新冠疫情爆發(fā)前后我國(guó)國(guó)際科研合作模式的變化
——基于bioRxiv 的分析

曹仁猛 謝維熙 耿嶼 王賢文

（1.大連理工大學(xué)科學(xué)學(xué)與科技管理研究所，大連，116024；2.大連理工大學(xué)WISE實(shí)驗(yàn)室，大連，116024）

1 引言

新冠肺炎引發(fā)的全球大流行是一場(chǎng)史無(wú)前例的全球危機(jī)，科學(xué)合作被視作應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情的關(guān)鍵行動(dòng)[1-3]。新冠肺炎在全球爆發(fā)后，科學(xué)活動(dòng)和科學(xué)合作受到了很多阻礙，如科學(xué)家面臨工作時(shí)間的減少，面對(duì)面會(huì)議和討論會(huì)的缺乏導(dǎo)致難以建立新的合作關(guān)系以及資助項(xiàng)目的減少等問(wèn)題[4-5]。為了及時(shí)地對(duì)疫情做出響應(yīng)，全球科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了明顯的結(jié)構(gòu)性變化，團(tuán)隊(duì)規(guī)?？s減，涉及國(guó)家數(shù)量較少是疫情時(shí)期的典型特征[6-8]。

為了進(jìn)一步探索全球大流行下國(guó)際科研合作動(dòng)態(tài)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者基于新型冠狀病毒論文相關(guān)文獻(xiàn)，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法，從科學(xué)計(jì)量視角對(duì)國(guó)際合作模式進(jìn)行了多維度的分析[9-16]。許多研究指出，我國(guó)不僅是全球科學(xué)文獻(xiàn)的主要生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)在促進(jìn)疫情期間全球合作中發(fā)揮重要角色[7,17-18]。不過(guò)，在眾多新冠病毒的科學(xué)合作的研究中，僅有少數(shù)研究對(duì)疫情前后新冠病毒和非新冠論文合作模式進(jìn)行深層次的分析。比如，Wu等以我國(guó)為中心建立合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)在疫情早期，我國(guó)更傾向于與歐洲、美國(guó)等發(fā)達(dá)地區(qū)合作，在后期也增強(qiáng)了與亞洲等地區(qū)的合作；以美國(guó)為中心建立合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)在疫情期間美國(guó)更傾向于與疫情爆發(fā)較嚴(yán)重的國(guó)家或地區(qū)合作[19]。此外，一些研究表明，隨著不同國(guó)家的參與，新冠肺炎疫情研究的國(guó)際合作呈現(xiàn)出清晰的核心-邊緣結(jié)構(gòu)，由早期的我國(guó)主導(dǎo)，到后來(lái)由美國(guó)推動(dòng)發(fā)展[15]。雖然我國(guó)在論文數(shù)量上占據(jù)領(lǐng)先地位，但美國(guó)始終是國(guó)際合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的核心，北美、亞太和歐洲共同主導(dǎo)了國(guó)際科技合作[20]。Fry等研究認(rèn)為，與COVID-19前的冠狀病毒研究相比，COVID-19研究的團(tuán)隊(duì)更小，涉及的國(guó)家也更少；我國(guó)和美國(guó)始終處于全球冠狀病毒相關(guān)研究網(wǎng)絡(luò)的中心，而其他發(fā)展中國(guó)家相對(duì)缺席COVID-19時(shí)期的早期研究活動(dòng)[7]。

我國(guó)作為全球科學(xué)文獻(xiàn)產(chǎn)出的中堅(jiān)力量，在疫情期間的國(guó)際合作上發(fā)揮著重要作用。探究疫情前后我國(guó)國(guó)際合作模式的特征和差異，不僅能夠給相關(guān)科學(xué)政策管理部門提供建議，也能夠進(jìn)一步了解我國(guó)科研國(guó)際合作態(tài)勢(shì)。然而，一方面現(xiàn)有的研究都是以新冠病毒文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)集，但很明顯特殊時(shí)期特殊領(lǐng)域的合作和平常時(shí)期普通領(lǐng)域的合作是存在差異的，針對(duì)新冠病毒相關(guān)文獻(xiàn)的研究結(jié)論也不能推廣到其他學(xué)科領(lǐng)域[5,14,21-23]。另一方面，很多文獻(xiàn)都是基于正式發(fā)表論文的數(shù)據(jù)集，但是由于從開(kāi)展合作關(guān)系到論文經(jīng)歷審稿程序正式發(fā)表，會(huì)經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間滯后周期，正式發(fā)表論文中體現(xiàn)的合作關(guān)系無(wú)法準(zhǔn)確反映彼時(shí)的合作狀態(tài)。而基于預(yù)印本文獻(xiàn)的研究，將大幅地縮短這一時(shí)間滯后的缺陷。

