5年产出Top1%论文550篇，占该校同期所有论文的4.07%，占比远高于其他“双一流”大学。
如表3-4所示为63所美国AAU大学在2015—2019年间论文规模、影响力、高水平产出等方面的表现。该表按各大学发表论文数量降序排列。
从发文规模看，2015—2019年，63所美国AAU大学共发表WoS论文1119611篇，校均发文17771篇。发文数量排名前三的分别是哈佛大学、密歇根大学和约翰霍普金斯大学。发文数量最少的是布兰迪斯大学，5年发文量仅2561篇。
从影响力方面的指标看，在40所发文数量高于校均发文数量的学校中，CNCI前三的学校分别是麻省理工学院、斯坦福大学及哈佛大学，这3所学校都是世界公认的顶尖名校。加州理工学院、布兰迪斯大学的论文数虽未达到AAU校均发文量，但CNCI表现相当不错。加州理工学院是精英学府的典范，一直秉承“小而精”的办学理念，仅有2100多名学生和270名教师，由于学校规模小，发文数量不占优势，但CNCI与哈佛大学不相上下，说明该校的研究影响力相当高。布兰迪斯大学也是一所规模较小的大学（2018年秋季在校本科及研究生共约5800人），该校自立校之始就关注本科教育，且学校未设置工科专业，这些因素可能造成该校的发文数量低于其他学校，但布兰迪斯大学的CNCI是AAU大学中最高的。
在Top1%论文占比这一反映高影响力产出的指标上，麻省理工学院、斯坦福大学均高于5%，AAU大学中有超过20%的学校该指标高于4%，仅3所学校低于2%，这表明AAU大学中多数大学的高影响力研究成果占比较高。此外，AAU所有大学的CNS及其子刊发文数都过百，反映了AAU大学的基础性研究多、创新性研究能力强。
在63所美国AAU大学中，哈佛大学和斯坦福大学两校各有6项指标位居前三。哈佛大学除CNCI位列第4位外，其他几项指标均遥遥领先于其他AAU大学，尤其是论文数和CNS及其子刊发文数2项指标，约2倍于排名第2位的学校，5年论文数达到10万以上，显示出哈佛大学在研究规模、影响力及高水平产出等各个方面较其他的AAU大学具有更强的竞争优势。斯坦福大学唯一未进入前三的指标是论文数，其他指标均表现出色。麻省理工学院5年论文数仅为哈佛大学的31.6%，但该校CNCI、PPTop1%和CNS及其子刊发文占比等5项指标的表现十分优异，居于前三，表明该校在研究影响力、高水平论文产出上有很强的竞争力，同时创新性研究水平也领跑其他大学。约翰霍普金斯大学位居前三的2项指标分别是论文数和总被引次数，该校是全美第一所真正意义上的研究型大学，其医学院与哈佛大学医学院齐名，是美国最为优秀的医学院之一，医学、生物科学是该校的强势学科，医学及生命科学相关领域是该校发文贡献最大的学科。
本部分选取了研究规模和研究影响力的两个代表性指标——学科规范化引文影响力（CNCI）和论文数，并对其进行标准化处理，以散点图形式，展示了中国“双一流”大学和美国AAU大学各成员的学术竞争力，如图3-1所示。
该图横轴为归一化论文数
，纵轴为CNCI，四个象限的分隔线分别为中美所有大学归一化论文数平均值和CNCI平均值。位于第Ⅰ象限的学校，其论文规模和影响力均具竞争优势；位于第Ⅱ象限的学校，其影响力相对较高，但论文规模不占优势；位于第Ⅳ象限的学校，其论文规模具有相对优势，影响力则相对较弱；位于第Ⅲ象限的学校，其论文规模及影响力均相对较弱。可以看出，位于第Ⅰ象限的均为美国AAU大学，代表哈佛大学的三角位于第Ⅰ象限的最右边，这表明哈佛大学的论文数远高于其他中美大学，是论文数排名第2位的上海交通大学的2倍多，其他大学则难望其项背；第Ⅱ象限也以美国AAU大学为主，其中仅有一个中国高校——湖南大学，湖南大学虽然论文规模并不出色，但胜在高被引论文数量，5年产出Top1%论文550篇，占该校全部论文的4.07%，故CNCI相对较高。分布在第Ⅲ、第Ⅳ象限的多为中国“双一流”大学，也有部分美国AAU大学。中国“双一流”大学中论文数前5位的大学均分布在第Ⅳ象限，分别为上海交通大学、浙江大学、清华大学、北京大学和中山大学。清华大学的论文规模与斯坦福大学、约翰霍普金斯大学等AAU中表现出色的大学不相上下，但在影响力方面与美国一流大学相比还有明显差距。上海交通大学、浙江大学和北京大学的论文规模已近乎追平部分美国一流大学，但CNCI明显在中美所有对标大学的平均值之下，说明论文影响力尚无法与AAU中的顶尖大学匹敌。第Ⅲ象限中靠左下角位置的全部为中国“双一流”大学，反映出中国各所“双一流”大学之间的发展也极不均衡，部分“双一流”大学的学术论文产出规模与影响力想要达到世界一流水平任重道远。
