唐惠燕
(南京農(nóng)業(yè)大學(xué),江蘇 南京 210095)
統(tǒng)計學(xué)家A.J.洛特卡(Alfred James Lotka)在20世紀20年代率先提出了描述科學(xué)生產(chǎn)率的經(jīng)驗規(guī)律,指出少數(shù)的科學(xué)家產(chǎn)出了大多數(shù)的論文成果,并建立了數(shù)學(xué)模型即洛特卡定律[1]。這些少數(shù)科學(xué)家常常被稱為杰出科學(xué)家,在科研領(lǐng)域具有相當大的影響力。對于杰出科學(xué)家成長規(guī)律的研究,在國內(nèi)外都備受關(guān)注。有比較多的是對諾貝爾獎獲得者的研究,如Jalil和Boujettif用電子郵件的方式調(diào)查了20位諾貝爾獎獲得者,試圖從學(xué)習(xí)方式、家庭及社會關(guān)系、工作態(tài)度等角度揭示杰出科學(xué)家成才的共性特征[2];鮑雪瑩等選取2004-2013年72位諾貝爾物理學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主作為研究樣本,分別從性別結(jié)構(gòu)、國家分布、年齡結(jié)構(gòu)、科研社會關(guān)系等維度,探尋其成才的規(guī)律[3];van Dalen詳細分析了20世紀諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎獲得者學(xué)術(shù)成長及科研成果與年齡的關(guān)系[4]。
從文獻計量角度對杰出科學(xué)家進行研究始于加菲爾德,引文是學(xué)術(shù)交流的主要行為,也是科學(xué)知識傳播的重要途徑,不同學(xué)科期刊文獻的引用與被引,一定程度上代表著不同學(xué)科領(lǐng)域知識的交叉與融合[5]。一般情況下,越是重要的研究成果,被其他學(xué)者引用的頻次就會越高。對于研究者學(xué)術(shù)成就的評價主要通過H指數(shù),G指數(shù)、累積影響因子等方法予以實現(xiàn),但這些研究通常只能對學(xué)者、科學(xué)家的學(xué)術(shù)成就和學(xué)術(shù)生涯做終極評價,而無法進行過程性評價,給出過程性的分析和判斷。
從學(xué)術(shù)創(chuàng)新擴散路徑的角度進行研究,在國內(nèi)外已經(jīng)成為一個熱點。Chen Chaomei提出結(jié)構(gòu)變換論,認為知識結(jié)構(gòu)可由引文網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)[6-7];王亮、張慶普討論了基于引文網(wǎng)絡(luò)的知識流動過程和機制[8];劉玉仙等基于共期刊的學(xué)科類間關(guān)系,勾畫中國科學(xué)全學(xué)科科學(xué)骨架圖[9-10];覃雪等提出了新興領(lǐng)域?qū)W科會聚發(fā)展趨勢的測度方法[11]。所有這些研究通常截取知識演化過程中某一時間截面進行研究,也有考慮創(chuàng)新擴散的動態(tài)過程,但是基于創(chuàng)新擴散與科學(xué)家成長之間的關(guān)系研究相對較少。
考慮到研究領(lǐng)域的多樣性和個體化研究擴散的不確定性,對多樣本分析無法深入開展,本文選擇個案研究。盡管個案只是整體的一個組成部分,但誠如費孝通先生所認為的,人文世界中的“個別是整體的復(fù)制品”,通過對個案的細致研究,可以認識整個人文世界[12]。本文試圖通過個案中科學(xué)家研究成果的引用關(guān)系,探索學(xué)科領(lǐng)域的變化以及學(xué)科知識的創(chuàng)新與擴散過程,進而描摹和刻畫科學(xué)家的研究過程和學(xué)術(shù)成長特征。