本研究選取2017年至2021年bioRxiv平臺(tái)上新冠病毒和非新冠病毒領(lǐng)域文獻(xiàn)作為研究對(duì)象，結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析和科學(xué)計(jì)量方法對(duì)我國(guó)大陸地區(qū)與國(guó)際之間的合作增長(zhǎng)情況、合作生存概率、合作規(guī)模、合作強(qiáng)度以及合作地位進(jìn)行細(xì)致化的分析。重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)研究問(wèn)題：

（1）新冠疫情前后，我國(guó)的國(guó)際科研合作關(guān)系比重、合作規(guī)模、合作強(qiáng)度發(fā)生怎樣的變化？

（2）新冠疫情前后，我國(guó)的國(guó)際科研合作生存概率是怎樣的？

（3）在新冠、非新冠病毒領(lǐng)域的科學(xué)論文合作中，我國(guó)的國(guó)際科研合作規(guī)模和強(qiáng)度發(fā)生了哪些變化？在合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中的地位又如何？

2 研究方法

2.1 研究設(shè)計(jì)

為揭示新冠疫情前后我國(guó)國(guó)際科研合作模式的變化情況，本研究將科研合作看作由論文、科學(xué)家以及合作關(guān)系組成的復(fù)雜系統(tǒng)，并利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法來(lái)測(cè)量。圖1展示了我國(guó)國(guó)際科研合作網(wǎng)絡(luò)在疫情爆發(fā)前后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化的縮影（連邊數(shù)字表示合作次數(shù)）。在疫情爆發(fā)之前，全球科學(xué)家與合作伙伴開(kāi)展穩(wěn)定的國(guó)際科研合作，已有合作關(guān)系不斷加強(qiáng)，新的合作關(guān)系陸續(xù)產(chǎn)生。然而，突然襲來(lái)的新冠疫情在一定程度上打破了這一趨勢(shì)，使得一些國(guó)際科學(xué)合作變得難以進(jìn)行。例如，科學(xué)家b和c在疫情爆發(fā)之前有著穩(wěn)定的合作關(guān)系。但在疫情之后，b和c之間的合作關(guān)系沒(méi)有得到延續(xù)?？茖W(xué)家b和a之間的合作關(guān)系也是如此，致使科學(xué)家b完全脫離了這個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)?？茖W(xué)家a和e之間合作關(guān)系雖然在疫情后依然存在，但合作次數(shù)明顯降低。最終，這個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)中僅有4條合作關(guān)系得到延續(xù)，并且較疫情前相比網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變化。這些變化可總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

圖1 新冠疫情爆發(fā)前后我國(guó)國(guó)際科研合作網(wǎng)絡(luò)變化縮影Fig.1 The Snapshot of International Scientific Collaborations Network of China Before and After COVID-19 Outbreak

（1）節(jié)點(diǎn)度：一個(gè)科學(xué)家的合作者數(shù)量。例如，科學(xué)家f在疫情之前有3個(gè)合作伙伴c、d和e，而在疫情后只剩下e。

（2）連邊數(shù)量：合作網(wǎng)絡(luò)中的連邊數(shù)。例如，疫情前合作網(wǎng)絡(luò)連邊數(shù)為9，疫情后連邊數(shù)僅為4。

（3）連邊權(quán)重：一個(gè)科學(xué)家與另一科學(xué)家之間合作次數(shù)。例如，科學(xué)家a和e在疫情前合作次數(shù)為5，疫情后合作次數(shù)僅為2次。

