智源導讀:12月10日,Nature Index 發布了其 AI 增刊(Nature Index AI supplement),該刊分別使用了Nature Index(自然指數)資料和規模更大的Dimensions資料庫,對全球范圍內的人工智能學術研究做了分析和排名,但根據兩個資料庫的排名,中國的名次變化有點大,前者在美、英、德之后,位居第四;而后者則遠超其他國家,雄踞第一,
仔細分析這兩種資料排名,我們發現:中國在 AI 方向確實已經處于前沿地位,但我們在將 AI 應用于傳統基礎學科上仍有欠缺,這種欠缺,除了提示我們應當更加注重基礎研究外,或許也告訴我們的 AI 專家們:在傳統學科中或許有更多可探索的新天地,而非僅僅局限在 AI 的核心任務上,
簡單來說,根據自然指數資料顯示,2015年至2019年期間,盡管中國在自然指數論文庫中的數量迅速增加(2019年論文數量增長到了2015年的340%),但仍排在美、英、德之后,位居第四,這里可以看到美國的 Share (后文解釋含義)要大于2~10名全部總和,
圖 1:自然指數的國家排名
然而,根據規模更大的 Dimensions 資料庫,AI領先的國家和地區顯然不同,中國在2015-2019年間的出版物以 318534的數量雄踞第一,而印度則以91563的數量排名第三,
圖2:基于Dimensions Data的國家排名
這種差別的原因在于,自然指數資料分析聚焦在指數所追蹤的82本高質量自然科學期刊上發表的AI相關文章的數量,這些期刊主要覆寫化學、物理、生命科學、地球與環境科學等,因此依據自然指數資料的排名,更強調的是 AI 在化學、物理、生命科學、地球與環境科學等方面的應用,
而Dimension相對則更為廣泛,包括人工智能相關的各種期刊和會議論文,可追蹤到所有領域AI相關文章的發表情況,
兩相對比,更突顯了:盡管中國的 AI 研究在總體上居于世界第一(以出版物數量來說),但在化、物、生、地等傳統學科中的應用卻是短板,
01 Dimensions Data 中的中國 AI
使用Dimensions Data,Nature Index AI不僅分析了每個國家的排名,還給出更為詳細的研究機構的 AI 100 排名,在這個榜單上,來自中國的研究機構主導了前十強機構,
前 10 名中有 7 家來自中國的高校/科研單位:清華大學(第一)、中國科學院大學(第二)、上海交通大學(第三)、北京航空航天大學(第四)、浙江大學(第五)、哈爾濱工業大學(第六)、電子科技大學(第八),
而前100強機構中,中國占到 39 家,
| 名詞 | 研究機構 | 國家/地區 | 出版物2015–2019 |
| 1 | 清華大學 | 中國 | 11,867 |
| 2 | 中國科學院大學 | 中國 | 8,835 |
| 3 | 上海交通大學 | 中國 | 8,796 |
| 4 | 北京航空航天大學 | 中國 | 8,605 |
| 5 | 浙江大學 | 中國 | 8,337 |
| 6 | 哈爾濱工業大學 | 中國 | 8,315 |
| 7 | 南洋理工大學 | 新加坡 | 6,985 |
| 8 | 電子科技大學 | 中國 | 6,954 |
| 9 | 斯坦福大學 | 美國 | 6,609 |
| 10 | 麻省理工學院 | 美國 | 6,314 |
| 11 | 東南大學 | 中國 | 6,180 |
| 12 | 東京大學 | 日本 | 6,058 |
| 13 | 華中科技大學 | 中國 | 6,048 |
| 14 | 倫敦大學學院 | 英國 | 5,988 |
| 15 | 武漢大學 | 中國 | 5,797 |
| 16 | 北京理工大學 | 中國 | 5,641 |
| 17 | 北京大學 | 中國 | 5,612 |
| 18 | 哈佛大學 | 美國 | 5,553 |
| 19 | 密西根大學 | 美國 | 5,464 |
| 20 | 西安交通大學 | 中國 | 5,364 |
| 21 | 國防科技大學 | 中國 | 5,361 |
| 22 | 西安電子科技大學 | 中國 | 5,277 |
| 23 | 新加坡國立大學 | 新加坡 | 5,269 |
| 24 | 西北工業大學 | 中國 | 5,261 |
| 25 | 多倫多大學 | 加拿大 | 5,205 |
| 26 | 卡內基·梅隆大學 | 美國 | 5,192 |
| 27 | 佐治亞理工學院 | 美國 | 5,123 |
| 28 | 北京郵電大學 | 中國 | 5,010 |
| 29 | 牛津大學 | 英國 | 4,951 |