本文選擇Elsevier農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)領(lǐng)域中國高被引學(xué)者(以下簡稱學(xué)者A)開展個案研究。由于是個案研究,在研究對象的選擇上考慮2個因素:一是達到國內(nèi)某個學(xué)科領(lǐng)域頂級水平,二是學(xué)科領(lǐng)域有一定的典型性。目前學(xué)術(shù)界對個人學(xué)術(shù)影響力還沒有統(tǒng)一認可的概念,本文選擇的科學(xué)家為Elsevier中國高被引學(xué)者,屬于杰出科學(xué)家行列。另外選擇農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)領(lǐng)域,屬于自然科學(xué)范疇,并且基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究相結(jié)合。
學(xué)者A2015-2018年連續(xù)四年入選Elsevier中國高被引學(xué)者榜單,長期從事有機肥、生物肥、土壤微生物等領(lǐng)域研究,建立了堆肥PH控制技術(shù),研發(fā)出條垛式高效堆肥工藝及系列有機(類)肥料產(chǎn)品,對我國有機肥和生物肥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展做出重大貢獻。學(xué)者A1984年發(fā)表第一篇中文科研論文,1994年發(fā)表第一篇SCI論文,目前共發(fā)表SCI論文493篇,H指數(shù)54,H5指數(shù)24,另外獲得授權(quán)的中國發(fā)明專利73件、國際專利6件。研究成果獲得國家技術(shù)發(fā)明二等獎和國家科技進步二等獎各1項,中國專利金獎1項,中國專利優(yōu)秀獎2項。所有這些成果和相關(guān)數(shù)據(jù)顯示出學(xué)者A在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域都取得重大成就?;趯W(xué)者A2008-2018年發(fā)表學(xué)術(shù)論文學(xué)科領(lǐng)域情況、引用文獻和施引文獻的學(xué)科領(lǐng)域情況探討其學(xué)術(shù)成長路徑,以及其在研究過程中的創(chuàng)新實現(xiàn)過程。由于學(xué)者A是高被引科學(xué)家,在論文樣本選擇時只考慮SCI或SSCI論文,未考慮中文論文和其他一些論文。
本研究的數(shù)據(jù)來源為Web of Sciences核心合集。以學(xué)者A作者姓名和工作單位作為檢索條件,經(jīng)人工核實獲取學(xué)者A2008-2018年共11年間發(fā)表的論文數(shù)據(jù),通過論文數(shù)據(jù)再獲取引用文獻和施用文獻的相關(guān)信息,數(shù)據(jù)獲取時間是2019年1月。學(xué)科的劃分按照基本科學(xué)指標ESI(Essential Science Indicators)的學(xué)科劃分方法。ESI把學(xué)科分為工學(xué)、生命科學(xué)、社會科學(xué)、理學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)及其他共7個學(xué)科門類,22個學(xué)科。每種期刊只會被分入一個學(xué)科,一些綜合性期刊(如Science、Nature與PNAS等)會按照每篇文章的參考文獻(reference)與引用文獻(citation)單獨分類,但每篇文章仍只會被分類到一個學(xué)科??缍鄠€學(xué)科的論文會歸入多學(xué)科類(Multidisciplinary field)。在對引用文獻和施引文獻進行學(xué)科分類時多學(xué)科也按期刊劃分,不再按篇分類。由于ESI可分類期刊略少于WOS期刊總數(shù),本文只針對可以進行學(xué)科分類的這部分ESI論文進行學(xué)科領(lǐng)域分析。
對獲取的ESI論文相關(guān)信息利用RapidMiner和EXCEL二種工具進行分析。RapidMiner是一款數(shù)據(jù)挖掘軟件,具有豐富的數(shù)據(jù)挖掘分析和算法功能,并且具有強大的圖形功能。
