150年来,加拿大在科学研究领域的突破不仅对国人而且对全世界都产生了深远影响。该报告通过对加拿大的研究产出和研究影响力进行定量分析,探索其丰富的科学遗产和未来的发展机遇。
执行摘要
◆从历史上看加拿大的研究产出略高于经合组织国家（按百分比计算）,而且在过去10年间,其研究产出的影响力一直较高且持续上升。
◆在胰岛素和干细胞研究领域,加拿大先驱者的工作目前仍对世界各地的研究产生着影响。
◆加拿大的高校在一些新兴研究领域发挥着引领作用。
◆加拿大在论文和综述的产出增长率方面超过美国和世界平均水平,在过去10年尤其如此。
◆在基金资助下,加拿大研究人员不断产出高质量的成果,尽管与近期历史上GDP的增长相比基金的增长表现为相对平稳（按百分比计算）。
◆在加拿大高影响力的研究中能看到国际合作及企业合作的身影。
◆省际分析显示,研究产出排名前5的省份中有4个省的研究影响力具有相似性,比如在内分泌领域。
引言
作为国土面积第二大国,加拿大拥有丰富的科学发现史,是一些世界领先的高等教育机构所在地,至今已产生25位诺贝尔奖获得者（基于出生地或隶属关系）1(1 List of Nobel Laureates by Country, Canada.https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Nobel_laureates_by_country#Canada.),涵盖物理学、化学、文学和经济学等领域。
2017年是加拿大建国150周年,借此机会让我们总结一下加拿大多年来的研究成就并预测未来加拿大在世界舞台上能展现出多大的研究潜力。出于同样的目的,加拿大科学技术部部长Kirsty Duncan先生组建了一个独立小组,审查联邦一级科学研究的资金情况,以期为研究工作提供最优支持并减轻研究人员的现有负担。该项倡议已于2017年4月10日公布,可在“加拿大基础科学评论”中找到2(2 Canada's Fundamental Science Review, http://www.sciencereview.ca/eic/site/059.nsf/eng/home.)。本报告不想复制Naylor所作的报告,而是深入研究与加拿大科研相关的文献数据。
科睿唯安利用文献计量分析总结了加拿大某些研究领域的历史趋势和现状。Web of Science核心合集收录了1900年以来发表在1.8万种同行评议期刊上的学术论文。InCites数据库基于Web of Science提供了1980年至今的所有数据的文献计量分析。
本报告首先介绍了加拿大过去10年的研究成果,并就1922年Banting和MacLeod发现胰岛素的案例进行了影响力分析;其次,对干细胞的发现进行了综述;第三,对加拿大在内分泌学相关领域的地位进行了分析;最后,进一步探讨了加拿大资助机构的作用并简要分析了合作研究情况以及研究产出的历史发展趋势。
加拿大研究成果概述
我们先将加拿大过去10年的研究成果与其他经济合作与发展组织（OECD）成员进行比较,然后以经合组织的表现作为基准将加拿大与全球进行了比较。
以2006年的研究产出为基准（2006年产出= 100％）,图1展示了过去10年加拿大研究产出的变化情况。2006–2013年,加拿大和经合组织的研究产出以大致相同的速率增长,但2013年之后,加拿大的增速更快。2006–2015年,加拿大的研究产出增幅比经合组织高出6个百分点。
图1
过去10年加拿大研究产出的增长率高于整体经合组织国家,了解这一点非常重要,但是了解这些研究成果的影响力更为重要。衡量研究影响力的最常见指标是规范化的引文影响力。一篇文献的学科规范化引文影响力（category normalized citation impact,CNCI）等于实际被引次数除以同学科领域、同发表年份、同类型文献的预期被引次数。一组文献（如一个作者、一个机构或一个国家的所有研究产出）的CNCI即该组中所有文献的CNCI的平均值。CNCI为1.0时代表被引用表现达到世界平均水平。
图2显示了过去10年加拿大研究影响力的变化趋势,并比较了加拿大与OECD的CNCI。在这个时间段内,与作为一个整体的经合组织相比,加拿大的研究产出的影响力更大。这意味着与其他经合组织国家相比加拿大的研究影响力高于平均水平。
图2
加拿大的科学发展历程
在加拿大150年的历史上,隶属于加拿大高等教育机构的研究人员做出了许多益于人类的重大发现。其中,胰岛素的提取和纯化以及干细胞的发现成为加拿大和世界其他地区进行更深入的突破性研究的动力。
胰岛素的提取和纯化
1923年,Frederick G. Banting和John J. Macleod 因发现胰岛素被授予诺贝尔生理学或医学奖3(3“The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1923”. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web.16 Feb 2017. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1923/.)。Banting的最初构想是将胰岛素从狗的胰腺中分离出来,这一想法后来被用于人体试验,并最终为成功治疗糖尿病铺平了道路。