| 30 | 倫敦帝國理工學院 | 英國 | 4,915 |
| 31 | 天津大學 | 中國 | 4,914 |
| 32 | 安娜大學安娜 | 印度 | 4,838 |
| 33 | 加州大學伯克利分校 | 美國 | 4,754 |
| 34 | 慕尼黑工業大學 | 德國 | 4,551 |
| 35 | 東北大學 | 中國 | 4,436 |
| 36 | 劍橋大學 | 英國 | 4,423 |
| 37 | 中國科學技術大學 | 中國 | 4,368 |
| 38 | 華盛頓大學 | 美國 | 4,359 |
| 39 | 伊利諾伊大學香檳分校 | 美國 | 4,282 |
| 40 | 華南理工大學 | 中國 | 4,239 |
| 41 | 加州大學洛杉磯分校 | 美國 | 4,179 |
| 42 | 蘇黎世聯邦理工學院 | 瑞士 | 4,152 |
| 43 | 大連理工大學 | 中國 | 4,143 |
| 44 | 同濟大學 | 中國 | 4,112 |
| 45 | 加州大學圣地亞哥分校 | 美國 | 4,083 |
| 46 | 悉尼新南威爾士大學 | 澳大利亞 | 4,080 |
| 47 | 中山大學 | 中國 | 4,058 |
| 48 | 南加州大學 | 美國 | 4,050 |
| 49 | 約翰·霍普金斯大學 | 美國 | 4,014 |
| 50 | 悉尼大學 | 澳大利亞 | 3,860 |
另一方面,如果是按照增長速率進行排名的話,中國高校/單位近乎呈現一種霸榜的態勢,在前 25 個發展最快的機構中,有 23 個來自中國,而僅有 2 個來自美國:
| 名次 | 研究機構 | 國家/地區 | 出版物2015 | 出版物2019 | 2015-19年變化 | 變動2015–19(%) |
| 1 | 中國科學院大學 | 中國 | 653 | 3,236 | 2,583 | 395.6% |
| 2 | 清華大學 | 中國 | 1,629 | 3,418 | 1,789 | 109.8% |
| 3 | 電子科技大學 | 中國 | 699 | 2,451 | 1,752 | 250.6% |
| 4 | 上海交通大學 | 中國 | 1,124 | 2,692 | 1,568 | 139.5% |
| 5 | 浙江大學 | 中國 | 1,166 | 2,644 | 1,478 | 126.8% |
| 6 | 東南大學 | 中國 | 711 | 2,099 | 1,388 | 195.2% |
| 7 | 西北工業大學 | 中國 | 500 | 1,804 | 1,304 | 260.8% |
| 8 | 哈爾濱工業大學 | 中國 | 1,158 | 2,340 | 1,182 | 102.1% |
| 9 | 北京航空航天大學 | 中國 | 1,172 | 2,339 | 1,167 | 99.6% |
| 10 | 北京郵電大學 | 中國 | 500 | 1,660 | 1,160 | 232.0% |
| 11 | 華中科技大學 | 中國 | 806 | 1,953 | 1,147 | 142.3% |
| 12 | 北京理工大學 | 中國 | 680 | 1,824 | 1,144 | 168.2% |
| 13 | 西安電子科技大學 | 中國 | 640 | 1,765 | 1,125 | 175.8% |
| 14 | 武漢大學 | 中國 | 709 | 1,821 | 1,112 | 156.8% |
| 15 | 中山大學 | 中國 | 414 | 1,513 | 1,099 | 265.5% |
| 16 | 天津大學 | 中國 | 568 | 1,621 | 1,053 | 185.4% |
| 17 | 哈佛大學 | 美國 | 710 | 1,709 | 999 | 140.7% |
| 18 | 北京大學 | 中國 | 785 | 1,711 | 926 | 118.0% |
| 19 | 國防科技大學 | 中國 | 655 | 1,578 | 923 | 140.9% |
| 20 | 中南大學 | 中國 | 314 | 1,219 | 905 | 288.2% |
| 20 | 斯坦福大學 | 美國 | 943 | 1,848 | 905 | 96.0% |
| 21 | 中國科學技術大學 | 中國 | 548 | 1,421 | 873 | 159.3% |
| 22 | 西安交通大學 | 中國 | 720 | 1,591 | 871 | 121.0% |
