ESI高被引科學(xué)家的分布研究*

張瑞紅 任曉亞 謝 黎 陳云偉 方 曙**，

（1.中國(guó)科學(xué)院成都文獻(xiàn)情報(bào)中心科學(xué)計(jì)量與科技評(píng)價(jià)研究中心，成都610041；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院圖書(shū)情報(bào)與檔案管理系，北京100049）

科研人員評(píng)價(jià)是學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)研究中很重要的組成部分，因?yàn)榭蒲腥藛T在知識(shí)的創(chuàng)造、使用、傳播及推動(dòng)過(guò)程中具有重要影響［1］。2014年以來(lái)，科睿唯安每年都會(huì)通過(guò)Web of Science（WoS）數(shù)據(jù)庫(kù)遴選影響深遠(yuǎn)的高被引科學(xué)家［2］。這些高被引科學(xué)家是其所屬學(xué)科領(lǐng)域中具有顯著代表性與影響力的科研人員，其數(shù)據(jù)在一定程度上可以揭示各國(guó)的學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀、地域分布，以及科學(xué)家的地域、年齡、性別等特征。賈佳等［3］通過(guò)搜集2014年高被引科學(xué)家的履歷信息，分析了科學(xué)家的年齡、性別特征、職業(yè)生涯成長(zhǎng)軌跡以及所在科研團(tuán)體等，發(fā)現(xiàn)科研團(tuán)體與國(guó)際科研經(jīng)歷對(duì)科學(xué)家具有重要意義；尹志欣［4］等利用2015年高被引科學(xué)家數(shù)據(jù)，分析了科學(xué)家的年齡、機(jī)構(gòu)、成才周期；趙兵等［5］利用2016年的高被引科學(xué)家數(shù)據(jù)，分析了科學(xué)家的國(guó)家分布、高校分布、學(xué)科分布等，發(fā)現(xiàn)中國(guó)在工程、材料、化學(xué)領(lǐng)域具有巨大優(yōu)勢(shì)，但其他學(xué)科與世界強(qiáng)國(guó)還存在差距；Kim等［2］利用2017年高被引科學(xué)家數(shù)據(jù)結(jié)合WoS數(shù)據(jù)庫(kù)中的高被引論文數(shù)據(jù)分析科學(xué)家國(guó)別、學(xué)科、高被引論文規(guī)模及所屬機(jī)構(gòu)類(lèi)型、科研投入與高被引論文數(shù)量等，發(fā)現(xiàn)許多國(guó)家或機(jī)構(gòu)發(fā)表的論文數(shù)量巨大，但獲得高被引的論文僅有少數(shù)，由此可見(jiàn)論文的質(zhì)量與數(shù)量的同時(shí)兼顧十分困難；易勇等［6］利用中國(guó)45位高被引科學(xué)家的數(shù)據(jù)，比較分析中國(guó)幾個(gè)地區(qū)的學(xué)科分布特征，并繪制科學(xué)家的科學(xué)覆蓋地圖；劉俊婉等［7］建立了高被引科學(xué)家的生產(chǎn)力分布模型，對(duì)其論文產(chǎn)出力進(jìn)行定量分析發(fā)現(xiàn)，不同國(guó)家和不同學(xué)科高被引科學(xué)家的年均論文產(chǎn)出力存在一定差異。

以上研究利用高被引科學(xué)家數(shù)據(jù)分析了科學(xué)家的不同特征，但是數(shù)據(jù)一般集中在某一年，本文綜合了2014—2017年的ESI高被引科學(xué)家數(shù)據(jù)及其履歷信息，利用科學(xué)計(jì)量方法挖掘科學(xué)家的其他屬性信息，為清晰認(rèn)識(shí)高被引科學(xué)家的學(xué)科分布、國(guó)家地區(qū)分布、機(jī)構(gòu)分布等提供有力的數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而揭示并發(fā)現(xiàn)同科技強(qiáng)國(guó)的差異，也為中國(guó)的學(xué)科布局及人才引進(jìn)等政策制定提供參考。

