2021年10月28日,中午11:30-13:00,由教育部、科技部“收入分配与现代财政学科创新引智基地”和科技战略与政策研究中心共同主办的希贤“创新云论坛”第二期在线上如期举行。大连理工大学科学与科技管理研究所副所长胡志刚副教授作为本期希贤“创新云论坛”的主讲嘉宾,带来了题为“世界科研合作图鉴:规模、结构与角色”的学术演讲。本次论坛由科技战略与政策研究中心主任曾婧婧教授主持,共有来自大连理工大学、中国政法大学、武汉大学、华中科技大学、中南财经政法大学等多所高校的百余名师生在线参加了本次学术论坛。
胡志刚副教授的讲座内容主要是基于科学计量学方法,从规模、结构与角色三个视角研究世界科研合作网络并绘制可视化图谱。
当前我们正处在一个科研合作的时代,一方面在大科学时代,由于科研问题的复杂性,科学数据的规模,以及资源共享的需要,牛顿式的“单打独斗”的科研模式已经不适应大科学时代的创新需要,团队式科研合作已经成为了科技创新的必要方式和主流形式;另一方面,互联网时代的到来,大大减少了科研合作中的交通和沟通成本,使得科学家有能力组建和领导跨机构乃至跨国别的科研团队。
基于当下时代背景,科研合作已经不仅仅是过去简单的作者之间的合著线性关系,而是由多个合著节点、多条合著线条构成的复杂庞大的合著网络。对这一复杂网络的研究就需要用到科学计量学的方法,如对科研合作网络中的合作关系(连线重要性指标)、科研合作网络中的成员(节点重要指标)以及科研合作网络中的团队发现(网络聚类算法)的指标考察和算法。然后胡志刚副教授重点介绍了科研合作研究的三个视角:规模、结构和角色。并结合两篇研究论文详细讲解了如何从上述研究视角考察不同国家科研合作网络的特点和变化。
第一篇文章:Mapping research collaboration in different countries and regions:1980-2019。如题而言就是研究并绘制1980-2019年不同国家和地区的科研合作图谱。该文章采用了合作规模和合作结构两个研究视角,并给出了三个有关合作规模的指标,即篇均作者数、篇均机构数和篇均国家数,和两个有关合作结构的指标,即国际合作占比和产学研合作占比。
据1980-2018年数据显示,三个合作规模指标都呈现出上升趋势。其中篇均作者数上升趋势最明显。
通过比较1980-1984年和2015-2019年的篇均作者数数据发现,首先法国、意大利、俄罗斯高居首位,沙特阿拉伯在最后,美国居中;其次从增长情况来看,亚洲国家普遍上升,欧洲国家普遍下降,非洲和中东国家下降。这是由于法国、俄罗斯等国家粒子物理学、核物理等“超级作者数”学科的发展导致篇均作者数较大,而中国、巴西等国家由于实验科学的发现,导致篇均作者数较小。
在学科差异上,人文社科的篇均作者数最小,约为1~2位作者,数学与计算机领域的篇均作者数较小,约为2~4位作者。而工程领域、生物领域的篇均作者数较大,约为3~6位作者,医药领域的篇均作者数最大,约为4~9位作者。
通过比较1980-1984年和2015-2019年的篇均机构数数据发现,在国别上法国高居首位、美国第二,沙特阿拉伯排在最后,中国居中;从篇均机构数的增长情况来看,排在前面和排在后面的国家基本保持不变,中国和欧洲国家普遍下降。这主要是是由于不同国家的大学体系导致的篇均机构数差异,如中国大学体系是大而全的,因此篇均机构数较小,而法国的大学是小而美,因此机构、大学之间合作较多,篇均机构数也较大。另外,文献作者的兼职情况也会影响篇均机构数变化。
该文章还将篇均团队数量和团队平均大小进行了交互分析,并建立了2×2的分析矩阵。结果发现团队多且大的国家有意大利、日本、中国等,团队少且小的国家有沙特阿拉伯、南非等,团队多且小的国家有法国、美国等,团队少且大的国家有瑞士、马来西亚等。
最后一个指标篇均地区数的国别比较结果发现,从篇均地区数来看,希腊、澳大利亚、比利时等欧洲地区居首,中国、印度、伊朗和美国排在最后,法国居中;从篇均地区数的增长情况来看,欧洲国家排名普遍上升,亚洲国家普遍下降,伊朗、韩国、土耳其、俄罗斯下降幅度最大。国家崛起会导致科研上对外依赖程度降低,因此这类国家(如韩国)的篇均地区数下降,此外,受到国际制裁的国家的篇均地区数也会下降,如伊朗。