（4）生存概率：疫情前后保留下來(lái)合作關(guān)系比重。

（5）節(jié)點(diǎn)重要性：一個(gè)科學(xué)家在網(wǎng)絡(luò)的合作地位。例如，科學(xué)家d在疫情之前的合作網(wǎng)絡(luò)中處于核心位置，并與多個(gè)科學(xué)家合作；而在疫情之后，失去了大部分合作者，不再處于網(wǎng)絡(luò)中心位置。

對(duì)于上述這些結(jié)構(gòu)變化，本研究利用合作規(guī)模、合作強(qiáng)度、合作生存概率、合作中心性和權(quán)威性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行測(cè)量（各指標(biāo)定義詳見(jiàn)2.4章節(jié)）。

2.2 數(shù)據(jù)選取

本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源于生物學(xué)預(yù)印本bioRxiv平臺(tái)。由于bioRxiv不提供結(jié)構(gòu)化的元數(shù)據(jù)，所以通過(guò)Dimensions數(shù)據(jù)庫(kù)獲取數(shù)據(jù)。Dimensions是由Digital Science公司發(fā)布的一個(gè)全新的科學(xué)數(shù)據(jù)平臺(tái)，該平臺(tái)收錄大量的文獻(xiàn)出版物、基金、專利信息和臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)①https://www.dimensions.ai/。本研究利用該平臺(tái)收集了2017年至2021年發(fā)表在bioRxiv平臺(tái)的129,278篇科學(xué)文獻(xiàn)。對(duì)于每篇bioRxiv論文的標(biāo)題/摘要使用Dimensions數(shù)據(jù)庫(kù)提供的如下檢索式："COVID-19" OR "2019-nCoV" OR "coronavirus" OR"Corona virus" OR "SARS-CoV" OR "MERS-CoV" OR "Severe Acute Respiratory Syndrome" OR "Middle East Respiratory Syndrome" OR "HCoV-2019" OR "hcov" OR "severe acute respiratory syndrome coronavirus 2" OR "severe acute respiratory syndrome corona virus 2"。若該論文標(biāo)題/摘要包含上述的關(guān)鍵詞，則認(rèn)為是新冠病毒領(lǐng)域的科學(xué)文獻(xiàn)，簡(jiǎn)稱“新冠論文”；若不包含該關(guān)鍵詞，則認(rèn)為是非新冠病毒領(lǐng)域的科學(xué)文獻(xiàn)，簡(jiǎn)稱“非新冠論文”。最終，本研究得到7,052篇新冠論文和122,226篇非新冠論文數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)字段具體包括論文作者姓名（全稱和簡(jiǎn)稱）、作者所在機(jī)構(gòu)名稱、機(jī)構(gòu)所在國(guó)家、DOI、出版時(shí)間。為解決作者重名問(wèn)題，采用作者姓名全稱字段，并利用“作者姓名全稱+作者所在機(jī)構(gòu)名稱”的形式作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來(lái)構(gòu)建科研合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。

歐盟成員國(guó)是我國(guó)國(guó)際合作的重要伙伴，在對(duì)我國(guó)與歐盟合作分析時(shí)，本研究將這27個(gè)歐盟成員國(guó)（不包括英國(guó)）②奧地利、比利時(shí)、保加利亞、塞浦路斯、克羅地亞、捷克、丹麥、愛(ài)沙尼亞、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、希臘、匈牙利、愛(ài)爾蘭、意大利、拉脫維亞、立陶宛、盧森堡、馬耳他、荷蘭、波蘭、葡萄牙、羅馬尼亞、斯洛伐克、斯洛文尼亞、西班牙和瑞典。當(dāng)做是一個(gè)整體。鑒于英國(guó)脫歐時(shí)間線較長(zhǎng)（2016年全民公投脫歐至2020年歐盟正式批準(zhǔn)英國(guó)脫歐）以及脫歐對(duì)英國(guó)國(guó)際科學(xué)合作的潛在影響，本文在接下來(lái)的研究中將對(duì)英國(guó)進(jìn)行單獨(dú)分析。

2.3 科研合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)