1 高被引科學(xué)家基本情況

眾所周知，入選高被引科學(xué)家是科研人員論文質(zhì)量與影響力的重要體現(xiàn)。所謂高被引科學(xué)家，是指在過(guò)去近10年間（最短十年零兩個(gè)月，最長(zhǎng)十一年）在相應(yīng)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)表高被引論文數(shù)量最多的科研人員。而ESI高被引論文指ESI數(shù)據(jù)庫(kù)中被引頻次位于同學(xué)科、同出版年論文中前1%的論文。高被引科學(xué)家的主要遴選依據(jù)是高被引論文數(shù)，首先統(tǒng)計(jì)每個(gè)學(xué)科中所有高被引論文的作者總數(shù)，每個(gè)學(xué)科中擬入選的高被引科學(xué)家數(shù)量為學(xué)科高被引論文作者總數(shù)的平方根，另外還有小部分特例作為補(bǔ)充。2017年高被引科學(xué)家遴選采用的是2005—2015年的數(shù)據(jù)，其他年的數(shù)據(jù)依次類(lèi)推，當(dāng)前方法總計(jì)公布了4次，分別為2014、2015、2016、2017年（詳細(xì)評(píng)選辦法可參閱科睿唯安官網(wǎng)［8］）。

截至下載日期（2018年12月9日），ESI數(shù)據(jù)庫(kù)顯示各國(guó)收錄在WoS中的文章數(shù)如表1所示，論文體量最大的是美國(guó)，中國(guó)的論文數(shù)量高居第二位。而各國(guó)高被引論文數(shù)占WoS論文數(shù)比重最多的前三位國(guó)家是英國(guó)（2.18%）、加拿大（1.87%）、美國(guó)（1.84%）。中國(guó)的高被引論文數(shù)占比為1.11%，排名第8。

2014—2017年高被引科學(xué)家入選總?cè)舜我来螢?215、3126、3266和3538，基本呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)。根據(jù)2017年的入選人次，篩選出排名前10的國(guó)家，其入選人次具體改變?nèi)绫?所示。美國(guó)4年間依次貢獻(xiàn)了占比約52.9%、49.5%、46.8%、46.4%的高被引科學(xué)家，一直排在首位。

結(jié)合各國(guó)WoS論文總量、高被引論文數(shù)、高被引科學(xué)家數(shù)，選取美國(guó)、中國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本作為各學(xué)科發(fā)展情況的主要對(duì)比國(guó)家。在2014—2017年入選高被引科學(xué)家的學(xué)科分布上，美國(guó)的21類(lèi)學(xué)科均有較多人次的科學(xué)家入選。而中國(guó)與日本在社會(huì)科學(xué)、精神病學(xué)/心理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的高被引科學(xué)家入選者為0（圖1）。

表1 主要國(guó)家WoS論文總量與高被引論文數(shù)Tab.1 The total number of WoS papers and highly cited papers in major countries

表2 主要國(guó)家2014—2017年入選高被引科學(xué)家人次Tab.2 Highly cited researchers in major countries from 2014 to 2017

根據(jù)以上基本情況的展示可以發(fā)現(xiàn)，美國(guó)在WoS論文總量、高被引論文數(shù)量、高被引科學(xué)家數(shù)量均處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，學(xué)科布局也相對(duì)全面且實(shí)力不凡。中國(guó)的WoS論文總量?jī)H次于美國(guó)，但高被引論文數(shù)卻僅為美國(guó)的35.17%。中美兩國(guó)的學(xué)科差距是值得繼續(xù)探討的問(wèn)題。

