魏明坤，袁 偉

（中國科學(xué)技術(shù)信息研究所，北京 100038）

科研儀器在大科學(xué)時(shí)代的作用越來越凸顯，科研儀器技術(shù)水平成為衡量科研實(shí)力強(qiáng)弱的標(biāo)志?？蒲袃x器的高、精、尖發(fā)展是助推大數(shù)據(jù)科學(xué)的基礎(chǔ)，也是激活科研創(chuàng)新的內(nèi)在動(dòng)力。工欲善其事，必先利其器。在人類進(jìn)化和社會(huì)發(fā)展的歷史中，通過創(chuàng)造、制作、使用工具改變生活環(huán)境和自身發(fā)展過程中，科研儀器為人類建立和發(fā)展科學(xué)研究、擴(kuò)展生產(chǎn)規(guī)模創(chuàng)造了有利條件?？茖W(xué)研究領(lǐng)域也不例外，擁有科研輔助的“器”可事半功倍。尤其隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展，越來越多的自然現(xiàn)象、多元異質(zhì)數(shù)據(jù)等已無法通過手工方式完成分析，科研儀器的使用成為科學(xué)發(fā)展的重要手段。通過科學(xué)研究發(fā)展階段分析，實(shí)驗(yàn)科學(xué)階段對(duì)科研儀器的要求并不高，發(fā)展到計(jì)算科學(xué)階段，很多復(fù)雜現(xiàn)象和規(guī)律的描述很大程度上得益于科研儀器的使用。作為科學(xué)研究和技術(shù)革新的重要工具，尤其隨著數(shù)據(jù)密集型科學(xué)的發(fā)展，科研儀器在科學(xué)研究中的應(yīng)用越來越普遍，科研儀器成為推動(dòng)人類社會(huì)飛速發(fā)展的利器?？蒲袃x器有利于相關(guān)研究者占據(jù)其研究領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，我國著名光學(xué)家王大珩等[1]指出，機(jī)器是改造世界的工具，儀器是認(rèn)識(shí)世界的工具?？梢?，科研儀器在科研發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在諾貝爾自然科學(xué)類獎(jiǎng)項(xiàng)中，68.4%的物理學(xué)獎(jiǎng)、74.6%的化學(xué)獎(jiǎng)和90%的生理學(xué)或醫(yī)學(xué)成果獎(jiǎng)都是借助各種科研儀器完成的，或直接與科研儀器技術(shù)或功能的發(fā)展相關(guān)[2]。隨著人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)向更加微觀的時(shí)空尺度、更大的宇宙時(shí)空尺度和更加極端的物理?xiàng)l件方向發(fā)展，傳統(tǒng)的科研手段已經(jīng)不能滿足科研發(fā)展的需要。特別是在以實(shí)驗(yàn)性研究為主的學(xué)科領(lǐng)域，沒有高端科研儀器，要想作出重大原始創(chuàng)新科研成果已顯得力不從心?？蒲袃x器成為科學(xué)研究的“利器”已毋庸置疑，現(xiàn)代科技的重大突破越來越依賴于先進(jìn)的科研儀器。使用科研儀器進(jìn)行研究，有利于提升科研效率，實(shí)現(xiàn)事半功倍的效果?？蒲袃x器的研發(fā)不僅豐富了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其使用效果對(duì)自身發(fā)展理念具有一定導(dǎo)向作用。因此，從某種意義上來說，科研儀器的使用是科研儀器發(fā)展革新的內(nèi)在動(dòng)力，是推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要手段。但目前對(duì)科研儀器研究的學(xué)術(shù)成果還很有限，因此本研究在文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)基礎(chǔ)上探析科研儀器研究的知識(shí)結(jié)構(gòu)，揭示科研儀器研究主題的分布、作者共現(xiàn)關(guān)系等，為相關(guān)研究提供借鑒。

