科學知識圖譜視角下科研中的合作性分析——以h 指數研究為例*

王會杰，謝彩霞

0 引言

社會中的問題，歸結起來有兩類：其一，協調；其二，合作[1]。協調的問題，最終還要歸結到合作上來。合作，即個體或群體為了達到同一目的而采取的聯合性行動，它是實現雙贏、共贏的有效途徑。隨著知識的豐富，科研合作也顯得日趨重要。本文借助當前科學計量學中較受追捧的研究方法——科學知識圖譜(簡稱“知識圖譜”)，以h 指數研究為例，通過繪制h 指數研究的知識圖譜，展現當前h 指數研究的現狀和研究趨勢，反映當前科研工作中合作的亟需性和重要性。

1 知識圖譜的產生

知識圖譜，基于對內容、引文網絡和信息可視化的分析，以一種可視化的形式呈現科學知識的發展進程和結構關系，通過對數據的挖掘、分析、分類和繪圖，描述隨著時間的發展人類擁有的知識資源及其載體，闡述研究領域的擴散及傳播，它創造了知識共享的空間，促進了科學技術研究的合作和深入。最初的知識圖譜是以數學的方程式來描述科學發展規律的，并在此基礎之上進而繪制成以曲線為表達形式的二維圖形。隨后對科學合作的三維空間模型的研究大大推動了知識圖譜的發展，知識圖譜逐漸由簡單的二維曲線向較為復雜的三維立體圖形演化[2]。

知識圖譜是當前科學計量學中較為受追捧的研究方法之一。專家可以通過知識圖譜迅速了解本領域當前研究現狀，把握領域內研究的趨勢；非專家也可以通過知識圖譜簡單清晰地了解某一個領域的總體發展脈絡。h 指數自Hirsch 提出以來，引起學術界的極大關注，一些學者還在Hirsch 提出的h 指數基礎上進行了不斷的擴展和改進[3-4]。選取h 指數的研究作為科研中的合作性的代表，首先在研究樣本上具有可操作性，其次，具有普遍意義上的代表性。基于知識圖譜分析的諸多優越性，本文將選取知識圖譜作為研究工具，以有關h 指數研究的科學文獻作為分析對象，探討科研活動中的合作性問題。

2 實證分析

2.1 數據來源

本文研究的數據來源于Thomson Scientific制作的ISI Web of Science 平臺中的科學引文索引擴展版(Science Citation Index Expanded，SCIE)、社會科學引文索引(Social Sciences Citation Index，SSCI)和藝術與人文科學引文索引(Arts & Humanities Citation Index，A&HCI)(簡稱WOS)三大引文數據庫。所采用的數據時間跨度為從2006 年到2012 年。在數據的選擇方面，首先以“h index”為檢索主題在WOS中進行檢索，并結合Hirsch 關于h 指數一文中的施引文獻的數據對非h 指數研究進行人工排除，最終得到1096 篇有關h 指數的研究文獻，以此作為本項研究的數據來源。

2.2 知識圖譜下科研中的合作性分析

為了展現科研中的合作性，本文運用Citespace 信息可視化軟件分別繪制“學者間的合作網絡”(圖1，見第26 頁)、“機構間的合作網絡”(圖2，見第26 頁)和“國家間的合作網絡”(圖3，見第27 頁)，以此為例，從個體、機構、國家(地區)三個層面上對科研中的合作性進行圖譜展示[5]。

