楊杰，孔嘉，張藝煒，王昊，鄧三鴻

（1. 南京大學(xué)信息管理學(xué)院，南京 210023；2. 江蘇省數(shù)據(jù)工程和知識服務(wù)重點實驗室，南京 210023）

0 引 言

科學(xué)的進(jìn)步是一個動態(tài)的、發(fā)展的系統(tǒng)[1]，大部分研究需要在前人的研究成果之上展開工作[2]，即站在巨人的肩膀上[3]，這種方式構(gòu)成了科學(xué)知識的繼承與流動[4]。然而，與常規(guī)論文不同的是，高顛覆性（disruption）影響力的研究往往能打破科學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)中既有的研究范式[5]，進(jìn)而開辟出新的知識領(lǐng)域。近年來，發(fā)表于Nature和Science的多篇研究論文基于大樣本專利或文獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)深入刻畫與分析了科學(xué)領(lǐng)域中產(chǎn)生顛覆性影響的研究分布與趨勢[6-8]，國內(nèi)的學(xué)者也從顛覆性技術(shù)[9]、顛覆性創(chuàng)新[10]等視角來測度范式轉(zhuǎn)變型的創(chuàng)新研究技術(shù)與成果。與顛覆性這一概念對應(yīng)的是鞏固性（consolida‐tion）[7]，顛覆性反映了對既有范式的破壞式創(chuàng)新，鞏固性則反映了對傳統(tǒng)領(lǐng)域的繼承性延續(xù)，顛覆性和鞏固性影響力的研究已經(jīng)成為情報學(xué)、科學(xué)學(xué)和計量學(xué)領(lǐng)域的一個重要研究議題[11]。

顛覆性和鞏固性是從引文網(wǎng)絡(luò)的深層信息定量體現(xiàn)的，其公式化表述來源于Funk等[12]在專利文獻(xiàn)中提出的鞏固性和顛覆性指數(shù)（consolidating/dis‐ruptive index，CD index），用于衡量專利是否鞏固或顛覆了現(xiàn)有的技術(shù)趨勢。Wu等[6]和Park等[7]分別將其拓展到科學(xué)文獻(xiàn)領(lǐng)域，通過衡量論文的深層次引用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對科學(xué)研究的鞏固性和顛覆性影響力進(jìn)行測量[13]。顛覆性和鞏固性影響力的概念在知識實體的滲透與流動[14]、科研成果的演變規(guī)律[7]、諾貝爾獎?wù)撐牡奶卣鱗15]等方面得到了廣泛的實證與應(yīng)用，為衡量科學(xué)影響力提供了新視角和新維度。

顛覆性和鞏固性的思想可以應(yīng)用于學(xué)者層次的影響力測度與評價[16]，學(xué)者影響力的測度在基金申請與評審[17]、績效評估[2]、職稱評定與獎懲制度[18]等方面具有不可或缺的作用。隨著論文數(shù)量的指數(shù)級增長[11]，學(xué)者影響力的測度和評價面臨著巨大的挑戰(zhàn)：一方面，傳統(tǒng)的學(xué)者計量指標(biāo)被證明缺乏收斂有效性，且難以衡量學(xué)者的創(chuàng)新水平；另一方面，同行評審制度在效率和結(jié)果上存在缺陷，難以應(yīng)對日益增長的論文數(shù)量?？茖W(xué)逐漸陷入顛覆性停滯的陷阱[7]，為解決學(xué)者的創(chuàng)新評價難的問題，本文基于顛覆性思想將學(xué)者的影響力進(jìn)行二元劃分——顛覆性影響力和鞏固性影響力，以二元視角刻畫和測量學(xué)者的影響力[19]。其中，顛覆性影響力作為學(xué)者創(chuàng)新水平的直接反映，在評價效度上顯著優(yōu)于基準(zhǔn)指標(biāo)，對于未來人才評估的方法和科技政策的制定具有一定的啟示意義。

具體而言，本文從顛覆性影響力和鞏固性影響力出發(fā)，構(gòu)建二元測度體系，以更全面地刻畫學(xué)者的影響力，設(shè)計4種定量的計量指標(biāo)：顛覆性被引量、鞏固性被引量、顛覆性h指數(shù)和鞏固性h指數(shù)，基于此構(gòu)建學(xué)者層次的二元測度矩陣?；陬嵏残杂绊懥λ枷雽W(xué)者影響力的二元劃分，為學(xué)術(shù)評價和績效評估提供新方法、新指標(biāo)和新視角，以期為學(xué)者的學(xué)術(shù)評價和績效評估提供新的視角和測度方式，提升學(xué)者創(chuàng)新水平與潛力評估的合理性和科學(xué)性。

