时空维度的科学计量学演进研究，本文主要内容关键词为：计量学论文,维度论文,时空论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言 人类的科学史表明，任何一门科学都有自己的演化历史，任何一门科学在自己的演化过程中，都必定(或迟或早)产生相应的专门进行定量描述的分支学科。科学学作为“一门具有头等重要意义的二次科学”，同样遵循这一科学发展的一般规律。科学计量学的诞生既是当代大科学时代科学产业发展的结果，同时又是情报计量学、文献计量学与科学学相互交叉的产物。此外，它还标志着科学学在其成长演化过程中基本上结束了前科学阶段，进入了常规科学的成熟阶段[1]。 当前，中外已有许多学者对科学计量学学科进行了探讨。Milojevic[2]研究了科学和技术研究，图书情报学以及科学计量学的学科规范性与差异化；刘则渊、朱晓宇[3]按照SIBW学科的起源草创时期(1917～1939)、奠基形成时期(1939～1969)、命名繁荣时期(1969～2011)，分3个阶段回顾了科学计量学及其姊妹学科产生与形成的历程；陈云伟[4]基于Scientometrics期刊进行科学计量分析，研究了世界科学计量学的国家、机构和主题布局；王炼、武夷山[5]根据Scientometrics期刊10年的自引情况，剖析了科学计量学的学科特点；印度及匈牙利的科学计量学学者们分别发表了用科学计量学方法研究Scientometrics杂志本身的论文，采集了该杂志从创刊到2001年间的所有论文数据，分别对科学计量学领域机构的分布情况、作者的地域分布特征及论文的合著模式进行了统计分析[6]；2001年，Peter Vinkler[7]在文献中定义了科学计量学及科学计量评价领域的基本术语；方勇[8]对科学计量学发展的三个时期进行了回顾，并阐述了当前科学计量学的局限与困难。 本文将在前人研究的基础上，分别从时间维度和空间维度对科学计量学学科进行研究，以了解该学科的发展历程与其主要生产力的地理分布情况。 2 科学计量学发展时期演进过程 科学计量学研究从19世纪下半叶开始，至今已有100多年的历史。人们对科学计量研究的认识经历了从不自觉到自觉，从定性讨论到计量分析，由外在形式描述到揭示其内在发展机制的漫长而曲折的过程。纵观科学计量学的发展进程，以往的学者[9～10]大多倾向于将科学计量学的发展分为三个阶段，分别是萌发时期(19世纪下半叶到20世纪初)、奠基时期(20世纪初到60年代末)和发展时期(20世纪70年代后)。 对于进入发展时期的科学计量学而言，1978年9月，《科学计量学》(Scientometrics)杂志的创刊是一个里程碑式的事件。而出版物(科学文献)是科学知识、科学信息的载体，是科学计量学研究中最为广泛的研究对象。出版物数量计量方法已成为科学计量学研究中最基本和最成熟的方法之一，是科学计量学指标体系中的重要组成部分。因此对于《科学计量学》这本期刊的研究与回顾将很好地描述科学计量学领域进入发展时期后近40年的演进脉络。 2.1 科学计量学发展阶段论文增长曲线 科学计量学之父普赖斯，通过对各种科学指标进行统计分析，指出科学文献增长存在着四个阶段：第一阶段为学科刚刚诞生，论文数量较少，并且增长不稳定，很难通过统计的方法求得相应的数学表达式；第二阶段为学科进入大发展时期，这一时期该专业理论发展迅速，论文的数量急剧增加，较严格地服从指数增长；第三阶段为学科理论日趋成熟，论文的数量增长减缓，逐渐演变为线性增长，仅维持固定的文献增长量；第四阶段为随着理论的完备，科学文献逐渐减少，曲线逐渐平行于横轴，或出现不规则的各种震荡[11]。 本文的研究数据来源于数据库Web of Knowledge，以“scientometrics”为出版物名称，共检索到该杂志自1978～2013年的3641篇文献，检索时间为2014年8月25日。将3641篇文献信息导入Excel软件，得到如图1所示的Scientometrics年载文量曲线图，将每年的被引频次进行统计，得到如图2所示的Scientometrics被引频次变化曲线图。 从图1和图2可以看出，Scientometrics杂志自1978年创刊以来，年载文量和被引频次显示出一致的变化趋势，在较为平缓持续的增长后迎来高速增长。 2.2 科学计量学发展时期的三个阶段 综合发文量与被引频次曲线的变化趋势，并且结合1978年至今国际科学计量学领域发生的重要事件，可以将进入发展阶段的科学计量学学科演进细分为三个阶段。
图1 Scientometrics年载文量变化曲线图