研究以學(xué)者A2008-2018年ESI論文為研究樣本,從不同維度進行可視化分析,以期在個體屬性特征及科研發(fā)展軌跡特征分析的基礎(chǔ)上,揭示專門學(xué)科領(lǐng)域杰出科學(xué)家的學(xué)術(shù)成長特征和一般性規(guī)律。
維度一:學(xué)者A所發(fā)表的ESI論文的學(xué)科領(lǐng)域分布情況。
維度二:學(xué)者A發(fā)表的ESI論文的引用文獻學(xué)科領(lǐng)域分布情況。
維度三:學(xué)者A發(fā)表的ESI論文的施引文獻學(xué)科領(lǐng)域分布情況。
學(xué)者A在2008-2018年共11年間ESI發(fā)文情況見表1。可以看出,在研究過程中學(xué)者A不僅發(fā)文數(shù)量較多,而且論文質(zhì)量較高,Q1區(qū)間論文占所有論文的71.6%,TOP10%高被引論文比例占27%。學(xué)者A在2008-2018年共11年間發(fā)表ESI論文423篇,引用ESI論文16982篇,施引ESI論文6811篇次,對所有這些論文數(shù)據(jù)按2018年度ESI學(xué)科領(lǐng)域進行分類,見圖1??梢钥闯鰧W(xué)者A發(fā)表論文覆蓋11個學(xué)科,引用文獻覆蓋22個學(xué)科,施引文獻橫跨20個學(xué)科。
表1 學(xué)者A在2008-2018年ESI發(fā)文情況
圖1 學(xué)者A 2008-2018年發(fā)文、引用、施引論文學(xué)科分類情況
圖2 學(xué)者A 2008-2018年ESI論文的學(xué)科分布情況
圖3 學(xué)者A 2008-2018年引用ESI論文學(xué)科分類情況
圖4 學(xué)者A 2008-2018年施引ESI論文學(xué)科分布情況
圖5 學(xué)者A 發(fā)文、引用和施引前五位學(xué)科占比情況
學(xué)者A在2008-2018年共11年間共發(fā)文423篇,分布6個學(xué)科門類,共11個ESI學(xué)科,學(xué)科門類僅社會科學(xué)未涉及,詳見圖2。圖2中圓圈多少代表論文的數(shù)量,圓圈顏色的深淺代表單篇論文影響因子差異??梢钥闯?,學(xué)者A主要發(fā)文的學(xué)科領(lǐng)域是農(nóng)學(xué)(農(nóng)業(yè)科學(xué)和植物與動物科學(xué))、生命科學(xué)(生物與生物化學(xué)、環(huán)境/生態(tài)、微生物學(xué))共5個學(xué)科方向。農(nóng)學(xué)領(lǐng)域是其起步的學(xué)科方向,并且一直是其最重要的發(fā)文方向,其在農(nóng)學(xué)領(lǐng)域發(fā)表論文的數(shù)量與其他領(lǐng)域相比最多,但影響因子較高的論文則集中在生物學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域以及多學(xué)科期刊上,2010、2012、2015年發(fā)表論文的影響因子分別達到11.45、11.56、12.35。2011年學(xué)者A有論文發(fā)表在化學(xué)和工程科學(xué)領(lǐng)域期刊上,并開始在綜合性多學(xué)科期刊發(fā)表論文,2013-2017年共5年間在綜合性多學(xué)科期刊上發(fā)表論文29篇。2017年學(xué)者A開始在藥理學(xué)與毒物學(xué)學(xué)科領(lǐng)域正式發(fā)表論文。盡管學(xué)者A在化學(xué)、分子生物與遺傳學(xué)、工程學(xué)、地球科學(xué)、藥理學(xué)與毒物學(xué)學(xué)科領(lǐng)域,發(fā)文數(shù)量相對較少,少于10篇,有些只發(fā)1~2篇,但可以看出學(xué)者A在2008-2018年的十余年中,其研究的寬度不斷拓展,覆蓋的學(xué)科領(lǐng)域不斷增多,相應(yīng)的學(xué)科影響力也在積累中不斷增長。事實上,學(xué)者A近十年的研究主要是針對國家糧食安全重大問題,圍繞土壤微生物區(qū)系調(diào)控防控土傳病害,有效提高土壤肥力,進而提高作物產(chǎn)量,提升作物品質(zhì)。研究中包括農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物病理、土壤、微生物、環(huán)境、有機肥等多學(xué)科多領(lǐng)域的交叉融合,最終形成重大科研成果。
