国际科学合作研究前沿的可视化分析

国际科学合作研究前沿的可视化分析

1从“合作研究”到“科学合作”科学合作是现代科学研究的最重要形式。它对增加科学产量、整合科技资源、增进科学家之间的交流等方面具有重要的现实意义。在“小科学”时代,科学研究处于以研究者个人兴趣为主导的自由探索阶段,合作研究的现象比较少见。随着科学和社会的不断发展,一方面科学的社会功能日益明显,另一方面科学问题或研究项目也日趋复杂化、综合化和大型化,科学的发展也越发依赖社会的支持,这在客观上要求科学研究从以零散的、自由探索为主的研究模式转变为以有组织的、合作研究为主的研究模式。通过合作研究,不仅可以实现资源的有效利用,而且能有效地促进知识尤其是隐性知识的整合、传播、转化与共享。合作研究是“大科学”时代的一个重要现象,它已经成为科学研究的主流模式,科学合作活动的规模和范围也随着科学的发展而迅速扩大。合作研究也是科研团队建设中最基本的组织形式,在科研团队内部以及科研团队之间开展的科学合作,对科研团队的发展、影响力和科研能力的提升具有重要的意义。对科学合作问题本身的研究属于信息科学、计算机科学与科学计量学等交叉研究领域的范畴。利用数据库中的文献数据对科学合作现象的研究,也是科学计量学方法在信息科学领域中对共作者结构和文献共引结构方法的一种延伸和发展。信息技术和网络技术的发展给科学合作领域的研究带来了新的发展机遇,社会网络技术和互联网络技术等被引入对科学合作网络结构的研究中,推动了科学合作网络研究的发展。大型数据库和计算机数据处理技术的不断发展,使得对大型网络结构进行分析处理成为可能。Newman分析了物理、生物和计算机三个领域的共作者合作网络结构,解释了不同领域合作网络中的小世界现象、作者的分布和存在的聚类,对不同网络中的具体指标,如作者数量、共作者数量、节点中心性、网络连通性等进行了统计分析,认为网络中通常具有小直径和高聚类等特征。2文献检索与科学合作文献数量本文进行的计量分析所使用的数据来自美国科学技术信息情报所(ISI)的引文索引数据库。该数据库中每一条数据记录主要包括文献的作者、题目、摘要、源期刊和文献的引文,进行可视化分析使用的工具是CiteSpace信息可视化软件。以Topic=(“Scien*collaborat*”or“Scien*cooperat*”or“researchcollaborat*”or“researchcooperat*”)为检索式,为提高数据分析的精确性,我们选取Article类型且以English语言发表的文献数据,共获得1959条文献数据(2011.2.26日检索)。本文选取1991—2010年数据作为分析的数据样本,经过数据的标准化和剔除重复数据等处理后,共获得引文数据23679篇。在检索结果中发现,WebofScience引文数据库中收录涉及科学合作的最早文献发表于1944年,在《Nature》第154卷,题为《ScientificCollaborationbetweenIndiaandBritain》。从文献的出版年份分布情况看,涉及科学合作的文献数量呈逐年上升的趋势,尤其是1991年以后增长迅速,到2009年达232条(如图1)。可见,近年来国际相关领域学者对于科学合作领域研究的关注度不断提升。3共引网络中突现词的整理运用CiteSpace可视化软件系统,对科学合作领域的文献数据进行可视化分析,以探测其知识基础与研究前沿的演进和发展趋势,运行结果如表1、图2所示。在CiteSpace软件中,研究前沿的突现词组(burstterms)是从施引文献中的题目(title)、摘要(abstract)、系索词(descriptors,指标引文献主题的单元词或词组)和文献记录的标识符中提取出的,这些术语也就是出现在文献共引-主题词共引混合网络(Document-burstCo-citationNetwork)中的聚类标注(ClusterLabel)。研究前沿在共被引网络中是通过施引文献的突现词进行表征的,通过这些突现词和CiteSpace软件提供的施引文献聚类网络,我们可以对研究前沿进行辨识和探测。传统的共引分析集中在共被引文章的同类型网络研究,新近发表的文章由于没有足够的引文而不能充分体现在这种网络中;另外在共引网络中也没有涉及到词集,而CiteSpace软件系统中的突变检测算法(BurstDetectingAlgorism)可以根据检测被引突增的关键词组来识别突然涌现的专业术语,因此,一个新的研究前沿即使还没有吸引足够的引文,也能在图谱中被显示出来。通过CiteSpace软件,我们整理出所选科学合作领域文献中突现率最高的词组列表如表2所示。从表2的突现词突现率和频次来看,这些图谱中出现的突现词基本上也是共现频次最高的一组词,因此这些词不仅代表了在科学合作领域研究的前沿,也是研究的热点关键词。从整体上看,国际科学合作领域研究的前沿和热点问题主要是科学研究中的合作问题、科学合作网络、网络结构、国际科学合作、医疗和卫生领域中的科学合作问题等。在突现词组的基础上,我们进一步分析突现词组所对应的突现文献,这些文献在CiteSpace软件系统绘制的可视化图谱中通常以红色的节点表示。整理出突现率较高的突现文献信息如表3、表4所示。在20世纪末的一段时期里,科学合作领域中突现率较高的国外研究文献主要集中在:(1)对科学合作的起源、基本概念界定的研究,以Beaver的两篇经典文献为代表开启了科学合作领域研究的新领域。Beaver于1978年和1979年分别发表的文献在1991/1992—1998年经历了突现时期,说明在这一时期学者们对科学合作基本概念和基础问题的关注。(2)国际科学合作相关问题、影响国际科学合作的因素等问题的研究。国际科学合作问题的研究一直是科学合作和研究合作领域关注的热点问题,以Luukkonen和Schubert为代表的研究学者对这方面进行了大量的研究。Luukkonen的文献对国际科学合作的模式和测度进行了研究,1992/1993—2001年是其两篇文章突现率较高的时期。此外,在共引网络中,Okubo和Frame等人的文献也分别对国际合作的结构及其影响因素进行了分析,并且在2001年之前的几年中达到突现率的高峰期。进入21世纪后,科学合作领域出现了新的研究趋势,科学合作网络、网络结构与模型、社会网络技术方法和文献计量学指标在科学合作领域中的应用等成为近年来科学合作研究的前沿问题。其中,在共引网络中,Newman和Albert的文献占据了21世纪初期的突现率高峰的文献簇,在这一时期的高突现率文献中Newman关于科学合作网络结构及其度量的文献达5篇,Albert关于复杂网络统计分析的文献占了两篇;此外Glanzel发表于2002年的关于文献计量学指标研究科学合作共作者结构的文章在2006—2008年达到突现率的高峰期。说明近年来应用文献计量指标分析科学合作结构成为科学合作领域研究的一个前沿问题,对科学合作网络结构的定量研究以及文献计量方法、模型的应用也将成为科学合作领域研究前沿的发展趋势。4科学的交叉研究科学和社会的不断发展促进了科学研究者之间的合作,以及研究机构、国家之间的科学合作,国际科学合作一直以来是科学合作领域研究的热点问题,也是前沿问题;对科学合作问题的研究属于信息科学、计算机科学和科学计量学等学科的交叉研究领域,近年来信息科学和社会网络分析技术以及互联网络的快速发展为科学合作自身领域的研究提供了重要的方法和技术。本研究通过信息可视化手段,对WebofScience数据库中检索