1 文獻(xiàn)綜述

1.1 顛覆性與鞏固性概念內(nèi)涵

顛覆性的概念起源于Bower等[20]的著作Disruptive Technologies:Catching the Wave，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展可以劃分為顛覆性的創(chuàng)新和鞏固性的繼承。國內(nèi)學(xué)者對顛覆性技術(shù)的概念和內(nèi)涵進(jìn)行了新的闡述[9]，從技術(shù)維度、市場維度和影響效果維度定義了顛覆性。在科學(xué)技術(shù)方面，顛覆性與鞏固性最大的區(qū)別在于是否具備變革的潛力，鞏固性技術(shù)在既有范式下，將知識以現(xiàn)有軌跡進(jìn)行推進(jìn)[21]；而顛覆性技術(shù)則對不同領(lǐng)域知識進(jìn)行了新穎性的融合[22-23]，或進(jìn)行科學(xué)技術(shù)的原始創(chuàng)新[24]，產(chǎn)生范式變革的新知識[5]。

在科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域，新知識的產(chǎn)生與已有的智慧儲備密不可分。變革性的概念往往預(yù)示著一些顛覆性知識實體的出現(xiàn)，這些實體的核心從根本上偏離了先前的狀態(tài)[25-27]。例如，愛因斯坦的相對論徹底改變了傳統(tǒng)的科學(xué)框架[28]，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)則從根本上重塑了我們對生命本質(zhì)的認(rèn)識[29]，BTW（Bak-Tang-Wiesenfeld）模型[30]為物理學(xué)領(lǐng)域引入了突破性技術(shù)。這些開創(chuàng)性研究都成功顛覆了既有范式，并提出了新的范式，體現(xiàn)了顛覆性創(chuàng)新和科學(xué)突破的本質(zhì)[6,7,31]。顛覆性概念的思想脈絡(luò)可以追溯到庫恩的顛覆性變革觀點[5]，即挑戰(zhàn)和超越既定范式作為科學(xué)進(jìn)步的基石，科學(xué)進(jìn)步往往萌芽于違背現(xiàn)行范式的反?，F(xiàn)象，而變革性突破則體現(xiàn)為解決這些復(fù)雜且反?，F(xiàn)象的新思路或新方法的誕生[32]。這一思想與Bower等[20]所闡釋的破壞性創(chuàng)新概念巧妙融合，形成科技創(chuàng)新的重要理論。

顛覆性的科學(xué)在整個科學(xué)進(jìn)步中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它表示范式的巨大轉(zhuǎn)變。這體現(xiàn)為在科學(xué)或技術(shù)的知識擴(kuò)散網(wǎng)絡(luò)中，顛覆性的科學(xué)往往形成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的中斷和再生?；谶@種理念以及評估科學(xué)創(chuàng)新的需求，F(xiàn)unk等[12]提出的顛覆性指數(shù)（CD index）以錯綜復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)為分析基礎(chǔ)，評估研究的新穎性及其催化變革性創(chuàng)新的潛力。在論文或?qū)＠木植烤W(wǎng)絡(luò)層面深入分析知識的前向和后向擴(kuò)散，以知識在網(wǎng)絡(luò)前后的擴(kuò)散相互作用表征科學(xué)動態(tài)演化中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變節(jié)點[33-34]。

Azoulay[35]對顛覆性指數(shù)的直觀解釋為，對于某一核心文章FP（focal paper）而言，如果許多引用FP的論文也同時引用了FP的大部分參考文獻(xiàn)，那么FP可以被視為鞏固了其學(xué)科范式；相反地，當(dāng)FP的未來引文并不承認(rèn)FP的參考文獻(xiàn)時，其可以被視為顛覆了其學(xué)科領(lǐng)域的研究范式，甚至開創(chuàng)新的領(lǐng)域。

1.2 學(xué)者影響力測度

學(xué)者影響力的傳統(tǒng)測度指標(biāo)一般包括發(fā)文量、被引量和h指數(shù)[36]等，這些指標(biāo)具備公式簡潔、易于計算[37]等優(yōu)勢，但也存在維度單一的局限性，難以衡量學(xué)者影響力的深層價值與內(nèi)在含義[38]。從引文網(wǎng)絡(luò)的視角出發(fā)，傳統(tǒng)的計量指標(biāo)通常只包含引文網(wǎng)絡(luò)的局部信息，而忽略了高階信息，難以直接衡量科學(xué)研究的顛覆性影響力或鞏固性影響力[21]。既有研究也表明，基于引文量的計量指標(biāo)在測度和評價“里程碑”研究和頂尖學(xué)者的影響力時缺乏收斂有效性[39-40]。近年來，學(xué)者們通過《舊金山宣言》[41]和《萊頓宣言》[42]提出對傳統(tǒng)指標(biāo)的抵制，并呼吁更全面的計量指標(biāo)。

從學(xué)者視角出發(fā)，在目前的學(xué)科體系下，與現(xiàn)有范式不符的創(chuàng)新性成果往往難以發(fā)表[43]。Jia等[44]認(rèn)為，鞏固性研究更適應(yīng)于當(dāng)前的學(xué)者評價體系，因為其通常是基于現(xiàn)有范式下被認(rèn)可的成果，發(fā)表的概率更大，并且往往能在短期取得一定的引用。從長遠(yuǎn)來看，顛覆性研究往往能取得更大的影響力，但是顛覆性研究的高難度、超高的時間成本與其他沉沒成本[11]、項目失敗以及被拒稿的高風(fēng)險[17]等因素阻擾了很多的學(xué)術(shù)創(chuàng)新[45]。對于個體而言，專注于傳統(tǒng)領(lǐng)域研究可能是高效而省力的[46]，但從宏觀的角度來看，這種行為會阻礙整體科學(xué)領(lǐng)域與科學(xué)研究范式的開創(chuàng)性發(fā)展。對于科學(xué)研究而言，現(xiàn)有的評價指標(biāo)與體系無法準(zhǔn)確刻畫學(xué)者的創(chuàng)新貢獻(xiàn)與價值，越來越多的學(xué)者放棄顛覆性的研究，最終致使科學(xué)陷入顛覆性停滯[7]。