圖3顯示出學(xué)者A在2008-2018年引用的ESI論文的學(xué)科分類情況。與圖2對比,可以看出學(xué)者A的引用文獻是其發(fā)文量的40倍,發(fā)文和引用文獻同時期相比,引用文獻的學(xué)科覆蓋面要寬于其發(fā)文的學(xué)科領(lǐng)域,相差2~4倍。2008年其發(fā)表的ESI論文覆蓋5個學(xué)科領(lǐng)域,而引用的學(xué)科領(lǐng)域是11個,2018年其發(fā)文的學(xué)科方向是7個,而引用的學(xué)科領(lǐng)域已經(jīng)增至20個。2008-2018年學(xué)者A引用的ESI論文所覆蓋的學(xué)科方向涵蓋了ESI所有的22個學(xué)科方向,甚至包含一般社會科學(xué)以及經(jīng)濟與商學(xué)。由此不難發(fā)現(xiàn),對于學(xué)者A來說,其在長達10年的研究中借鑒、參考和學(xué)習(xí)了多個學(xué)科領(lǐng)域的知識成果和經(jīng)驗,除大量引用自然科學(xué)的相關(guān)內(nèi)容,也會引用到社會科學(xué)的相關(guān)內(nèi)容。
學(xué)者A 2008-2018年ESI施引文獻6811篇,涵蓋ESI全部7個學(xué)科門類,共20個學(xué)科,只Space Science(空間科學(xué))和Psychology/Psychiatry(精神病學(xué)/心理學(xué))未涉及,詳見圖4。
在2008-2018年間,隨著學(xué)者A論文產(chǎn)出的不斷增加,施引文獻的學(xué)科范圍不斷擴展,學(xué)者A2008-2009年發(fā)表的論文施引情況還主要集中在發(fā)文的學(xué)科范圍內(nèi),但2010年施引文獻的學(xué)科范疇就已經(jīng)超出了發(fā)表論文的既有學(xué)科領(lǐng)域,影響力擴散至藥理學(xué)與毒物學(xué)領(lǐng)域,屬于醫(yī)學(xué)門類,而學(xué)者A在藥理學(xué)與毒物學(xué)領(lǐng)域發(fā)表論文是在2017年,可以看出農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)領(lǐng)域與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的相互滲透。學(xué)者A 2011年發(fā)表的論文影響力又擴散至地球科學(xué)、工程科學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域,同年也在工程科學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域發(fā)表科研論文。到2013年影響力達到材料科學(xué),學(xué)者A2014年發(fā)表的論文開始被一般社會科學(xué)和數(shù)學(xué)引用,一定程度上說明學(xué)者A研究的問題已經(jīng)成為社會關(guān)注的問題。如學(xué)者A2014年關(guān)于水稻中砷累積的研究論文被社會科學(xué)學(xué)科的Epidemiology期刊引用,重金屬砷因作物中的累積已經(jīng)影響到人類的健康[13-14]。2016年施引文獻又擴展到臨床醫(yī)學(xué)、免疫學(xué)、物理學(xué)等領(lǐng)域,2017年進一步擴展到經(jīng)濟與商學(xué)、計算機科學(xué)領(lǐng)域,2018年抵達神經(jīng)科學(xué)與行為學(xué)科領(lǐng)域。
