楊瑞仙 李賢

摘要：[目的/意義]隨著科學(xué)研究綜合性逐步加強(qiáng)，合作日漸成為主流的科研方式。通過(guò)對(duì)科學(xué)合作和論文影響力之間相關(guān)性進(jìn)行研究，以探究科學(xué)合作是否對(duì)論文影響力存在著提升作用。[方法/過(guò)程]本文基于JCR的期刊數(shù)據(jù)，在Web of Science核心合集中選取了復(fù)合材料、圖書(shū)情報(bào)和科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域2009-2012年的發(fā)文和被引數(shù)據(jù)，借助多元統(tǒng)計(jì)軟件SPSS210和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件等從作者、機(jī)構(gòu)、國(guó)家等3個(gè)層次研究科學(xué)合作和論文影響力之間的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而以高被引論文為研究對(duì)象探尋最佳的合作規(guī)模。[結(jié)果/結(jié)論]在不同的學(xué)科中，作者合作、機(jī)構(gòu)合作和國(guó)家合作均與論文影響力呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，但科學(xué)合作的邊際效益不同。科學(xué)合作的規(guī)模不可能無(wú)限擴(kuò)大，最佳的作者合作規(guī)模為2～4人，最佳的機(jī)構(gòu)合作規(guī)模為1～3個(gè)，最佳的國(guó)家合作數(shù)目為1～2個(gè)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)合作;論文影響力;固定引文窗口;相關(guān)性研究;最佳合作規(guī)模

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2019.04.015

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕G30〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A〔文章編號(hào)〕1008-0821（2019）04-0125-09

The Correlation Study of Scientific Collaboration and the Influence of Paper

Yang Ruixian1Li Xian2*

（1.School of Information Management，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China;

2.Medical College，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China）

Abstract：[Purpose/Significance]As the comprehensive trend of scientific development is gradually strengthened，scientific cooperation has become an increasingly popular method.Through the study of the correlation between the scale of authors and the influence of the thesis，we can find whether the influence of paper is beneficial from cooperation.[Method/Process]Based on the data of journal of the JCR，the paper retrived from the Web of Science and get all the papers and citation in the field of materials science，composites，information science and library science and history & philosophy of science from 2009 to 2012.And it studied the correlation between collaboration and the influence of the paper with the help of multivariate statistical software SPSS210 and social network analysis software in the case of authors，affiliations and country.Furthermore，it explored the best scale of cooperation with highly cited papers.[Results/Conclusions]In the fields of materials science，composites，information science and library science and history & philosophy of science，author cooperation，institutional cooperation and international cooperation were all positively related to the influence of the paper，but the marginal benefit of scientific cooperation was different.The scale of scientific cooperation could not be expanded indefinitely.The best cooperation scale of the authors is 2～4，institutional cooperation is 1～3，and national cooperation is 1～2.

Key words：scientific collaboration;influence of paper;fixed citation window;correlation study; the best cooperation scale

隨著科學(xué)發(fā)展的不斷推進(jìn)，科學(xué)研究問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜，專(zhuān)業(yè)化分工趨勢(shì)也愈發(fā)明顯，單打獨(dú)斗的科研模式顯得捉襟見(jiàn)肘。因此，科學(xué)家向外尋求幫助，集中不同成員的智慧共同解決問(wèn)題，科學(xué)合作逐漸成為多數(shù)科學(xué)家首選的科研模式。在大科學(xué)時(shí)代，科學(xué)合作主要有3種形式：科學(xué)家之間的合作、科研機(jī)構(gòu)之間的合作以及國(guó)家之間的合作。然而并非所有合作模式都是有效的，因此，需要通過(guò)論文影響力來(lái)判斷不同合作模式的有效性。從整體來(lái)看，目前評(píng)價(jià)論文影響力的方法主要是同行評(píng)議和以計(jì)量為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)方法，但由于同行評(píng)議方法本身的要求，導(dǎo)致這種方法主觀性較大，結(jié)果難以控制。所以，本文采用以計(jì)量為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)方法來(lái)測(cè)度論文影響力，使用論文被引頻次作為論文影響力的衡量指標(biāo)，并提出如下假設(shè)，通過(guò)實(shí)證研究驗(yàn)證假設(shè)是否成立。

H1：作者合作及作者人數(shù)與論文影響力呈正相關(guān);

H2：機(jī)構(gòu)合作及機(jī)構(gòu)數(shù)目與論文影響力呈正相關(guān);