Banting在该领域发表的第一篇论文“The internal secretion of the pancreas（胰腺的内分泌）”于1922年发表在Journal of Laboratory and Clinical Medicine（《实验和临床医学杂志》）上,是和Charles Best共同撰写的。Best博士当时是多伦多大学医学院的学生,在麦克劳德实验室担任Banting的助手。通过Web of Science中参考文献的引用信息,可以追溯该项研究的起源,它是在Kleiner（美国）、Murlin（美国）和Minkowski（德国）3位研究者的工作基础上发展而来的。参考文献回溯三代,Minkowski的论文始于1893年,关注的是糖尿病与胰腺之间的联系。1913年Murlin的文章“胰腺和十二指肠提取物对摘除胰腺的狗的糖尿的呼吸代谢的影响”是建立在Minkowski工作的基础之上。
我们可以通过分析这些原创工作的被引情况以及相关引用机构,来探讨Banting和Best开创性成就的影响。
目前,Banting和Best的该篇论文在Web of Science核心合集里共有513篇引文。利用这513篇论文的引文报告,可以了解每年的引文情况,从图3可以看出,1923年（15篇）、1982年（14篇）和1984年（14篇）是这篇原创论文的引用高峰期。
图3
基于这些数据,分析了对该项有关胰岛素的突破性研究引用最多的机构（见表1）。位居前两位的是多伦多大学和诺和诺德公司,均发表了至少10篇相关论文。
表1 引用Banting和Best的胰岛素研究工作的机构及引用情况
| 公司 | 行业 | |
|---|---|---|
| 机构 | 引用数量 | 占513篇引文的百分比 |
| 多伦多大学（University of Toronto） | 17 | 3.31% |
| 诺和诺德（Novo Nordisk） | 10 | 1.95% |
| 埃尔朗根-纽伦堡大学（University of Erlangen Nuremberg） | 8 | 1.56% |
| 哈佛大学（Harvard University） | 7 | 1.37% |
| Vet ADM Hosp | 7 | 1.37% |
| 美国国立卫生研究院（National Institutes of Health,NIH USA） | 6 | 1.17% |
| 芝加哥大学（University of Chicago） | 6 | 1.17% |
| 得克萨斯大学达拉斯分校（University of Texas Dallas） | 6 | 1.17% |
| 得克萨斯大学达拉斯西南医学中心（University of Texas Southwestern Medical Center Dallas） | 6 | 1.17% |
| 乌普萨拉大学（Uppsala University） | 5 | 0.98% |
来源: InCites
加拿大顶级研究机构专家的观点分享
关于加拿大科研的历史与未来,本报告通过专家访谈与科睿唯安的定量分析相结合的方式进行了揭示。
“加拿大有望成为清洁技术领域的领导者。”
——VivekGoel
多伦多大学研究与创新副总裁
VivekGoel,多伦多大学研究与创新中心副总裁。我领导的部门负责管理多伦多大学的研究经费和创新活动,并负责协调与平衡全校研究人员的研究竞争。我和我的同事们通过与各级政府、非政府组织及私人企业的合作,致力于培养多伦多大学师生的企业家精神,促进知识向社会转化并对国家政策产生影响。
多伦多大学于1827年依据皇家宪章成立,如今已成为涵盖所有主要学科的学术机构,学术表现一直排名世界前列,被公认为加拿大最具声望的研究型大学。作为一所大型、地处城市、主要性质为公立的大学,其具有独特的双重任务,既要为区域人口服务,吸纳大量低收入家庭的学生,又要保持世界领先的研究水平。多伦多大学拥有8万多名学生,是一所充满活力的研究密集型大学,在平衡开放式教育和卓越研究的同时,利用其独特优势致力于发展学术及发挥积极的社会影响。
在加拿大的科研体系中多伦多大学发挥了怎样的作用?
早年,多伦多大学在与加拿大成熟的资源经济密切相关的学科方面有优势,包括林业、采矿和交通等领域。后来,生物医学研究成为一支重要力量,多伦多大学的教授在1921年首先发现了胰岛素,1963年又发现了干细胞,这些发现改善了医疗状况并为人类健康带来了无法估量的好处。
多伦多大学是计算机科学领域的早期实践者,1950年代中期加拿大第一台电子计算机的站点就设立于此。时至今日,本校计算机科学系的世界排名一直位居本领域前列。不过,鉴于文献计量学更多关注自然科学的研究成果,往往会使人们忽视人文和社会科学领域。事实上,多伦多大学的中世纪研究系在全世界是最好的。
多伦多大学和加拿大的科学前景如何?