在圖1 中，每個節點大小代表著每位作者發文量的多少，連線揭示了節點之間合作者的關系，連線的粗細代表作者之間合作的密切程度。幾個較大的節點揭示了h 指數研究領域主要合作者的網絡結構。圖中關鍵節點的合作者分別是美國的物理學家赫希(HIRSCH，JE.)、匈牙利厄缶大學教授布勞溫(BRAUN，T.)博士、美國著名的情報學家和科學計量學家尤金.加菲爾德(GARFIELD，E.)、匈牙利著名的科學計量學家格倫采爾(GLANZEL，W.)教授、比利時的安特衛普大學的埃格赫(EGGHE，L.)教授、比利時工業科技學院的數學家魯索(ROUSSEAU，R.)、匈牙利的科學家舒伯特(SCHUBERT，A.)等。在作者合作網絡圖譜中有3 個較大的聚類：(1)以赫希—埃格赫—加菲爾德為中心的合作網絡；(2)以格倫采爾—魯索—埃格赫為中心的合作網絡；(3)以布勞溫—格倫采爾—埃格赫為中心的合作網絡。通過以上作者合作網絡知識圖譜，可以直觀地看到，赫希、布勞溫、加菲爾德、埃格赫、格倫采爾、魯索、舒伯特等在h指數研究領域比較活躍，基本上形成了較為穩定的研究團隊，他們是h 指數研究領域合作網絡中的重要節點，特別是埃格赫和格倫采爾，更是該合作網絡中的重要關鍵點。

圖1 學者間的合作網絡

圖2 機構間的合作網絡

圖3 國家(地區)間的合作網絡

在圖2 中，樣本的選擇為每個年度的前50個機構，節點的大小表示機構的發文量，連線的粗細意味著機構之間合作的緊密程度。從研究中可以發現有5 個主要合作網絡：(1)以Henan Normal Univ—Univ Antw erp—Hasselt Univ—Chinese Acad Sci 為中心合作網絡；(2)以Hungarian Acad SCI—Katholieke Univ Leuven—Semmelweis Univ—Eotvos Lorand 為中心合作網絡；(3)以Katholieke Univ Leuven—KHBO Assoc KU Leuven—Hungarian Acad Sci為中心合作網絡；(4) 以Univ Antwerp—Univ Hasselt—KHBO—Henan Normal Univ—Hasselt Univ 為中心的合作網絡；(5)以Hasselt Univ—Univ Antwerp—Henan Normal Univ—KHBO Assoc KH Leuven 為中心的合作網絡。通過該圖還可以發現，發文量最多的是安特衛普大學，其次是SCI 研究機構、魯汶大學、蘇黎世大學、開姆尼茨工業大學、蘇黎世聯邦理工學院、印第安納大學、格拉那達大學、河南師范大學等。從機構合作網絡知識圖譜中，可以看出河南師范大學與其他機構都有合作，說明河南師范大學在該領域研究中也是較為活躍的機構。在這些研究機構中，安特衛普大學與哈塞爾特大學、河南師范大學和安特衛普大學、哈塞爾特大學、布魯日- 奧斯坦天主教大學等都有合作。從整個網絡來看，河南師范大學、安特衛普大學、哈塞爾特大學是網絡中的中心節點。

將圖1 和圖2 中“學者間的合作網絡”以及“機構間的合作網絡”結合起來進行分析，可以展示出在圖譜中起關鍵作用的科學家節點及其之間的合作關系。譬如河南師范大學的梁立明、中國科學院文獻情報中心的金碧輝都與安特衛普大學普賴斯獎獲得者埃格赫進行過合作研究，合著論文數2 篇，第一篇是《Fundamental properites of rhythm sequences》，第二篇是《A relation between h- index and impact factor in the pow er- law model》。其中，金碧輝(2007)發表在《科學通報》上的文獻共有引文146 篇，梁立明(2006)發表在科學計量學期刊上的文獻共有引文48 篇。而埃格赫的引文是488 篇，發表在科學計量學期刊的文獻引用的較多。2005 年以后，埃格赫的主要研究方向轉移到h 指數的研究領域，并在2006 至2007 年發表了3 篇關于h 指數的論文，并且被引頻次都比較高。這3 篇論文分別是：《Theroy and practice of the g- index》 《The r- and AR- indeces： Complementing the h- index》《An informetric model for the Hirsch- index》。其中，引用埃格赫論文的國家(地區)主要集中在美國、比利時、中國大陸、英國等國家(地區)。