本节以中国“双一流”大学及美国AAU大学两个群体为观察对象，对比这两个群体在研究规模上的竞争力现状及其近5年的发展趋势。如表3-5所示，2015—2019这5年间，中国“双一流”大学总论文数略低于美国AAU大学，但考虑到两个联盟所包含的学校数量不同，对比分析校均发文量更具有现实意义。中国“双一流”大学校均发文20027篇，高于美国AAU大学的校均发文量17771篇。
从论文数变化趋势来看，2015—2019年，中国“双一流”大学的年论文数大幅上升（图3-2），增长速度明显快于美国AAU大学，2017—2019这3年的年增长率一直保持两位数，2019年论文增长率更是达到近20%。反观美国AAU大学，前4年的年增长率均未超过3%，仅2019年略高，为6.84%（图3-3）。2015年，中国“双一流”大学的WoS论文数只有美国AAU大学WoS论文数的63%，但两者差距逐年缩小，到2019年，中国“双一流”大学WoS论文数已接近美国AAU大学WoS论文数的91%。
从研究竞争力规模及发展趋势看，自20世纪90年代“985”建设项目实施以来，我国有一大批重点建设大学在研究规模上取得了长足的发展。而作为中国大学中的佼佼者、国家科技研究的中坚力量，“双一流”大学在科研产出规模上已具备了与世界顶尖大学竞争的实力。这与近30年来我国综合国力显著增强，国际竞争力和影响力明显提升这一大背景密不可分。
本节结合学科规范化的引文影响力（CNCI）、 h 5指数、被引次数及发文期刊的学科分区等指标来对比分析中国“双一流”大学和美国AAU大学在研究影响力上的差异。
如表3-6所示中国“双一流”大学及美国AAU大学发表论文的CNCI都高于全球平均水平（全球平均水平为1），表明两者科研产出的影响力在全球均处于相对优势地位，但中国“双一流”大学的CNCI仍与美国AAU大学有一定的差距。而从 h 5指数和校均被引次数的表现看，中国“双一流”大学明显低于美国AAU大学。
期刊分区数据来自科睿唯安公司的JCR数据库，科睿唯安的期刊分区是分学科进行的，将某一学科的所有期刊按照影响因子降序排列，平均分为四等份，各占25%，分别是Q1、Q2、Q3、Q4（这里的Q代表1/4）。这一指标表征的是某所大学论文发表在高品质期刊的情况，从另一角度反映科研产出的影响力状况。
如图3-4所示，从中美两个大学联盟的论文期刊分区情况看，中国“双一流”大学有近半论文发表在Q1分区期刊上，表明高影响力期刊对中国“双一流”大学论文的接受度较高，但与美国AAU大学58.46%的占比相比仍有较大差距。中美两个大学联盟发表于Q2期刊上的论文占比较为接近，都在25%左右。而从后半区的Q3、Q4期刊发文情况来看，中国“双一流”大学约有15%的论文发表于Q3期刊，Q4期刊论文占比超过9%，而美国AAU大学在这两个期刊分区的论文仅为16%，即中国“双一流”大学在分区靠后的期刊上论文占比明显高于美国AAU大学。虽然期刊影响力不能完全等同于论文的影响力，但是高品质学术期刊通常对论文的学术质量要求更高，其收录的论文也往往会得到领域同行更多的关注，能够有效提升论文的社会影响力。中国“双一流”大学如希望让自己的研究成果在全球范围内得到更为广泛的传播，获得更高的影响力，则应提高其在Q1期刊上的发文量。
如图3-5所示，从影响力的变化趋势看，2015—2019年这5年间，中国“双一流”大学和美国AAU大学的CNCI年度变化趋势正好相反，中国“双一流”大学的CNCI逐年上升，而美国AAU大学的CNCI则逐年下降。说明中国“双一流”大学的研究影响力近年来正稳步提升，与美国AAU大学影响力之间的差距也在不断缩小。