1 相關(guān)研究

科研儀器隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，面臨著新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。據(jù)《后漢書· 張衡傳》記載，早在公元132年，東漢時(shí)期的張衡發(fā)明了世界上第一臺(tái)科研儀器——地動(dòng)儀?？梢?，科研儀器的研究早已有之，科研儀器的出現(xiàn)不僅開創(chuàng)了地震科學(xué)的新紀(jì)元，還為地震預(yù)測提供有利的工具——“器”。制造和使用工具，是區(qū)分人類和動(dòng)物的根本標(biāo)志[3]。人類通過制造和使用工具不斷發(fā)展來加快認(rèn)識(shí)世界，改造世界的進(jìn)展。著名科學(xué)家德米特里-伊萬諾維奇-門捷列夫門捷列夫（Mendeleev,Dmitri Ivanovich）指出“科學(xué)是從測量開始的，利用相關(guān)儀器進(jìn)行測量已成為一門完整且十分重要的學(xué)科”[4]?？蒲袃x器是當(dāng)今社會(huì)人類對(duì)物質(zhì)世界進(jìn)行測量，并使人類能方便監(jiān)控物質(zhì)世界使之達(dá)到最佳目標(biāo)的基本手段和技術(shù)，是人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的重要工具。隨著科研活動(dòng)不斷復(fù)雜化發(fā)展，通過人類直覺、思維和體能器官很難達(dá)到既定目標(biāo)，借助專門的科研儀器使得人類具有更強(qiáng)的感知和操作能力來面對(duì)客觀物質(zhì)世界，以最佳或接近最佳的方式發(fā)展生產(chǎn)力、推進(jìn)科學(xué)研究及從事科研活動(dòng)等[5]。

在2010年國家開始實(shí)施重大科研儀器研究專項(xiàng)，將科研儀器基礎(chǔ)研究納入國家自然科學(xué)基金資助范圍，據(jù)統(tǒng)計(jì)2011—2018年，國家自然科學(xué)基金委資助來自中央有關(guān)部門推薦、經(jīng)費(fèi)體量在1 000萬元以上的重大科研儀器項(xiàng)目53 項(xiàng)，批準(zhǔn)資助金額38.14 億元；資助全國科研工作者自由申請(qǐng)、經(jīng)費(fèi)體量在1 000 萬元以下的重大科研儀器項(xiàng)目466 項(xiàng)，批準(zhǔn)資助金額32.03 億元，最終資助科研儀器的經(jīng)費(fèi)合計(jì)超過70 億元，科研儀器數(shù)量不斷增多[6]，覆蓋的學(xué)科領(lǐng)域不斷擴(kuò)大[7]。相關(guān)學(xué)者對(duì)地方科研儀器發(fā)展進(jìn)行分析，指出目前存在的問題并提出相應(yīng)的解決對(duì)策[8]。通過對(duì)科研儀器資助項(xiàng)目分析，我國華北、東北地區(qū)科研儀器項(xiàng)目申請(qǐng)數(shù)量較多，資助力度強(qiáng)，華東地區(qū)活躍度較高[9]。為了突破我國科研儀器研發(fā)瓶頸，任孝平等[10]從“自下而上”角度分析和總結(jié)科研儀器項(xiàng)目管理的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)科研儀器專項(xiàng)發(fā)展的特點(diǎn)?？蒲袃x器不僅視為科學(xué)研究的重要工具，也是一種戰(zhàn)略性資源，建設(shè)科研儀器共享平臺(tái)、建立跨區(qū)域服務(wù)點(diǎn)、開展高?？萍紕?chuàng)新活動(dòng)提升科研儀器的使用效率[11]。不同部門對(duì)重大科研儀器概念界定不盡相同，教育部文件對(duì)單價(jià)或成套價(jià)值超過10 萬元的儀器稱為重大科研儀器[12]，主要用于教學(xué)、科研活動(dòng)、醫(yī)療等領(lǐng)域[13]。在《中央級(jí)新購大型科學(xué)儀器設(shè)備實(shí)行聯(lián)合評(píng)議工作管理辦法（試行）》中指出，大型科研儀器設(shè)備是在科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)及其他科技活動(dòng)中使用的單臺(tái)或成套儀器的價(jià)格在200 萬元以上。劉賀等[14]對(duì)50 萬元以上大型科研儀器進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)科研儀器資源分布不均衡，技術(shù)支撐隊(duì)伍建設(shè)層次有待提高。西方國家把科研儀器作為重要的戰(zhàn)略資源，占據(jù)高端科研儀器大部分市場份額，我國在高精尖科研儀器方面的落后及對(duì)外依存度過高[15]。為實(shí)現(xiàn)市場均衡化，提升自主研發(fā)高端科研儀器成為我國科研儀器研發(fā)占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的重要內(nèi)容。