H3：國(guó)家合作及國(guó)家數(shù)目與論文影響力呈正相關(guān);

H4：上述假設(shè)在不同的學(xué)科中存在著差異。

1相關(guān)研究綜述

17世紀(jì)60年代，首個(gè)無(wú)形學(xué)院成立[1]，學(xué)術(shù)群體之間的合作聯(lián)系開(kāi)始興起。隨后，科學(xué)合作的迅猛增長(zhǎng)引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注和研究興趣。從目前來(lái)看，科學(xué)合作的相關(guān)研究主要集中在科學(xué)合作規(guī)律探尋和科學(xué)合作績(jī)效評(píng)估兩個(gè)方面。

11科學(xué)合作規(guī)律探尋

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)科學(xué)合作規(guī)律的探尋主要是采用定量分析的方法來(lái)研究科學(xué)合作的比例和科學(xué)合作呈現(xiàn)的趨勢(shì)。1963年，DJ Price[2]分析1910-1960年化學(xué)領(lǐng)域的論文發(fā)現(xiàn)，50年內(nèi)作者合作比例從不足20%增長(zhǎng)到60%以上;1968年，HA Zuckerman[3]統(tǒng)計(jì)24 297篇美國(guó)期刊論文后發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)以來(lái)科學(xué)合作的比例每25年增長(zhǎng)約25個(gè)百分點(diǎn);1996年，W Glnzel等[4]分析了SCI數(shù)據(jù)庫(kù)中的4 534篇論文，結(jié)果顯示90%以上的論文為合著論文，且篇均作者人數(shù)為45人;2013年，王賢文等[5]對(duì)中國(guó)的國(guó)際間合作情況進(jìn)行研究，結(jié)果表明中國(guó)國(guó)際合作日益頻繁，合作對(duì)象多為北美和歐洲國(guó)家。

除對(duì)科學(xué)合作的比例進(jìn)行研究外，還有對(duì)科學(xué)合作趨勢(shì)的研究。1968年，RK Merton[6]從知識(shí)交流和科學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)等方面發(fā)現(xiàn)科學(xué)合作中存在著明顯的“馬太效應(yīng)”;1994年，JF Miquel等[7]從8個(gè)學(xué)科對(duì)98個(gè)國(guó)家的國(guó)際合作、國(guó)家間關(guān)系和科學(xué)產(chǎn)出模式3個(gè)方面進(jìn)行調(diào)查，進(jìn)而揭示不同國(guó)家存在著不同科研行為;2000年，ME Newman[8]調(diào)查了醫(yī)學(xué)、物理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)3個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)“小世界”效應(yīng)十分顯著;次年，ME Newman[9-10]再次從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、最短路徑和中心度等方面對(duì)科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)展開(kāi)研究，將科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)加權(quán)之后，可以在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)與其他節(jié)點(diǎn)平均距離最近的節(jié)點(diǎn);2002年，我國(guó)學(xué)者梁立明等[11]利用CSCD數(shù)據(jù)庫(kù)揭示了我國(guó)學(xué)者跨省區(qū)合作對(duì)象會(huì)傾向選擇科學(xué)生產(chǎn)能力高的地區(qū);2004年，丁堃等[12]對(duì)我國(guó)管理科學(xué)領(lǐng)域合作規(guī)模、地域分布和第一作者年齡分布做了調(diào)查，結(jié)果顯示在管理科學(xué)領(lǐng)域小范圍的合作會(huì)更加容易產(chǎn)生創(chuàng)新性思維，合作范圍集中在同單位，第一作者的平均年齡為3579，年輕化趨勢(shì)明顯;2013年，楊思洛等[13]又對(duì)中外圖書(shū)情報(bào)領(lǐng)域合作強(qiáng)度、合作范圍與合作網(wǎng)絡(luò)等展開(kāi)細(xì)致地比較，發(fā)現(xiàn)在合作強(qiáng)度上國(guó)內(nèi)合作略高于國(guó)外，主流合作模式是同城合作，合作網(wǎng)絡(luò)均呈現(xiàn)出集中分散的態(tài)勢(shì);2017年，丁穎等[14]研究科學(xué)合作參與者的研究差異對(duì)論文整體影響，結(jié)論顯示跨領(lǐng)域合作可以提倡，但是不應(yīng)過(guò)度。