在圖3 表明的h 指數研究有關國家(地區)合作的圖譜中可以看出，每個國家(地區)的研究實力各不相同。在國家(地區)合作研究網絡知識圖譜中形成了8 個較大的合作聚類：(1)以USA—CANADA—GERMANY—SWITZERLAND為中心的合作網絡；(2)以BELGIUM—P.R.CHINA—ENGLAND—HUNGARY 為中心的合作網絡；(3)以ENG- LANGD—NEW ZEALAND—JAPAN—P.R.CHINA—SCOTLAND—SOUTH AFRICA 為中心的合作網絡；(4)以AUSTEALIA—NETHERLANDS —NEWEALAND—TAIWAN—ENGLAND 為中心的合作網絡；(5)以USA—CANADA—GREECE—CA USA—NY USA為中心的合作網絡；(6)GERMANY—P.R.CHINA—TAIWAN—BELGIUM 為中心的合作網絡；(7)以SPAIN—MEXICO—CUBA 為中心的合作網絡；(8)NEHERLANDS—AUSTRIA—AUSTRALIA—IRELAND 為中心的合作網絡。從該圖還可以看出，標示美國的節點最大，說明美國在h 指數領域的研究成果最多。其次分別是德國、比利時、奧地利、英格蘭、中國大陸、澳大利亞、加拿大、希臘、荷蘭、莫斯科、中國臺灣等。從節點的大小比較來看，美國和德國在h 指數研究領域遙遙領先于世界其他國家(地區)，處于絕對優勢地位。但是從合作網絡的中心度來看，德國、加拿大、中國大陸依次排在前三位。說明這三個國家(地區)在h 指數研究領域比較活躍，與其他國家合作較為廣泛。雖然美國在該領域研究成果最多，但國際合作并不活躍，大都是美國本土內的合作。相對而言，中國大陸的發文數量雖落后于美國、德國等國家(地區)，但中國與其他國家(地區)的合作較多，圖譜中顯示中國與美國、德國、比利時、英格蘭等國家(地區)都有密切的合作關系。

3 結論

當前知識圖譜已經成為科學計量學領域的研究熱點，在各門學科領域的應用也越來越廣泛。本文運用知識圖譜對h 指數研究領域的合作情況進行了分析，研究發現：(1)參與科研合作的個體基本上形成了較為穩定的研究集群，各集群之間以著名科學家為關鍵點進一步鏈接成為h 指數研究領域的整體合作網絡圖譜。(2)從機構間合作的網絡來看，h 指數研究領域的機構合作主要集中在國內外大學之間。機構合作網絡圖譜揭示出河南師范大學、安特衛普大學、哈塞爾特大學是網絡中的中心節點。“學者間的合作網絡”以及“機構間的合作網絡”結合起來共同展示出在圖譜中起關鍵作用的科學家節點及其之間的合作關系。(3)受個體和機構的影響，國家(地區)與國家(地區)之間在h指數研究領域的合作日愈廣泛。綜合來看，美國在該領域研究成果數量最顯著，德國在該領域的國際合作最為活躍。相對而言，中國大陸在該領域的成果數量不多，但中國大陸與其他國家(地區)的合作較為頻繁，圖譜中顯示中國大陸與美國、德國、比利時、英格蘭等國家(地區)都有密切的合作關系。(4)個體之間的合作對機構和國家層面的合作具有重要的影響和推動作用。從網絡圖譜來看，個體層面的三大聚類引發了五個機構層面的合作集群和八個國家(地區)層面的合作集群。

[1] 張維迎. 博弈與社會[M]. 北京：北京大學出版社，2013 （1）：1- 12.

[2] 陳悅，劉則淵，陳勁，等. 科學知識圖譜的發展歷程[J]. 科學學研究，2008 （3） .

[3] Hirsch J E. An index to quantify an individual’s scientific research output[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2005，102 （46）：16569- 16572.

[4] 金碧輝. 科學家為自己設計了一項評價指標：h 指數[J]. 科學觀察，2007 （3）：1- 8.

[5] Chen，Chaomei. CiteSpace II：Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature. [J] Journal of the American Society for Information Science and Technology，2006，57 （3）：359- 377.