國家為增加科研儀器研發(fā)的支持力度，提出《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》，推動(dòng)科研儀器研究工作，中央財(cái)政撥?？钤O(shè)立國家重大科研儀器設(shè)備研制和開發(fā)專項(xiàng)。本文統(tǒng)計(jì)2000—2019年國家自然科學(xué)基金委對(duì)國家重大科研儀器研制項(xiàng)目資助數(shù)量及經(jīng)費(fèi)投入情況，如圖1 所示。通過繪制年份資助項(xiàng)目數(shù)量模擬趨勢(shì)線，發(fā)現(xiàn)國家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制項(xiàng)目呈指數(shù)增長趨勢(shì)，擬合值R2為0.944 6，表明指數(shù)增長模型擬合效果較好。

圖1 2000—2019年我國國家自然科學(xué)基金重大科研儀器研制項(xiàng)目（自申請(qǐng)）分布

從圖1 中可觀察出，自2000年以來，國家在重大科研儀器上的資助總體呈增長趨勢(shì)。通過增長趨勢(shì)曲線，表明我國對(duì)科研儀器研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入的不斷提升，對(duì)科研儀器研究的重視程度不斷提高?？蒲袃x器作為實(shí)驗(yàn)、分析的工具，是科研發(fā)展的重要組成部分?？蒲袃x器是科學(xué)研究發(fā)展的增速器，成為推動(dòng)科學(xué)水平提升的重要工具。我國越來越注重高精尖科研儀器經(jīng)費(fèi)的投入，在過去20年間，國家自然科學(xué)基金資助重大科研儀器項(xiàng)目共863 項(xiàng)，總投入42.24 億元，平均每項(xiàng)資助489 萬元。隨著科研儀器經(jīng)費(fèi)資助力度的不斷提升，合理的科研儀器經(jīng)費(fèi)管理處于重要戰(zhàn)略地位?？蒲袃x器經(jīng)費(fèi)科學(xué)、有效地管理，才能與高質(zhì)量科研成果同行。在2019年政府工作報(bào)告中，提出對(duì)科研經(jīng)費(fèi)實(shí)行包干制，推動(dòng)科研領(lǐng)域的“放管服”改革，推動(dòng)科研儀器經(jīng)費(fèi)管理的改革。其中早在1988年，國家自然科學(xué)基金委已明確科學(xué)基金資助要方便科研，激發(fā)科研人員的積極性、主動(dòng)性。到2016年，頒布的《關(guān)于進(jìn)一步完善中央財(cái)政科研項(xiàng)目資金管理等政策的若干意見》提出了簡化預(yù)算程序、下放預(yù)算調(diào)整權(quán)限，提高間接費(fèi)用比重、加大績效獎(jiǎng)勵(lì)力度等內(nèi)容，不斷追求科學(xué)化、精細(xì)化，提高科研儀器經(jīng)費(fèi)管理的規(guī)范合理化。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本研究數(shù)據(jù)來源于涵蓋自然科學(xué)、人文社會(huì)科學(xué)、工程技術(shù)等領(lǐng)域的中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫，以主題詞“科研儀器”進(jìn)行檢索，檢索時(shí)間為2022年3月10日，檢索數(shù)據(jù)經(jīng)過清洗，去除會(huì)議通知、征稿通知等與研究內(nèi)容無關(guān)的記錄，最終得到有效記錄1 770 條。為了識(shí)別近年來科研儀器研究主題擴(kuò)散、覆蓋領(lǐng)域以及作者共現(xiàn)關(guān)系，探析科研儀器的知識(shí)結(jié)構(gòu)。本文在文獻(xiàn)信息計(jì)量學(xué)分析基礎(chǔ)上，采用知識(shí)圖譜軟件和文本挖掘?qū)蒲袃x器研究的文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從定量角度揭示科研儀器研發(fā)過程的知識(shí)結(jié)構(gòu)。知識(shí)圖譜分析方法不僅將數(shù)學(xué)、圖形學(xué)、信息可視化技術(shù)、信息計(jì)量學(xué)等復(fù)雜知識(shí)形象化呈現(xiàn)出來，還揭示知識(shí)發(fā)展的前沿領(lǐng)域和動(dòng)態(tài)規(guī)律。為深入探析科研儀器研究的主題分布，我們利用自編寫的Python 程序構(gòu)建文獻(xiàn)摘要的語料庫作為LDA 模型輸入，通過LDA 模型訓(xùn)練識(shí)別具有語義關(guān)聯(lián)的主題結(jié)果，通過計(jì)算LDA 主題模型困惑度判別文檔語料庫隱藏的主題。其中，對(duì)主題模型困惑度（perplexity）計(jì)算，即對(duì)測試文本的語料集賦予較高的概率值，具體計(jì)算公式如下所示：

