科學合作與論文影響力之間的相關性研究

楊瑞仙 李賢

摘要：[目的/意義]隨著科學研究綜合性逐步加強，合作日漸成為主流的科研方式。通過對科學合作和論文影響力之間相關性進行研究，以探究科學合作是否對論文影響力存在著提升作用。[方法/過程]本文基于JCR的期刊數據，在Web of Science核心合集中選取了復合材料、圖書情報和科學史與科學哲學領域2009-2012年的發(fā)文和被引數據，借助多元統(tǒng)計軟件SPSS210和社會網絡分析軟件等從作者、機構、國家等3個層次研究科學合作和論文影響力之間的相關關系，進而以高被引論文為研究對象探尋最佳的合作規(guī)模。[結果/結論]在不同的學科中，作者合作、機構合作和國家合作均與論文影響力呈顯著的正相關關系，但科學合作的邊際效益不同?？茖W合作的規(guī)模不可能無限擴大，最佳的作者合作規(guī)模為2～4人，最佳的機構合作規(guī)模為1～3個，最佳的國家合作數目為1～2個。

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

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2019.04.015

〔中圖分類號〕G30〔文獻標識碼〕A〔文章編號〕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

隨著科學發(fā)展的不斷推進，科學研究問題越來越復雜，專業(yè)化分工趨勢也愈發(fā)明顯，單打獨斗的科研模式顯得捉襟見肘。因此，科學家向外尋求幫助，集中不同成員的智慧共同解決問題，科學合作逐漸成為多數科學家首選的科研模式。在大科學時代，科學合作主要有3種形式：科學家之間的合作、科研機構之間的合作以及國家之間的合作。然而并非所有合作模式都是有效的，因此，需要通過論文影響力來判斷不同合作模式的有效性。從整體來看，目前評價論文影響力的方法主要是同行評議和以計量為基礎的評價方法，但由于同行評議方法本身的要求，導致這種方法主觀性較大，結果難以控制。所以，本文采用以計量為基礎的評價方法來測度論文影響力，使用論文被引頻次作為論文影響力的衡量指標，并提出如下假設，通過實證研究驗證假設是否成立。

H1：作者合作及作者人數與論文影響力呈正相關;

H2：機構合作及機構數目與論文影響力呈正相關;

H3：國家合作及國家數目與論文影響力呈正相關;

H4：上述假設在不同的學科中存在著差異。

1相關研究綜述

17世紀60年代，首個無形學院成立[1]，學術群體之間的合作聯(lián)系開始興起。隨后，科學合作的迅猛增長引起了科學家們的廣泛關注和研究興趣。從目前來看，科學合作的相關研究主要集中在科學合作規(guī)律探尋和科學合作績效評估兩個方面。

11科學合作規(guī)律探尋

國內外學者對科學合作規(guī)律的探尋主要是采用定量分析的方法來研究科學合作的比例和科學合作呈現(xiàn)的趨勢。1963年，DJ Price[2]分析1910-1960年化學領域的論文發(fā)現(xiàn)，50年內作者合作比例從不足20%增長到60%以上;1968年，HA Zuckerman[3]統(tǒng)計24 297篇美國期刊論文后發(fā)現(xiàn)，20世紀以來科學合作的比例每25年增長約25個百分點;1996年，W Glnzel等[4]分析了SCI數據庫中的4 534篇論文，結果顯示90%以上的論文為合著論文，且篇均作者人數為45人;2013年，王賢文等[5]對中國的國際間合作情況進行研究，結果表明中國國際合作日益頻繁，合作對象多為北美和歐洲國家。

除對科學合作的比例進行研究外，還有對科學合作趨勢的研究。1968年，RK Merton[6]從知識交流和科學獎勵等方面發(fā)現(xiàn)科學合作中存在著明顯的“馬太效應”;1994年，JF Miquel等[7]從8個學科對98個國家的國際合作、國家間關系和科學產出模式3個方面進行調查，進而揭示不同國家存在著不同科研行為;2000年，ME Newman[8]調查了醫(yī)學、物理學和計算機科學3個領域的科學合作網絡結構，發(fā)現(xiàn)“小世界”效應十分顯著;次年，ME Newman[9-10]再次從網絡結構、最短路徑和中心度等方面對科學合作網絡展開研究，將科學合作網絡加權之后，可以在網絡中發(fā)現(xiàn)與其他節(jié)點平均距離最近的節(jié)點;2002年，我國學者梁立明等[11]利用CSCD數據庫揭示了我國學者跨省區(qū)合作對象會傾向選擇科學生產能力高的地區(qū);2004年，丁堃等[12]對我國管理科學領域合作規(guī)模、地域分布和第一作者年齡分布做了調查，結果顯示在管理科學領域小范圍的合作會更加容易產生創(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，年輕化趨勢明顯;2013年，楊思洛等[13]又對中外圖書情報領域合作強度、合作范圍與合作網絡等展開細致地比較，發(fā)現(xiàn)在合作強度上國內合作略高于國外，主流合作模式是同城合作，合作網絡均呈現(xiàn)出集中分散的態(tài)勢;2017年，丁穎等[14]研究科學合作參與者的研究差異對論文整體影響，結論顯示跨領域合作可以提倡，但是不應過度。