图2 Scientometrics年被引频次变化曲线图 2.2.1 发展初期(1978～1986年) 匈牙利科学计量学家Schubert以库恩科学革命结构的分析方法对科学计量学进行分析，他指出，如果说一门新学科和新杂志的创立，通常是这门学科成熟程度的标志的话，那么Scientometrics杂志1978年在匈牙利的诞生，就证明科学计量学这个研究领域正在经历着一个所谓的“知识结晶过程”，从原来的“软”科学正在变成一门比较“硬”的硬科学[13]。从1978年的7篇载文到1987年的69篇载文，被引频次从1979年的5次增长到1987年的254次，在近10年的创刊初期，该杂志载文量和被引频次尽管没有达到非常高的水平，但是增长速度较快，表现出良好的发展态势。 1983年，“科学计量学之父”普赖斯的不幸去世，几乎成了科学计量学发展道路上的转折点。次年，该杂志的载文量和被引频次都出现了不同程度的下降。但是这位科学计量学之父的死并没有打消科学生产者对该领域的研究兴趣，在此后的几年，载文量和被引频次依然保持平缓的增长态势。 在普赖斯之后，经过国际上一批科学计量学家的不懈努力和推动，科学计量学并没有停下发展的步伐。1984年，国际知名的匈牙利科学计量学家布劳温率先提出，以他任主编的Scientometrics杂志为基地，设立国际科学计量学“普赖斯纪念奖章"(the Derek de Solla Price Memorial Medal，简称普赖斯奖)，旨在奖励为科学的定量研究及其应用做出贡献的人物，该奖项每年评选一次，首次普赖斯奖获得者是《科学引文索引》(SCI)创立者加菲尔德博士，接着依次是已故美国俄勒冈大学科学学家莫拉夫西克(1985年)、匈牙利科学计量学家布劳温(1986年)[14]。 将这一阶段的杂志载文数据导入SPSS软件进行回归分析，通过一元线性回归，得到P值为0.001，小于0.01，故认为在统计意义上方程是极显著的。因此得到科学计量学发展初期论文增长函数为：y=-10201.778+5.167x，其中x为出版年，y为论文数量。拟合曲线如图3所示。 2.2.2 逐渐成熟期(1987年～20世纪末) 科学计量学家蒋国华指出，一门学科学术研讨会的兴旺，是这门学科兴旺的一个重要标志。自1987年“国际首届文献计量学与信息检索理论研讨会”在比利时举行以来，国际科学、情报、文献、图书馆计量学界的这种盛会，每两年举行一次，历久不衰。这一国际研讨会的创立和召开，也为科学计量学学科的发展和演进开启了新的篇章。 在两位比利时计量学家埃格赫(Leo Egghe)和鲁索(Ronald Rousseau)的不懈努力下，第一届国际计量学会议如期于1987年8月在比利时迪彭贝克举行。来自22个国家的80名代表出席了此次会议，并有48人在会上发表了演讲。出于对会议初期主题应该宽一点的考虑，第一届会议的名称定为“文献计量学和信息检索的理论问题国际研讨会”(International Conference on Bibliometrics and Theoretical Aspects of Information Retrieval)。 在这一阶段，我国科学计量学家也开始在国际科学计量学领域崭露头角。除第一届会议以外，历届会议都有中国科学计量学和信息计量学的专家出席。许文霞(第二届)、武夷山(第三届)、山石(第四届)、王崇德(第五届)、山石(第六届)作为我国科学计量学领域的代表参与了国际讨论[15]。
图3 科学计量学发展初期论文增长曲线拟合 将1987～1999年的出版年与对应的载文量数据导入SPSS软件进行回归分析，发现无论是线性模型还是非线性模型，拟合度R方最大仅为0.527，而P值均大于0.005，可以看出这一阶段的数据的曲线估计结果较差，观察图1也发现，这一阶段的论文数量波动较大，相对离散，说明在逐渐成熟期科学计量学的论文增长表现出震荡的特点。 2.2.3 黄金发展期(21世纪初至今) 如图1和图2所示，从进入21世纪开始，杂志的年载文量和被引频次均呈现出大幅度增长，这正是国际科学计量学领域进入黄金发展期的标志。 2000年以来，科学计量研究开始突破狭隘的理论圈子，进入了广阔的应用领域。许多经济学家、管理学家、社会学家、心理学家、信息学家、未来学家和科学史专家都云集联合，全面展开科学计量学方面的研究[9]。他们以Scientometrics期刊作为研究耕耘的阵地，以《科学引文索引》(SCI)作为主要研究工具，从理论和应用两个方面推进科学计量研究的全面发展。这时期的研究热点更是直接揭示科学活动的内在机制和发展规律。