在加拿大建国150周年之际,多伦多大学的全体教职员工正面向未来为解决这个时代的巨大挑战而奋斗。气候变化对加拿大的影响和清洁技术的发展等问题吸引并汇集了自然科学、社会科学、经济学、商业和人文科学等不同学科的力量。例如,借助多伦多大学在基础能源领域、纳米科学及生物技术方面的实力,加拿大有能力成为清洁技术的领导者。
另外,由于人力资源和知识经济对未来的加拿大至关重要,多伦多大学开始重新思考如何帮助学生适应体验式学习,培养发散型思维方式,将基于研究的课程与行业应用相结合。这种协作和知识转移不仅有利于学生也有利于社会,因为研究生阶段的学生就可以利用他们的研究能力来应对行业和工作中的挑战。
在此,我想举例说明多伦多大学的思考方式。下面两个跨校开展的项目在基于学校学科优势的同时利用与政府和行业的伙伴关系为加拿大谋利益。第一个是再生医学项目,该项目资金雄厚并将大学与多伦多地区的公司联系在一起;第二个是深度学习/机器学习/向量学院,这是一个泛加拿大的人工智能项目。在如何建设科学研究的领导力、如何将规划与政府和社会的需求相结合方面我们进行了很多尝试,这只是其中的两个案例。
干细胞的发现
1961年,McCulloch和Till在多伦多大学率先开启了一项研究,这项研究成为加拿大另一项影响全球的、突破性的医学研究——干细胞的发现4(4 Ontario Institute for Cancer Research-"Lifetime Achievement: Drs. James Till and Ernest McCulloch", http://oicr.on.ca/newsportal-news/lifetime-achievement-drs-james-till-and-ernest-mcculloch.)。
该领域的第一篇论文，“通过定量移植骨髓到被辐射的小鼠中测定正常小鼠骨髓细胞的放射敏感性（The Radiation Sensitivity of Normal Mouse Bone Marrow Cells, Determined by Quantitative Marrow Transplantation into Irradiated Mice）”5(5 DOI:10.2307/3570877.)，于1960年7月发表于Radiation Research，在Web of Science中的被引频次已超过200。
有意思的是,在Naylor的报告中,作者指出,加拿大并没有把干细胞研究作为一个国家行为,因而错失了取得McCulloch和Till那样突破性成果的机会。为了进一步探索干细胞专题,我们分析了InCites中以“干细胞”为主题的加拿大作者的论文数据,该数据集包含从Web of Science核心合集中遴选出的12 784篇文献。
为了降低数据集中的异常值,根据加拿大的机构产出情况对论文名单进行了过滤,每个机构至少拥有100篇Web of Science核心论文。
如图4所示,多伦多大学的论文产出量和篇均被引频次均位居榜首,影响力（以CNCI来衡量）与排名第一的病童医院不相上下。同时,病童医院虽然在论文产出方面与多伦多大学相去甚远,但篇均被引频次却很接近。这说明,病童医院虽然论文产量低,但论文的后续影响力堪与多伦多大学媲美。
图4
地域分析
要了解加拿大在干细胞研究领域的全球地位及其各省份的研究状况,可以将分析扩展到内分泌与代谢这一主题类别,该主题类别的界定基于一组内分泌与代谢学科的期刊。
如上文所述,CNCI这一归一化引文指标可以在不同类别和原始数据的统计可能导致误导的领域进行公平比较。图5比较了过去10年（2006–2015年）加拿大与G7国家在这一领域的研究情况。该时间段内每个国家的论文产出都超过1万篇,每个国家的CNCI也标注在图中。
图5
在G7国家（加拿大、法国、德国、意大利、日本、英国和美国）中,加拿大的CNCI最高,达1.55。这意味着,平均而言,加拿大的内分泌和代谢主题的论文的被引频次是该主题所有论文平均被引频次的1.55倍（规范化年份和文献类型）。虽然加拿大的论文产出量逊色于一些高产国家,但代表研究实力的CNCI值却是G7国家中最高的。
下面,我们从国家比较转向省际分析,并将分析限定在10年内发表内分泌与代谢领域论文大于500篇的省份和地区,以消除异常值。
过去10年,有5个省在内分泌与代谢领域的论文产出超过500篇,从图7可以看到,前4名（马尼托巴省、安大略省、魁北克省和艾伯塔省）的CNCI值近似。虽然在论文产出量方面,安大略省和魁北克省较高,但马尼托巴的CNCI（1.72）毫不逊色。这表明,虽然马尼托巴省在研究数量上相对较少,但研究质量上乘,影响力完全可以匹敌论文产出大省安大略和魁北克。
图6
图7
机构分析
接下来的分析也十分重要,即在机构层面（包括U15集团的研究密集型大学）探讨加拿大的论文产出趋势。
Web of Science与InCites的整合使得Web of Science的数据集得以导入InCites进行进一步的分析。下一组分析数据是从Web of Science导入InCites的一组自定义数据集,包含有关加拿大干细胞研究的12 784个记录,仅反映位于加拿大境内、2006–2015年间发表了100篇以上 论文的机构,所以最终用于分析的论文为8 174篇。图8展示了在干细胞研究工作中CNCI位居前列的研究机构。
图8
病童医院、卑诗省儿童医院和多伦多大学这3个机构的CNCI超过1.7,意味着这些机构的干细胞及相关主题研究得到的被引频次是该领域论文平均被引频次的近两倍。
虽然加拿大在内分泌领域的论文产出逊色于一些高产国家,但代表研究实力的CNCI值却是最高的。
我是David Baker,在总部位于渥太华的科研管理信息标准推进联盟（CASRAI）担任执行总监,负责该国际组织的整体管理及日常运营。我从事行政研究和管理工作超过了25年,坚定地致力于并投身于有关开放标准和系统互通性的国际非营利运动。CASRAI加拿大分会（CASRAI-CA）是加拿大唯一一家与研究人员日益增长的行政负担和研究机构的信息质量直接相关的非营利组织。我们收集、协调和整合供应商和消费者的研究信息,开发互通协议,使信息得以无冗余或无歧义地顺利流通。
CASRAI如何实现减轻加拿大研究生态系统的行政负担?
过去12年间美国联邦示范合作项目进行了两次调查,发现研究团队要花费大约42％的时间来应对多个资助部门的管理要求。尽管加拿大的科学研究在过去150年取得了成功,但可悲的是大约有30亿美元耗费在行政管理上而非研究项目上。这不仅是对有限资金的无效使用,而且事实证明行政负担是对加拿大那些训练有素、富有创造力的研究人员的重大浪费。成立该机构的目的是为研究人员、高校管理者、政府管理者和纳税人解决这一问题。我们大约用了10年时间开发并发布了CV相关标准,帮助加拿大政府使用CV系统,并使其获得国际ORCID系统的采用。另外,我们新的研究数据管理词汇表可以帮助研究人员和政府在同一层面上更好地进行思想交流。
CASRAI及其成员和合作伙伴将如何支持加拿大的研究体系并促进研究的发展?