12科學(xué)合作績(jī)效評(píng)估

科學(xué)合作績(jī)效評(píng)估研究主要集中在兩個(gè)方面，分別是科學(xué)合作與論文生產(chǎn)力之間的關(guān)系、科學(xué)合作與和論文被引頻次之間的關(guān)系。1966年，DJ Price等[15]對(duì)555名作者的合作關(guān)系和生產(chǎn)力之間的關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)兩者呈正相關(guān);1980年，P Hodder[16]分析了機(jī)構(gòu)合作數(shù)量與論文產(chǎn)出之間的關(guān)系，結(jié)果表明兩者存在著倒U型關(guān)系，即存在著最佳的機(jī)構(gòu)合作數(shù)目;2001年，A Hollis[17]通過(guò)339位經(jīng)濟(jì)學(xué)家的面板數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估科學(xué)合作和科研產(chǎn)出之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在科學(xué)合作和論文產(chǎn)出之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，在此基礎(chǔ)上，A Hollis又深入分析了出現(xiàn)負(fù)相關(guān)的原因，包括合作團(tuán)隊(duì)工作的低效、團(tuán)隊(duì)成員之間的信息不對(duì)稱(chēng)等問(wèn)題。相對(duì)而言，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)此也做出了一些積極的探索。2007-2012年，劉則淵等[18-19]以威布爾分布和核密度分布曲線分別對(duì)Web of Science中物理學(xué)和分子生物學(xué)的合作規(guī)模和產(chǎn)出關(guān)系進(jìn)行擬合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)核密度曲線的擬合程度較高;2017年，劉俊婉[20]發(fā)現(xiàn)分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和物理學(xué)領(lǐng)域的高被引科學(xué)家中，合作者的論文數(shù)量呈負(fù)指數(shù)函數(shù)分布，且隨著合作者數(shù)量增多，論文產(chǎn)出量也隨之增多。

在科學(xué)合作和論文被引頻次之間的相關(guān)關(guān)系研究方面，1972年，Arthur E Nudelman等[21]通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查對(duì)美國(guó)、加拿大225名社會(huì)學(xué)專(zhuān)家進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，合作研究比獨(dú)著具有更高的學(xué)術(shù)聲譽(yù);1986年，SM Lawani[22]對(duì)癌癥領(lǐng)域的論文進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，隨著作者人數(shù)的增加，高質(zhì)量論文的比重上升，自引總比重下降;1990年，F(xiàn) Narin等[23]也發(fā)現(xiàn)多國(guó)家合作論文被引頻次約為單個(gè)國(guó)家的2倍;2001年，W Glnzel等[24]發(fā)現(xiàn)化學(xué)領(lǐng)域有相當(dāng)比重的國(guó)際合著論文被引量小于樣本的平均水平，并形象地稱(chēng)之為“冷鏈”;2010年，M Franceschet等[25]以3人為單位對(duì)合著作者進(jìn)行分組，按照被引頻次在整體樣本中分布將論文質(zhì)量劃分為4個(gè)等級(jí)，并以此來(lái)研究作者合著規(guī)模和被引頻次之間的關(guān)系，表明小規(guī)模的合作是較為有效的;2013年，鐘鎮(zhèn)[26]將作者人數(shù)窗口變?yōu)?人，并以相應(yīng)人數(shù)窗口下的篇均被引作為論文影響力的衡量指標(biāo)考察圖書(shū)情報(bào)領(lǐng)域中作者合著和論文被引頻次之間的關(guān)系，結(jié)果顯示4人是最佳的合著規(guī)模;2014年，林卉[27]通過(guò)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法來(lái)探討生物信息學(xué)領(lǐng)域機(jī)構(gòu)合作對(duì)論文影響力之間的相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)數(shù)目為5個(gè)、國(guó)家數(shù)目為6個(gè)是最佳的合作規(guī)模。

13相關(guān)研究的不足之處

通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的梳理和總結(jié)，我們可以看出現(xiàn)有研究還存在以下不足：1）論文影響力的測(cè)量指標(biāo)比較混亂，現(xiàn)有的研究對(duì)論文影響力的測(cè)量方法大多為同行評(píng)議和論文的篇均被引，而且沒(méi)有消除引用時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)論文被引頻次帶來(lái)的累積影響;2）科學(xué)合作的外延定義較小，目前對(duì)科學(xué)合作的研究主要是從作者合作展開(kāi)，少量的成果涉及到機(jī)構(gòu)合作和國(guó)家合作;3）研究樣本多局限于某一學(xué)科領(lǐng)域或者某一期刊，其研究結(jié)論不具有普遍實(shí)用價(jià)值。因此，本文是相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，明確論文影響力測(cè)量指標(biāo)，擴(kuò)大科學(xué)合作外延，選取多學(xué)科領(lǐng)域的樣本，研究科學(xué)合作和論文影響力之間的關(guān)系，分析科學(xué)合作是否對(duì)論文影響力存在著提升作用，以期為學(xué)者探尋最佳的合作模式提供參考。