| 23 | 重慶大學 | 中國 | 369 | 1,239 | 870 | 235.8% |
| 24 | 深圳大學 | 中國 | 314 | 1,182 | 868 | 276.4% |
| 25 | 東北大學 | 中國 | 502 | 1,366 | 864 | 172.1% |
02 自然指數中的中國 AI
正如上文所說,自然指數的資料來源,是 82 本涵蓋化學、物理、生命科學、地球與環境科學的高質量自然科學期刊,因此基于它所分析的 AI 現狀,主要考慮 AI在這些領域中的應用情況,
首先需要強調一下它的排名計算方式,
1)count:對于一篇論文,如果作者中有一個以上來自中國,那么中國的count數就加 1(所以有兩個也是加 1);不管文章有多少作者,都是如此,這也就意味著,同一篇文章可以給多個國家/地區或機構的count數做貢獻,
2)share:假如每篇文章的share 數值為 1,那么每個作者將均分這個總額,例如一篇有10人合作者的論文,每個作者的share值將為 0.1,因此作者所隸屬的單位或國家的share值便加 0.1,
從前面圖 1 中可以看出,美國無論是在count,還是share上都遠超中國;甚至 share值大于2-10名的國家之和,
自然指數還排名了前 100 強機構,前20名如下,中國僅有中國科學院入榜:
| 排名 | 機構 | 國家/地區 | 2015–2019 Share | 2015–2019 Count | 國際文章(%) |
| 1 | 哈佛大學 | 美國 | 331.08 | 937 | 57.0% |
| 2 | 斯坦福大學 | 美國 | 257.90 | 629 | 54.4% |
| 3 | 麻省理工學院(MIT) | 美國 | 209.04 | 620 | 59.4% |
| 4 | 馬克斯·普朗克學會 | 德國 | 167.98 | 628 | 83.0% |
| 5 | 牛津大學 | 英國(UK) | 132.34 | 495 | 85.3% |
| 6 | 劍橋大學 | 英國(UK) | 130.68 | 485 | 84.9% |
| 7 | 中國科學院 | 中國 | 130.00 | 492 | 73.2% |
| 8 | UCL | 英國(UK) | 129.70 | 415 | 77.1% |
| 9 | 紐約市的哥倫比亞大學(CU) | 美國 | 127.56 | 386 | 61.9% |
| 10 | 國立衛生研究院(NIH) | 美國 | 122.69 | 302 | 52.0% |
| 11 | 紐約大學(NYU) | 美國 | 117.40 | 353 | 67.4% |
| 12 | 華盛頓大學 | 美國 | 110.68 | 338 | 59.8% |
| 13 | 普林斯頓大學 | 美國 | 107.92 | 254 | 52.8% |
| 14 | 加州大學伯克利分校(UC Berkeley) | 美國 | 107.54 | 329 | 54.1% |
| 15 | 加州大學圣地亞哥分校(UC San Diego) | 美國 | 100.63 | 297 | 59.6% |
| 16 | 賓夕法尼亞大學 | 美國 | 98.54 | 296 | 59.8% |
| 17 | 約翰·霍普金斯大學(JHU) | 美國 | 85.80 | 285 | 52.3% |
| 18 | 耶魯大學 | 美國 | 83.95 | 273 | 64.5% |
| 19 | 加州理工學院(Caltech) | 美國 | 83.59 | 205 | 57.1% |
| 20 | 多倫多大學 | 加拿大 | 83.27 | 290 | 84.5% |
考慮到2015年至2019年的增速,中國也僅有中國科學院和清華大學入榜:
| 排名 | 機構 | 國家/地區 | 2015–2019 share | 2015–2019 count | 2015-19 count變化 | 2015–19share變化(%) |
| 1 | 哈佛大學 | 美國 | 89.44 | 273 | 41.68 | 87.3% |
| 2 | 斯坦福大學 | 美國 | 76.03 | 187 | 39.94 | 110.6% |
| 3 | 麻省理工學院 | 美國 | 61.77 | 171 | 34.28 | 124.7% |
| 4 | 加州大學伯克利分校 | 美國 | 35.99 | 101 | 28.57 | 385.1% |
| 5 | 中國科學院 | 中國 | 40.69 | 173 | 26.69 | 190.7% |