我们希望通过每年召集重要研究信息相关者会议,提供解决研究信息相关问题的互通性平台等方式持续支持加拿大的研究体系。2017年,我们的工作重点是逐步加深对研究数据管理规划相关的信息和概念的理解,通过组建工作小组及范围更广的评审团队,协助政府再次发布通用CV及其研究门户网站。我们在世界各地的持续发展意味着我们的解决方案已跨越国界,并为通用信息基础设施的全球共享做出了贡献。
你认为未来几年对加拿大的研究体系而言什么最重要?
加拿大科学进步的关键是对整个行业的数据驱动管理有更好的理解,以及大学传统的管理角色如何应对研究信息管理的挑战。
Naylor在2017年4月发表的报告中定义了加拿大几个重要的新兴研究领域。我们选择了3个完全不同的领域,即清洁技术、下一代基因组学和量子科学（见表2）,发现加拿大研究密集型大学U15集团各成员的CNCI差异显著。
表2 新兴研究领域中15所大学的CNCI（2006–2015）
| 公司 | 行业 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 清洁技术 | 下一代基因组学 | 量子科学 | ||||
| WoS 论文数 | CNCI | WoS 论文数 | CNCI | WoS 论文数 | CNCI | |
| 达尔豪斯大学（Dalhousie University ） | 91 | 1.73 | 12 | 1.95 | 42 | 1.35 |
| 拉瓦尔大学（Laval University） | 134 | 4.36 | 44 | 5.43 | 55 | 1.24 |
| 麦吉尔大学（McGill University） | 241 | 2.33 | 76 | 2.16 | 418 | 2.47 |
| 麦克马斯特大学（McMaster University） | 116 | 1.24 | 22 | 1.69 | 90 | 1.13 |
| 加拿大女王大学（Queens University - Canada） | 156 | 2.04 | 4 | 1.19 | 120 | 1.12 |
| 艾伯塔大学（University of Alberta） | 187 | 1.57 | 59 | 4.29 | 163 | 1.45 |
| 不列颠哥伦比亚大学（University of British Columbia） | 225 | 1.84 | 64 | 1.79 | 246 | 1.65 |
| 卡尔加里大学（University of Calgary） | 144 | 1.57 | 34 | 2.7 | 271 | 1.7 |
| 马尼托巴大学（University of Manitoba） | 98 | 1.15 | 18 | 0.89 | 50 | 1.54 |
| 蒙特利尔大学（University of Montreal） | 166 | 1.38 | 41 | 1.59 | 146 | 1.76 |
| 渥太华大学（University of Ottawa） | 124 | 1.99 | 30 | 2.38 | 175 | 1.69 |
| 萨省大学（University of Saskatchewan） | 139 | 2.43 | 16 | 1.29 | 28 | 0.89 |
| 多伦多大学（University of Toronto） | 433 | 2.52 | 186 | 3.41 | 847 | 2.33 |
| 滑铁卢大学（University of Waterloo） | 341 | 1.4 | 21 | 1.75 | 800 | 1.98 |
| 西安大略大学（Western University (University of Western Ontario) ） | 193 | 1.31 | 14 | 1.16 | 129 | 1 |
来源: InCites
表2显示论文产出数量与影响力之间没有正相关,有些论文产出较少的机构却拥有较高的CNCI。各列中的最高值以紫色填充。多伦多大学在3个领域均拥有最高的论文产出。CNCI方面,拉瓦尔大学在清洁技术和下一代基因组学领域排名第一,麦吉尔大学在量子科学领域位居首位。
“2017年,我们将重点关注围绕研究数据管理规划产生的新信息和新概念。”
——David Baker
科研管理信息标准推进联执行总监
上个世纪加拿大的热点话题
利用WoS核心合集可以追溯1900年以来的数据,进而分析科学发现的现代历史。正如牛顿爵士的名言“我之所以看得更远,是因为我站在巨人的肩膀上”6(6 Historical Society of Pennsylvania, Item: Letter from Sir Isaac Newton to Robert Hookehttp://digitallibrary.hsp.org/index.php/Detail/Object/Show/object_id/9285.)。
我们识别出加拿大每一个10年间被引频次最高的一组论文,该组论文涵盖了材料科学、医学、经济学和商业、物理学以及计算机科学等学科（表3）。
表3 加拿大高被引论文举例（以约10年为间隔）
| 公司 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 每10年间加拿大被引频次最高的论文 | 年份 | 被引次数 | WoS 学科分类 | 所属机构 |
| Soddy on the cause and nature of Radioactivity - Part I | 1902 | 62 | 材料科学; 冶金及冶金工程; 应用物理; 凝聚态物理 | 麦吉尔大学 |