图4 科学计量学黄金发展期论文增长曲线拟合 将该阶段的载文量数据导入SPSS软件进行回归分析，对比各个拟合模型后，选择拟合度R方以及方差分析的F值都达到最理想值的指数函数模型绘制拟合曲线，如图4所示。可以认为，进入黄金发展期后，科学计量学的论文增长趋势符合指数增长。在经历了逐渐发展期论文量波动增长后，自2000年起，科学计量学迎来了发展的春天，驶入普赖斯提出的学科大发展阶段，论文数量增长较严格地服从指数分布。 3 国际视角下科学计量学发展的地理分布特征 一个学科的研究主体的分布情况可以反映该学科的研究规模、受社会的关注程度和认同度，也可以反映该学科的科学生产力、总体实力与发展趋势等情况。通过对Scientometrics刊登的论文的地理分布特征进行分析，可以揭示出国际范围内科学计量学科学生产力的分布情况。 3.1 国际视角下科学计量学科学生产力地理分布 通过Web of Knowledge平台提供的结果分析功能，将Scientometrics杂志从1978年创刊至今的3641篇文献的所属国家/地区进行统计，共有76个国家和地区的学者在该杂志上发文。根据Web of Knowledge平台对发文国家/地区的统计方式，将所有发文国家/地区文献数相加之和为4211，对应的百分比之和为115.66％，因此后续对百分比的描述均将文献总量按照4211篇进行计算。此外，由于数据源的时间跨度为1978～2013年，有少数国家在这35年中发生了变革，之前的国家已不存在或者已更名，如苏联、东德和西德等，在此处根据ISI Web of Knowledge对地址缩写的说明，将USSR与Russia合并，Fed Rep Ger和Ger Dem Rep与Germany合并。 Scientometrics杂志文献产出最多的国家是美国，占发文总量的16.56％，遥遥领先于其他国家。其次是荷兰、西班牙、比利时、中国、英国、匈牙利和德国，它们的发文量均超过了200篇。产出文献数量在100～200篇之间的有4个国家，共有20个国家/地区的产出在50篇以上(含50篇)，即约有26％的国家/地区的产出在50篇以上。发文量最高的15个国家/地区如图5所示，共发文3202篇，即20％的国家/地区发表了占发文总量的88％的文章，说明国际科学计量学领域的科研产出具有较高程度的集中现象，基本符合“二八定律”。 从发文量较多的国家/地区所处的地理分布位置可以明显看出，欧洲大陆是科学计量学领域研究的主战场，密集分布着该领域研究的核心力量。在亚洲地区，显示度最高的依次为中国大陆地区、印度、中国台湾地区、韩国和日本。值得注意的是，仅仅作为一个地区，中国台湾地区以125篇的发文量排在世界第11位，说明科学计量学的研究力量在台湾地区是非常突出的，并且其研究成果也得到了国际科学计量学领域的肯定。北美洲在该领域的研究力量以美国为代表，其次是加拿大和墨西哥。南美洲的研究产出主要集中在巴西。非洲的研究产出是七大洲中最少的，少量的研究力量主要集中在南非，究其原因，这与南非较好的经济和政治环境有着密切的联系。澳大利亚和新西兰两个国家的学者贡献了科学计量学在大洋洲的全部研究成果。 3.2 国际视角下科学计量学的科学合作 科学合作已成为当今科学技术研究的主要形式。最早对科研合作进行计量研究的学者普赖斯发现，从20世纪开始，多作者合著论文一直呈现快速增长的趋势。科学合作是研究者为了生产新的科学知识而在一起工作，它不仅能够减小研究成本和风险，加强隐形知识交流和共享，提高科研生产力，还会不同程度地增加研究论文的引文率和影响力。未来的科学合作会跨越地区的限制变得更加方便和效率。 利用图谱对表现国际科学合作模式和合作强度的关系网络进行研究，有助于展现合作领域的全貌，凸显学科内最为活跃的科研共同体，揭示学科内的科学合作规律。 通过CiteSpace II可视化软件，利用前文检索的数据，进行文献发表国家和机构的共现网络分析，运行得到包含80个节点和64条连线的网络图谱，如图6所示。在该网络图谱中，节点表示国家和机构，节点的大小表示发表论文的数量，连线表示合著关系。 在国家和机构共现网络图谱中，形成了2个明显的科学计量学的科学研究合作团体。科学合作团体①：比利时、荷兰和匈牙利以0.11的高中心性成为核心，该团体主要包括中国、德国和英国等国家。科学合作团体②：由西班牙和意大利组成。其他没有合作关系的孤立节点包括美国、印度、韩国、法国、中国台湾地区、日本、澳大利亚、加拿大和巴西等国家/地区，这些国家也对计量学做出了杰出的研究贡献，尤其是节点最大的美国。 