式（1）中：wn為第n篇文本的大小，n為文本的數(shù)量，pp(w)為w詞在所有主題分布值與w詞所在文本的主題分布乘積，p(wd)為文本的概率，在進(jìn)行文本主題分類時(shí)，通過計(jì)算主題困惑度確定最佳主題分類，并借助知識(shí)圖譜分析工具，以關(guān)鍵詞聚類等分析方法探析科研儀器主題研究動(dòng)態(tài)、從知識(shí)結(jié)構(gòu)視角展示科研儀器研究主題的前沿與演變。

3 結(jié)果分析

3.1 文獻(xiàn)歷時(shí)分布分析

對(duì)科研儀器研究主題的文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，有利于了解科研儀器的研究力量，呈現(xiàn)研究主題的發(fā)展速度。為了更清晰觀察文獻(xiàn)數(shù)量分布情況，對(duì)檢索的文獻(xiàn)按年份分布進(jìn)行展示，如圖2 所示。通過文獻(xiàn)歷年分布統(tǒng)計(jì)情況，發(fā)現(xiàn)我國以科研儀器為主題的研究總體趨勢(shì)呈遞增發(fā)展。文獻(xiàn)的年份分布作為衡量研究主題的重要指標(biāo)，通過科研儀器年份分布曲線預(yù)測科研儀器發(fā)展趨勢(shì)和動(dòng)態(tài)。通過對(duì)科研儀器文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)最早關(guān)于科研儀器文獻(xiàn)的研究可追溯到1975年，受到“三大革命運(yùn)動(dòng)”的影響，科研儀器發(fā)展得到各領(lǐng)域的重視。中國科學(xué)院成立了科研儀器委員會(huì)，為科研需求建立了真空、生物、天文、顯微分析等科研儀器。在1978年全國科學(xué)大會(huì)上，方毅[16]指出擁有先進(jìn)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)手段，是科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志。到了2000年，我國在科研儀器發(fā)展上取得了長足進(jìn)步，文獻(xiàn)增長速度逐漸加快，科研儀器在科學(xué)研究中的作用被越來越多研究者所重視，成為信息產(chǎn)業(yè)不可缺少的組成部分，在國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、科學(xué)研究等領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。到2014年，關(guān)于科研儀器主題的文獻(xiàn)數(shù)量超過90 篇，表明科研儀器為主題的研究仍得到研究者的關(guān)注，發(fā)展到2017年，文獻(xiàn)數(shù)量超過120篇，對(duì)科研儀器為主題的研究持續(xù)上升。從文獻(xiàn)增長趨勢(shì)可得出，科研儀器得到了廣泛的關(guān)注和重視，其影響力也得到提升。

圖2 2000—2019年我國科研儀器文獻(xiàn)產(chǎn)出數(shù)量歷時(shí)分布

根據(jù)我國科研儀器文獻(xiàn)年度分布態(tài)勢(shì)，可將其發(fā)展階段大致分為3 個(gè)階段：起步階段（1975—1985年），該階段主要特點(diǎn)是以科研儀器為主題的文獻(xiàn)發(fā)展平穩(wěn)，對(duì)科研儀器為主題的研究成果較少；低速發(fā)展階段（1986—19997年），該階段的主要特征是以科研儀器為主題的文獻(xiàn)呈緩慢增長階段，對(duì)科研儀器研究的關(guān)注呈上升趨勢(shì)，與起步階段相比，發(fā)文量有了明顯提升；快速發(fā)展階段（1998年至今），該階段發(fā)展的主要特征是文獻(xiàn)數(shù)量呈快速增長趨勢(shì)，1988年以后，我國學(xué)者越來越重視科研儀器的研究，與低速發(fā)展階段相比，文獻(xiàn)增長速度更快。為了進(jìn)一步分析我國科研儀器文獻(xiàn)增長趨勢(shì)，通過繪制年份文獻(xiàn)數(shù)量模擬趨勢(shì)線，發(fā)現(xiàn)我國科研儀器研究文獻(xiàn)呈指數(shù)增長趨勢(shì)，擬合值R2為0.886 9，符合指數(shù)增長模型。

