与近年来科研成果数量的显著进步相比，我国科创中心城市在颠覆性创新水平上还存在短板，与国外一些城市有较大差距，前十名中仅深圳上榜。香港、上海、北京分别位居第11、14和15位。

北美城市优势显著，首尔异军突起

上海市科学学研究所副研究员王雪莹介绍，原创性、颠覆性科技创新是加快实现高水平科技自立自强的关键要素，也是引领新质生产力、培育发展未来产业的重要驱动力。原创性、颠覆性科技创新的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。

全球科创中心城市的颠覆性指数平均值

为研究全球城市中原创性、颠覆性科技创新的发展态势，上海市科学学研究所在施普林格·自然集团“自然科研智讯”（Nature Research Intelligence）提供的大数据支持下，开展了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”。研究团队全面调查了过去10年内来自全球20座科创中心城市的8大学科领域26万篇焦点论文以及超过4000万篇关联引文数据，对各大城市的颠覆性创新水平和特征进行了系统分析。

所谓颠覆性指数（DI），是近年来国外学者基于科技创新深层网络结构提出的一个分析指标，其原理是通过科研成果引文和被引之间的关联分析，判断这项成果在整体知识体系中对比其更早研究的替代程度，从而有效识别它是否对所在领域的科技范式和发展路径带来了开创性和颠覆性影响。这个指数具有科学性、简明性和有效性，所以得到了国际学术界较为普遍的认可。

高颠覆性的科学研究主要有三大特征：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，应对重大疾病治疗、新材料开发、气候变化等全球共性挑战；强化交叉，在物理、化学、生命科学、信息科学等传统学科的边界领域寻找新的科研热点。

上海市科学学研究所以全球20座科创中心城市科研人员2019—2021年发表在“自然指数（Nature Index）期刊”（截至2021年共计82种）的全部论文为对象，测算了这些城市的颠覆性指数平均值。结果显示，北美城市在创新颠覆性方面具有显著优势，占据了排行榜前五名中的4席；在新兴的亚太地区科创中心城市中，首尔、新加坡表现出色，特别是首尔，排名第三，仅次于美国两大科创中心——旧金山和波士顿。

调查覆盖的20座全球科技创新中心城市

中国科研机构应加强颠覆性创新

研究团队对2019—2021年的论文颠覆性指数进行了分学科归一化统计，形成了各城市的分学科领域颠覆性指数雷达图。测度结果显示，北京、上海、深圳等中国城市在物理学领域的颠覆性创新最突出；北京在环境生态和化学领域、上海和深圳在跨学科领域也有较好的颠覆性创新表现。

国外领先城市中，旧金山在跨学科和工程技术领域体现出世界顶级的颠覆性创新能力，新加坡生命科学领域的颠覆性创新引领全球，首尔则体现出多学科领域颠覆性创新全面发展的态势。

部分城市分学科领域的颠覆性指数雷达图

为了解全球领先科研机构的颠覆性研究情况，研究团队以2019—2021年发表的学术论文为基础，系统梳理分析了全球20座科创中心城市中，全球科研机构综合排名前200位机构的平均颠覆性指数。分析显示，研究颠覆性最强的前十家机构中，有4所北美大学（加州大学旧金山分校、多伦多大学、纽约大学、南加州大学）和3所韩国大学（延世大学、成均馆大学、首尔国立大学），反映出北美引领全球科技创新的历史优势以及韩国近年来值得关注的科研创造力发展。另外3所跻身前十的机构是香港大学、新加坡国立大学、伦敦国王学院。

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

在中国4座科创中心城市的科研机构中，排名前十的依次是香港大学、上海科技大学、北京师范大学、香港科技大学、上海交通大学、复旦大学、北京理工大学、深圳大学、同济大学、香港中文大学。“总体来看，中国科研机构在创新颠覆性方面与世界领先机构相比，还存在较明显的差距。”王雪莹说，“按不同学科领域分析，中国科研机构在物理、化学和工程技术领域的颠覆性创新表现较好，而在生命科学、跨学科领域缺少颠覆性创新。”

研究还显示，生命科学、医学是近年来颠覆性创新最多的科研领域，跨学科领域的科研颠覆性指数也呈现迅速提升趋势。它们是当前最有活力的科学前沿，需要我国科研人员开展更多的原创性、颠覆性研究。