《科学智能白皮书2025》发布，中国引领AI应用型创新领域

5月26日，上海科学智能研究院联合复旦大学、施普林格·自然（Springer Nature） 旗下的自然科研智讯（Nature Research Intelligence）全球发布《科学智能白皮书2025》(下称“报告”）。

报告首次运用2015-2024年全球科学智能多源大数据，近60位不同领域的科学家联袂写作，深入剖析AI与科学研究大融合之势，探索7大科研领域、覆盖28个方向、近90个科学智能前沿问题及突破路径，以洞见前瞻未来，引领科学智能范式变革，应对全球挑战。

科学智能（AI for Science, AI4S）是面向科学研究的人工智能创新和人工智能驱动的科学研究的总和，体现了人工智能创新与科学研究双向促进与深度融合。报告全面探讨了科学智能在7大科研领域、28个前沿方向、近90个科学智能关键问题及突破路径。通过科学家提出关键词和出版物数据库的匹配，可以发现在科学智能研究中最获青睐的 AI 方法和技术。

大语言模型（LLMs）已经成为物质科学、生命科学、社会科学等领域的通用科研工具。强化学习在工程系统控制、数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。

根据自然科研智讯（Nature Research Intelligence）提供的AI相关出版物数量、引用量以及自然指数（Nature Index） 等多源大数据统计显示， 2015至2024年间，全球人工智能和科学智能领域的学术出版物总量快速增长，科学智能异军突起，2020年后加速成长，有力推动了人工智能研究整体的井喷态势。

全球人工智能期刊论文数量在过去十年间激增近三倍——从30.89万篇增至95.45万篇，年均增长率为14%。人工智能核心领域（如算法、机器学习）占比从44%降至38%；科学智能占比相应提升了6个百分点，且其年均增长率从2020前的10%，提升至2020后的19%。尤其是在工程科学和生命科学领域，其年均增长率分别从2020年前的9%和15%，提升至2020年后的16%和29%。

国别研究显示，2015年至2024年间，全球人工智能出版物排名前五的国家/地区的格局发生了转变。中国增长势头尤为显著，AI出版物总量从2015年的6.01万篇上升至2024年的27.39万篇，占全球总量29%。2018年，中国的出版物总量超越欧盟，居全球首位，2022年超越欧盟和美国的总和。印度也展现出明显的追赶态势，2015年其AI出版物总量为1.82万篇（仅为美国的1/3），2024年提升至8.51万篇，几乎与美国（8.57万篇）齐平。

从科研影响力看，美国优势仍存。基于自然指数追踪的高质量前沿研究期刊发表的 AI 相关论文引用量统计显示，美国保持领先地位，2020年达到30.22万次。中国引用量从2015年的1.03万次跃升至2020年的14.48万次，并于2021年首次超越欧盟。至2024年，中国的AI相关论文引用量占全球总量的40.2%，实现了对美国（占比42.9%）的快速追赶。

中国在AI应用型创新领域实现了从“跟随者”到“引领者”的跨越。对专利、政策文档与临床试验中的引用数据分析显示，中国凭借持续高速增长，于2016年以2.32万次的引用量超越欧盟（2.23万次），2019年以2.60万次超越美国（1.96万次）。至2024年，中国占据了全球AI出版物在专利、政策文档与临床试验中的引用达41.6%，遥遥领先。

就科学智能分领域AI出版物国别趋势来看，中国在AI与地球环境科学和工程交叉领域拥有先发优势；2019年以来在AI与数学、物质科学和人文社科交叉领域发力超越，全球领先。在AI与生命科学交叉领域，欧盟与美国依旧保持优势，中国位居第三。同时，印度在以上所有领域都呈现出追赶态势，在地球与环境、工程和人文社科领域，目前已居全球第三。值得注意的是，中美仍是全球最重要AI科研伙伴，尽管在2020年到达顶峰后合作有所下滑，至2024年，中美合作的AI出版物总量为1.22 万篇，是2015 年的两倍。