科学计量学

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科学计量学(Scientometrics)

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什么是科学计量学

  科学计量学是用计量方法研究科学技术发展整体和有关组成部分的量献规律性,探讨科学技术活动过柱中量与质的关系的理论。

  科学计量学是一门以科学自身为研究对象,进行定量研究的学科。这门学科借助科学计量学指标,运用数学方法计量科学研究的成果、描述科学体系的结构、分析科学系统的内在运行机制,揭示科学发展的时空特征,也探讨在整个社会大背景之下科学活动的定量规律性。自60年代初创立至今,科学计量学已被广泛应用于科研主体实力考察、学术期刊质量评估、科技发展规划制订以及科学基金项目管理等许多方面。

科学计量学的产生

  马克思最早揭示出数学方法在科学研究中的重要作用,他认为,“一种科学只有在成功地运用数学时,才算达到了真正完善的地步。” 这一光辉论断,已被自然科学和社会科学的发展逐步验证。恩格斯对科学发展的定量规律也早有论述,1844年他在《政治经济学批判大纲》一文中说:“科学发展的速度至少也是和人口增长的速度一样的;人口的增长同前一代人的人数成比例,而科学的发展则同前一代人遗留下的知识量成比例,因此在最普通的情况下,科学也是按几何级数发展的。” 后来他在《自然辩证法》导言中又进一步指出:“科学的发展从此便大踏步地前进,而且得到了一种力量,这种力量可以说是与从其出发点起的(时间的)距离的平方成正比的。” 马克思恩格斯的这些论述,对把科学当作一种社会现象来研究的科学学的发展和数学化有重要的指导意义。

  科学学是在现代科学技术革命的背景中诞生和发展的,它的研究起始于20世纪20、30年代,第二次世界大战以后获得迅速发展。科学学的研究对象是科学自身,科学学在发展过程中,也深受科学中数学化趋势的影响。采用定量方法研究科学的发展规律,日益得到人们的重视。科学学的创始人贝尔纳(John D.Bernal,1901-1971)和默顿(Robert K.Merton)在他们奠定科学学理论基础的名著《科学的社会功能》、《十七世纪英国的科学、技术与社会》中,也大量运用统计数据和图表,在数量分析的基础上阐述他们的观点。在科学的数学化趋势的推动下,科学学的研究逐渐走上了定量化的道路,这种定量研究融合了早期对科学的零散统计分析,并日益发展壮大,最后形成了科学计量学这门学科。

  社会实践的需要首先决定了科学计量学的产生。20世纪,随着科学日益社会化和社会的科学化,科学进入了大科学时代。科学研究的规模越来越大,如美国为制造原子弹所组织的“曼哈顿计划”历时4年,耗费23亿美元,15 万人参加;为实现登月而组织的“阿波罗计划”,前后历时11年,耗资240亿美元,有400万人参加。在科学发展规模日益扩大的情况下,如何确定科学发展的领域和方向、如何分配总是短缺的科研资源等问题日益摆到议事日程上来。以往的做法通常是同行评议,但同行评议制本身固有的局限使它不断遭到人们的抨击,这种情况下采用定量方法进行评价逐渐被人尝试,并且作为对同行评议的一种补充,计量方法逐渐得到人们的认同。

  随着科学的发展,科技文献的数量迅速增长,甚至达到膨胀的地步,使人产生知识爆炸的感觉。庞大的科技文献量,带来利用和管理上的困难,于是各种文摘及索引应运而生。在这些索引的基础上,关于文献数、著者数、引文数等数据日益积累起来,对这些数据进行定量研究和分析,也水到渠成。于是以科技文献为研究对象,揭示文献产生和交流过程中的定量规律的文献计量学在20世纪60年代产生了。文献计量学从科技文献入手,进而侧面揭示科学发展的规律。作为科学计量学的姊妹学科,文献计量学和科学计量学的早期发展是融合在一起的,因此很多科学计量学家同时也是文献计量学家。

  马克思关于科学中要普遍运用数学的论断, 20世纪在社会主义国家如前苏联、匈牙利等国产生了很大影响。这些国家的科学学家自觉地探索着数学方法在科学学研究中的应用。科学计量学这个名词最先在前苏联诞生和匈牙利最先出版世界上第一本科学计量学的杂志,就是这种探索的结果。

