| 标题 | 基于引文中心性图谱的科学计量学发展及预测 |
| 范文 | 栾春娟 曾国屏 [摘要]科学文献的引文中心性分析方法，可以用来识别与跟踪学科发展过程中的核心主题的变化趋势，并进行科学发展预测。以国际科学计量学权威期刊《科学计量学》于1978-2007年发表的1 957篇论文的39 200条引文为数据样本，绘制《科学计量学》引文中心性网络图谱。该图谱清晰地揭示出，科学计量学的发展阶段及将来趋势，主要包括：理论奠基阶段；引文分析发展阶段；科学合作计量研究阶段；科学评价阶段；科学知识图谱与信息可视化发展阶段；大科学时代的科学计量研究阶段；信息计量学发展阶段；三螺旋创新计量与纳米等新兴科技领域计量研究将成为下一阶段科学计量学研究的核心主题方向。 〔关键词〕引文中心性图谱；科学计量学发展；科学预测 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０８２１．２０１１．０３．０２７ 〔中图分类号〕Ｇ３０６；Ｇ３０１ 〔文献标识码〕Ａ 〔文章编号〕１００８－０８２１（２０１１）０３－０１０８－０５ Development & Forecast of Scientometrics Based on Mapping of Citation CentralityLuan Chunjuan１，２ Zeng Guoping１ （１．Shenzhen Graduate Institute，Tsinghua University，Shenzhen 518055，China； ２．Institute of Humanities & Social Sciences，WISE Lab，Dalian University of Technology，Dalian 116024，China） 〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕Citation centrality analysis can be used to identify and track thematic trends and science forecast in scientific literature.This paper took 39200 quotations of 1957 articles published in scitometrics during 1978-2007 as the sample,and drew the mapping of citation centrality.The mapping showed that the following phases of development & forecast of scientometrics:theory foundation,citation analysis,scientific collaboration,science evaluation,mapping of science & information visualization,scientometric in big science times,informetrics,triple helix innovation and quantitative study of nanoscience & technology will be the core tipic of scientometrics in the future. 〔Ｋｅｙｗｏｒｄｓ〕mapping of citation centrality;development of scientometrics;science forecast １ 文献综述 引文计量是科学计量学贡献给当代的杰出理论之一［１］。随着科学计量学发展的日趋成熟，引文计量法也因其能提供客观的、定量的参考意见，而越来越成为决策科学化与民主化过程中的一个有力的辅助工具，并且日益受到科学界的重视。 科学计量学界许多学者都对引文计量进行过研究。但最有影响的恐怕要算是《科学引文索引》的创始人尤金·加菲尔德（Eugene Garfield）了。20世纪60年代，当加菲尔德《科学引文索引》在国际科学界中最初出现的时候，人们对它的反应是复杂而又多样的；但之后不久，当看到引文计量的应用前景时，又“好像有一阵快感流过科学共同体的集体脊梁”［２］。1972年，加菲尔德研究了引文分析作为期刊评价工具，认为期刊可以通过被引频次的高低和引文的影响来进行排序，进而为科学政策研究服务［３］。1979年，加菲尔德出版了其著作《引文索引的理论及其在科学、技术与人文学科中的应用》［４］，该书由默顿（RK Merton）作序，加菲尔德在该著作中对其《科学引文索引》数据库的理论基础与具体应用前景进行了详尽的阐述。1979年，加菲尔德发表论文《引文分析是一个合法的科学评价工具吗？》［５］，文章对引文分析在科学评价中的作用进行了分析。当然，除了加菲尔德，还有许多其他的科学计量学家对引文分析进行了研究，比如2005年，穆德（HF Moed）出版了著作《科研评价中的引文分析》［６］等。 传统的引文分析方法，主要是通过科学文献的被引频次来对科学论著、科学家、科研机构，甚至对国家进行科学评价。