近年來，盡管學(xué)界在逐步推進(jìn)、完善“代表作”測度制度[47]以更科學(xué)地衡量學(xué)者的創(chuàng)新貢獻(xiàn)，然而“代表作”制度也在一定程度上受限于專家的認(rèn)知偏差、同行選擇以及人情關(guān)系[47-48]，隨著論文呈現(xiàn)指數(shù)增長，同行評議和專家評審制度受到效率的局限[48]。在不斷呼吁測度體系改革和破“五唯”的當(dāng)下，急需一種收斂有效性良好的定量指標(biāo)來精確衡量學(xué)者的創(chuàng)新能力和真實貢獻(xiàn)，從根本上解決創(chuàng)新評價難的問題。

1.3 顛覆性與鞏固性影響力測度研究

自鞏固性和顛覆性指數(shù)（CD index）[12]被提出以來，產(chǎn)生了大量基于顛覆性和鞏固性影響力的研究。比如，Ruan等[49]定量分析了參考文獻(xiàn)數(shù)量和數(shù)據(jù)庫規(guī)模對顛覆性相關(guān)指標(biāo)的影響；Bornmann等[50]基于F1000Prime數(shù)據(jù)庫，對顛覆性指數(shù)及改進(jìn)顛覆性指數(shù)[51]進(jìn)行了收斂有效性分析。還有研究針對論文的顛覆性與科研合作的關(guān)系[52]、在里程碑研究中的測度有效性[53]、與基石研究的關(guān)系[3]等進(jìn)行了探索。

鞏固性和顛覆性指數(shù)是一個值域為[-1,1]的單維度指標(biāo)，并且容易受到參考文獻(xiàn)數(shù)量等因素的影響[49]，在論文的影響力測度方面具備一定的局限性[49-50,54]。為此，Leydesdorff等[54]和Chen等[55]在顛覆性指數(shù)的基礎(chǔ)上，將科學(xué)研究的影響力劃分為兩大維度：顛覆性影響力和鞏固性影響力；Bu等[19]則進(jìn)一步探討了基于顛覆性和鞏固性的論文評價框架。在最新的研究中，顛覆性和鞏固性影響力的思想被應(yīng)用于各個領(lǐng)域和層次，如顛覆性知識實體的滲透與流動[14]、顛覆性科研成果的演變規(guī)律[7]、鞏固性和顛覆性在諾貝爾獎?wù)撐闹械姆植糩15]、在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中對關(guān)鍵節(jié)點排序和識別的應(yīng)用[33]等。

然而，顛覆性和鞏固性的思想尚未在學(xué)者層次的影響力測度與評價領(lǐng)域得到充分應(yīng)用。為此，本文將填補(bǔ)此領(lǐng)域的研究空缺，創(chuàng)新性地提出基于顛覆性和鞏固性的學(xué)者影響力計量指標(biāo)，實現(xiàn)對學(xué)者顛覆性與鞏固性影響力測度，構(gòu)建二元影響力評價框架，以更全面地評估學(xué)者的學(xué)術(shù)影響力。

2 方法與數(shù)據(jù)

2.1 指標(biāo)構(gòu)建

本文沿用Funk等[12]、Wu等[6]以及Leydesdorff等[54]學(xué)者對論文顛覆性衡量的思想，首先，將引證網(wǎng)絡(luò)中論文的引用模式進(jìn)行二元劃分，得到顛覆性引用和鞏固性引用。如圖1a所示，在文獻(xiàn)引證網(wǎng)絡(luò)中，考慮某一篇核心論文FP，設(shè)FP的參考文獻(xiàn)集合為R={r1,r2,…,rm}，F(xiàn)P的被引文獻(xiàn)集合為C={c1,c2,…,cn}，集合R、FP以及集合C共同構(gòu)成了連貫的知識流動子網(wǎng)絡(luò)，涵蓋了引文網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點前向和后向的深層引用信息。為進(jìn)一步地挖掘文獻(xiàn)間的隱式關(guān)系，考慮集合R的被引文獻(xiàn)集合RC={rc1,rc2,…,rck}。由此，F(xiàn)P的鞏固性被引文獻(xiàn)集合可表示為CC=RC∩C；顛覆性被引文獻(xiàn)集合可表示為DC=C-CC。其中，鞏固性被引文獻(xiàn)依賴于FP的知識基礎(chǔ)，反映了FP對既有范式的繼承性；而顛覆性被引文獻(xiàn)則獨(dú)立于FP的知識基礎(chǔ)，反映出FP顛覆既有范式的程度。因此，本文將FP的顛覆性和鞏固性被引文獻(xiàn)集合中的元素數(shù)量分別定義為顛覆性被引量和鞏固性被引量。