2 中美入選科學(xué)家學(xué)科領(lǐng)域比較

關(guān)于學(xué)科領(lǐng)域，ESI將收錄的期刊分為22個(gè)學(xué)科，每種期刊僅屬于一個(gè)學(xué)科。除Multidisciplinary學(xué)科外，其他學(xué)科中論文和所屬期刊的學(xué)科分類(lèi)相同。Multidisciplinary收錄了 Nature、Science、PNAS等綜合性期刊，這些期刊中的論文并不是和所屬期刊一樣直接被劃分到Multidisciplinary學(xué)科，而是從論文層面重新劃分學(xué)科。重新劃分學(xué)科的依據(jù)是論文參考文獻(xiàn)的學(xué)科屬性，如果一篇論文的參考文獻(xiàn)中來(lái)自化學(xué)學(xué)科的參考文獻(xiàn)比例最高，則該論文將被劃分到ESI化學(xué)學(xué)科中。因此，科睿唯安每年公布的高被引科學(xué)家總計(jì)涵蓋21個(gè)學(xué)科?；?1個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的分類(lèi)，對(duì)中美兩國(guó)各學(xué)科的WoS論文數(shù)量、高被引論文數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到圖2（數(shù)據(jù)下載于2018年12月10日）。

圖1 主要國(guó)家2014—2017年各學(xué)科高被引科學(xué)家入選人次Fig.1 Highly cited researchers in various disciplines in major countries from 2014 to 2017

圖2 中美各學(xué)科WoS論文總量Fig.2 The total number of WoS papers in various disciplines in China and the United States

由圖2可知，中國(guó)在化學(xué)、工程學(xué)、材料學(xué)科的WoS論文數(shù)量高于美國(guó)，在農(nóng)業(yè)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)以及物理學(xué)科的發(fā)文量也并駕齊驅(qū)。但各學(xué)科高被引論文量卻并未如此分布，僅在材料、工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)三個(gè)學(xué)科上略高于美國(guó)。鑒于篇均引文在一定程度上可以代表學(xué)科平均影響力，高被引論文數(shù)量在一定程度上可以代表學(xué)科高水平論文的產(chǎn)出量，將二者相結(jié)合，分為四個(gè)象限，以此繪制氣泡圖（圖3）。對(duì)比中美各學(xué)科的高水平論文產(chǎn)出與影響力水平分布情況，中國(guó)21個(gè)學(xué)科多數(shù)都分布在二、三、四象限，而美國(guó)多數(shù)都分布在第一象限，由此可見(jiàn)，中國(guó)各學(xué)科的高水平論文與影響力較美國(guó)而言均處于相對(duì)較低的位置。從高被引科學(xué)家人次來(lái)看，中國(guó)僅在工程學(xué)科入選總?cè)舜胃哂诿绹?guó)（表3）。

從中國(guó)和美國(guó)各自入選人次增長(zhǎng)較快的領(lǐng)域（表4）來(lái)看，除物理領(lǐng)域同時(shí)是中美增速最快的領(lǐng)域外，中國(guó)另外4個(gè)增速較快的領(lǐng)域分別是工程、化學(xué)、數(shù)學(xué)和材料科學(xué)，在這四個(gè)領(lǐng)域美國(guó)入選人次基本都是負(fù)增長(zhǎng)或極微小增長(zhǎng)。而美國(guó)另外4個(gè)入選人次增速較快的領(lǐng)域分別是經(jīng)濟(jì)、微生物學(xué)、免疫學(xué)與心理學(xué)，而在這4個(gè)領(lǐng)域中，中國(guó)入選數(shù)量非常少或無(wú)人入選。

對(duì)于學(xué)科的機(jī)構(gòu)分布（表5），美國(guó)選取哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)、MIT，中國(guó)選取中國(guó)科學(xué)院、清華大學(xué)、北京大學(xué)作為數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)象。研究發(fā)現(xiàn)，美國(guó)哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)高被引科學(xué)家的學(xué)科領(lǐng)域分布相對(duì)比較均衡，哈佛大學(xué)每個(gè)學(xué)科均有科學(xué)家入選，中國(guó)機(jī)構(gòu)的高被引科學(xué)家主要分布在化學(xué)、工程和材料領(lǐng)域。