笔者利用美国Drexel大学的陈超美（Chaomei Chen）开发的信息可视化软件CiteSpace为《科学计量学》绘制核心文献演进趋势图谱时，发现选用节点中心性的指标，更能反映出科学计量学的发展历程，甚至可以进一步预测科学计量学的发展趋势。在笔者寻找陈超美论著中对中心性的相关研究时，惊喜地发现其2005年发表的一篇会议论文，该文探讨了CiteSpace绘制的图谱中的节点中心性问题，陈超美［７］认为可以通过科学文献引文网络中关键节点的中介中心性分析，来确定一个学科发展演进的过程，预测学科将来的发展趋势。 对科学计量学学科本身发展进行研究的，也有一批成果。在普莱斯之后的科学计量学的发展进程中，匈牙利著名科学计量学家格伦采尔（W Glanzel）和德国马普学会的邵普夫林（U Schoepflin）［８］之间曾经有过一次关于大科学计量学与小科学计量学的著名论战。还有学者运用共词分析方法，对科学计量学论文的作者合作网络进行了分析，并进行了发展预测［９］。雷迭斯多夫（L Leydesdorff）出版了《科学计量学的挑战》［１０］一书，论述了科学交流的发展、计量与自组织等发展历程。笔者还发现专门对科学计量学的引文进行计量研究的。侯海燕［１１］绘制了《科学计量学》从1978－2004年的69个核心文献的共引图谱；2002年，陈超美［１２］等用文献共被引分析的方法描述了科学计量学20年的发展，并列出了科学计量学3个主要的分支领域：科学学中的引文分析；国际间和国家科学绩效分析；研究产出评价。 尽管引文分析与科学计量学本身的发展问题引起了科学计量学界的普遍关注，但笔者尚未发现运用引文中心性图谱分析方法对科学计量学发展进行预测的研究成果。 本文运用科学计量学研究中的科学知识图谱理论与方法［１３－１４］，尤其是引文中心性图谱分析方法，并借助陈超美开发的信息可视化软件Citespace（http:∥www.pages.drexel.edu/～cc345/），通过绘制形象的科学计量学引文中心性图谱，并对其进行深刻解读的基础上，对科学计量学进行发展及预测分析。本文的具体研究方法，是采用文献共被引分析方法（Documents Co-citation Analysis）［１５－１６］。 本文研究数据来源于国际科学计量学的权威期刊scientometrics（《科学计量学》），数据下载于美国科学情报研究所（ISI）的web of science检索平台，数据检索的时间范围为1978-2008年，即从《科学计量学》创刊到2007年的完整年份数据。数据下载日期为2009年5月12日。基本数据包括1 957篇论文的文献记录和39 200条引文。 ２ 科学计量学引文中心性图谱 本文的中心性是指中介中心性(betweenness centrality)，代表的是网络中一个行动者作为居间中介者的能力。中介中心度测量的是行动者对资源控制的程度。生活常识告诉我们，如果一个行动者处于其他许多行动者交往的路径上，他就具有控制其他人交往的能力，我们就认为该人对他人之间的交往起着桥梁和纽带的作用，在网络分析指标中，他会具有较高的中介中心度。“处于这种位置的个人可以通过控制或者曲解信息的传递而影响群体。［１７］”而博特(R.S.Burt)的结构洞理论则认为，当两个点玐和Z以距离2相连而不是以距离1相连的时候，则该两点玐和Z之间存在一个结构洞。点玒的中介中心度测量的是点玒对点X和点Z的媒介作用有多大，它的计算公式为： 点玒的中介中心度=经过点Y并且连接X和Z的短程线数量/X和Z之间的短程线总数［１８］ 陈超美认为，可以利用citespace图谱中的科学文献引文的中介中心性分析方法，来识别和跟踪学科发展过程中的核心主题的变化趋势［７］。笔者在此正是利用该方法，通过绘制《科学计量学》引文中心性图谱，来分析科学计量学的发展历程，并预测科学计量学的发展趋势。 运用CiteSpace软件进行文献共被引分析，分析对象为Web of Science中检索出的国际科学计量学权威期刊Scientometrics，于1978－2007年间刊载1 957篇论文的全部39 200条引文，时区选择1年。网络节点确定为参考文献（references），分别在前、中、后3个时间分区中设定单被引频次、共被引频次和共被引系数3个层次的阈值（2，1，10），（3，2，15），（3，2，15），选择使用关键路径（pathfinder）算法［１９］，并选择中心性（centrality）与时区可视化效果（time-zone view），运行Citespace软件，生成图１所示的《科学计量学》引文中心性图谱。 图１“《科学计量学》引文中心性时区图谱”由768个节点和1 144条连线组成。图中每个节点都表示一条不同的参考文献，节点外面不同颜色的圆圈表示该文献在不同年份的引文时间序列，圆圈的大小、厚度与相应年份的引文中心度成正比。 表１列出了“《科学计量学》引文中心性图谱”中中心性最高的14个文献及其中心度和被引频次。需要指出的是，文献13，即美国学者洛特卡（A J Lotka）于1926年出版的论文《科学生产率的频率分布》，该文献由于时间比较久远，并且与第1个文献的中心性相距悬殊而被其覆盖。其余13个文献均在图１中有较清晰的显示。