| The problem of noun incorporation in american languages | 1911 | 74 | 人类学 | 加拿大地质调查局（Geological Survey Canada） |
| A study of the Tisdall method for the determination of blood serum calcium with a suggested modification | 1925 | 1500 | 生物化学和分子生物学 | 艾伯塔大学 |
| Studies on adaptation | 1937 | 610 | 内分泌及代谢 | 麦吉尔大学 |
| Malignant interstitial emphysema of the lungs and mediastinum as an important occult complication in many respiratory diseases and other conditions an interpretation of the clinical literature in the light of laboratory experiment | 1944 | 702 | 医学,普通内科学 | 西安大略大学 |
| The economic theory of a common-property resource: the fishery | 1954 | 1574 | 经济学 | 卡尔顿大学（Carleton College） |
| Context of organization structures | 1969 | 579 | 商务; 管理 | 阿尔伯塔大学 |
| Prospect theory - analysis of decision under risk | 1979 | 13425 | 经济学; 数学, 交叉学科应用; 社会科学, 数学方法; 统计学及概率论 | 不列颠哥伦比亚大学 |
| Density-functional exchange-energy approximation with correct asymptotic-behavior | 1988 | 32533 | 光学,原子物理学, 化学物理 | 加拿大女王大学 |
| Density-functional thermochemistry 3. The role of exact exchange | 1993 | 61592 | 物理化学,原子物理学,化学物理 | 加拿大女王大学 |
| Distinctive image features from scale-invariant keypoints | 2004 | 16451 | 计算机科学, 人工智能 | 不列颠哥伦比亚大学 |
来源: Web of Science
InCites提供了数十种文献计量学指标,通过一系列指标可以揭示过去10年加拿大作者表现优异的领域。表4分别就5个文献计量指标列出了位居前5的专业领域,这5个指标是：WoS核心合集论文数、一定时间段内的CNCI值、一定时间范围内被引频次排名前1%的论文比例、行业合作论文比例及国际合作论文比例。分析显示,前5专业领域有重叠现象,但总体而言,不同指标对应的前5领域各不相同。
表4 2006–2015年加拿大排名前5的学科类别（论文量≥1 000篇）
| 公司 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 论文量前5 | CNCI前5 | 高被引论文比例前5 | 行业合作论文比例前5 | 国际合作论文比例前5 | |
| 1 | 生物化学与分子生物学 | 普通内科学 | 普通内科学 | 风湿病学 | 天文学与天体物理学 |
| 2 | 神经科学 | 胃肠病学与肝病学 | 综合学科 | 皮肤病学 | 粒子与场物理 |
| 3 | 肿瘤学 | 综合学科 | 胃肠病学与肝病学 | 过敏症 | 核物理 |
| 4 | 细胞生物学 | 过敏症 | 核物理 | 核科学技术 | 寄生虫学 |
| 5 | 天文学与天体物理学 | 肿瘤学 | 音乐 | 胃肠病学与肝病学 | 古生物学 |
来源: InCites
比如,普通内科学在CNCI和高被引论文百分比两个指标上均排名第1。胃肠病学与肝病学在CNCI、高被引论文百分比和行业合作论文百分比3个指标上都位列前5。这可能表明这些领域具有商业化的研究潜力。风湿病学虽然在行业合作方面表现最好,但其他指标均未上榜,也许这是一个具有强大经济潜力的领域,值得进一步投资或关注。
一些非生物医学的研究领域也排进了前5名：音乐学在加拿大的高被引论文百分比指标上排名第5,天文学与天体物理学的国际合作论文百分比位列第1,论文数量也居前5位。
表4还说明对研究绩效的全面评价需要基于一系列的文献计量指标。结合Naylor报告中提供的资金分析,这些数据可用来确定高绩效或有前景的研究领域。为了针对性更强,同样的分析还可以在省级或机构层面上进行。
加拿大基金资助组织的作用
联邦政府预计2016/2017年度科技支出将增加1.0％至107亿美元。人文和社会科学的研究投入持续上升,而自然科学和工程学的支出有所下降7(7 StatCan- Federal government spending on science and technology, 2016/2017 (intentions)http://www.statcan.gc.ca/daily-quotidien/160525/dq160525c-eng.htm.)。其中,人文和社会科学的经费投入为27亿美元（比2015/2016年度的25亿美元增长了8.0％）,自然科学和工程学的经费投入为80亿美元。