中美两个大学联盟高水平研究竞争力的表现主要可从被引次数前1%（Top1%）论文和CNS及其子刊论文这两方面进行观察。Top1%论文占比（PPTop1%）是在某一指定学科领域、某一年、某种文献类型下，被引频次排名前1%的文献数除以该组文献总数的百分比。该指标数值越大，表明该组文献表现越好。Top10%论文占比（PPTop10%）则是被引频次排名前10%的文献数除以该组文献总数的值。这2项指标反映的是大学研究产出中高影响力论文的占比情况。从Top1%论文和Top10%论文占比来看，美国AAU大学均领先于中国“双一流”大学，尤其是Top1%论文占比，美国AAU大学明显高于中国“双一流”大学（如表3-7所示）。
CNS及其子刊收录的论文一般被视为创新性强、高质量的研究成果。中国“双一流”大学与美国AAU大学近5年在CNS及其子刊上的发文数量差距很大，中国“双一流”大学近5年有7300篇论文发表在CNS及其子刊上，校均173.8篇；美国AAU大学的CNS及子刊论文数则高达34840篇，校均553篇，是中国“双一流”大学的3倍多。这表明中国“双一流”大学的创新性研究产出数量尚无法与美国AAU大学匹敌。
对中国“双一流”大学和美国AAU大学的CNS及其子刊发文情况做进一步的分析，结果表明：中国“双一流”大学在CNS及其子刊的论文数仅占其全部论文数的0.87%，对被引次数的贡献为4.16%；美国AAU大学的CNS及其子刊论文数占其全部论文数的3.11%，对被引次数的贡献高达12.74%。这表明CNS及其子刊论文对学术影响力的提升有非常重要的贡献，增加CNS及其子刊论文数可以有效地提高学术影响力。此外，中国“双一流”大学在CNS及其子刊上发文的CNCI达5.62，略高于美国AAU大学，而全部发文CNCI却有所不及，这说明中国“双一流”大学的论文整体影响力虽然不如美国AAU大学，但是已有的创新性研究具有较强的竞争力（如表3-8所示）。
对比中国“双一流”大学和美国AAU大学高水平产出的发展态势可以看出，中国“双一流”大学Top1%论文占比在不断提高，呈追赶美国AAU大学的态势，而美国AAU大学则稳中稍降，两者间的差距已由2015年的1.02%缩小到了2019年的0.15%。如中国“双一流”大学能保持现有发展态势，在该项指标上应该可以较快追平甚至赶超美国AAU大学（如图3-6所示）。
合作竞争包括国际合作和横向合作。国际合作论文指由2个或者2个以上国家（地区）的作者共同参与合作发表的论文。国际合作论文百分比指标体现了机构或科研工作者吸引国际合作的能力。横向合作论文指包含了一位或多位组织机构类型标记为“企业”的作者的出版物，横向合作论文占比是某一文献集中横向合作发表文献数除以该文献集文献总数的百分比值
（如表3-9所示）。
从论文的国际合作情况看，美国AAU大学的国际合作论文占比明显高于中国“双一流”大学，有42.42%的论文是国际合作论文。中国“双一流”大学的国际合作率已超过25%，但与美国AAU大学相比还有较大差距。在横向合作率上，中国“双一流”大学仅为1.56%，而美国AAU大学远高于中国“双一流”大学，为3.31%。
国务院在发布的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》中指出，要“深化产教融合，将一流大学和一流学科建设与推动经济社会发展紧密结合，着力提高高校对产业转型升级的贡献率”。现下中国经济正以“中国智造”取代“中国制造”，以重质量的发展模式取代过去重速度的发展模式，使创新成为驱动中国经济发展的新引擎之一。大学在此过程中，不仅需承担为国家培养大批优秀人才、提升国民整体素质的任务，而且应充分发挥自身汇聚大量高科技人才的优势，在创新研究上成为中流砥柱，增强与企业间的合作，将相关的研究成果转化为社会生产力，助推国家产业转型升级。
自20世纪上半叶至今，美国一直是世界高等教育中心和世界强国，其高等教育体系有很强的全球影响力和辐射力。因此，美国AAU大学一直保持着较高的国际合作率。从国际合作论文发展趋势看，中国“双一流”大学和美国AAU大学近5年的国际合作率基本维持稳定，中国“双一流”大学在2019年略有下降，导致两者在这一指标上的差距有所增加（如图3-7所示）。