表3 中美各年各學(xué)科入選人次比較Tab.3 The comparison of the number of selected subjects in years in China and the United States

圖3 中美高被引論文數(shù)與篇均引文維度的學(xué)科分布Fig.3 Disciplinary distribution of the number of citations and the citations of per article in China and US

表4 中美兩國(guó)增速較快的領(lǐng)域比較（2015—2017）Tab.4 The comparison of the faster growth of China and the United States（2015-2017）

表5 重點(diǎn)機(jī)構(gòu)高被引科學(xué)家所屬學(xué)科領(lǐng)域數(shù)據(jù)Tab.5 The highly cited researchers in key institutions

圖4 中國(guó)（含港澳臺(tái)地區(qū)）入選高被引科學(xué)家的年度趨勢(shì)Fig.4 China（including Hong Kong，Macao and Taiwan regions）selected for the annual trend of highly cited researchers

圖5 中國(guó)部分機(jī)構(gòu)入選人次（超過(guò)10人次）分布Fig.5 The distribution of selected people（more than 10 people）in some institutions in China

3 中國(guó)入選科學(xué)家分析

中國(guó)高被引科學(xué)家入選人次呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，且遞增速率不斷上升，4年總計(jì)入選790人次（圖4）。

3.1 中國(guó)入選科學(xué)家機(jī)構(gòu)分布

在中國(guó)的科學(xué)研究事業(yè)中，中國(guó)科學(xué)院具有引領(lǐng)支撐作用。如圖5所示，中國(guó)科學(xué)院以173入選人次遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他高校。高于中國(guó)各機(jī)構(gòu)平均入選人次的共有5所科研單位及高校，分別是大陸地區(qū)的中國(guó)科學(xué)院、清華大學(xué)、北京大學(xué)，香港地區(qū)的香港大學(xué)，臺(tái)灣地區(qū)的中國(guó)醫(yī)藥大學(xué)。統(tǒng)計(jì)其高被引科學(xué)家的入選學(xué)科發(fā)現(xiàn)，中國(guó)醫(yī)藥大學(xué)（臺(tái)灣）在數(shù)學(xué)領(lǐng)域入選人次明顯領(lǐng)先于其他機(jī)構(gòu)，在化學(xué)、工程、材料科學(xué)等領(lǐng)域中國(guó)科學(xué)院入選人次優(yōu)勢(shì)非常明顯（表6）。

表6 中國(guó)入選者TOP5機(jī)構(gòu)優(yōu)勢(shì)學(xué)科分布數(shù)據(jù)Tab.6 The distribution of TOP5 institutions' dominant discipline

圖6 我國(guó)各省市入選科學(xué)家人次分布Fig.6 The distribution of highly cited researchers in various provinces and cities in China

圖7 三大城市圈年度入選人次、年度入選機(jī)構(gòu)數(shù)Fig.7 The number of highly cited researchers and institutions each year in the three major urban circles

3.2 中國(guó)入選科學(xué)家區(qū)域?qū)Ρ?/h3>

在高被引科學(xué)家的省份分布上，地區(qū)間的科研實(shí)力差距較大（圖6）。京津冀、滬寧杭以及港粵澳大灣區(qū)等三大城市圈4年入選總?cè)舜握既珖?guó)入選總?cè)舜蔚?/3，京津冀地區(qū)在入選人次、入選機(jī)構(gòu)數(shù)量均處于領(lǐng)先地位（圖7）。