最新数据显示,1996–2001年,加拿大的研发支出占GDP比例呈增长态势,但之后逐渐下降,2014年的比例为1.612%,与1996年的1.616%几乎相当8(8 The World Bank, Research and development expenditure (% of GDP)http://data.worldbank.org/indicator/GB.XPD.RSDV.GD.ZS?end=2014&locations=CA&start=1996&view=chart.)。不过,从加拿大的经济表现看（以美元现值计算）,1996年的国内生产总值为6285亿美元,是2014年国内生产总值17800亿美元的三分之一左右。虽然, GDP增长显著,但R&D支出占GDP的比例却保持平稳。
社会科学与人文研究委员会（Social Sciences and Humanities Research Council,SSHRC)、自然科学与工程研究委员会（Natural Sciences and Engineering Research Council,NSERC）和加拿大卫生研究院（Canadian Institutes of Health Research,CIHR）在加拿大的研究中发挥着越来越重要的作用。1977年通过议会法案创建的SSHRC,面向高等教育的基础研究和研究培训,旨在支持和促进人文社会科学研究。
此后不久,1978年5月1日,从成立于1916年的国立研究理事会中分离出来的NSERC开始独立运转9(9 NSERC, Chronicle of Past Events (http://www.nserc-crsng.gc.ca/NSERC-CRSNG/History-Historique/chronicle-chronique_eng.asp.)。这极大缓解了一个机构同时支持大学和国家实验室带来的潜在利益冲突,使NSERC能够集中精力支持大学的科学研究。
CIHR是3个主要资助机构中最年轻的,是2000年基于加拿大卫生研究院法案建立的一所专注于健康研究的机构。
基金项目的影响力
下面我们对Web of Science核心合集中标注为NSERC和/或CIHR基金支持的论文进行分析,其中,NSERC基金论文有13万篇, CIHR基金论文有5.9万篇。结果显示,有基金资助的论文的CNCI大于1,意味着,平均而言,相同年度与同领域其他论文相比基金论文会得到更高的被引频次。
不过,CIHR资助的论文的CNCI（1.51）又略高于SSHRC（1.4）和NSERC（1.26）。通过对全部5.9万篇CIHR基金论文进行深入的数据分析,可以发现高CNCI值的基金论文分布在哪些领域,从本质上揭示出CIHR资助的论文在哪些领域产生了最大的影响,以及在相同年份和相同文件类型条件下在哪些领域获得了最多的引用。
图9给出了2006–2015年CIHR资助论文的期刊类别,根据CNCI从高到低排序。危重症医学、泌尿学与肾脏学两个领域的CNCI都超过2.0。表明,在这两个学科类别中,CIHR资助论文的被引频次是同类论文的两倍。
图9
用同样的标准考察NSERC资助的论文,其在物理/综合和物理/核物理两个类别的CNCI值高于2.0。而SSHRC资助论文的情况是该10年间没有一个学科类别的论文数量达到500篇,如果将论文数量标准降至100篇,则以下类别的CNCI值达到或超过2.0：历史学与科学哲学、语言学、教育学与教育研究及管理学。
引证分析既可以用于评价过去的研究成果,也可以用来预测未来的研究趋势。
我是CIHR的企业分析师Christopher Manuel,负责绩效与问责部门的工作,包括绩效考量、评估、审计及议会报告。
在CIHR,我们都相信科学研究能够改变生活。作为加拿大卫生研究的投资机构,我们与合作伙伴和研究人员合作,支持改善健康和加强卫生保健系统的发现和创新。
具体而言,CIHR的任务是“根据国际公认的科学标准,在创造新知识并利用新知识改善加拿大人民健康方面,在提供更有效的保健服务和产品以及加强加拿大卫生保健系统方面发挥重要作用”。
CIHR通过支持下列项目实现这一任务：
• 研究人员的原创研究和有针对性的优先级研究;
• 欠发达地区的研究能力;
• 将科学知识转化为新的卫生政策、治疗手段、产品和服务。
请举例说明CIHR基金在加拿大研究体系内的影响力。
心脏病之战——从实验室到病房的移动研究
1970年代,医学研究委员会（CIHR之前的联邦政府机构）支持了一批由MichelChrétien博士和Nabil Seidah博士领导的心血管健康领域的研究人才。认识到心脏病给加拿大人造成的严重负担,研究人员集中力量想寻找一种降低胆固醇的方法。
在接下来的几十年中,研究人员探索了蛋白质、胆固醇和心血管疾病之间的关系。2003年,他们的工作取得了里程碑式的发现 —— PCSK9,这是一个基因,可以为制备调节血液中胆固醇数量的蛋白质提供指导。
2007年,Seidah博士再次得到CIHR的支持以巩固这一历史性发现。Seidah博士组建了专家小组,小组成员来自不同研究领域,致力于开发可与PCSK9基因相互作用以调节胆固醇的药物治疗方法。该项研究取得了Ⅲ期临床试验的成功,开发出的一种高胆固醇血症新药已获得美国食品药物管理局批准,并在全球范围内临床使用。基于这些发现,3家主要制药公司（赛诺菲、安进及辉瑞）都开发出了PCSK9靶向抑制剂。
这个为期35年的项目说明了在健康研究领域长期资金支持的重要性。始于1970年代的生物医学研究目前已开始有效治疗胆固醇疾病,改善了加拿大人民和全世界人民的生活。
CIHR和加拿大的生物医学科学与健康研究未来会如何发展?