学科是大学的基本单元，一流大学的建设最终要落到一流学科的建设，没有一流学科的大学就是空中楼阁。但具体到每所学校，由于地理位置、历史沿革、人才队伍等差异，学科生态布局也往往是千校千面。纵观世界一流大学，不一定学科门类齐全，但基本都有其独具特色的一流学科。我国教育部、财政部、国家发展改革委三部委发布的《统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法（暂行）》对“双一流”大学的学科布局提出了明确的要求“：支持一批接近或达到世界先进水平的学科，加强建设关系国家安全和重大利益的学科，鼓励新兴学科、交叉学科，布局一批国家急需、支撑产业转型升级和区域发展的学科”，从而“着力解决经济社会中的重大战略问题，提升国家自主创新能力和核心竞争力。”遵循这一指导方针，多所中国“双一流”大学在已发布的建设方案中也对本校学科布局做了相应的规划，如清华大学发布的《清华大学一流大学建设高校建设方案（精编版）》中指出：“学校构建了包括学科领域—学科群—学科3个层次的学科建设体系，制定了分类分层次的学科发展途径。“将现有的11个学科门类整合为工程科学与技术、自然科学、人文社会科学与艺术、生命科学与医学4个学科领域。”那么，除大学自身的规划外，作为整体，中国“双一流”大学的整体学科布局现状与美国AAU大学又有哪些异同？两个高校群体在新兴学科、交叉学科上的布局情况又是怎样的？本节利用SciVal平台，以2015—2019年间两个高校群体的文献数据，对美国AAU大学与中国“双一流”大学各自的学科布局特点及其差异进行了梳理和分析，从而为中国“双一流”大学规划下一阶段的学科布局提供参考。
本节数据来源于SciVal分析平台，该平台的数据源为Scopus数据库1996年至今的所有数据，文献学科归类采用Scopus的期刊分类系统ASJC，ASJC将全部学科分为27个学科大类，详细如表3-10所示。
图3-8是2015—2019年中国“双一流”大学论文的ASJC学科分布情况。图中展示了中国“双一流”大学发文数量较多的前13个ASJC学科，这13个学科的论文数占据了5年所有论文数的90%以上，其他14个学科论文数仅占9.9%。在13个论文数较多的学科中，中国“双一流”大学发文最多的学科是工程，占比达17.7%；其次是材料科学，占比10.1%。占比接近10%的学科有计算机科学（9.4%），以及物理学和天文学（9.2%）。从学科发文规模看，这13个学科是中国“双一流”大学的优势学科。其他14个论文数较少的学科涉及部分医学和人文社科类的学科，如医学领域的神经科学，牙科学，药理学、毒理学和药剂学等，以及人文社科类的社会科学，艺术与人文，商业、管理和会计，经济学、计量经济学与金融学等。
SciVal分析平台整合了Scopus数据库1996年至今的科研数据，通过文献的直接引用关系，聚类得到全科学领域约9.6万个研究主题（Topics）
。这些研究主题是动态且不断发展的，随着时间的推移，新的研究主题也不断出现。引用链接强度达到一定阈值的研究主题聚合在一起后，形成一个更广泛、更高层次的研究领域，称为主题集群
，一个主题集群包含具有相似研究兴趣的主题。全球所有研究主题经聚类共形成1494个主题集群。通过分析主题或主题集群可以了解机构的研究涉及哪些领域，在哪些研究领域的产出更具竞争优势。
中国“双一流”大学2015—2019年的研究论文主题集群分布如图3-9所示，图中最外面的彩色环代表27个ASJC学科，不同的颜色代表不同学科，色环的长度取决于该学科在全球所有学科中的发文比例；大圆圈中的各个气泡代表研究主题集群，气泡的颜色由该研究主题集群的主要所属学科决定；气泡的大小代表了主题集群的发文量规模；气泡的位置由该研究主题集群所涉及的学科类型及其论文量决定。