3.3 中國(guó)入選科學(xué)家的變動(dòng)情況

根據(jù)評(píng)選方法，每年入圍的高被引科學(xué)家呈動(dòng)態(tài)變化，會(huì)有新的科學(xué)家入選，也有一些科學(xué)家會(huì)在名單中消失。與2016年的入選者名單相比，2017年中國(guó)有90名科學(xué)家新進(jìn)入名單，同時(shí)有31位高被引科學(xué)家從名單中消失。其中，北京作為政治權(quán)利的集中地，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科學(xué)研究、教育水平都十分具有吸引力，新增的90位高被引科學(xué)家中有31位在北京，占了新增人次的34%。2017年消失在名單中的高被引科學(xué)家變動(dòng)差異較小，四川以4名科學(xué)家變動(dòng)最大（圖8）。

3.4 中國(guó)入選者人才計(jì)劃情況

針對(duì)中國(guó)高被引科學(xué)家，調(diào)研其入選人才計(jì)劃情況（數(shù)據(jù)搜集不全面，可能存在不準(zhǔn)確性），發(fā)現(xiàn)高校的高被引科學(xué)家大多數(shù)為杰青和長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃獲得者，而中科院的百人計(jì)劃則為中科院貢獻(xiàn)了最多的高被引科學(xué)家（表7）。我國(guó)的各項(xiàng)人才計(jì)劃顯現(xiàn)出巨大的推動(dòng)作用，使得諸多科學(xué)家得到獎(jiǎng)勵(lì)支持，有利于科研成果的產(chǎn)出。

4 結(jié)論與展望

本文最后從國(guó)家、學(xué)科領(lǐng)域、入選機(jī)構(gòu)三個(gè)層面對(duì)高被引科學(xué)家的相關(guān)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行總結(jié)：

1）從國(guó)家層面看，美國(guó)、英國(guó)入選科學(xué)家連續(xù)四年位列一二名，中國(guó)與德國(guó)在三四名波動(dòng)。但美國(guó)的高被引科學(xué)家數(shù)量占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。中國(guó)入選科學(xué)家的學(xué)科分布非常不均衡，在2014—2017年的數(shù)據(jù)中，除工程科學(xué)略多于美國(guó)，化學(xué)與材料科學(xué)與美國(guó)差距較小外，其余學(xué)科與美國(guó)存在巨大的差距。

表7 四個(gè)主要機(jī)構(gòu)高被引科學(xué)家獲得的人才計(jì)劃情況Tab.7 The talent plans of highly cited researchers from four major institutions

圖8 2017年新增的90位科學(xué)家及消失的31位科學(xué)家的省份分布Fig.8 The distribution of provinces with 90 new scientists and 31 missing scientists in 2017

2）從學(xué)科領(lǐng)域看，各學(xué)科的入選科學(xué)家以臨床醫(yī)學(xué)最多，其次是化學(xué)、生物/生物化學(xué)。美國(guó)作為科技強(qiáng)國(guó)，學(xué)科布局最完備的，各學(xué)科四年的入選科學(xué)家人數(shù)總計(jì)均超過(guò)100人次，尤其在臨床醫(yī)學(xué)、神經(jīng)科學(xué)與行為、生物學(xué)科上具有巨大優(yōu)勢(shì)。

3）從入選機(jī)構(gòu)看，中科院則以173人次遙遙領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)其他科研機(jī)構(gòu)及高校。中科院高被引科學(xué)家的學(xué)科分布差異較為明顯，除去材料、化學(xué)等優(yōu)勢(shì)學(xué)科，其他學(xué)科入選人數(shù)鮮少。

從中國(guó)整體層面看，其科學(xué)研究還存在諸多宏觀(guān)問(wèn)題。在學(xué)科分布上具有不均衡性，有國(guó)際影響力的學(xué)科數(shù)量較少。

在與科技強(qiáng)國(guó)的比較中，確立科技發(fā)展目標(biāo)，提升高等教育質(zhì)量，提高科技研發(fā)投入，挖掘優(yōu)秀科學(xué)家，完善科研評(píng)估機(jī)制，促進(jìn)跨學(xué)科研究等，以便為中國(guó)未來(lái)的科研事業(yè)發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。