在科學(xué)論文合著中，每個(gè)作者的貢獻(xiàn)是不同的。通訊作者通常在論文合著中發(fā)揮主導(dǎo)作用，對(duì)合著論文的實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)最大[24]。同時(shí)，通訊作者也扮演橋梁作用，會(huì)促進(jìn)新的科學(xué)合作產(chǎn)生[25]?；?29,278篇科學(xué)文獻(xiàn)和1,201,676條合作關(guān)系，本文構(gòu)建了一個(gè)有向、加權(quán)、動(dòng)態(tài)、以通訊作者為中心的全球科研合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)[26-27]。該網(wǎng)絡(luò)定義為：G_global=（V,E,W,T）。其中，V是合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，即論文的作者集合；E為網(wǎng)絡(luò)的連邊，即一篇論文中通訊作者與其他作者的合作關(guān)系，連邊的方向?yàn)槠渌髡咧赶蛲ㄓ嵶髡?；W表示某一作者與通訊作者的合作次數(shù)，即權(quán)重；T表示合作關(guān)系形成的時(shí)間，即論文在bioRxiv平臺(tái)上的發(fā)表時(shí)間。圖2展示了該科研合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造示意圖。T表示論文出版時(shí)間，*表示該用戶為論文的通訊作者。以論文1為例，該論文共包含3個(gè)作者：a、b、c，b是該篇論文的通訊作者。于是，在節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b之間添加一條a指向b的連邊，連邊產(chǎn)生的時(shí)間為T1；同樣，在節(jié)點(diǎn)c和節(jié)點(diǎn)b之間添加一條c指向b的連邊，連邊的產(chǎn)生時(shí)間為T1。對(duì)于另外7篇論文也是如此，最終得到圖2中所繪制的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖2 全球科研合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造示意圖Fig.2 Schematic Diagram of the Construction of the Dominant Network of Global Scientific Collaboration

2.4 測(cè)量指標(biāo)

2.4.1 合作規(guī)模

本文將科學(xué)家的合作規(guī)模定義為，在全球合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中，與其相連接的科學(xué)家數(shù)量。對(duì)于任意一位科學(xué)家i，其合作規(guī)模為：

其中，表示從其他節(jié)點(diǎn)指向節(jié)點(diǎn)i的連邊數(shù)

表示從節(jié)點(diǎn)i指向其他節(jié)點(diǎn)的連邊數(shù)。

2.4.2 合作強(qiáng)度

科學(xué)家合作強(qiáng)度，指在全球合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中，某一位科學(xué)家與其相連的合作者之間的合作次數(shù)之和，其計(jì)算公式如下所示：其中，Ni表示與科學(xué)家i直接相連的合作者集合，wij為科學(xué)家i與其直接合作者j之間的合作次數(shù)。

2.4.3 合作生存概率

合作生存概率指在全球合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中某一時(shí)刻t1所建立的合作關(guān)系集合C，在時(shí)刻t2依然存在的概率，其計(jì)算公式為：

式中Ct1表示在t1時(shí)刻科學(xué)家們所建立合作關(guān)系集合，Ct2表示在t2時(shí)刻所建立合作關(guān)系集合。

2.4.4 合作中心性和權(quán)威性

Hyperlink-Induced Topic Search（簡(jiǎn)稱HITS）算法[28]最早于1997年被Kleinberg提出用于信息檢索。由于其出色的性能，該算法目前已被應(yīng)用到期刊、論文或節(jié)點(diǎn)的重要性評(píng)價(jià)中[29-31]。在有向網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，HITS算法從兩個(gè)方面衡量節(jié)點(diǎn)的重要性：權(quán)威性和中心性。該算法認(rèn)為，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)指向許多高權(quán)威性的節(jié)點(diǎn)，那么該節(jié)點(diǎn)就具有較高的中心性；如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)被許多高中心性的節(jié)點(diǎn)指向，那么該節(jié)點(diǎn)就具有較高的權(quán)威性。因此，在有向網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能被分配兩個(gè)分?jǐn)?shù)：權(quán)威分?jǐn)?shù)和中心分?jǐn)?shù)。那么節(jié)點(diǎn)i的權(quán)威分?jǐn)?shù)ai可以定義為網(wǎng)絡(luò)中所有指向節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)的中心分?jǐn)?shù)之和；節(jié)點(diǎn)i的中心分?jǐn)?shù)hi可以定義為該節(jié)點(diǎn)所指向的所有節(jié)點(diǎn)的權(quán)威分?jǐn)?shù)之和。該算法每次迭代計(jì)算過(guò)程如下所示：