加拿大的人口正在老龄化,慢性疾病越来越普遍,对卫生保健服务的需求急剧增加。这些对经济产生了巨大的影响——仅2014年加拿大用于医疗保健的支出就达到了2150亿美元。这也给看护者和家庭成员带来了沉重的负担。
此外,在加拿大仍然存在着原住民和非原住民的健康状况不平等的情况,需要根据原住民社区的具体需要提供创新的、实事求是的解决方案。
加拿大人比以往任何时候都更希望享受到科学发现带来的好处,能在正确的时间获得正确的治疗。他们希望能管理自己的健康,能积极参与到寻求解决方案中去。
通过促进创新,支持加拿大最好和最聪明的研究人员,实现知识从实验室到临床的转移等举措,CIHR将在应对加拿大所遇到的各种挑战中发挥不可或缺的作用。
“支持加拿大最好和最聪明的研究人员,实现知识从实验室到临床的转移。”
——Christopher Manuel
加拿大卫生研究院企业分析师
同类资助机构比较
现在让我们来看一下重症医学领域全球排名前列的资助者。葛兰素史克、辉瑞和NIH国立心肺血液病研究所（NHLBI）的CNCI值均高于CIHR（三者的CNCI分别为3.49、3.42和2.38）。
另外两家,即NIH（作为整体）和中国国家自然科学基金委员会的CNCI值则低于CIHR,分别为1.88和0.96。这表明在重症医学领域CHIR资助的研究在同行中获得了相对较高的引用率。加拿大的重症医学研究有一定的研究优势,应该是值得支持的。
新兴研究领域
加拿大第一卓越研究基金10(10 Government of Canada, http://news.gc.ca/web/article-en.do?nid=1120749.)鼓励科技领域的各种突破性发现。加拿大三大研究理事会总裁、加拿大卫生部副部长和加拿大创新、科学与经济发展部副部长采用严格的程序来遴选这一基金的受助人。通过该程序获得资助的项目被认为处于研究前沿,并且能为加拿大创造长期的经济优势。
“全球水未来：全球变化时代水威胁的解决方案”是萨省大学的一个项目,获得了逾7 700万美元的经费支持。在旱涝灾害的情况下,水监测的重要性日益增加,预测一段时期内环境的影响和趋势以及这些趋势如何影响该地区的生活也变得越发重要。
引用分析是帮助研究人员确定学术文献相关性的一种方式。某一主题领域内被共同引用的一组论文组成了我们所谓的“研究前沿”。这些研究前沿中的某些论文,单独基于其标题和摘要可能不被认为是相关论文,然而,他们的引用行为显示出与新兴研究的潜在相关性和重要共性。
2016年,科睿唯安与中国科学院科技战略咨询研究院、中科院文献情报中心发表了《2016研究前沿》11(11 Research Fronts 2016: The Hottest Areas in Science- http://stateofinnovation.com/research-fronts-2016-the-hottest-areas-in-science.),对基于共引分析遴选出的最受欢迎的研究前沿进行了探究。
其中一个研究前沿与上述水威胁项目相关,侧重研究生物多样性减少和生态系统变化。
在该核心引文簇中,加拿大的国家排名为第2。加拿大的两个机构,即麦吉尔大学（在机构排名中位列第1）和不列颠哥伦比亚大学（排名第4）为该研究前沿贡献了多篇核心论文。这些核心论文是进一步研究的基础。
加拿大不仅产出被引用的核心论文,还产出引用核心论文的进一步的研究。在表6中,加拿大排名第6,产生138篇引文,占本专题领域的10.3％。表明随着该领域的不断发展,这一专题对加拿大研究人员而言非常重要。
图10
表5 “生物多样性减少和生态系统变化”研究前沿主要国家和机构的核心论文数量
| 公司 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 国家排名 | 国家 | 核心论文/篇 | 比例 | 机构排名 | 机构 | 所属国家 | 核心论文/篇 | 比例 |
| 1 | 美国 | 8 | 100% | 1 | 麦吉尔大学 | 加拿大 | 4 | 100% |
| 2 | 加拿大 | 4 | 50% | 1 | 威廉·玛丽学院 | 美国 | 4 | 100% |
| 3 | 瑞典 | 3 | 37.5% | 1 | 明尼苏达大学（双子城） | 美国 | 4 | 50% |
| 3 | 澳大利亚 | 3 | 37.5% | 4 | 西华盛顿大学 | 美国 | 3 | 7.5% |
| 5 | 瑞士 | 2 | 25% | 4 | 加州大学圣克鲁兹分校 | 美国 | 3 | 37.5% |
| 5 | 墨西哥 | 2 | 25% | 4 | 密歇根大学 | 美国 | 3 | 7.5% |
| 5 | 德国 | 2 | 25% | 4 | 不列颠哥伦比亚大学 | 加拿大 | 3 | 37.5% |
来源：Research Fronts 2016, p 16
表6 “生物多样性减少和生态系统变化”研究前沿主要国家和机构的引文数量
| 公司 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 国家排名 | 国家 | 引文数量/篇 | 比例 | 机构排名 | 机构名称 | 所属国家 | 引文数量/篇 | 比例 |
| 1 | 美国 | 531 | 39.5% | 1 | 明尼苏达大学德鲁斯分校 | 美国 | 67 | 5.0% |
| 2 | 德国 | 257 | 19.1% | 2 | 中国科学院 | 中国 | 53 | 3.9% |
| 3 | 英国 | 240 | 17.8% | 3 | 法国农业科学研究院 | 法国 | 52 | 3.9% |
| 4 | 澳大利亚 | 182 | 13.5% | 3 | 瓦格宁根大学 | 荷兰 | 52 | 3.9% |
| 5 | 法国 | 159 | 11.8% | 5 | 苏黎世大学 | 瑞士 | 44 | 3.3% |
| 6 | 加拿大 | 138 | 10.3% | 6 | 西悉尼大学 | 澳大利亚 | 43 | 3.2% |
| 7 | 瑞士 | 127 | 9.4% | 6 | 法国国家科学研究中心 | 法国 | 43 | 3.2% |
| 8 | 西班牙 | 123 | 9.1% | 8 | 哥廷根大学 | 德国 | 42 | 3.1% |
| 9 | 荷兰 | 115 | 8.5% | 9 | 德国综合生物多样性研究中心 | 德国 | 41 | 3.0% |
| 10 | 中国 | 102 | 7.6% | 9 | 亥姆霍兹环境研究中心 | 德国 | 41 | 3.0% |
来源：Research Fronts 2016, p 16
过去25年,加拿大的论文和综述的产出增速超过美国。
科学与技术观测所
我是Yves Gingras,现任科学与技术观测所（OST）的科学总监。2017年是加拿大建国150周年,也是OST成立20周年,这是加拿大首个致力于评估科学、技术与创新的国家组织。由于与NSERC签订了一项有关文献计量分析的资助研究协议,OST于1997年开始运营。随后,又为加拿大统计局完成了关于加拿大省际间科学合作的文献计量分析。由于位于魁北克大学蒙特利尔分校（UQAM）,OST成为使用文献计量数据绘制科学发展地图和国际合作研究地图的先驱,同时也成为评估大学、政府、医院和行业研究活动的先驱。
据您观察过去几年加拿大的研究体系发生了哪些变化?