图１ 《科学计量学》引文中心性图谱(1978-2008) 中心性最高的文献是普赖斯（Price）于1963年出版的著作《小科学，大科学》［２０］，其中心度为0.7，远远高于第二个文献，这充分说明该著作对科学计量学发展的奠基作用。中心度排在第二位的文献，是1979年出版的加菲尔德的著作《引文索引的理论及其在科学、技术与人文学科中的应用》，说明了加菲尔德的该著作对引文分析理论与实践发展的重要作用。中心度排在第三位的是舒伯特（A SCHUBERT）1989年发表的论文《科学计量学数据文档：96个国家2649种期刊所有主要科学领域的全面指标系统，1981－1985》［２１］，该论文代表了运用《科学引文索引》数据库，进行大科学时代的科学计量研究的热潮。限于篇幅，其余的中心性高的文献在此就不再一一评介。 表１ 中心度最高的14个文献及其被引频次(1978-2007) 序号中心性被引频次文 献 信 息10.792(836)PRICE DJD,1963,LITTLE SCI BIG SCI：Little science,big science （普赖斯：《小科学，大科学》，著作）20.3787(725)GARFIELD E,1979,CITATION INDEXING：Citation indexing-its theory and application in science,technology,and humanities （加菲尔德：《引文索引的理论及其应用》，著作）30.3474(92)SCHUBERT A,1989,V16,P3,SCIENTOMETRICS：Scientometric datafiles-a comprehensive set of indicators on 2649 journals and 96 countries in all major science fields and subfields 1981-1985 （舒伯特：《科学计量学数据文档：96个国家2 649种期刊所有主要科学领域的全面指标系统，1981－1985》，论文）40.2862(169)MARTIN BR,1983,V12,P61,RES POLICY：Assessing basic research:Some partial indicators of scientific progress in radio astronomy （马丁：《作为科学政策评价工具的文献计量指标》，论文）50.2311(74)SCHUMMER J,2004,V59,P425,SCIENTOMETRICS：Multidisciplinarity,interdisciplinarity,and patterns of research collaboration in nanoscience and nanotechnology （舒莫：《纳米科技领域科学合作的多学科性与交叉学科性》，论文） 续表１ 序号中心性被引频次文 献 信 息60.2369(268)PRICE DJD,1965,V149,P510,SCIENCE：networks of scientific papers. （普赖斯：《科学论文的网络》，论文）70.1952(441)CALLON M,1986,MAPPING DYNAMICS SCI：Mapping the dynamics of science （卡隆：《科学知识动力学图谱》，著作）80.1846(105)MOED HF,1985,V14,P131,RES POLICY：The use of bibliometric data for the measurement of university research performance （穆德：《运用文献数据评价大学的科研绩效》，论文）90.1438(373)EGGHE L,1990,INTRO INFORMETRICS Q：Introduction to Informetrics:quantitative methods in library,documentation and information science （埃格赫：《信息计量学导论》，著作）100.1350(5019)MERTON RK,1968,V159,P56,SCIENCE：Social theory and social structure （默顿：《社会理论与社会结构》，论文）110.1231(98)BEAVER DD,1979,V1,P133,SCIENTOMETRICS：Studies in Scientific Collaboration.2 （毕沃：《科学合作研究Ⅱ》，论文）120.1157(604)GARFIELD E,1972,V178,P471,SCIENCE：Citation Analysis as a Tool in Journal Evaluation:Journals can be ranked by frequency and impact of citations for science policy studies （加菲尔德：《引文分析方法作为期刊评价工具：科学政策研究中期刊可以通过引文频次和影响来排序》，论文）130.176(650)LOTKA A J,1926,V16,P317,J WASHINGTON ACADEMY:The