其中，n表示網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，如果存在從節(jié)點(diǎn)j指向節(jié)點(diǎn)i的連邊，則aji=1，否則為0，同理aij也是如此。每一次迭代后，將兩個(gè)值標(biāo)準(zhǔn)化為：

3 結(jié)果分析

3.1 我國(guó)國(guó)際科研合作增長(zhǎng)情況

本文首先分析了我國(guó)（僅中國(guó)大陸地區(qū)）的國(guó)際科研合作增長(zhǎng)情況。如圖3所示，疫情來(lái)臨之前，我國(guó)的國(guó)際和國(guó)內(nèi)合作關(guān)系比重、規(guī)模以及強(qiáng)度均表現(xiàn)出良好的增長(zhǎng)趨勢(shì)。然而，隨著新冠疫情在全球蔓延開(kāi)來(lái)（2019年12月之后），我國(guó)的國(guó)際和國(guó)內(nèi)合作關(guān)系比重、規(guī)模和強(qiáng)度在經(jīng)歷了一個(gè)短暫的上升后整體表現(xiàn)出下降趨勢(shì)。具體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的國(guó)際科研合作關(guān)系比重先增長(zhǎng)至歷史最高點(diǎn)0.03（2020年3月），隨后下降至0.01（2021年1月）；我國(guó)的國(guó)際合作規(guī)模增長(zhǎng)至最高點(diǎn)1.85（2020年）后，又下降到1.72（2021年）；合作強(qiáng)度上升至最高點(diǎn)2.22（2020年）后，又跌落至2.13（2021年）。

圖3 我國(guó)的國(guó)際科研合作增長(zhǎng)情況Fig.3 Growth of China's International and Domestic Scientific Collaborations

總的來(lái)說(shuō)，在新冠疫情全球爆發(fā)后，我國(guó)的國(guó)際合作在合作關(guān)系比重、規(guī)模和強(qiáng)度方面均經(jīng)歷了疫情初期的增長(zhǎng)繼而下降的趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步檢視，我們發(fā)現(xiàn)，疫情初期的合作增長(zhǎng)主要是因?yàn)樵谛鹿诓《绢I(lǐng)域我國(guó)早期處于領(lǐng)先地位，所以許多國(guó)家的科學(xué)家（如美國(guó)和歐盟地區(qū)）在疫情初期都選擇積極與我國(guó)合作。本節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總見(jiàn)表1。

表1 3.1節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總Table 1 Summary of the Results of Section 3.1

3.2 我國(guó)與主要國(guó)家的科研合作增長(zhǎng)情況

在疫情來(lái)臨之前，中美、中歐之間科研合作始終保持著良好的增長(zhǎng)趨勢(shì)，如圖4所示。在疫情爆發(fā)之后，中美的合作關(guān)系比重、規(guī)模和強(qiáng)度首先經(jīng)歷了大幅增長(zhǎng)（2019-2020年），然后大幅下降（2020-2021年）。具體來(lái)說(shuō)，中美的合作關(guān)系比重從0.014（2019年12月）增長(zhǎng)至最高點(diǎn)0.036（2020年3月），隨后下降至0.008（2021年1月）；中美的合作規(guī)模從1.64（2019年）增長(zhǎng)至1.78（2020年），又下降至1.66（2021年）；中美合作強(qiáng)度從1.95（2019年）增長(zhǎng)至2.11（2020年），又下降至1.98（2021年）。

圖4 我國(guó)與主要國(guó)家的國(guó)際科研合作增長(zhǎng)情況Fig.4 Growth of Joint Research for China Collaborated with the Major Countries

中歐的三個(gè)合作指標(biāo)在疫情爆發(fā)后的增長(zhǎng)趨勢(shì)有所不同。中歐的合作關(guān)系比重呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后下降的趨勢(shì)，而合作規(guī)模在疫情爆發(fā)后一直處于下降趨勢(shì)，但下降幅度不明顯；合作規(guī)模指標(biāo)從1.54（2019年）下降至1.51（2021年）；合作強(qiáng)度指標(biāo)先輕微的下降，并隨后得到提升，從1.895（2019年）下降至1.892（2020年），又大幅增長(zhǎng)至1.957（2021年）。本節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總見(jiàn)表2。