3.2 作者共現(xiàn)分析

利用知識(shí)圖譜軟件進(jìn)行作者時(shí)區(qū)分布[17]，設(shè)置閾值為前50 的高頻作者，利用最小生成樹Prim(普里姆算法)。主要通過用prim 求最小生成樹，從圖的頂點(diǎn)開始，每次加入一條最小權(quán)的邊和對(duì)應(yīng)的頂點(diǎn)，逐漸擴(kuò)張生成的圖譜，如圖3 所示?？捎^察不同時(shí)區(qū)節(jié)點(diǎn)作者的分布情況，圖中不同顏色的節(jié)點(diǎn)代表作者的發(fā)文情況，節(jié)點(diǎn)之間的連線表示作者之間的合作關(guān)系。觀察各時(shí)區(qū)節(jié)點(diǎn)分布情況，發(fā)現(xiàn)圖3 中具有較多連線關(guān)系的節(jié)點(diǎn)很少，體現(xiàn)作者之間的交流合作并不頻繁，作者之間的合作密度較低，尚未形成規(guī)?；膶I(yè)科研合作團(tuán)隊(duì)。作者發(fā)文頻次較高的節(jié)點(diǎn)依次為張守著、倪培根、吳玨珩、陳省平等，這些作者在科研儀器研究領(lǐng)域較為活躍。為了分析作者貢獻(xiàn)情況，對(duì)作者的PageRank（在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的重要性）值進(jìn)行計(jì)算，如表1 所示，表1 中顯示了PageRank 值排前18 位作者，這些作者在科研儀器研究領(lǐng)域的影響力較突出。

表1 我國科研儀器研究作者PageRank 值（排名前18 位）

圖3 我國科研儀器文獻(xiàn)作者共現(xiàn)時(shí)區(qū)分布知識(shí)圖譜

其次，對(duì)作者之間的共現(xiàn)關(guān)系分析，可揭示科研儀器研究領(lǐng)域作者之間的聯(lián)系和結(jié)構(gòu)，反映科研儀器研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。在作者共現(xiàn)關(guān)系網(wǎng)中，中心節(jié)點(diǎn)較高的作者體現(xiàn)的影響力較為突出，反之，其影響力較弱。通過作者數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映出研究領(lǐng)域的興衰起伏、分化滲透等現(xiàn)狀。從1975—2021年，以科研儀器為主題研究的作者數(shù)量不斷增多，參與合作的作者數(shù)量逐漸增多，發(fā)文數(shù)量明顯增加，可見，以科研儀器為主題的研究力量不斷加強(qiáng)。

3.3 基于LDA 模型的主題挖掘

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 6447—86）對(duì)摘要的定義，“以提供文獻(xiàn)內(nèi)容梗概為目的, 不加評(píng)論和補(bǔ)充解釋， 簡明、確切地記敘文獻(xiàn)重要內(nèi)容的短文”。 摘要作為科技論文的重要組成部分，論文摘要體現(xiàn)了整篇文獻(xiàn)的核心思想，根據(jù)論文摘要的標(biāo)準(zhǔn)，摘要的基本要素包括研究目的、方法、結(jié)果和結(jié)論。通過python 自編程序抽取記錄的摘要，為文本挖掘研究提供基礎(chǔ)。我們通過利用Blei 等[18]提出的潛在狄利克雷分配模型（latent dirichlet allocation，LDA）主題模型識(shí)別科研儀器文獻(xiàn)主題分布。對(duì)主題的判斷多采用一致性、困惑度指標(biāo)判斷最優(yōu)主題數(shù)量，通過頻繁出現(xiàn)的詞語計(jì)算語義相似性進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，基于訓(xùn)練集與測試集的擬合程度進(jìn)行困惑度判斷[19]。對(duì)文摘主題詞語出現(xiàn)的概率分布，進(jìn)行主題聚類。LDA 模型不僅識(shí)別文本信息的主題，還能挖掘文本詞語間的語義關(guān)聯(lián)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)關(guān)鍵詞分析、詞頻分析在文獻(xiàn)計(jì)量中的不足，能更好反映出文獻(xiàn)的主旨。

在一篇文章中每個(gè)詞是通過一定概率選擇了某個(gè)主題，并從這個(gè)主題中以一定概率選擇某個(gè)詞語來實(shí)現(xiàn)的。因此，一篇文檔中每個(gè)詞語出現(xiàn)的概率為：