圖2和圖4對比分析可以看出,2008年學(xué)者A的研究論文還只被環(huán)境/生態(tài)學(xué)科引用,但到2009年已被農(nóng)業(yè)、生命科學(xué)和多學(xué)科共6個學(xué)科方向所引用。學(xué)者A2010年論文被藥理學(xué)和毒理學(xué)領(lǐng)域所引用,盡管當時他還未在這個領(lǐng)域發(fā)表研究論文。2011年以后發(fā)表的論文在地球科學(xué)、工程科學(xué)、化學(xué)都有被引用,并逐年增多,學(xué)者A2018年論文的施引文獻學(xué)科范圍包括工學(xué)、生命科學(xué)、社會科學(xué)、理學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)和多學(xué)科。尤其是被一些高影響因子論文引用,如美國生物能源中心的Beckham, Gregg T在2015年在化學(xué)學(xué)科的CHEMICAL REVIEWS(IF52.613)期刊發(fā)表論文“Fungal Cellulases(真菌纖維素酶)”中引用了學(xué)者A 2011年的論文[15-16]。在11年間,學(xué)者A發(fā)表的論文被87篇影響因子大于10的文獻引用,12篇被影響因子大于30的文獻引用,包括Nature Reviews Genetics(IF41.465)、Chemical Society Reviews(IF40.182)等。
從以上施引文獻的學(xué)科擴散路徑可以推測,學(xué)者A的研究成果逐漸突破其原先農(nóng)學(xué)領(lǐng)域,慢慢成為各個學(xué)科領(lǐng)域關(guān)注的社會問題,事實上學(xué)者A研究的有機肥領(lǐng)域與環(huán)境、土壤密切相關(guān),是與食品健康、糧食安全和民生有關(guān)的重大問題。
從學(xué)者A研究成果的學(xué)科類型、引用情況及其影響力的擴散,可以粗線條描繪出學(xué)者A的學(xué)科擴散特征。
對學(xué)者A發(fā)文的學(xué)科情況分析,可以看出學(xué)者A學(xué)術(shù)成長過程中學(xué)科擴散首先是從其本專業(yè)農(nóng)業(yè)科學(xué)出發(fā),隨著研究的深入逐步擴展到相近的動植物科學(xué),以及生物與生化科學(xué)、環(huán)境生態(tài)、微生物學(xué)等共11個ESI學(xué)科。圖5是學(xué)者A發(fā)文量、引用論文量和施引文獻量三個維度前5位學(xué)科領(lǐng)域的占比情況。從圖5可以看出,農(nóng)業(yè)科學(xué)是學(xué)者A發(fā)文的主要學(xué)科方向,占42.2%,依次是植物與動物科學(xué),占18.5%,以及生物與生化、環(huán)境科學(xué)與微生物學(xué)。
學(xué)者A近十年圍繞國家糧食安全這個重大問題開展研究,引用了大量且廣泛的多學(xué)科文獻,引用文獻的學(xué)科覆蓋面是其產(chǎn)出成果的2~4倍,引用文獻總量是其發(fā)文量的40倍。從引用文獻的學(xué)科占比來看,本學(xué)科農(nóng)業(yè)科學(xué)并不是最高的,而植物與動物科學(xué)發(fā)文量第二(占比為18.5%),但引用占比最高,占26.8%(見圖5)。在一定層面反應(yīng)出植物與動物科學(xué)作為農(nóng)學(xué)研究的基礎(chǔ)學(xué)科,對于學(xué)者A的研究有著突出的貢獻。
學(xué)者A不僅學(xué)術(shù)產(chǎn)出擴散至6個學(xué)科門類,11個ESI學(xué)科。另外從施引文獻學(xué)科門類分析,學(xué)者A十年間施引文獻從最初的農(nóng)業(yè)科學(xué)、相近學(xué)科逐漸向多學(xué)科不斷擴散,其影響力慢慢從純粹的自然科學(xué)領(lǐng)域向社會性相關(guān)學(xué)科擴散,最后擴散到ESI 7個全部學(xué)科門類,共包括ESI 20個學(xué)科,應(yīng)該說已經(jīng)達到了非常廣泛的跨學(xué)科影響力,圖五顯示出施引文獻量占比最高的五個學(xué)科。