2數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

21數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源為WoS核心合集，選取了復(fù)合材料（Material Science，Composites）、圖書(shū)情報(bào)（Information Science & Library Science）、科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)（History & Philosophy of Science）3個(gè)學(xué)科的數(shù)據(jù)，這3個(gè)學(xué)科分別是理工科、社會(huì)科學(xué)和人文科學(xué)的代表?？紤]到論文的被引頻次需要時(shí)間的累積，因此本文選取了距今至少有5年的發(fā)文及其被引數(shù)據(jù)，即3個(gè)學(xué)科2009-2012年分別被JCR收錄的期刊及其發(fā)文和被引數(shù)據(jù)。從檢索結(jié)果來(lái)看，Review類(lèi)型的文章多為獨(dú)著，且被引頻次較高，容易對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的影響，所以被排除在外，僅收集文獻(xiàn)類(lèi)型為Article的數(shù)據(jù)。檢索時(shí)間為2018年1月13日至2018年1月19日，共得到39 399條記錄，其中復(fù)合材料10 456條，圖書(shū)情報(bào)12 202條，科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)5 822條，如表1所示（括號(hào)中數(shù)字代表當(dāng)年JCR收錄的期刊數(shù)量）。

22研究方法

為消除引用時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，本研究使用5年固定引文窗口的被引頻次作為論文影響力的衡量指標(biāo)，即僅統(tǒng)計(jì)論文發(fā)表之后5年時(shí)間的引文數(shù)量。筆者首先將題錄信息導(dǎo)入Excel表，統(tǒng)計(jì)每篇論文的被引頻次。在假設(shè)驗(yàn)證部分，采用Excel和SPSS210作為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析軟件，首先對(duì)作者人數(shù)、機(jī)構(gòu)數(shù)目、國(guó)家數(shù)目的分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析論文的合作情況;進(jìn)而利用SPSS210分析作者合作、機(jī)構(gòu)合作、國(guó)家合作與論文影響力的相關(guān)性關(guān)系，驗(yàn)證本研究中提出的假設(shè);根據(jù)科研成本控制中的成本效益原則[28]，科學(xué)合作規(guī)模不可能無(wú)限地?cái)U(kuò)大，因此，筆者分析高被引論文中作者、機(jī)構(gòu)、國(guó)家的合作情況，以此來(lái)發(fā)現(xiàn)最佳的合作規(guī)模。

本文將機(jī)構(gòu)界定至二級(jí)單位，但確定機(jī)構(gòu)的過(guò)程較為復(fù)雜，出現(xiàn)了以下3種問(wèn)題：1）一篇論文的同一作者屬于不同的單位;2）部分?jǐn)?shù)據(jù)不存在C1字段，無(wú)法直接提取出作者所屬的單位名稱(chēng);3）少量的論文作者署名為匿名（Anonymous）。針對(duì)上述問(wèn)題，筆者制定了對(duì)應(yīng)的處理措施：1）若一篇論文的同一作者屬于不同的機(jī)構(gòu)，筆者只選取排名第一的單位名稱(chēng)作為論文作者所屬的機(jī)構(gòu)，這也就意味著獨(dú)著作者只存在著一個(gè)機(jī)構(gòu);2）部分?jǐn)?shù)據(jù)不存在C1字段，對(duì)此，筆者根據(jù)記錄的TI字段重新檢索，使用論文Online鏈接原文網(wǎng)站提取論文信息、通過(guò)論文原文的作者簡(jiǎn)介匹配作者的機(jī)構(gòu)名稱(chēng)、使用ORCID與ResearchID追蹤作者在論文發(fā)表時(shí)的所屬機(jī)構(gòu)3種方法，解決C1字段缺失的問(wèn)題;3）少數(shù)論文作者署名為匿名（Anonymous），這種情況無(wú)法確定論文作者的具體信息，但這種情況較為少見(jiàn)，且均為獨(dú)著，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較小。