表2 3.2節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總Table 2 Summary of the Results of Section 3.2

3.3 我國(guó)國(guó)際科研合作生存概率

本研究進(jìn)一步分析了我國(guó)的國(guó)際科研合作的生存概率。如圖5所示，疫情來(lái)臨之前（2017-2019年），我國(guó)的國(guó)際和國(guó)內(nèi)合作生存概率皆呈上升趨勢(shì)，即我國(guó)與國(guó)際正在逐步建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的科學(xué)合作關(guān)系。然而，突如其來(lái)的新冠疫情打破了這一趨勢(shì)，在2019-2020年間，我國(guó)的國(guó)際生存概率急劇下降，從最初的0.0206下降至0.0136，并達(dá)到有史以來(lái)的最低點(diǎn)。在2020-2021年間，我國(guó)的國(guó)際合作生存概率展示出明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)，從0.0136上升至0.0175。

圖5 我國(guó)的國(guó)際科研合作生存概率Fig.5 Survival Probability of China's International Scientific Collaborations

中美兩國(guó)的合作生存概率連年下降，從0.0172（2018-2019年）下降至0.0127（2019-2020年），2021年大幅反彈（0.0127上升至0.0242）。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步檢查數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)2020-2021年大幅增長(zhǎng)主要是因?yàn)橹忻涝谛鹿诜窝最I(lǐng)域的大量合作導(dǎo)致。中歐的國(guó)際合作生存概率在疫情爆發(fā)之前保持著良好的增長(zhǎng)趨勢(shì)。但在疫情爆發(fā)后，其經(jīng)歷了大幅下降，從最高點(diǎn)0.0204下降至0.0126，并在2021年小幅增長(zhǎng)?？偟膩?lái)說(shuō)，在疫情爆發(fā)之際，我國(guó)與美國(guó)、歐盟之間的許多合作有所中斷。隨著疫情不斷地被控制，在疫情爆發(fā)后的一年內(nèi)，我國(guó)與美國(guó)、歐盟的合作生存概率有所上升，一些科學(xué)合作得到了延續(xù)。本節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總見(jiàn)表3。

表3 3.3節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總Table 3 Summary of the Results of Section 3.3

3.4 我國(guó)在新冠和非新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際科研合作情況

為了比較我國(guó)在新冠、非新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際科研合作模式上的差異，本文對(duì)比了它們合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和強(qiáng)度。如圖6所示，在非新冠病毒領(lǐng)域，我國(guó)與其他國(guó)家/地區(qū)的合作規(guī)模和強(qiáng)度特征分布具有明顯的“長(zhǎng)尾”特性，它們之間合作規(guī)模和強(qiáng)度最大值能達(dá)到40左右。而在新冠病毒領(lǐng)域，我國(guó)與這些國(guó)家的合作規(guī)模和強(qiáng)度最大值僅為20左右。具體來(lái)說(shuō)，中美兩國(guó)在新冠和非新冠病毒領(lǐng)域的合作規(guī)模較為接近（均值：1.784 vs 1.780），但二者的合作強(qiáng)度差異明顯，非新冠病毒領(lǐng)域的合作強(qiáng)度要高于新冠病毒領(lǐng)域（均值：2.122 vs 2.052）。相較于非新冠病毒領(lǐng)域，中歐和中英在新冠病毒領(lǐng)域的合作規(guī)模和強(qiáng)度表現(xiàn)出衰退趨勢(shì)（中歐的合作規(guī)模均值：1.549 vs 1.430，中歐合作強(qiáng)度均值：1.957 vs 1.840；中英合作規(guī)模均值：1.513 vs 1.396，中英合作強(qiáng)度：1.841 vs 1.729）?？梢?jiàn)，疫情全球爆發(fā)之后，我國(guó)在新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際合作是以縮減的規(guī)模和強(qiáng)度開(kāi)展。這也許是因?yàn)樾鹿谙嚓P(guān)的研究成果特別注重時(shí)效性，很難在短時(shí)間內(nèi)找到大規(guī)模的國(guó)際合作伙伴，從而組織大規(guī)模的研究隊(duì)伍。本節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總見(jiàn)表4。