frequency distribution of scientific production （洛特卡：《科学生产率的频率分布》，论文）140.120(597)ETZKOWITZ H,2000,V29,P109,RES POLICY：The dynamics of innovation:from National Systems and“Mode 2”to a Triple Helix of university-industry-government relations （埃茨科威滋：《创新动力学：从国家创新系统和双螺旋到大学·产业·政府三螺旋创新模式》，论文）注：括号内的被引频次为Google学术搜索的结果，2010－06－15３ 科学计量学的发展及预测 图１的“《科学计量学》引文中心性图谱”显示出，科学计量学的发展及将来趋势，可以分为以下主要阶段： （1）理论奠基阶段。普赖斯1963年出版的著作《小科学，大科学》［２０］、1965年在《科学》杂志上发表的《科学论文的引证网络》［２２］、默顿（R.K.Merton）于1968年发表的《社会理论与社会结构》［２３］这3个论著，可以说是科学计量学发展的奠基之作。 （2）引文分析发展阶段。20世纪70年代，加菲尔德的《科学引文索引》的问世，以及引文分析方法的兴起与发展，大大刺激了科学计量学这一全新的科学领域的发展［２４］。图１中仅有的两个主题关键词，就是Citation analysis（引文分析）与science citation index（科学引文索引），这也深刻地揭示出引文分析方法是科学计量学发展中最重要的方法，同时加菲尔德的《科学引文索引》数据库的建立与使用，对科学计量学发展起到的巨大作用。 （3）科学合作计量研究。以毕沃（DD Beaver）的论文《科学合作研究Ⅱ》为代表，科学计量学在20世纪70年代末，进入了大规模的科学合作研究阶段。 （4）科学评价阶段。马丁于1983年发表的论文《作为科学政策评价工具的文献计量指标》［２５］以及穆德于1985年发表的论文《运用文献数据评价大学的科研绩效》［２６］，代表了科学计量学的发展进入了“科学评价”的应用阶段。 （5）科学知识图谱与信息可视化。1986年卡隆（M Callon）的著作《科学知识动力学图谱》［２７］的问世，标志着科学计量学的发展进入了一个新的阶段——科学知识图谱与信息可视化。 （6）大科学时代的科学计量研究。20世纪80年代末，随着《科学引文数据库》的规范化及全球化发展，许多科学计量学家开始运用其进行大规模，甚至全球的科学计量研究。其中舒伯特1989年发表的论文《科学计量学数据文档：96个国家2 649种期刊所有主要科学领域的全面指标系统，1981－1985》［２１］的影响最大，在图谱中的中心度很高。 （7）信息计量学发展阶段。1990年比利时学者埃格赫（L Egghe）与鲁索（R Rousseau）的著作《信息计量学导论》［２８］开创了科学计量学发展的新阶段。 （8）创新计量与纳米等新兴科技领域计量研究。21世纪科学计量学的发展趋势将如何？哪些领域将成为科学计量学发展的新兴领域？从图１中出现的被引频次虽然不高，但中心度较高的文献，即亨利·埃茨科威滋（H Etzkowitz）于2000年发表的论文《创新动力学：从国家创新系统和双螺旋到大学·产业·政府三螺旋创新模式》［２９］，以及舒莫（J Schummer）2004年发表的论文《纳米科技领域科学合作的多学科性与交叉学科性》［３０］等中心性较高的引文图谱中，我们可以合理预测“三螺旋创新计量研究”与“纳米等新兴科技领域的计量研究”将成为下一阶段科学计量学研究的核心主题方向。 参考文献 ［１］蒋国华.科学学的起源［Ｍ］.石家庄：河北教育出版社，2001. ［２］Cronin B.The citation process:the role and signification of citations in scientific communication［Ｍ］.London：Taylor Graham，1984. ［３］Garfield E.Citation Analysis as a Tool in Journal Evaluation:Journals can be ranked by frequency and impact of citations for science policy studies［Ｊ］.science，1972，178(3)：471-479. ［４］Garfield E.Citation Indexing—Its Theory and Application in Science,Technology,and Humanities［Ｍ］.Philadelphia：garfield.library.upenn.edu，1979. ［５］Garfield E..Is Citation Analysis a Legitimate Evaluation Tool［Ｊ］.Scientometrics，1979，1(4)：359-375. ［６］Moed HF.Citation analysis in 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