由此不難發(fā)現(xiàn),一個杰出科學(xué)家成長的路徑圍繞他不斷拓展其研究版圖展開,基礎(chǔ)性學(xué)科是其研究發(fā)展的上游,他需要非其本專業(yè)的基礎(chǔ)性學(xué)科的支持和協(xié)助,同時,其研究的影響力也并不局限在其本專業(yè)的小圈子,而表現(xiàn)出泛化和社會化的過程,應(yīng)用性與社會性的學(xué)科是其研究產(chǎn)生影響的下游。在解決問題的過程中,不斷突破學(xué)科的邊界,也不斷影響到相關(guān)學(xué)科的研究發(fā)展,表現(xiàn)為“創(chuàng)新—擴散”的循環(huán)往復(fù)與交叉重疊。
本個案研究,通過對自然科學(xué)領(lǐng)域普通研究工作者成長為高被引科學(xué)家的成功案例的分析,其結(jié)果對科學(xué)研究和科研管理均有一定的指導(dǎo)意義。
任何一個杰出科學(xué)家的研究都肇始于某個具體的領(lǐng)域,但人類知識中的任何部分都是互相關(guān)聯(lián)著的,就本研究案例而言,農(nóng)業(yè)科學(xué)與動植物學(xué)、微生物學(xué)、生物與生物化學(xué),乃至生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)或者社會科學(xué)都有關(guān)聯(lián)。本研究用量化數(shù)據(jù)表明對于一個學(xué)者而言,其研究的學(xué)科領(lǐng)域不是固定不變的,學(xué)者A之所以能夠走得長久,很大程度上一方面得益于不同領(lǐng)域的多學(xué)科研究成果,另一方面其自身也在不斷拓展其研究領(lǐng)域的過程中實現(xiàn)了創(chuàng)新,并深刻影響和改變其所在學(xué)科和相應(yīng)學(xué)科領(lǐng)域的邊界。
一項學(xué)術(shù)創(chuàng)新從其源發(fā)領(lǐng)域不斷擴散延伸至其他學(xué)科領(lǐng)域,牽連整個知識鏈條,最終導(dǎo)致學(xué)科邊界的重新劃分,各知識領(lǐng)域之間的相互關(guān)系重新確立,以及研究范式的轉(zhuǎn)變。本案例從過程而非結(jié)果的視角呈現(xiàn)了學(xué)術(shù)創(chuàng)新的擴散過程,在此過程中揭示出科學(xué)家創(chuàng)新的行為特征及其軌跡。本研究僅僅選擇農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)領(lǐng)域高被引科學(xué)家作為研究個案,量化分析了其2008-2018年間知識創(chuàng)新過程中的學(xué)術(shù)論文以及引用和施引論文的學(xué)科領(lǐng)域的變化情況,從中得出的科學(xué)家學(xué)術(shù)成長與學(xué)科擴散的相互關(guān)系適應(yīng)于農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)領(lǐng)域,能否推而廣之,適應(yīng)于其他自然科學(xué)的學(xué)科領(lǐng)域,以及基礎(chǔ)學(xué)科與應(yīng)用學(xué)科之間是否存在差異性,都有待于更多的個案研究和更為深入的數(shù)據(jù)分析。本研究的價值在于,它提供了一種從學(xué)科擴散的視角來探究創(chuàng)新和科學(xué)家成長的方式,由此揭示的科學(xué)家學(xué)術(shù)成長軌跡特征和成才規(guī)律以及基于學(xué)科擴散的跨學(xué)科影響,對于學(xué)術(shù)研究及科研管理工作是具有參考價值的,可以為優(yōu)化學(xué)科生態(tài),跨學(xué)科組織以及科研管理部門的戰(zhàn)略規(guī)劃,營造杰出科學(xué)家成長的外在環(huán)境,制定人才培養(yǎng)政策,提供可資借鑒的事實依據(jù)和參考。