表4 3.4節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總Table 4 Sumary of the Result of Section 3.4

圖6 我國(guó)與不同國(guó)家/地區(qū)國(guó)際科研合作規(guī)模和強(qiáng)度分布情況Fig.6 Distribution of the Scale and Strength of Joint Research for China Collaborated with other Countries/Regions

3.5 我國(guó)在新冠和非新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際科研合作地位

本文基于HITS算法從中心性和權(quán)威性兩個(gè)維度對(duì)比了疫情前后我國(guó)在新冠、非新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際科研合作地位變化情況。圖7展示了中心性和權(quán)威性指標(biāo)均排在前20名的國(guó)家的數(shù)值分布情況（距坐標(biāo)軸原點(diǎn)越遠(yuǎn)，某一維度的影響力就越高）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于2020年，我國(guó)在新冠和非新冠病毒領(lǐng)域的合作地位在2021年均有明顯的提升，而且我國(guó)新冠論文合作的地位遠(yuǎn)高于非新冠論文。具體來(lái)說(shuō)，在非新冠病毒領(lǐng)域，我國(guó)的中心性指標(biāo)增長(zhǎng)了2%，權(quán)威性指標(biāo)增長(zhǎng)了14%；在新冠病毒領(lǐng)域，我國(guó)的中心性和權(quán)威性指標(biāo)分別增長(zhǎng)了53%和4%。

圖7 我國(guó)在新冠和非新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際科研合作地位變化情況Fig.7 Variation of International Scientific Collaboration Status of China in the Field of COVID-19 and Non-COVID-19

美國(guó)和英國(guó)一直處于新冠、非新冠論文合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的絕對(duì)核心位置，并在新冠論文合作中進(jìn)一步得到加強(qiáng)。同樣，一些歐盟國(guó)家（如德國(guó)、法國(guó)和意大利等）的合作地位也得到提升。印度和日本的中心性指標(biāo)增加幅度較小，但權(quán)威性增長(zhǎng)幅度明顯。由此可見(jiàn)，隨著疫情在全球肆虐，各國(guó)的科學(xué)家積極地聯(lián)合起來(lái)抵抗疫情。那些歷年來(lái)處于合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)絕對(duì)核心位置和相對(duì)核心位置的國(guó)家，其合作地位得到進(jìn)一步的鞏固。而那些處于合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)非核心地位的國(guó)家則成為了許多位于網(wǎng)絡(luò)核心位置國(guó)家的重要合作伙伴。本節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總見(jiàn)表5。

表5 3.5節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總Table 5 Summary of the Results of Section 3.5

4 結(jié)論

基于bioRxiv平臺(tái)上大規(guī)模的科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，本文構(gòu)建了一個(gè)有向、加權(quán)、以通訊作者為中心的全球科研合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，并從國(guó)際合作增長(zhǎng)、國(guó)際合作生存概率、合作規(guī)模、合作強(qiáng)度以及合作地位這五個(gè)方面分析了新冠疫情前后我國(guó)國(guó)際合作模式的變化情況。

（1）國(guó)際合作增長(zhǎng)情況。比較了2017-2021年間我國(guó)國(guó)際合作增長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)新冠疫情爆發(fā)后，我國(guó)的國(guó)際合作關(guān)系比重、合作規(guī)模和強(qiáng)度均經(jīng)歷了疫情初期的增長(zhǎng)繼而隨著疫情發(fā)展的下降趨勢(shì)。疫情初期的增長(zhǎng)主要是由于我國(guó)在新冠病毒領(lǐng)域的早期研究處于領(lǐng)先地位所致。

（2）國(guó)際合作生存概率。在疫情爆發(fā)之際，我國(guó)的國(guó)際生存概率大幅下降，與美國(guó)、歐盟之間的許多合作有所中斷。隨著疫情不斷地被控制，在疫情爆發(fā)后的一年內(nèi)，我國(guó)與美國(guó)以及歐盟的合作生存概率有所上升，一些科學(xué)合作得到了延續(xù)。

（3）合作規(guī)模和強(qiáng)度。與非新冠論文相比，我國(guó)在2020-2021年的新冠論文合作中規(guī)模和強(qiáng)度均有所降低。其中，中美在新冠、非新冠病毒論文合作中的規(guī)模和強(qiáng)度總體上較為接近，而中歐在新冠、非新冠合作中的規(guī)模和強(qiáng)度相差較大。

