近两年，中国无论在论文数量、发表期刊水平还是引用次数上，均开始反超和逼近欧美，迈向世界前列。但从论文颠覆性指数来看，北京、上海、深圳等中国城市与旧金山、波士顿等全球创新领先城市仍存在差距。
9月8日，2024浦江创新论坛上发布了由上海市科学学研究所在自然科研智讯所提供的大数据支持下调查形成的《2024理想之城——基于颠覆性指数的全球科技创新中心城市研究报告》。
报告显示，在全球20座科创中心城市中，北美城市占据了颠覆性指数平均值前五中的四席；排名前15位中，中国城市占据四席，深圳、香港、上海、北京分列第8、11、14和15位。
本次调查覆盖的20座全球科技创新中心城市
全球颠覆性科技创新，北美仍居“顶流”
原创性、颠覆性科技创新重大突破将开拓科学发现的崭新疆界，推动生产力质态的根本性改变，并对全球技术优势和产业竞争格局形成深远影响，也是引领新质生产力、培育发展未来产业的重要驱动力。
2017年起，国际学术界提出了一个独立的全新分析指标——颠覆性指数（DI）。上海市科学学研究所副研究员王雪莹介绍，根据科学研究在人类整体知识体系结构中的位置，可把研究分为颠覆型、发展型和巩固性研究。前两类研究都可产出高水平的优秀成果，其中颠覆性研究更具有开创性，其拓展科学前沿、开创全新领域的意义更强，引发生产生活方式和产业体系重大变革的可能性也更大。
颠覆性指数可用于论文、专利等各种成果分析。此次“理想之城”报告以各城市2019-2021年发表在“自然指数”期刊的全部论文为对象，测算了全球20座科创中心城市的论文颠覆性指数平均值。结果显示：旧金山、波士顿、首尔、多伦多和纽约，是其中最具科技创新颠覆性的五座城市。
全球科创中心城市颠覆性指数平均值
较高的颠覆性指数均值代表了该城市产出的科研成果具有较高的原创性和颠覆性。王雪莹认为，从排名来看，北美城市群具有显著优势，占据了颠覆性指数排名前五中的四席，体现出前沿创新的强势引领地位。比如排名居首的旧金山，在跨学科和工程技术等方面都是全球城市颠覆性创新的执牛耳者。
在新兴的亚太地区科创中心城市中，首尔、新加坡的表现较为出色，分列第3和第6。其中，新加坡在生命科学领域的颠覆性创新位居前列，首尔则体现出了多学科领域颠覆性创新全面发展的态势。
根据本次调查，上海的科技论文总量升至全球城市前二，在物理学和跨学科等领域的颠覆性创新表现较好，但在成果平均质量和创新颠覆性方面与整体排名靠前的城市相比，还有很大追赶空间。
部分城市的科研特征三维形态图
针对这一短板，上海近期启动了颠覆性技术创新专项，通过创新科技攻关组织模式和运行机制，加快培育颠覆性技术。该专项将围绕经济社会发展需求，动态调整布局重点，以实现关键技术突破、前沿技术培育、未来技术探索。
报告分析发现，2012至2021年的十年间，各学科论文的平均颠覆性指数发生了显著变化。其中，生命科学和医学领域的科研颠覆性位居各学科领先地位，跨学科领域颠覆性指数也呈迅速提升态势。
“这体现了当前最具活力的科学前沿热点领域分布。”王雪莹说，上海在跨学科领域的颠覆性指数表现相对较好，说明近年来上海准确把握了学科交叉融合发展的前沿趋势，抢抓先机，提前布局，在强化科技创新策源功能、抢抓范式创新赋能、新赛道开辟机遇上取得了重要进展。
值得一提的是，上海科技大学在全球20城市科研机构颠覆性指数排名中位列第11位，在国内科研机构中仅次于排名第6的香港大学。在中国颠覆性研究机构排名中，上海交通大学、复旦大学、同济大学进入前十之列。王雪莹认为，这表明上海在新型科研主体建设和科研组织模式创新方面持之以恒的改革取得了成效，这些积极探索值得肯定和进一步推进。
受调查中国城市中颠覆性指数排名前10位的科研机构
三大特征入手，提升颠覆性创新能力
近年来，中国在全球科技创新格局中的地位日益凸显。如何进一步提升原创性、颠覆性科技创新能力？王雪莹认为，首尔和新加坡这两座亚洲城市的经验尤其值得分析和借鉴。
全球20座科创中心城市中颠覆性指数排名前10位的科研机构
比如，首尔此次有3家科研机构进入全球科研机构颠覆性排名前十。王雪莹分析，除了韩国近年来高强度的研发投入外，对科研人员高风险探索给予更大的试错空间。2020年，韩国颁布《国家研发创新法案》，强调了自下而上的课题设计原则、更长周期及更灵活的科研项目评价机制，以及允许“诚信失败”的评价考核机制等，这些做法有利于颠覆性科技创新成果的产生。
2023年韩国学者发现的LK-99虽最终被证实不是室温超导体，但从它的晶体中发现了新的物理结构，并引发了有价值的后续研究——离经叛道的想法可能99%是错的，但改变世界的1%或许就藏在错误和失败之中。
报告在对十年中各学科领域前10%高颠覆性论文进行全面梳理分析后，总结出高颠覆性科研的三大特征：深入基础，探寻第一性原理，揭示物质世界更深层次的本质；面向需求，致力解决重大疾病治疗、新材料开发及气候变化等全球共性挑战；强化交叉，在传统学科边界频频生发出新的科研热点。
王雪莹建议，中国城市提升颠覆性创新能力可从这三大特征入手，进一步加强对基础研究的支持力度，进一步强化从应用需求中凝练基础性问题的能力，进一步鼓励跨学科交流合作，大力培养交叉学科人才。同时，颠覆性创新离不开宽松包容的科研环境，在科研资助途径和方式、非共识项目的发现和支持机制、鼓励冒险宽容失败的科研评价机制等方面，中国城市还需加快改革探索，厚植孕育颠覆性创新的肥沃土壤。