圖1 顛覆性與鞏固性影響力測度與評價框架（彩圖請見https://qbxb.istic.ac.cn）

從論文的影響力和顛覆性角度出發(fā)，具備顛覆性特征的科學(xué)突破可以映射為科學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)中對既有范式的破壞和挑戰(zhàn)趨勢[5,56]，由此可以基于顛覆性被引量的大小或比例，反映科學(xué)研究開創(chuàng)“新范式”的能力[33]。顛覆性被引量融合了研究的顛覆性程度和總體影響力，得以定量表征科學(xué)研究的顛覆性影響力；與之對應(yīng)地，鞏固性被引量則直接反映了科學(xué)研究對既有范式繼承的影響，即鞏固性影響力。顛覆性被引量和鞏固性被引量提供了對引文網(wǎng)絡(luò)中錯綜復(fù)雜的知識流的全面理解[5]，能夠?qū)茖W(xué)研究的顛覆性和鞏固性影響力進(jìn)行二元劃分。通過融合論文的顛覆性、鞏固性和影響力，顛覆性被引量和鞏固性被引量對科學(xué)研究在多大程度上顛覆或鞏固了既有范式進(jìn)行了定量表征，并進(jìn)一步闡明了塑造科學(xué)進(jìn)步軌跡的潛在動力，促進(jìn)了對于科學(xué)知識創(chuàng)造和傳播的動態(tài)性質(zhì)的認(rèn)識。

科學(xué)家的總影響力可以反映為其全部研究成果影響力的分布[57-58]?；诖?，本文在論文的顛覆性和鞏固性被引量的基礎(chǔ)上創(chuàng)新性地提出學(xué)者層次的衡量指標(biāo)。從學(xué)者發(fā)表的全部論文出發(fā)，針對每篇論文的被引文獻(xiàn)，分別基于其顛覆性或鞏固性引用鏈接特征進(jìn)行劃分，得到顛覆性被引量和鞏固性被引量，進(jìn)一步可以將該學(xué)者的總被引量分為兩大類別，分別由兩種維度的被引量——學(xué)者顛覆性被引量（scientist disruptive citations，SDC）和學(xué)者鞏固性被引量（scientist consolidating citations，SCC）來表示，形成二元對立關(guān)系，即一名學(xué)者的顛覆性被引量與鞏固性被引量之和等于其總被引量?？紤]學(xué)者A在一定的時間窗口內(nèi)發(fā)表了x篇論文，則A的學(xué)者顛覆性被引量（SDC）以及學(xué)者鞏固性被引量（SCC）分別定義為

無論是顛覆性被引量，還是鞏固性被引量，均是基于被引次數(shù)的影響力衡量，而被引次數(shù)僅僅是影響力的一個維度，另一個重要的維度是發(fā)文數(shù)量。因此，將發(fā)文數(shù)量納入研究范圍，提出學(xué)者層次的顛覆性h指數(shù)（disruptive h-index）和鞏固性h指數(shù)（consolidating h-index），考慮某學(xué)者P的全部發(fā)表論文集合X={x1,x2,…,xr}，分別將其按照論文的顛覆性被引量（disruptive citations，DC）和鞏固性被引量（consolidating citations，CC）降序排列，即

基于h指數(shù)的初始定義[36]（學(xué)者發(fā)表的論文集合中至多有h篇論文的被引量大于或等于h），將顛覆性h指數(shù)和鞏固性h指數(shù)分別定義為

定義1.顛覆性h指數(shù)是指學(xué)者S發(fā)表的論文集合XSDC中至多有disruptiveh篇論文的顛覆性被引量大于或等于disruptiveh，即

定義2.鞏固性h指數(shù)是指學(xué)者S發(fā)表的論文集合XSCC中至多有consolidatingh篇論文的鞏固性被引量大于或等于consolidatingh，即

顛覆性被引量與鞏固性被引量之代數(shù)和即該學(xué)者的總被引量，因此，可視為對學(xué)者的影響力進(jìn)行了二元劃分。與傳統(tǒng)指標(biāo)類似，顛覆性被引量和顛覆性h指數(shù)可用于衡量學(xué)者的顛覆性影響力，而鞏固性被引量和鞏固性h指數(shù)可用于衡量學(xué)者的鞏固性影響力。在以上指標(biāo)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建結(jié)合顛覆性和鞏固性影響力雙重維度測度矩陣（圖1b），進(jìn)而將不同影響力的學(xué)者類型凝練為兩種學(xué)術(shù)特征：“顛覆型學(xué)者”和“鞏固型學(xué)者”?；陬嵏残院挽柟绦赃@一組獨(dú)特而新穎的學(xué)者影響力視角，研究人員能夠更深入地了解科學(xué)內(nèi)在的變革性影響力，進(jìn)一步促進(jìn)了我們對科學(xué)的“范式顛覆”和“范式繼承”二元復(fù)雜相互作用的理解，以及在此基礎(chǔ)上科學(xué)家對研究界的真實影響力和塑造未來科學(xué)進(jìn)程的潛力。