12科學合作績效評估

科學合作績效評估研究主要集中在兩個方面，分別是科學合作與論文生產力之間的關系、科學合作與和論文被引頻次之間的關系。1966年，DJ Price等[15]對555名作者的合作關系和生產力之間的關系進行研究，發(fā)現(xiàn)兩者呈正相關;1980年，P Hodder[16]分析了機構合作數量與論文產出之間的關系，結果表明兩者存在著倒U型關系，即存在著最佳的機構合作數目;2001年，A Hollis[17]通過339位經濟學家的面板數據來評估科學合作和科研產出之間的關系，發(fā)現(xiàn)在科學合作和論文產出之間呈現(xiàn)負相關，在此基礎上，A Hollis又深入分析了出現(xiàn)負相關的原因，包括合作團隊工作的低效、團隊成員之間的信息不對稱等問題。相對而言，國內學者對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Web of Science中物理學和分子生物學的合作規(guī)模和產出關系進行擬合，結果發(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、遺傳學和物理學領域的高被引科學家中，合作者的論文數量呈負指數函數分布，且隨著合作者數量增多，論文產出量也隨之增多。

在科學合作和論文被引頻次之間的相關關系研究方面，1972年，Arthur E Nudelman等[21]通過問卷調查對美國、加拿大225名社會學專家進行分析，結果顯示，合作研究比獨著具有更高的學術聲譽;1986年，SM Lawani[22]對癌癥領域的論文進行研究發(fā)現(xiàn)，隨著作者人數的增加，高質量論文的比重上升，自引總比重下降;1990年，F(xiàn) Narin等[23]也發(fā)現(xiàn)多國家合作論文被引頻次約為單個國家的2倍;2001年，W Glnzel等[24]發(fā)現(xiàn)化學領域有相當比重的國際合著論文被引量小于樣本的平均水平，并形象地稱之為“冷鏈”;2010年，M Franceschet等[25]以3人為單位對合著作者進行分組，按照被引頻次在整體樣本中分布將論文質量劃分為4個等級，并以此來研究作者合著規(guī)模和被引頻次之間的關系，表明小規(guī)模的合作是較為有效的;2013年，鐘鎮(zhèn)[26]將作者人數窗口變?yōu)?人，并以相應人數窗口下的篇均被引作為論文影響力的衡量指標考察圖書情報領域中作者合著和論文被引頻次之間的關系，結果顯示4人是最佳的合著規(guī)模;2014年，林卉[27]通過社會網絡分析法來探討生物信息學領域機構合作對論文影響力之間的相關關系，發(fā)現(xiàn)機構數目為5個、國家數目為6個是最佳的合作規(guī)模。

13相關研究的不足之處

通過對相關文獻的梳理和總結，我們可以看出現(xiàn)有研究還存在以下不足：1）論文影響力的測量指標比較混亂，現(xiàn)有的研究對論文影響力的測量方法大多為同行評議和論文的篇均被引，而且沒有消除引用時間長短對論文被引頻次帶來的累積影響;2）科學合作的外延定義較小，目前對科學合作的研究主要是從作者合作展開，少量的成果涉及到機構合作和國家合作;3）研究樣本多局限于某一學科領域或者某一期刊，其研究結論不具有普遍實用價值。因此，本文是相關研究的基礎上，明確論文影響力測量指標，擴大科學合作外延，選取多學科領域的樣本，研究科學合作和論文影響力之間的關系，分析科學合作是否對論文影響力存在著提升作用，以期為學者探尋最佳的合作模式提供參考。

2數據來源和研究方法

21數據來源

本研究的數據來源為WoS核心合集，選取了復合材料（Material Science，Composites）、圖書情報（Information Science & Library Science）、科學史與科學哲學（History & Philosophy of Science）3個學科的數據，這3個學科分別是理工科、社會科學和人文科學的代表?？紤]到論文的被引頻次需要時間的累積，因此本文選取了距今至少有5年的發(fā)文及其被引數據，即3個學科2009-2012年分別被JCR收錄的期刊及其發(fā)文和被引數據。從檢索結果來看，Review類型的文章多為獨著，且被引頻次較高，容易對實驗產生較大的影響，所以被排除在外，僅收集文獻類型為Article的數據。檢索時間為2018年1月13日至2018年1月19日，共得到39 399條記錄，其中復合材料10 456條，圖書情報12 202條，科學史與科學哲學5 822條，如表1所示（括號中數字代表當年JCR收錄的期刊數量）。