式（2）中，詞語｜文檔進(jìn)行矩陣轉(zhuǎn)換，表示每個(gè)文檔中詞語出現(xiàn)的詞頻，即出現(xiàn)的概率。主題｜詞語表示每個(gè)主題中詞語的出現(xiàn)概率，文檔｜主題表示每個(gè)文檔中主題出現(xiàn)的概率。為了確定文檔主題的分類效果，通過LDA 主題模型困惑度計(jì)算，公式如下：

式（3）中，α和β為語料級(jí)別的參數(shù)，θ為文本級(jí)別的變量，每個(gè)文本對(duì)應(yīng)一個(gè)θ，體現(xiàn)每個(gè)文本產(chǎn)生不同主題z 的概率。z和w表示文本中詞語級(jí)別的變量，z由θ生成、w由z和β共同生成，w對(duì)應(yīng)主題z。通過公式計(jì)算得到當(dāng)主題數(shù)為7 時(shí)，一致性得分最高，同時(shí)困惑度在7 進(jìn)行拐點(diǎn)，因此確定最佳主題個(gè)數(shù)為7，如圖4 所示。

圖4 LDA 模型主題困惑度曲線

當(dāng)λ=0.65 時(shí)，對(duì)每個(gè)主題取前50 個(gè)特征詞揭示每個(gè)主題的主要內(nèi)容，具體7 個(gè)主題及特征詞統(tǒng)計(jì)如表2 所示。通過對(duì)科研儀器研究主題的分析，得到科研儀器的應(yīng)用覆蓋領(lǐng)域較廣，不僅包括科研儀器基礎(chǔ)理論研究，還包括對(duì)科研儀器技術(shù)原理、技術(shù)能力、科研儀器應(yīng)用的研究。從科研儀器的使用到多因素與環(huán)境交互影響科研行為，實(shí)現(xiàn)研究對(duì)象從宏觀到微觀、從現(xiàn)象到規(guī)律的揭示。

表2 科研儀器研究主題及特征詞分布

表2（續(xù)）

為了實(shí)現(xiàn)LDA模型挖掘的主題詞進(jìn)行深入分析，對(duì)特征詞根據(jù)詞語的聯(lián)系進(jìn)行編碼，確定4 個(gè)研究專題，分別為科研工作、科研基礎(chǔ)、科研設(shè)備及科研人才四個(gè)專題，具體如表3 所示。將所有特征詞形成了250 個(gè)參考點(diǎn)，60 個(gè)編碼節(jié)點(diǎn)，按響應(yīng)次數(shù)由多到少依次是科研工作、科研基礎(chǔ)、科研設(shè)備、科研人員。根據(jù)觀測要點(diǎn)，科研工作專題包括主題1（topic 1）、主題3（topic3）、主題5（topic5）、主題7（topic7），主要涉及創(chuàng)新、建設(shè)管理、教學(xué)科研、科研成果、科研效率、問題研究分析、資源共享，其中教學(xué)科研、建設(shè)管理、問題研究分析成為科研工作關(guān)注的焦點(diǎn)；科研基礎(chǔ)專題包括主題2（topic 2）、主題3（topic3）、主題5（topic5）、主題6（topic6）、主題7（topic7），主要涉及服務(wù)、基礎(chǔ)條件、科研單位、科研經(jīng)費(fèi)、科研平臺(tái)、科研項(xiàng)目、現(xiàn)狀、政策建議，其中科研單位成為關(guān)注的焦點(diǎn)；科研設(shè)備專題包括主題3（topic3）、主題5（topic5），主要涉及基礎(chǔ)設(shè)施、儀器設(shè)備；科研人員專題包括主題4（topic4）、主題5（topic5）、主題7（topic7），主要涉及教師、領(lǐng)導(dǎo)、人才、學(xué)生及專家。

表3 科研儀器研究主題及特征詞類目體系

表3（續(xù)）

4 結(jié)論與探討

本文從文獻(xiàn)計(jì)量視角出發(fā)，利用知識(shí)圖譜工具與LDA 文本挖掘進(jìn)行主題識(shí)別，探究我國科研儀器研究的知識(shí)結(jié)構(gòu)，研究發(fā)現(xiàn)：