在科学合作团体①中，比利时与匈牙利和英国有直接合作关系，交流机构也非常多，分别是通过匈牙利科学院(Hungarian Academy of Sciences)、安特卫普研究大学(University Instelling Antwerpen)、欧洲共同体委员会(the Communities of European Commission)和荷兰语鲁汶大学(Katholieke Universiteit Leuven)展开的科研合作；荷兰与德国有较多的合作研究，内梅亨天主教大学(Catholic University Nijmegen)和科学传播和信息研究协会(Research Association for Science Communication and Information，RASCI)是两国科研合作的主要机构，同时，荷兰与英国通过国际化多媒体出版集团爱思唯尔(Elsevier)进行合作研究；大连理工大学(Dalian University of Technology)是中国与英国最主要的合作交流机构。科学合作团体②中西班牙国家研究委员会(the Spanish National Research Council)是西班牙与意大利进行交流的合作纽带。从图谱中可以看出，两个科研合作团体都是主要由欧洲国家组成的，说明在科学计量学发展最繁荣的欧洲地区，其合作和交流强度也是比较大的，而且其中最主要的交流机构是各国大学。 利用CiteSpace II的突变探测算法(Burst Detection)，发现共有25个国家/地区和机构具有激增值(Burst)，见表1。
图5 发文量最多的15个国家/地区及发文量
具有激增值的国家/地区和机构在短时间内出现频次增长率快速增加，是国际科学计量学领域快速增长的新生力量，并且有可能在未来做出较大的贡献。表现出突变的机构有：印度国立科技与发展研究所(National Institute of Science，Technology and Development Studies)、比利时天主教鲁汶大学(Katholieke Universiteit Leuven)、林堡大学中心(Limburg University Centrum)、台湾大学(National Taiwan University)、匈牙利科学院图书馆(Library of Hungarian Academy of Sciences)、罗马第二大学(University of Rome Tor Vergata)、安特卫普研究大学(University Instelling Antwer-pen)、莱顿大学(Leiden University)、罗兰大学(E
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s Loránd University)、匈牙利科学院(Hungarian Academy of Sciences)、武汉大学(Wuhan University)和安特卫普大学(Antwerp University，UIA)。 4 结语 本文通过对Scientometrics杂志自问世以来刊载的期刊论文的计量分析，从时间维度和空间维度对科学计量学的发展演进进行了研究。 首先，统计出Scientometrics杂志每年的论文载文量、被引频次、论文年增长量和被引频次年增长量，并利用相关性分析、回归分析模拟出该领域的文献增长曲线；然后结合1978年至今国际科学计量学领域发生的重要事件，将进入发展时期的科学计量学学科演进细分为三个阶段，并分别对每个阶段的科学计量学发展历程进行回顾，利用回归分析得出每个阶段的论文增长特点和拟合曲线。
图6 国际视角下科学计量学科学合作网络 其次，对科学计量学领域的科学生产力地理分布和发文机构进行了可视化分析，得出美国是发文量最大的国家，欧洲地区密集分布着科学计量学的核心力量，法国在短期内发文量迅速增长，是激增量最大的国家。利用知识图谱对国际科学合作模式和合作强度的关系网络进行研究，得出通过科研机构的合作构建起来的国家合作网络，并形成了2个明显的科研合作团体。 但由于篇幅和时间有限，本文的研究仅是基于《科学计量学》(Scientometrics)杂志自1978年创刊至今的数据，虽然能够在一定程度上代表科学计量学领域的发展，但是从总体上来讲，无法准确又全面地代表整个学科。
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