中国“双一流”大学2015—2019年的研究产出在全部1494个主题集群中均有分布，即全球所有的主题集群中都有中国“双一流”大学的贡献，这表明中国“双一流”大学的研究方向分布极为广泛，覆盖的研究领域非常全面。从图3-9中可见，代表计算机科学、数学的紫色环附近气泡最为密集，且其中出现了一个非常巨大的气泡，说明其代表的研究领域非常热门，表现为论文产出数量非常多；图中代表化学、化学工程、材料科学的蓝色环附近形成另一团密集的气泡群，其中也有一个较大的气泡，同时还有不少中等大小的气泡；代表工程、能源学、环境科学的绿色环，以及代表医学，药理学、毒理学和药剂学的红色环附近密集地分布了一团团小气泡群，其中仅靠近工程的色环附近有少量略大一些的气泡；代表艺术与人文、心理学、社会科学的黄色环附近的气泡最稀疏，且全部为小气泡。这与前一节中描述的ASJC学科分布情况是一致的。该图表明中国“双一流”大学在理工学科领域的研究产出最为丰富，且在其中若干领域的研究实力已相对较强；虽然对社会科学、心理学、艺术类学科领域也有涉及，但这些领域仅有少量的研究成果。
表3-11列出了中国“双一流”大学发文数量在1万篇以上的10个主题集群，这10个主题集群的文献数占全部文献的14.4%。表中全球产出份额是指某机构（此处是中国“双一流”大学）在该主题集群上的发文量占比；FWCI是SciVal中的学科规范化引文影响力指标，在该表中，FWCI是指中国“双一流”大学在该主题集群中发文的学科规范化引文影响力。显著度是SciVal为每个研究主题/主题集群建立的一个测度主题可见度和发展势头的指标，一般来说，某个主题的显著度 [1] 与该主题的研究热度呈正相关。
从中国“双一流”大学发文数量较多的这10个主题集群的名称看，这些主题集群主要是计算机、材料、能源、电气、电子等领域的研究。中国“双一流”大学在前4个主题集群（即图3-9中最大的几个气泡）的论文数均超过了19000篇，其中TC.0（算法；计算机视觉；模型）是目前人工智能方向的全球研究热点，其他3个主题集群属于新能源、新材料领域。从全球产出份额看，中国“双一流”大学在TC.30这一主题集群的产出份额达到全球的28%。TC.0（算法；计算机视觉；模型）和TC.30（第二代电池；电池；锂合金）这两个主题集群所涉及的人工智能、新能源都属于当下全球新经济聚焦的新兴产业，是新一轮国际竞争的战略制高点。中国在战略规划上也发布了支持相关产业发展的中长期规划，集中资源力争在这些领域赢得领导权。从2015—2019年的文献产出情况看，中国“双一流”大学在学科布局上紧密契合新经济发展方向和国家的产业布局，正成为这些领域重要的研究力量。
如图3-10所示为2015—2019年美国AAU大学论文的学科分布情况。图中标识出了美国AAU大学论文数较多的前16个学科，这16个学科的论文数占据了美国AAU大学近5年论文数的88.4%，其他学科论文数仅占12.6%。与中国“双一流”大学不同的是，美国AAU大学论文数最多的学科是医学，占比达21%；其次是生物化学、遗传学和分子生物学，占比9%。这反映了美国AAU大学在医学、遗传和分子生物学等与生命科学相关的领域研究产出非常多。其他占比高于5%的学科还有工程（7.6%），物理学和天文学（6.3%），社会科学（6.4%），以及计算机科学（5.8%）。发文较少的11个学科中有部分和中国“双一流”大学一致，如医学类的牙科学、药理学、毒理学和药剂学，人文社科类的商业、管理和会计、经济学、计量经济学和金融学。与中国“双一流”大学不同的是，美国AAU大学在化学工程和能源学这两个工程类学科发文较少。
与中国“双一流”大学相同，美国AAU大学2015—2019年的研究覆盖了全部1494个主题集群，这表明美国AAU大学涉及的研究领域也非常广。如图3-11所示为这些主题集群的分布情况。
从图中可见，美国AAU大学在各学科领域的研究主题集群气泡分布比较均匀，在代表计算机科学、数学、物理的紫色环附近，以及代表医学、药学、毒理学和药剂学的红色环附近，有多个比较大的气泡，大气泡的密集程度明显高于中国“双一流”大学，这说明美国AAU大学在这些学科领域的多个主题集群中都产出较多，有较强的研究实力。代表工程、能源、环境科学的绿色环附近的大气泡略多于中国“双一流”大学同领域气泡，代表艺术、心理学、社会科学的黄色环附近的大气泡远多于中国“双一流”大学同领域气泡，说明美国AAU大学在这些领域有明显的竞争优势。