过去10年,政府的科技政策和大学的管理方式更加重视研究活动的评估及其影响力的量化测度。OST全力支持政府和学术界,在评估领域的专业知识开发和培训方面发挥了关键作用,并始终坚持使用经过认真验证的指标。
过去50年,加拿大科学最显著的成就是其国际合作网络的发展。因为毗邻关系,美国是加拿大的首要合作者,两国科学家的合作网络非常多样化。1980年代中期,加拿大约有100个合作国家,30多年后的今天,加拿大科学家的国际合作对象已扩展到近200个国家。
加拿大的论文产出约占全球总量的4％。这意味着加拿大的科研人员必须首先有能力汲取激发新知识与创新的其他国家的研究成果。这也意味着科技政策的关键词是合作。在促进合作方面加拿大具有很好的历史和传统,学习他人的长处的同时也为知识和文明的进步贡献一己之力。加拿大的主要优势学科是物理学和临床医学。
在加拿大的科研体系内您认为贵机构的未来会如何?
作为一个拥有两位加拿大首席科学家并以大学为基础的组织,OST的活动越发关注研究新动态,如国际化、开放获取、新兴研究领域、纯学术研究的衰落与大学工业化的关系等,关于这些议题的争论越来越激烈。
面对这些快速变化,决策者需要客观衡量全球趋势,而这些趋势在当地可能并不明显或者难以凭借少数人的直觉知识得以发现。
为了描绘加拿大在全球研究网络中的位置,并向政策制定者和管理者提供能够充分衡量其增长或衰落的相对指标,开发图谱绘制技术已成为构建循证科技政策的必要条件。OST一直在推动这种用于科学研究分析的严谨、理性的方法,并将在未来几十年内与加拿大相关机构密切合作,继续推进该技术的进一步发展。
合作机遇
国际合作对于科学研究越来越重要。以环境科学领域为例分析加拿大在过去10年中与哪些国家有过合作。统计标准为2006–2015年与加拿大合作发表的论文至少达100篇,分析发现合作频率和影响力之间似乎没有相关性。
加拿大在环境科学领域影响力最大的合作研究是与南非、荷兰和丹麦合作完成的,但在合作论文数量方面排名前列的却是美国、中国和英国。这些发现有助于制订研究策略。根据合作论文数量统计,法国排名第6。
企业合作对前沿研究的突破也很重要。过去10年,加拿大的企业在全球范围内开展了很多有影响力的合作。被引频次最高的是与百时美施贵宝（美国）、勃林格殷格翰制药有限公司（德国）以及赛诺菲（法国）的合作研究。过去10年,U15集团与百时美施贵宝进行了全面合作,合作论文的平均影响力在各自领域和相应年份是全部论文平均影响力的12倍。
除了统计1980年以来各国的论文产出数量,还可以比较该阶段各国论文产出的增长率。1980年,Web of Science核心合集共收录了28 470篇加拿大论文,同期的美国论文数量是272 702篇。到2015年,每个国家的论文产出比例都随着时间的推移而增加。加拿大在2015年产出了100 921篇论文,其是1980年论文数量的3.5倍还多。相比之下,美国的论文产出更多（651 554篇）,但仅为1980年发表的论文数量的两倍。
不过,2015年出版的学术书籍的数量仅为2005年的3倍12(12 Web of Science核集于2005年引入了书籍数据。)。
对研究产出进行归一化处理后发现,在过去25年间,加拿大的论文及综述的产出增长率高于美国。
结论
分析加拿大科学研究的影响力和覆盖面的方法很多,文献计量和引文分析是其中一种,可以检验加拿大研究人员及其合作者的工作,并评估出哪些是最具影响力的研究。任何类型的评估都必须使用一系列指标才能对研究进行全面的描述。无论如何,人们不能低估过去150年间加拿大研究的重要性,而且其发展前景也一片光明。
Naylor的报告就加拿大如何在未来150年继续保持全球竞争力提供了一系列建议。文献计量分析为加拿大和全球现代科学的起源提供了独特的视角,并对科学的发展方向提出了见解。希望我们的分析结合Naylor报告的调查结果,能够帮助加拿大的研究资助机构和学术机构做出最好的投资和决策,以加强加拿大国内及国外的研究和资助。
翻译：莫京 孙运涛 审校：马建华
“在主要学科中,加拿大在物理学和临床医学上的优势尤其显著。”
——Yves Gingras
科学与技术观测所科学总监
图11
图12
图13
图13
美国和加拿大的Web of Science论文产出增长率（1980–2015年,以1980年为基础）
来源：InCites
注：数据仅统计论文与综述文章