2.2 APS引文數(shù)據(jù)

本文基于美國物理協(xié)會（American Physical So‐ciety，APS）提供的引文數(shù)據(jù)①https://journals.aps.org/datasets，包括Physical Review系列期刊在內(nèi)的19種期刊，涵蓋了1893—2021年的全部文獻(xiàn)及引證數(shù)據(jù)，共包含700035個節(jié)點（研究論文）和9370286條引證鏈接。為確保充足的引文時間窗口以計算相關(guān)指標(biāo)[59]，并且為獲取較為一致的學(xué)者生涯區(qū)間與引文模式[21]，本文僅考慮發(fā)表于2010年之前的463348篇論文?；赑ythonigraph-0.10.2和Python-networkx-2.8.8構(gòu)建大型引文網(wǎng)絡(luò)，并建立大規(guī)模鄰接矩陣。在該網(wǎng)絡(luò)中，入度（indegree）表示引用次數(shù)，出度（outdegree）表示參考文獻(xiàn)的數(shù)量。在此分析過程中，基于Pythonscipy-1.10.1等程序計算相關(guān)指標(biāo)，進(jìn)一步對指標(biāo)一致性檢驗和收斂有效性進(jìn)行分析。

2.3 作者消歧

消歧（disambiguation）是定量學(xué)者測度與評價計算過程中的重點、難點和關(guān)鍵步驟[17,21,60]。在APS數(shù)據(jù)集中，同一作者可能采取不同的署名，或者出現(xiàn)不同作者署名相同的情況。為此，本文采取Sinatra等[58]的研究思路進(jìn)行作者消歧，先提取出APS數(shù)據(jù)集中的全部名稱對，即任意兩個作者的名稱，然后使用正則表達(dá)式將其配對，僅保留完全符合以下要求的名稱對：①兩個作者的姓氏相同；②名字的縮寫和中間名相同；③兩個作者互相引用至少一次，或者兩個作者共同作者或具有類似的機(jī)構(gòu)隸屬關(guān)系。對于配對后的歧義學(xué)者，結(jié)合Physics Tree數(shù)據(jù)集②https://academictree.org/physics/進(jìn)行對比消歧。最終得到234086位不同的學(xué)者，縮減為原始作者名稱數(shù)的46.6%。

3 結(jié)果與討論

3.1 獲獎學(xué)者抽取與統(tǒng)計

為進(jìn)行指標(biāo)的收斂有效性測度，本文收集了物理學(xué)領(lǐng)域部分重要國際獎項的獲獎?wù)邤?shù)據(jù)，包括諾貝爾獎（Nobel Prize）③https://www.nobelprize.org/prizes/physics/④https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/、沃爾夫獎（Wolf Prize）⑤https://wolffund.org.il/home-page/和狄拉克獎（Dirac Medal）⑥https://www.ictp.it/prize/dirac-medal。將APS數(shù)據(jù)庫中經(jīng)過消歧的作者姓名與這些獲獎?wù)哌M(jìn)行匹配，匹配過程包括使用獲獎?wù)咧黜摗⒕S基百科和Physics Tree的介紹或簡歷信息，篩選條件包括在APS數(shù)據(jù)集中發(fā)表了至少5篇文章。最終，得到130位物理學(xué)領(lǐng)域的獲獎學(xué)者。

獲獎學(xué)者與APS數(shù)據(jù)內(nèi)其他學(xué)者的各項指標(biāo)差異與分布如圖2所示。其中，基于雙尾Welch'st檢驗比較各項指標(biāo)差異的顯著性，包括發(fā)文量、h指數(shù)、顛覆性被引量、鞏固性被引量、顛覆性h指數(shù)和鞏固性h指數(shù)（圖2a～圖2f）。顯然，獲獎學(xué)者的各項指標(biāo)均顯著高于非獲獎學(xué)者（t>7，p<0.001），可以進(jìn)行后續(xù)的指標(biāo)一致性分析和收斂有效性檢驗（圖2g～圖2h）。從分布來看，獲獎學(xué)者的樣本量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于非獲獎學(xué)者，而各項指標(biāo)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差都更大。即使在75%分位，非獲獎學(xué)者的各項指標(biāo)仍處于較低的值，這可能是源于優(yōu)先連接效應(yīng)[61]和馬太效應(yīng)[62]導(dǎo)致的冪律分布。

圖2 獲獎學(xué)者與非獲獎學(xué)者的指標(biāo)差異與分布

3.2 一致性分析

本文選取肯德爾秩系數(shù)[63]（Kendall's tau）作為指標(biāo)測度一致性的衡量，肯德爾秩系數(shù)可用于離散數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析，適用于本文的數(shù)據(jù)，其公式[63]為

其中，nc和nd分別表示存在一致序列和存在不一致序列的樣本觀測組數(shù)；nx和ny分別表示某樣本序列值相同的觀測組數(shù)。τ值越大，說明兩組樣本相關(guān)性越強(qiáng)；當(dāng)τ為0時，代表兩組樣本完全獨(dú)立。