（4）國(guó)際合作地位。相較于2020年，我國(guó)在2021年新冠、非新冠論文中的國(guó)際合作地位均得到明顯的提升，而且我國(guó)在新冠論文合作中的地位要遠(yuǎn)高于非新冠論文，意味著我國(guó)不僅在一定程度上主導(dǎo)著新冠疫情的合作，同時(shí)也是其他高影響力國(guó)家的重要合作伙伴。但是對(duì)于非新冠論文所反映的其他學(xué)科領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，我國(guó)在國(guó)際合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中的影響力還有待提高。

雖然在疫情初期，我國(guó)在新冠肺炎的研究中發(fā)表了諸多重要成果，在新冠肺炎研究的國(guó)際科學(xué)合作中占據(jù)重要位置，推動(dòng)了全世界對(duì)這一新型病毒的認(rèn)識(shí)。但是我們要看到，在其他眾多科學(xué)領(lǐng)域，我國(guó)在全球科學(xué)合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中并非主導(dǎo)，而僅僅是參與者角色，在網(wǎng)絡(luò)中的合作地位（中心性和權(quán)威性）低于美國(guó)、英國(guó)和歐盟。未來(lái)，從提高科學(xué)研究實(shí)力的角度出發(fā)，我國(guó)應(yīng)該積極主動(dòng)開(kāi)展國(guó)際科學(xué)合作，包括：

（1）提高國(guó)際科學(xué)合作的參與程度。資助更多青年學(xué)者和學(xué)生走出去，多參加國(guó)際交流，結(jié)識(shí)國(guó)際伙伴，建立合作關(guān)系。

（2）提高國(guó)際科學(xué)合作的主導(dǎo)地位。通過(guò)主導(dǎo)大科學(xué)計(jì)劃、國(guó)際合作科研項(xiàng)目等，以我國(guó)科學(xué)家為主導(dǎo)，吸引更多優(yōu)秀國(guó)際學(xué)者參與，在國(guó)際科學(xué)合作中占據(jù)主導(dǎo)地位。

（3）提高國(guó)際科學(xué)合作的廣泛性。除了積極與美、英、歐盟、日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展科學(xué)合作外，還應(yīng)積極推動(dòng)與“一帶一路”沿線國(guó)家開(kāi)展科學(xué)合作，擴(kuò)大國(guó)際科學(xué)合作范圍，提升國(guó)際科學(xué)合作程度。

本文的研究也存在一些局限性。第一，疫情前后全球合作主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化是復(fù)雜的，僅從合作規(guī)模、合作強(qiáng)度、合作地位以及生存概率這四個(gè)維度來(lái)測(cè)量不夠全面和完善；第二，本研究?jī)H使用了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，并不能完全代表我國(guó)國(guó)際合作情況。在未來(lái)的研究中，我們將完善這一研究，通過(guò)多源數(shù)據(jù)和更豐富的測(cè)度指標(biāo)來(lái)進(jìn)一步揭示后疫情時(shí)代科學(xué)交流演變規(guī)律，為我國(guó)從參與到主導(dǎo)國(guó)際合作的演變提供借鑒與參考。

作者貢獻(xiàn)說(shuō)明

曹仁猛：設(shè)計(jì)研究方案，數(shù)據(jù)分析，論文寫作與修改；

謝維熙：數(shù)據(jù)收集與處理；

耿嶼：數(shù)據(jù)分析，論文修改；

王賢文：提出研究思路，設(shè)計(jì)研究方案，數(shù)據(jù)收集，論文修改。

支撐數(shù)據(jù)

支撐數(shù)據(jù)由作者自存儲(chǔ)，E-mail：xianwenwang@dlut.edu.cn。

1、曹仁猛，謝維熙，王賢文.我國(guó)在新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際合作數(shù)據(jù).txt.新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際合作數(shù)據(jù).

2、曹仁猛，謝維熙，王賢文.我國(guó)在非新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際合作數(shù)據(jù).txt.非新冠病毒領(lǐng)域的國(guó)際合作數(shù)據(jù).