  美国科学史家、科学学家德里克·索拉·普赖斯(DerekJ.de Solla Price,1922-1983)在前人工作的基础上,对反映科学发展的不同指标数据进行统计,发现了科学计量指标的指数增长和逻辑增长律,他的著作使对科学的定量研究系统化和体系化,并摆脱了科学史和科学哲学的研究范畴,从而奠定了科学计量学作为一门学科的基础。普赖斯被后人誉为“科学计量学之父”。科学计量学的产生,标志着科学学的发展基本上结束了自己的前科学(Pre-science)阶段,而进入了常规科学(Normal'science)的成熟阶段。

科学计量学的地位

  作为一门对科学文献进行定量统计分析的学科,科学计量学的目标之一就是创立评价科学的指标系统,对课题小组、高等学校、国家地区、科学领域以及分支学科等进行研究。各国科学计量学家利用诸如概率论统计分析、矩阵分析、聚点分析等数学工具,对科学家、科学成果、科学期刊、论文、引文等作了一系列深入的定量研究和探索,从而为可靠地评估国家、机构、个人的科学活动水平、发展趋势和生产率、揭示科学发展科学前沿的进展,甚至预测未来的诺贝尔奖获得者的人选,提供了定量依据。

  科学计量学中最基本的方法是科学文献的引文分析方法,这也是国际上最有效的测度各国基础科学发展的水平与速度的方法。特别是Garfield E创办的《科学引文索引》( Science Citation Index, SCI)的问世,为这一方法的广泛运用提供了强有力的数据支持。科学计量学的发展,使科研绩效的评估向着更加科学化的进程迈进。在这方面,集中度定律、洛特卡定律、布拉德福定律、齐普夫定律、普赖斯定律、引文定律、文献老化定律、文献增长与冗余定律等文献计量学理论,为科学计量学在科研绩效评估中的应用提供了一个广阔的前景 。

科学计量学的自身特点

  科学计量学与自然科学相比较有几个明显的差异:一是从计量对象上来看,有大得多的现象多重性;二是从对计量结果的理解上,有大得多的计量结果主观性;三是从与数学的关系上看,有小得多的数学公式的适用性。当代较为成熟的科学计量学方法包括统计分析法、出版物数量计量方法、“引文索引”方法、内容分析法、词(字)分析法、数学模型的建立等 。

科学计量学的研究内容

  科学计量学的研究内容包含了不同的层次,总体上分为样本层次、论文导向和研究方法等层次,而这些层次可以分为更小的层次,比如,样本可以分为宏观层次的样本和微观层次的样本等,且不同的层次也有着不同的内容。

科学计量学和文献计量学、信息计量学的关系

  1.三种计量科学之间的联系

  三种计量学科的联系最突出的表现是在研究对象方面,即都以文献作为计量研究对象。由于这三种计量学科都要以文献作为各自的研究对象,从而决定了它们在研究方法、研究内容方面也有许多相似、搭界和重合之处,主要包括下面几个主要方面:(1)语言、词和词组的频率统计; (2)作者论文生产率测度; (3)出版源特征,如某一学科的论文在全部学术杂志上的最显著分布; ( 4)引文分析,包括作者、论文、团体、杂志和国家的分布。( 5)计量模型(定律) ,包括布拉德福模型、洛特卡定律、半衰期模型等。同时,三种计量学均以数学方法作为基本研究方法,对文献的计量研究是三者的共同任务。见图的黑色区域。

  2.三种计量科学的区别

  文献计量学、科学计量学和信息计量学的相似、搭界和重合之处,容易使人迷惑。事实上,我们从三种计量学科的研究对象和研究目的这两个方面就可以区分开来。科学计量学的研究内容,不仅包括文献指标,还涉及科技人才、科研经费、科学共同体、科学能力等方面。因此,科学计量学和科学发展的关系更为密切,也更易进入科学决策。文献计量学、科学计量学和信息计量学的实质性区别可以用图1来表示。

  Image:图文献计量学、科学计量学和信息计量学的区别和联系.jpg

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