選取學(xué)者的總被引量、總發(fā)文量和h指數(shù)作為基準(zhǔn)指標(biāo)，指標(biāo)一致性的結(jié)果如圖3所示。結(jié)果表明，無論是獲獎學(xué)者（圖3a），還是非獲獎學(xué)者（圖3b），本文提出的新指標(biāo)（即顛覆性被引量、鞏固性被引量、顛覆性h指數(shù)和鞏固性h指數(shù)）均與h指數(shù)和總被引量呈高度相關(guān)，從而證明了新指標(biāo)與傳統(tǒng)指標(biāo)的測度一致性。另外，發(fā)文量這一指標(biāo)與其余指標(biāo)的一致性較差，且與顛覆性被引量的相關(guān)性最低（獲獎學(xué)者為0.54，非獲獎學(xué)者為0.57），說明顛覆性被引量受到文章數(shù)量的影響最小。

圖3 指標(biāo)一致性——肯德爾秩相關(guān)性分析

顛覆性影響力和鞏固性影響力雖然是兩個不同維度的衡量指標(biāo)，兩者之間卻存在較強(qiáng)的相關(guān)性。具體而言，獲獎學(xué)者樣本和非獲獎學(xué)者樣本中，鞏固性被引量與顛覆性被引量的相關(guān)性系數(shù)分別為0.69和0.61，鞏固性h指數(shù)與顛覆性h指數(shù)的相關(guān)性系數(shù)分別為0.72和0.65，這可能是由于學(xué)術(shù)領(lǐng)域的馬太效應(yīng)[62]，學(xué)者的高顛覆性成果為其積累的學(xué)術(shù)聲譽(yù)[64]，使得該學(xué)者的鞏固性研究也能收獲更高的影響力，而鞏固性影響力又隨之降低了該學(xué)者顛覆性研究的發(fā)表難度，如此，二元影響力形成互相促進(jìn)的效應(yīng)機(jī)制。

3.3 收斂有效性

為進(jìn)一步驗證新測度指標(biāo)的科學(xué)性和有效性，對比基準(zhǔn)指標(biāo)進(jìn)行收斂有效性的分析。指標(biāo)的收斂有效性表征了該指標(biāo)有效衡量其目標(biāo)對象的范圍大小與效率[50]。本文綜合采用兩種計量指標(biāo)的評價方法進(jìn)行指標(biāo)的收斂有效性評估，分別是獲獎學(xué)者的識別比率（identification proportion，IP）與獲獎學(xué)者的平均排名（average ranking，AR）。將獲獎學(xué)者賦值為1，非獲獎學(xué)者賦值為0。對于某個特定的指標(biāo)，IP表示該指標(biāo)識別出的排名最高的前n%學(xué)者中的獲獎學(xué)者占比，IP值越高，說明指標(biāo)的收斂有效性越強(qiáng)。借鑒Xu等[65]的做法，將排名前1%的學(xué)者作為測度區(qū)域，計算該指標(biāo)的召回率，并綜合驗證不同閾值下的指標(biāo)魯棒性。

不同于IP，AR一般表示為特定指標(biāo)下的全部獲獎學(xué)者的平均排名，但是簡單地取均值會受到其他學(xué)者排名的影響。為此，借鑒Mariani等[66]的研究思路，將不同指標(biāo)下的單個學(xué)者的排名進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，在引文網(wǎng)絡(luò)G=(V,E)中，考慮指標(biāo)集合{m1,m2,…}和關(guān)鍵節(jié)點集合{v1,v2,…}，取排位最低的獲獎學(xué)者和排位最高的獲獎學(xué)者的排名之差作為分母，得到標(biāo)準(zhǔn)化的平均排名，即

其中，m表示指標(biāo)；vi表示獲獎學(xué)者；的平均值為AR。AR值越低，說明指標(biāo)的收斂有效性越強(qiáng)。IP主要從召回率的角度測量了指標(biāo)識別出的重要學(xué)者中獲獎學(xué)者的比例，AR則從全部獲獎學(xué)者的平均排位出發(fā)，兩者均能夠定量反映計量指標(biāo)的收斂有效性[67]。

選取學(xué)者的總被引量、總發(fā)文量和h指數(shù)作為基準(zhǔn)指標(biāo)，收斂有效性結(jié)果如圖4所示。獲獎學(xué)者的平均識別比率（IP）和獲獎學(xué)者的平均排名（AR）結(jié)果均表明，顛覆性被引量和顛覆性h指數(shù)均具備優(yōu)異的收斂有效性，并且明顯優(yōu)于基準(zhǔn)指標(biāo)；與之相反的是，鞏固性被引量和鞏固性h指數(shù)的收斂有效性弱于h指數(shù)等基準(zhǔn)指標(biāo)。對于顛覆性影響力的兩個測度指標(biāo)，即顛覆性被引量與顛覆性h指數(shù)，在不同的評價任務(wù)上各自具備更大的優(yōu)勢。具體而言，顛覆性被引量在獲獎學(xué)者的識別比率更高，而顛覆性h指數(shù)對于獲獎學(xué)者的平均排名更低，在總體上兩者間差距很小，且均優(yōu)于其他指標(biāo)，因此，可以認(rèn)為這兩個指標(biāo)均能作為學(xué)者創(chuàng)新水平和真實影響力的有效測度。

