何恺明 ResNet 登顶,Transformer 加冕!Nature 独家揭秘 25 篇高被引论文

【新智元导读】21 世纪最具影响力的 25 篇论文中,AI 论文竟然独占鳌头!从席卷全球的 ResNet 到奠定 ChatGPT 基础的 Transformer 架构,Nature 独家揭秘全球高被引论文。

21 世纪第一个 25 年,AI 领域被引最高 25 篇论文都有哪些?

近日,Nature 头版独家文章,揭秘了不同科学领域最具影响力的论文。

然而,令人意外的是,那些广为人知的科学发现:从 mRNA 疫苗和 CRISPR 基因编辑技术,到希格斯玻色子的发现和引力波的首次测量,并没有出现在这些入选的论文中。

他们得出结论,被引最高的论文,正是描述科学方法、软件工具或系统性综述的「幕后英雄」。

那么,都有哪些论文上榜了呢?

引用:科学影响力的衡量标准

引用是学术界衡量论文影响力的重要指标,作者通过引用来致敬前人的工作。

_Nature 的_分析基于五个学术数据库(涵盖了 21 世纪数千万篇论文),通过取中位数排名,筛选出本世纪最受引用的 25 篇论文。

结果显示,人工智能、提升研究质量提升、癌症统计、研究软件相关的论文占据了榜单前列。

唯一例外是一篇 2004 年关于石墨烯实验的开创性论文,这项工作为作者赢得了 2010 年的诺贝尔物理学奖。

AI 崛起,ResNet 登顶

人工智能论文,在本世纪引用榜单中独领风骚。

位居榜首的是,微软团队 2016 年发表的一篇论文------Deep Residual Learning for Image Recognition。

这恰恰是所有人熟知的「深度残差学习」神经网络------ResNets 的开山之作,由 AI 大牛孙剑带队何恺明等人完成。

论文地址:arxiv.org/abs/1512.03...

ResNets 解决了信号在多层网络中传播时衰减的问题,让研究人员能够训练约 150 层神经网络。

这大约是当时常规神经网络层数的 5 倍。

该论文首次作为预印本发布于 2015 年末,微软团队凭借其在图像识别竞赛中夺冠。

ResNets 的突破为 AI 飞速发展铺平了道路,催生了 AlphaGo、AlphaFold、ChatGPT 等模型诞生。

现就职于麻省理工学院的何恺明表示,「在 ResNets 之前,深度学习并不那么『深』」。

据统计,这篇论文的引用量在 10 万 - 25.4 万次之间。在五个数据库中有两个将其列为第一,两个列为第二,一个列为第三,综合中位数排名第一。

Google Scholar 这篇论文被引数已超 25 万

此外,2017 年谷歌发表的 Attention is all you need 排位列七,论文中提出了著名的 Transformer 架构,成为 ChatGPT 等大模型的核心。

论文地址:arxiv.org/pdf/1706.03...

AI 论文的高引用量,主要是因为其广泛的应用领域和快速的研究进展。

同样,AI 教父 Geoff Hinton 指出,「AI 论文天然具有引用优势」。

2012 年,Hinton 带领学生 Ilya、Alex Krizhevsky 发表的 AlexNet 论文排名第八。

这篇巨作展示了神经网络在图像识别竞赛中的压倒性优势,掀起了后来的深度学习革命。

论文地址:proceedings.neurips.cc/paper_files...

此外,开源也助推了 AI 论文的引用。

比如排名第六的 Random Forests 论文介绍了一种开源、易用的机器学习算法,广泛应用于多个领域。

论文地址:link.springer.com/article/10....

需要说明的是,许多 AI 论文以预印本形式发布,增加了引用统计的复杂性。

OpenAlex 数据库尝试合并预印本与最终出版物的引用,而 Google Scholar 则努力将同一作品的所有版本归类并汇总引用。

研究软件:科学家的「工具箱」

除了 AI 领域,研究软件相关论文在本世纪引用榜单中表现亮眼。

排名第二的论文由 Thomas Schmittgen 等人于 2000 年发表,介绍了一种用于定量 PCR(聚合酶链式反应)数据分析的方法。

这篇论文应审稿人要求而生,因其提供了计算基因活性变化的简单公式,被引量超过 16.2 万次,跻身历史前十。

论文地址:www.sciencedirect.com/science/art...

排名第五的论文,是由英国化学家 George Sheldrick 撰写,介绍 SHELX 程序套件,用于分析 X 射线散射模式以揭示分子结构。

这篇 2008 年的综述论文建议使用 SHELX 时引用,引用量在 7 万至 9 万次之间。

论文地址:journals.iucr.org/a/issues/20...

其他软件论文,如排名第十五的 scikit-learn(Python 机器学习库)和排名第十八的 DESeq2(RNA 测序分析),因其开源和易用性,成为科学家不可或缺的工具。

统计软件:数据分析的利器

统计软件相关论文,也在榜单中名列前茅。

例如,排名第 15 的 scikit-learn 论文和排名第 22 的 lme4 论文分别为 Python 和 R 语言用户提供了强大的数据分析工具。

排名第 23 的 G*Power 软件论文则帮助生物学家计算实验所需的样本量,以确保统计显著性。

值得注意的是,R 编程语言本身未出现在榜单中,尽管 OpenAlex 记录其引用量超过 30 万次。

这是因为 R 的开发者建议用户引用其网站而非学术论文,导致数据库记录不一致。

这也提醒研究者:若开发了有影响力的程序,发表一篇相关论文至关重要。

癌症与健康:数据驱动的洞见

癌症研究领域的三篇论文在榜单中占据重要位置。

排名第四的 Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders(DSM-5)是精神病学领域的权威指南,2013 年出版后广泛用于研究和临床,定义了精神障碍的诊断标准。

排名第九和第十的是世界卫生组织 GLOBOCAN 项目于 2018 年和 2020 年发布的全球癌症统计报告,为研究者和政策制定者提供了关键数据。

排名第十九的综述论文总结了癌症的「标志性特征」,激励了无数学生投身癌症研究。

提升研究质量

提升研究质量的论文在本世纪引用榜单中熠熠生辉。排名第三的论文 Using thematic analysis in psychology,由心理学家 Virginia Braun 和 Victoria Hannah Clarke 于 2006 年发表,介绍了「主题分析」------一种分析定性数据的系统方法。

这篇为学生设计的指南意外成为本世纪第三高引用论文,彻底改变了两位作者的职业轨迹。

排名第 11 的 PRISMA 声明(2009 年)为系统综述和荟萃分析提供了 27 项报告规范,引用量在 5.3 万至 13.8 万次之间。

2020 年更新的 PRISMA(排名第 23)同样上榜。排名第 17 的论文(2003 年)讨论了行为研究中的方法偏差,帮助研究者提高研究严谨性。

参考资料:

www.nature.com/articles/d4...

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