22研究方法

為消除引用時間長短對實驗結果的干擾，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，即僅統(tǒng)計論文發(fā)表之后5年時間的引文數量。筆者首先將題錄信息導入Excel表，統(tǒng)計每篇論文的被引頻次。在假設驗證部分，采用Excel和SPSS210作為數據統(tǒng)計和分析軟件，首先對作者人數、機構數目、國家數目的分布情況進行統(tǒng)計，分析論文的合作情況;進而利用SPSS210分析作者合作、機構合作、國家合作與論文影響力的相關性關系，驗證本研究中提出的假設;根據科研成本控制中的成本效益原則[28]，科學合作規(guī)模不可能無限地擴大，因此，筆者分析高被引論文中作者、機構、國家的合作情況，以此來發(fā)現(xiàn)最佳的合作規(guī)模。

本文將機構界定至二級單位，但確定機構的過程較為復雜，出現(xiàn)了以下3種問題：1）一篇論文的同一作者屬于不同的單位;2）部分數據不存在C1字段，無法直接提取出作者所屬的單位名稱;3）少量的論文作者署名為匿名（Anonymous）。針對上述問題，筆者制定了對應的處理措施：1）若一篇論文的同一作者屬于不同的機構，筆者只選取排名第一的單位名稱作為論文作者所屬的機構，這也就意味著獨著作者只存在著一個機構;2）部分數據不存在C1字段，對此，筆者根據記錄的TI字段重新檢索，使用論文Online鏈接原文網站提取論文信息、通過論文原文的作者簡介匹配作者的機構名稱、使用ORCID與ResearchID追蹤作者在論文發(fā)表時的所屬機構3種方法，解決C1字段缺失的問題;3）少數論文作者署名為匿名（Anonymous），這種情況無法確定論文作者的具體信息，但這種情況較為少見，且均為獨著，所以對實驗結果影響較小。

3結果分析與討論

31描述性統(tǒng)計分析

根據數據統(tǒng)計結果，表2～4分別是復合材料、圖書情報、科學史與科學哲學領域（學科順序下同）作者人數、機構數目與國家數目的分布情況。由表2可以看出，3個學科的合作情況差別較大，復合材料、圖書情報的合著率分別為941%、679%，合作比例較大，但科學史與科學哲學的合著率僅為237%，這與人文學科的學科特點有關，人文學科研究個人見解比重大，個性化較強，不適合做集體研究[29]。但綜合比較3個表發(fā)現(xiàn)，相對于作者合作，機構合作和國家合作水平仍然處于較低的水平，這說明了科學家傾向選擇同一機構或者同一國家的合作伙伴。除此之外，筆者分別考察了論文數目隨作者、機構、國家的變化情況，發(fā)現(xiàn)論文數目與作者、機構和國家的變化情況大體上符合洛特卡定律[30]。

32科學合作與論文影響力相關性分析

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

321作者合作與論文影響力相關性分析

作者人數的增加，通常意味著團隊智慧的增長。為了分析作者合作和論文影響力之間的相關關系，本文使用0～1虛擬變量來代替論文獨著和合著，表5是虛擬變量獨立樣本t檢驗結果，結果顯示，3個學科合作論文的影響力均顯著大于非合作論文。在此基礎上，筆者考察作者人數和論文影響力之間的相關關系，結果如表6所示。由此可見，在上述3個學科中，作者人數和論文影響力顯著的正相關關系，假設1成立。

322機構合作與論文影響力相關性分析

從機構層面分析科學合作與論文影響力之間的相關關系，筆者仍采用獨立樣本t檢驗和雙變量相關分析，分別從平均水平和整體水平來分析機構合作對論文影響力之間的關系。表7是機構獨立樣本t檢驗的結果，多機構合作論文的篇均被引要顯著大于單機構論文。表8是具體考察每篇論文的機構數目和論文影響力之間的相關性檢驗結果，結果表明上述3個學科機構數目和論文影響力也均呈現(xiàn)出顯著的正相關關系，假設2成立。

323國家合作與論文影響力相關性分析

基于提取的論文國家數據，構建國家之間合作矩陣，其中中國大陸與中國臺灣地區(qū)的合作不視為國際合作，從共現(xiàn)矩陣結果來看，科學合作大多發(fā)生在同一國家內。筆者對國家合作和論文影響力的相關性分析，仍從平均水平和整體水平兩個方面展開，表9、10分別是國家數目和論文影響力獨立樣本t檢驗結果和相關性檢驗結果，表9的結果表明，從平均水平來看，多國家合作的論文影響力要顯著高于單國家完成的論文，表10的結果說明在整體水平上論文影響力與國家數量呈現(xiàn)出顯著的正相關關系，假設3成立。

33高被引論文科學合作情況

上述分析結果表明，科學合作與論文影響力之間的正相關關系顯著成立，但根據科研成本控制的成本效應原則[28]，科學合作的規(guī)模不可能無限擴大。因此，本文在相關性分析的基礎上，進一步以高被引論文為研究對象來探尋最佳的合作規(guī)模。