圖4 指標(biāo)收斂有效性——獲獎學(xué)者的識別比率(IP)與平均排名(AR)

為驗證本文結(jié)果的魯棒性，將獲獎學(xué)者平均識別比率（IP）的z值（前z分位中獲獎學(xué)者占比，即IP值）分別設(shè)定為0.001、0.005、0.02和0.05，如圖4b所示。從魯棒性檢驗結(jié)果來看，顛覆性被引量和顛覆性h指數(shù)的收斂有效性全面優(yōu)于鞏固性影響力指標(biāo)和基準(zhǔn)指標(biāo)。此外，在識別最頂尖的學(xué)者時，顛覆性被引量和顛覆性h指數(shù)相對于其他指標(biāo)具有巨大優(yōu)勢，但是隨著z的增大，這種識別優(yōu)勢逐漸降低，但仍然全面優(yōu)于基準(zhǔn)指標(biāo)。

值得注意的是，發(fā)文量在識別最頂尖學(xué)者時的IP非常低（圖4b，z=0.001和z=0.005），說明這項指標(biāo)難以反映學(xué)者的創(chuàng)新能力與真實影響力，一致性分析已經(jīng)表明發(fā)文量與顛覆性影響力指標(biāo)的相關(guān)性較低，因此，應(yīng)當(dāng)避免使用發(fā)文量作為學(xué)者創(chuàng)新水平的測度指標(biāo)。另外兩項基準(zhǔn)指標(biāo)，即總被引和h指數(shù)，在識別獲獎學(xué)者上各有優(yōu)劣。其中，總被引在識別比率上領(lǐng)先h指數(shù)，而h指數(shù)在平均排名表現(xiàn)更優(yōu)。這兩個基準(zhǔn)指標(biāo)的收斂有效性全面弱于顛覆性影響力的測度指標(biāo)，這表明相較于傳統(tǒng)指標(biāo)，顛覆性影響力指標(biāo)是一種更佳的測度方式，有望在未來成為現(xiàn)有評價體系的重要補(bǔ)充。

3.4 二元影響力與學(xué)術(shù)特征

不同層次學(xué)者的二元影響力分布情況及學(xué)術(shù)特征如圖5a所示，其中橫軸、縱軸數(shù)據(jù)均作為常用對數(shù)（common logarithm，log10）進(jìn)行處理。以顛覆性被引量和鞏固性被引量的90%分位數(shù)值（圖5中藍(lán)色橫縱虛線）作為劃分依據(jù)，將這些學(xué)者的學(xué)術(shù)特征劃分為“顛覆型學(xué)者”和“鞏固型學(xué)者”。顯然，獲獎學(xué)者的學(xué)術(shù)特征主要為“顛覆型學(xué)者”，而鮮有學(xué)術(shù)特征為“鞏固型學(xué)者”的學(xué)者能夠成為獲獎學(xué)者。值得注意的是，無論是對于獲獎學(xué)者的二元影響測度，還是對于非獲獎學(xué)者的二元影響測度，高顛覆性影響力往往伴隨較高的鞏固性影響力，一項證據(jù)在于學(xué)術(shù)特征為“顛覆型學(xué)者”的科學(xué)家總數(shù)量多于“鞏固型學(xué)者”。結(jié)合上文分析，這種現(xiàn)象可能是源自基于馬太效應(yīng)形成的二元促進(jìn)機(jī)制，導(dǎo)致高顛覆性影響力學(xué)者也具備較高的鞏固性影響力，同樣地，高鞏固性影響力學(xué)者也具備較高的顛覆性影響力。

圖5 二元學(xué)者影響力測度矩陣及顛覆性被引量與鞏固性被引量最高的學(xué)者之學(xué)術(shù)特征（彩圖請見https://qbxb.istic.ac.cn）

為進(jìn)一步對比顛覆型影響力和鞏固型影響力的差異，選取二元影響力最頂尖的科學(xué)家進(jìn)行對比。圖5b和圖5c分別展示了顛覆性被引量和鞏固性被引量最高的5位學(xué)者。諾貝爾獎和沃爾夫獎是公認(rèn)的頂尖榮譽(yù)，反映了學(xué)科內(nèi)最高的創(chuàng)新水平和真實貢獻(xiàn)，而狄拉克獎?wù)聞t專門為未被授予上述兩種獎項的學(xué)術(shù)泰斗頒發(fā)。在物理學(xué)領(lǐng)域，獲得這些榮譽(yù)的學(xué)者都對該學(xué)科做出了最突出的貢獻(xiàn)[68]。顛覆者被引量最高的5位學(xué)者均是獲獎學(xué)者。而鞏固性被引量最高的5位學(xué)者中只有2位獲獎學(xué)者，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，圖5c中的獲獎學(xué)者也具備很高的顛覆性影響力（這兩位學(xué)者同時出現(xiàn)在圖5b中），可以初步推斷：高鞏固性被引量與學(xué)者的真實創(chuàng)新貢獻(xiàn)的關(guān)系可能較弱，而高顛覆性被引量則與學(xué)者的真實影響力直接掛鉤。