如表3-12所示为美国AAU大学论文数在1万篇以上的9个主题集群。9个主题集群的文献数量占同期美国AAU大学全部文献的6.7%，反映了美国AAU大学在不同领域的研究力量分布较中国“双一流”大学更为分散。9个主题集群中仅TC.0（算法；计算机视觉；模型）与中国“双一流”大学一致，说明该领域近年无论在中国还是美国，都是研究热点。从文献量看，美国AAU大学在该主题集群的全球产出份额仅8%，远低于中国“双一流”大学近20%的全球产出份额。值得注意的是，美国AAU大学在该主题集群发文的FWCI为4.06，而中国“双一流”大学仅为1.62，这表明中国“双一流”大学虽然赢在规模上，但在该主题集群研究成果的影响力上与美国AAU大学相去甚远。
美国AAU大学发文数较多的主题集群分布于物理与天文学、医学、生物、认知科学、大气科学、社会科学等多个学科领域。发文数最多的主题集群为TC.1（星系；恒星；行星），发表的文献份额超过全球的33%，其次为计算机方向的主题TC.0（算法；计算机视觉；模型），全球产出份额超过8%。表明美国AAU大学在这些领域研究实力非常强劲。
根据SciVal的主题显著度指标定义，某个主题的显著度指数与该主题的研究热度呈正相关，主题显著度指数高于90%（Top10%）的研究主题，可被认为是关注度较高或研究较热的研究主题。
如图3-12所示为中国“双一流”大学与美国AAU大学在全球关注度较高（主题显著度指数Top10%）的主题集群的分布对比图。从图中可见，全球关注度较高的主题集群多分布于数学、计算机科学、物理、化学与化学工程及医学等学科领域。在这些全球关注度较高的研究主题中，中国“双一流”大学在化学、化学工程及材料等相关领域布局最为密集（即图3-12中蓝色环附近的密集气泡）；在计算机科学、数学等领域中布局也不少，且有部分领域研究成果较多（紫色环附近较大的气泡）；在医学、生物科学相关领域中有所布局但气泡都不大，研究产出相对较少；在心理、艺术、社会科学相关的领域仅有少量布局。美国AAU大学在这些全球关注度较高的研究主题中布局较为均衡，几乎大部分学科领域都有布局。其中在计算机、数学、物理等领域的气泡密度与中国“双一流”大学不相上下；在医学、生物等领域布局密集度明显高于中国“双一流”大学，且有不少大气泡，在艺术、商业与经济等相关研究主题的布局略为稀疏，但气泡比中国“双一流”大学大，说明美国AAU大学在这些主题集群的研究产出量高于中国“双一流”大学。
本章通过对中国“双一流”大学和美国AAU大学这两类中美一流大学群体在2015—2019年发表论文的计量数据进行挖掘，从研究规模、研究影响力、高水平研究、合作等多个方面对两个群体的研究竞争力进行了定量分析。利用两者研究成果的学科分布，揭示了中美两国高水平大学在研究领域上的整体布局差异。
从研究规模竞争力看，在国家战略扶持下，中国“双一流”大学近年的研究规模迅速提升，科研产出快速发展，年增速基本保持在两位数。目前，中国“双一流”大学的科研产出规模已不逊于美国AAU大学，在整体研究规模上表现出很强的竞争力，但研究影响力并未与规模同步增长，无论是在引文影响力、 h 5指数，或是高品质期刊发文占比等方面，相较于美国AAU大学仍有不小的差距。
相对于研究规模和影响力，中国“双一流”大学与美国AAU大学差距较大的是高水平研究，从Top1%论文、CNS及其子刊论文数两项数据看，中国“双一流”大学均落后于美国AAU大学。其中，Top1%论文双方的差距正逐渐缩小，至2019年，两者Top1%的论文占比已经比较接近。但在CNS及其子刊论文数这一指标上，两者差距非常明显，中国“双一流”大学5年的发文数量仅有美国AAU大学的20%；抛开两个大学群体的规模差别，从CNS及其子刊论文占比来看，两者差距依然显著，美国AAU大学CNS及其子刊论文占比是中国“双一流”大学的3.6倍。这表明中国“双一流”大学在创新性研究上仍需有更多的突破。中共中央在关于“十四五”规划和2035年远景目标建议中提出，到2035年，中国经济实力、科技实力、综合国力将大幅跃升，关键核心技术实现重大突破，进入创新型国家前列。中国“双一流”大学应不仅以培养创新人才为目标，而且应承载着服务国家战略需求、为社会发展提供知识创新和技术贡献、助力产业转型升级的重要职责。