（1）科研工作推動(dòng)科研儀器服務(wù)和創(chuàng)新發(fā)展?？蒲袃x器開放共享發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)因是科學(xué)研究的需要，作為科學(xué)研究領(lǐng)域解決復(fù)雜問題的工具之一，有利于促進(jìn)知識(shí)產(chǎn)生和傳播，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展，發(fā)現(xiàn)新研究領(lǐng)域，提升我國科學(xué)研究原始創(chuàng)新力。從知識(shí)管理的角度來看，科研儀器的優(yōu)化配置，有利于知識(shí)存儲(chǔ)、傳播對(duì)科學(xué)研究的需要?？蒲袃x器的開放共享為科學(xué)研究提供了便利，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了科研儀器最大化利用。從科學(xué)發(fā)展規(guī)律來看，只有最大限度地開放共享科研儀器，才能符合實(shí)際的需求。我國高校與科研院所的科研儀器重復(fù)購置、閑置現(xiàn)象引起有關(guān)學(xué)者的關(guān)注并提出應(yīng)加強(qiáng)制度設(shè)計(jì)，細(xì)化開放共享，建立獎(jiǎng)懲機(jī)制，激勵(lì)科研儀器的開放共享?？蒲袃x器開放共享符合開放科學(xué)的發(fā)展的內(nèi)在要求，科研儀器的開放共享符合信息服務(wù)發(fā)展的需要。我國學(xué)者韓鳳芹[20]對(duì)科研儀器開放共享進(jìn)行分析，并提出改變科研儀器利用率和共享率放在獎(jiǎng)懲機(jī)制上，而應(yīng)注重體制機(jī)制的創(chuàng)新提高科研儀器的利用率。尤其是進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，科研成果不僅包括公眾演講、學(xué)術(shù)論文等，自然科學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)成為不可忽視的重要內(nèi)容，通過科研儀器得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅可提高科學(xué)研究的顯示度，還能增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和說服力。科研儀器普及受到經(jīng)費(fèi)投入的影響，開放共享無論從實(shí)現(xiàn)途徑、使用方式還是科研交流的效果，都表現(xiàn)出無可比擬的優(yōu)勢(shì)[21]。尤其在科技部和國家自然科學(xué)基金委員會(huì)設(shè)立了支持重大科研儀器發(fā)展的專項(xiàng)，為科研儀器創(chuàng)新發(fā)展注入了新的活力。科研工作推動(dòng)科研儀器的發(fā)展，進(jìn)一步優(yōu)化科研儀器的配置、管理和服務(wù)?？蒲袃x器的開放共享成為科研儀器的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)科研成果創(chuàng)新發(fā)展具有巨大推動(dòng)作用。

（2）科研儀器人才隊(duì)伍建設(shè)亟需加強(qiáng)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，靠單個(gè)研究者很難實(shí)現(xiàn)科研儀器上的突破。專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)成為科研儀器發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力，專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)有利于推動(dòng)科研儀器的技術(shù)革新。構(gòu)建結(jié)構(gòu)合理的專業(yè)人才隊(duì)伍成為未來高端科研儀器革新的發(fā)展源動(dòng)力。如何發(fā)揮科研儀器在科研中的功能和作用，主要取決于科研儀器專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)?？蒲袃x器作為一種高度知識(shí)密集型、綜合技術(shù)型產(chǎn)物，與專業(yè)人才隊(duì)伍相結(jié)合，不斷更新技術(shù)，有利于其向高、精、尖發(fā)展，推動(dòng)科研儀器發(fā)展的長足進(jìn)步。

（3）科研基礎(chǔ)發(fā)展為科研設(shè)備提供了保障。為了進(jìn)一步加強(qiáng)科研儀器的原創(chuàng)新性發(fā)展，科研經(jīng)費(fèi)、科研項(xiàng)目等投入力度的增加成為科研設(shè)備發(fā)展內(nèi)在動(dòng)力。隨著科研儀器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷增加，科研活動(dòng)對(duì)科研儀器的需求越來越大，不僅包括科研設(shè)備使用的需求，更加注重高水平科研設(shè)備的服務(wù)。對(duì)科研儀器知識(shí)結(jié)構(gòu)分析，面上項(xiàng)目、科學(xué)基金項(xiàng)目、青年基金項(xiàng)目、資助強(qiáng)度等都成為科研儀器研究的基礎(chǔ)。提高科研設(shè)備研發(fā)資助強(qiáng)度，有利于激發(fā)科研人員的積極性，提升科研創(chuàng)新，保障科研人員的潛心探索，促進(jìn)科研設(shè)備研究的健康發(fā)展。