上述結(jié)論在一定程度上表明，顛覆性影響力更能衡量學(xué)者的創(chuàng)新水平和潛力，而鞏固性影響力則可能是學(xué)者總影響力中的低效組成部分。在顛覆性與鞏固性二元測度框架中，更應(yīng)注重顛覆性影響力，它能夠更直接地反映學(xué)者的真實學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。

4 總 結(jié)

探索更加科學(xué)、合理的學(xué)者測度指標(biāo)與框架有助于指導(dǎo)未來科學(xué)研究的高效開展。本文基于引文網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點鏈接關(guān)系，創(chuàng)新性地提出了學(xué)者層面兩大維度的影響力衡量指標(biāo)，即顛覆性被引量（DC）、鞏固性被引量（CC）、顛覆性h指數(shù)和鞏固性h指數(shù)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了學(xué)者影響力的顛覆性和鞏固性二元測度框架?；贏PS數(shù)據(jù)的463348篇論文以及234086位消歧后學(xué)者以及諾貝爾獎等3種重要獎項得主數(shù)據(jù)進(jìn)行實證研究。從指標(biāo)一致性和收斂有效性出發(fā)，驗證了顛覆性被引量和顛覆性h指數(shù)與傳統(tǒng)測度指標(biāo)高度一致，并且在收斂有效性方面優(yōu)于總被引、h指數(shù)等基準(zhǔn)指標(biāo)。此外，本文探索了物理學(xué)領(lǐng)域獲獎學(xué)者和非獲獎學(xué)者的學(xué)術(shù)特征分布，并對高顛覆性被引量的學(xué)者和高鞏固性被引量的學(xué)者的各項指標(biāo)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這兩類學(xué)者具有截然不同的模式。研究結(jié)果表明，顛覆性被引量和顛覆性h指數(shù)是測度學(xué)者創(chuàng)新影響力的可靠指標(biāo)，二元測度體系能夠更準(zhǔn)確地反映學(xué)者的影響力維度。

本文的主要貢獻(xiàn)在于：提供了一種科學(xué)、可靠、有效的學(xué)者測度新視角，從顛覆性影響力和鞏固性影響力進(jìn)行學(xué)者的二元測度。其中，顛覆性能夠反映學(xué)者的創(chuàng)新影響力，是衡量學(xué)者學(xué)術(shù)水平的有效指標(biāo)。本文基于物理學(xué)領(lǐng)域深入探討了該指標(biāo)的科學(xué)性、一致性、有效性、可行性與合理性，并進(jìn)一步對二元測度框架進(jìn)行了分析與討論。從學(xué)者的顛覆性影響力出發(fā)，對學(xué)者、項目和機(jī)構(gòu)進(jìn)行評價是破除“五唯”的一種有效途徑，也是在以“四個面向”為指導(dǎo)的新評價體系下的一個重要內(nèi)容，本文的研究結(jié)論對于未來創(chuàng)新科學(xué)家的早期識別、學(xué)者績效與獎勵制度的改革、基金項目的評審與評價、科研激勵政策的制定等方面具有一定的啟示意義。

最后，對本文的局限性進(jìn)行總結(jié)，并提出對未來的展望：①本文所探討的相關(guān)指標(biāo)僅基于APS數(shù)據(jù)集的內(nèi)部引證，實證結(jié)果較大程度上受限于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)廣度。未來可以考慮更大樣本的實證，比如，針對WoS（Web of Science）和MAG（Micro‐soft Academic Graph）等數(shù)據(jù)庫涵蓋的全部學(xué)者及其論文數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，或者基于CNKI（China Na‐tional Knowledge Infrastructure）和CSSCI（Chinese Social Sciences Citation Index）等數(shù)據(jù)集研究國內(nèi)學(xué)者的顛覆性影響力。另外，受限于引文網(wǎng)絡(luò)深層指標(biāo)的算法，顛覆性和鞏固性相關(guān)指標(biāo)的計算復(fù)雜度較大，未來需借助并行計算、分布式計算等以支撐更大樣本量的研究。②本文未考慮引文時間窗口這一重要因素，早期的學(xué)者可能會收獲更高的測度值。未來可以考慮設(shè)定時間窗口，從而對不同年份學(xué)者的影響力進(jìn)行有效比較。③本文只收集了物理學(xué)領(lǐng)域的部分重要獲獎數(shù)據(jù)，以定義獲獎學(xué)者，這導(dǎo)致獲獎學(xué)者和其他學(xué)者的數(shù)量差異很大。未來可以考慮院士數(shù)據(jù)集等其他數(shù)據(jù)集以進(jìn)行更全面的收斂有效性檢驗，或者基于CEM（coarsened exact matching）方法[39]進(jìn)行精確匹配。另外，除了物理學(xué)這一領(lǐng)域外，相同的模式是否能夠應(yīng)用于其他自然科學(xué)、社會科學(xué)以及交叉學(xué)科領(lǐng)域，仍有待后續(xù)研究的探索。