合作竞争力的数据表明，美国AAU大学在吸引国际合作方面竞争力很强，国际合作率达40%以上，中国“双一流”大学虽然也有超过25%的国际合作论文，但与美国AAU大学还相距甚远；从发展趋势看，中国“双一流”大学也无法在短期内达到美国AAU大学的水平。值得注意的是，美国AAU大学的横向合作论文占比是中国“双一流”大学的两倍，表明美国AAU大学与企业的合作明显多于中国“双一流”大学，美国哈佛大学、耶鲁大学、哥伦比亚大学等进行学科建设的一个重要路径就是积极促进研究成果的转化。中国“双一流”大学中有不少大学拥有一些实力强劲、基础扎实的学科，这些学科若能在创新研究以及研究成果的产业化方面做出更多的探索和进步，将对“双一流”大学的学科建设起到重要的促进作用。
从中国“双一流”大学和美国AAU大学两个群体中各校的论文产出规模与影响力来看，63所美国AAU大学中有近33.3%的学校在综合竞争力上与中国“双一流”大学相比占绝对优势。中国“双一流”大学中约33.3%大学的研究规模已与部分美国AAU大学势均力敌，其中上海交通大学、浙江大学、清华大学、北京大学和中山大学等的规模竞争力已与美国AAU大学中表现较为出色的大学（如斯坦福大学、约翰霍普金斯大学等）相近，但在影响竞争力上还有不小的差距。中国“双一流”大学的综合竞争力发展极不均衡，部分“双一流”大学的学术论文产出规模与影响力要达到世界一流大学的水平仍任重道远。
从中国“双一流”大学和美国AAU大学研究成果的学科分布情况看，中美两个一流大学群体的学科布局存在一定差异，中国“双一流”大学的优势学科主要是理工学科，其中工程学科是中国“双一流”大学布局最多的学科，其他如材料、计算机、物理与天文学等也有较多布局；人文、社会科学方面的布局相对较弱。美国AAU大学的优势学科为生命科学相关学科，尤以医学为最，且在人文、社会科学领域布局强度要明显高于中国“双一流”大学。
从研究主题分布看，中美两个大学联盟的研究领域分布都非常广泛，相比之下，中国“双一流”大学重点研究主题集群的集中度更高，论文产出也更多，这些研究主题主要分布于人工智能、新材料、新能源及电气、电子等领域。美国AAU大学的研究主题集群相对中国“双一流”大学较为分散，重点研究主题集群涉及多个基础科学领域，如物理与天文学、大气科学、认知科学、生物科学等，此外，美国AAU大学对社会科学领域的相关研究也比较关注。值得注意的是，美国AAU大学在全球热点研究主题的布局更为均衡，在若干热门研究主题中表现出很强的研究实力。
[1] 主题显著度综合考虑了最近引用数量、最近浏览数量和期刊CiteScore3个参数，对每个主题j在第n年的显著度Pj，计算公式如下：Pj=0.495［C j -mean（C j ）］/stdev（C j ）+0.391［V j -mean（V j ）］/stdev（V j ）+0.1149［CS j -mean（CS j ）］/stdev（CS j ）。其中，C j 是主题，j中的第n年和n-1年发表论文的引用量，V j 是主题j中的第n年和n-1年发表论文的Scopus浏览量，CS j 是主题j中的第n年和n-1年发表论文的平均CiteScore，其中原始数据经过了对数转换，即C j =ln（C j +1），V j =ln（V j +1），CS j =ln（CS j +1）。显著度计算是用标准化分数消除3个指标之间的量纲差异，再对每个主题近两年论文的引用数量、浏览数量、期刊评价指数与平均值的离散程度加权求和。因此，显著度指数越高，表示正在关注这个主题的研究者越多，也说明这个主题的增长势头越猛。实际使用中，SciVal根据主题的显著度数值排序，计算每个主题的百分位数指标。