前段時間，Nature Index發表了2020自然指數年度榜單（Nature Index 2020 annual tables）。這個榜單有好幾個子榜單，分別評價了不同國家和科研機構在自然科學以及各個學科的高水平科研成果的產出情況。在對這個榜單排名進行的分析前，我們先來普及一下，什么是自然指數以及自然指數排名的依據。

Nature Index的計算方法

自然指數（Nature Index）是依托于全球頂級期刊（2014年11月開始選定68種，2018年6月改為82種），統計各高校、科研院所（國家）在國際上最具影響力的研究型學術期刊上發表論文數量的數據庫。它和大名鼎鼎的ESI（Essential Science Indicators）不同，ESI選取的文章不是頂級期刊論文，而是SCI和SSCI所收錄的全球10000多種學術期刊的論文。由于數據庫非常龐大，所以ESI通過計算論文數、引文數、篇均被引頻次和單篇年均被引頻次等多項指標，可以從不同角度評估各研究領域中最領先的國家、期刊、科學家、論文和研究機構，甚至可以判斷不同學科領域的研究方向和趨勢。Nature Index參照的是全球最頂級的期刊，他的比較范圍是簡單且高端的，更能看出一個國家和科研機構在頂級研究中的實力。

自然指數有三種計量方法來追蹤作者的單位信息：

論文計數 （article count/AC） - 不論一篇文章有一個還是多個作者，每位作者所在的國家或機構都獲得1個AC分值。

分數式計量（fractional count/FC）- FC考慮的是每位論文作者的相對貢獻。一篇文章的FC總分值為1，在假定每人的貢獻是相同的情況下，該分值由所有作者平等共享。例如，一篇論文有十個作者，那每位作者的FC得分為0.1。如果作者有多個工作單位，那其個人FC分值將在這些工作單位中再進行平均分配。

加權分數式計量（weighted fractional count/WFC）- 即為FC增加權重，以調整占比過多的天文學和天體物理學論文。這兩個學科有四種期刊入選自然指數，其發表的論文量約占該領域國際期刊論文發表量的50%，大致相當于其它學科的五倍。因此，盡管其數據編制方法與其他學科相同，但這四種期刊上論文的權重為其他論文的1/5。

除此之外Nature Index還會對科研中的合作進行量化分析：一篇文章的FC值為1，這篇文章有A個作者，那么每個作者分到的FC為1/A，其中一個作者又屬于B個機構，那么每個機構分到的分數是B/A；如果其中有C個作者來自同一機構，那么這個機構的FC值為C/A。AC代表的是數量，那么FC/AC的數值越大，代表這個機構獨立研究的能力越強；FC/AC的值越小，代表這個機構與其他機構合作的程度越高。

但是，Nature Index評價體系的缺陷也很明顯，比如Nature和Nature Communicaitons都是頂級期刊，發Nature和發Nature Communicaitons所獲得的分值都是1。但兩者的差距是存在的。除此之外，這樣的評價體系更會向中科院這樣的巨無霸研究機構傾斜。

排名分析

Nature Index的榜單按照領域分為：總體，化學，地球與環境，生物科學和物理。我們這里僅分析總體和化學。

總體排名

我們統計了前100研究機構的國家分布發現，美國以44個研究機構入選成為全球第一，位列第二的中國共有20個機構入選。之后是英國，有7個機構入選；后面是德國的6個和日本的5個機構。

化學排名

從化學領域的全球前100機構統計，我們發現中國以35個機構入選，位列全球第一；美國以31個機構入選位列全球第二。這兩個國家的機構總量占了榜單的快70%。其后分別是德國，日本和英國。新加坡、韓國和瑞士各有2個機構入選。