| 6 | 加州大學圣地亞哥分校 | 美國 | 31.33 | 105 | 21.30 | 212.3% |
| 7 | 加州大學舊金山分校 | 美國 | 27.17 | 76 | 20.17 | 288.2% |
| 8 | 耶魯大學 | 美國 | 28.32 | 78 | 19.41 | 218.1% |
| 9 | 加州大學洛杉磯分校 | 美國 | 24.19 | 90 | 18.18 | 302.8% |
| 10 | 馬克斯·普朗克學會 | 德國 | 46.71 | 173 | 17.67 | 60.8% |
| 11 | 賓夕法尼亞大學 | 美國 | 30.33 | 85 | 16.72 | 122.9% |
| 12 | 劍橋大學 | 英國(UK) | 33.06 | 124 | 16.53 | 100.0% |
| 13 | 清華大學 | 中國 | 16.73 | 75 | 14.63 | 696.5% |
| 14 | 瑞士蘇黎世聯邦理工學院 | 瑞士 | 24.61 | 76 | 14.33 | 139.4% |
| 15 | 賓夕法尼亞州立大學 | 美國 | 16.63 | 40 | 13.72 | 471.1% |
| 16 | 倫敦帝國理工學院 | 英國(UK) | 18.13 | 82 | 13.67 | 306.1% |
| 17 | UCL | 英國(UK) | 35.36 | 108 | 13.49 | 61.7% |
| 18 | 康奈爾大學 | 美國 | 20.90 | 85 | 13.23 | 172.3% |
| 19 | 亥姆霍茲德國研究中心協會 | 德國 | 23.37 | 113 | 12.54 | 115.8% |
| 20 | 杜克大學 | 美國 | 24.22 | 69 | 12.47 | 106.1% |
比較有意思的是,自然指數還進行了醫療機構的 AI 排名,前十名全部來自美國,這說明,醫療 AI 在美國很有市場,
| 排名 | 機構 | 國家/地區 | 2015–2019 Share | 2015–2019 Count | 國際文章(%) |
| 1 | 哥倫比亞大學歐文醫學中心(CUIMC) | 美國 | 68.25 | 216 | 54.2% |
| 2 | 威斯康星大學醫學 | 美國 | 49.31 | 154 | 48.1% |
| 3 | 杜克大學衛生系統 | 美國 | 38.32 | 115 | 46.1% |
| 4 | 加州大學圣地亞哥分校健康科學 | 美國 | 35.59 | 139 | 54.0% |
| 5 | 麻省總醫院(MGH) | 美國 | 32.00 | 194 | 56.2% |
| 6 | 紐約大學朗格尼醫學中心(NYULMC) | 美國 | 31.34 | 114 | 58.8% |
| 7 | 加州大學洛杉磯分校健康 | 美國 | 30.75 | 127 | 59.1% |
| 8 | 德克薩斯大學西南醫學中心(UT Southwestern Medical Center) | 美國 | 27.97 | 62 | 48.4% |
| 9 | UCSF健康 | 美國 | 27.18 | 110 | 40.0% |
| 10 | 斯隆·凱特琳紀念癌癥中心(MSKCC) | 美國 | 26.02 | 78 | 60.3% |
03 總 結
Nature Index的排名并非是對中國 AI 的否定,而Dimensions Data的出版物數量也不能說明中國 AI 已經引領,
圖 3:2015-2019年間,六個國家(中、美、印、德、英、法)在 Share 和出版物數量上的增長情況
正如許多AI報告指出,中國在論文數量上占據優勢,但平均參考量卻低于世界平均水平,例如《AI 指數報告》統計發現,2019 年來自中國的論文被參考量比世界平均水平低約 20%,而來自美國的論文被參考量比世界平均水平高約 40%,
“僅僅是大量的、沒有持久影響的原始論文并不是真正有用的,跟上技術前沿更重要,”牛津大學人類未來研究所研究中國 AI 戰略的 Jeffrey Ding 博士說,
這兩種資料排名的對比告訴我們,中國在 AI 方向確實已經處于前沿地位,但我們在將 AI 應用于傳統基礎學科上仍有欠缺,這種欠缺,除了提示我們應當更加注重基礎研究外,或許也告訴我們 的AI 專家們:在傳統學科中或許可以探索更多的新天地,而非僅僅局限在 AI 的核心任務上,
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