3結(jié)果分析與討論

31描述性統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，表2～4分別是復(fù)合材料、圖書(shū)情報(bào)、科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域（學(xué)科順序下同）作者人數(shù)、機(jī)構(gòu)數(shù)目與國(guó)家數(shù)目的分布情況。由表2可以看出，3個(gè)學(xué)科的合作情況差別較大，復(fù)合材料、圖書(shū)情報(bào)的合著率分別為941%、679%，合作比例較大，但科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué)的合著率僅為237%，這與人文學(xué)科的學(xué)科特點(diǎn)有關(guān)，人文學(xué)科研究個(gè)人見(jiàn)解比重大，個(gè)性化較強(qiáng)，不適合做集體研究[29]。但綜合比較3個(gè)表發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于作者合作，機(jī)構(gòu)合作和國(guó)家合作水平仍然處于較低的水平，這說(shuō)明了科學(xué)家傾向選擇同一機(jī)構(gòu)或者同一國(guó)家的合作伙伴。除此之外，筆者分別考察了論文數(shù)目隨作者、機(jī)構(gòu)、國(guó)家的變化情況，發(fā)現(xiàn)論文數(shù)目與作者、機(jī)構(gòu)和國(guó)家的變化情況大體上符合洛特卡定律[30]。

32科學(xué)合作與論文影響力相關(guān)性分析

在分析科學(xué)合作與論文影響力之間的相關(guān)性之前，筆者首先檢驗(yàn)被引頻次不符合正態(tài)分布，所以在分析科學(xué)合作與論文影響力相關(guān)性使用Spearman系數(shù)。

321作者合作與論文影響力相關(guān)性分析

作者人數(shù)的增加，通常意味著團(tuán)隊(duì)智慧的增長(zhǎng)。為了分析作者合作和論文影響力之間的相關(guān)關(guān)系，本文使用0～1虛擬變量來(lái)代替論文獨(dú)著和合著，表5是虛擬變量獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果顯示，3個(gè)學(xué)科合作論文的影響力均顯著大于非合作論文。在此基礎(chǔ)上，筆者考察作者人數(shù)和論文影響力之間的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果如表6所示。由此可見(jiàn)，在上述3個(gè)學(xué)科中，作者人數(shù)和論文影響力顯著的正相關(guān)關(guān)系，假設(shè)1成立。

322機(jī)構(gòu)合作與論文影響力相關(guān)性分析

從機(jī)構(gòu)層面分析科學(xué)合作與論文影響力之間的相關(guān)關(guān)系，筆者仍采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)和雙變量相關(guān)分析，分別從平均水平和整體水平來(lái)分析機(jī)構(gòu)合作對(duì)論文影響力之間的關(guān)系。表7是機(jī)構(gòu)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的結(jié)果，多機(jī)構(gòu)合作論文的篇均被引要顯著大于單機(jī)構(gòu)論文。表8是具體考察每篇論文的機(jī)構(gòu)數(shù)目和論文影響力之間的相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明上述3個(gè)學(xué)科機(jī)構(gòu)數(shù)目和論文影響力也均呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系，假設(shè)2成立。

323國(guó)家合作與論文影響力相關(guān)性分析

基于提取的論文國(guó)家數(shù)據(jù)，構(gòu)建國(guó)家之間合作矩陣，其中中國(guó)大陸與中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的合作不視為國(guó)際合作，從共現(xiàn)矩陣結(jié)果來(lái)看，科學(xué)合作大多發(fā)生在同一國(guó)家內(nèi)。筆者對(duì)國(guó)家合作和論文影響力的相關(guān)性分析，仍從平均水平和整體水平兩個(gè)方面展開(kāi)，表9、10分別是國(guó)家數(shù)目和論文影響力獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)結(jié)果和相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果，表9的結(jié)果表明，從平均水平來(lái)看，多國(guó)家合作的論文影響力要顯著高于單國(guó)家完成的論文，表10的結(jié)果說(shuō)明在整體水平上論文影響力與國(guó)家數(shù)量呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系，假設(shè)3成立。

33高被引論文科學(xué)合作情況

上述分析結(jié)果表明，科學(xué)合作與論文影響力之間的正相關(guān)關(guān)系顯著成立，但根據(jù)科研成本控制的成本效應(yīng)原則[28]，科學(xué)合作的規(guī)模不可能無(wú)限擴(kuò)大。因此，本文在相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步以高被引論文為研究對(duì)象來(lái)探尋最佳的合作規(guī)模。