从两个合作结构指标数据来看,国际合作论文占比大幅持续上升,产学研合作论文占比总体呈上升趋势。
根据1980-1984年和2015-2019年的国际合作论文占比的国别比较发现,沙特阿拉伯居首,占比高达75%,印度、土耳其和中国排在最后,不足25%。从增长情况来看,欧洲国家排名普遍上升,亚洲国家普遍下降,韩国、伊朗、土耳其等下降幅度最大。除了前面提到的国家崛起和制裁对国际合作论文占比的影响机制之外,国家政策对国际合作论文占比也会产生影响,如沙特阿拉伯的对外合作政策在科研合作上也推动了沙特阿拉伯与其他国家的合作,并且呈现出了“双边”的特点。
而产学研合作论文占比的国别比较结果显示,瑞士、丹麦、瑞典、比利时的产学研合作论文占比居首,超过5%,伊朗、印度、埃及排在最后,不足1%。从增长情况来看,瑞典、法国、挪威、新加坡等排名上升,日本、韩国等下降,中国排名保持不变。原因分析上认为,领域因素和政策因素会影响产学研合作论文占比,如电信、制药等领域具有合作的特点,而瑞士的医药产业十分发达,从而影响了这个国家的产学研合作论文占比。
产学研合作论文占比的产业和学科分析也佐证了上述观点。从产业界的学术论文数量来看,1980-1984年,电信技术产业的学术论文数量最多,排名最高;2015-2019年,医药技术产业的学术论文最多,排名最高。另外,值得一提的是,产业界在科学领域的贡献(论文量)在过去的40年间大幅下降,在1980年代,发文量高的企业(诺基亚)还能排进全球前100位,而现在发文量最高的企业(诺华制药)的排名也仅在606名,这说明当前产业界参与基础研究不是增加了,还是降低了。
从产学研合作论文的学科领域上来看,人文学科占比较少,医药领域、计算机领域占比较高,石油领域占比最高。
文章的最后对科研合作的规模和结构中的异质性进行了交互分析,构建了2×2的分析矩阵。结果发现法国、俄罗斯、新加坡科研合作的规模和异质性都较大;大部分国家,如新西兰、日本、德国的科研合作的规模和异质性都较小;美国、中国、印度等国家科研合作的规模较大,异质性小;瑞士、韩国、葡萄牙的科研合作的规模较小,异质性大。
至此,本篇文章已经呈现出了全球各个国家和地区之间的科研合作的特点并绘制了科研合作图谱。
胡志刚副教授介绍的第二篇文章是:An EU without the UK:mapping the UK’s changing roles in the EU scientific research。本篇文章是分析和预测英国脱欧后在与其他27个欧盟国家(EU27)的科研合作方面扮演的角色的变化。而对科研合作角色的分析主要是从论文产出和论文合作两方面进行。
论文产出方面,根据2016年欧盟28个国家(含英国的欧盟28国,EU28)的论文产出数据,发现英国的发文量居于首位,占全部论文量的22.5%,而其独立发表论文的贡献为14.4%,这说明约有1/3的论文是与EU27合作产出的。并且英国各个学科发文量中人文社科的贡献率最高,医药其次,工程、计算机、生物领域较低。
文章进一步针对英国和德国的论文产出进行比较,发现英国论文产出主要集中于医学和药学,而德国的产出主要集中在材料领域、应用物理、物理化学等学科。
在对EU28和美国、中国的学科结构进行比较分析后,发现英国的医药领域非常发达,并且其学科结构与美国高度相似,这是否说明,在英国脱欧后,美国更有机会取代英国与其他欧盟国家合作。
论文合作方面,英国主要的合作国家为爱尔兰、法国、葡萄牙、西班牙、意大利和西欧、南欧国家,而德国的主要合作国家是奥地利、卢森堡和东欧国家。其差异原因主要是地理、语言和文化因素。
将英国与四个具有代表性的欧盟国家的论文合作领域进行比较,发现英国与爱尔兰在各个领域的合作情况都相差无几,而与德国的合作则主要集中于医药、人文和工程领域,与波兰的合作集中于医药和人文领域,与马其他的合作主要集中于少数学科,并且合作程度极高。
综上,基于产出和合作两个视角,总结了英国在与欧盟国家不同领域的科研合作中扮演的角色。在医学(一般内科、外科)和人文社科领域,英国是先锋者(Pioneer)的角色,即高产出低合作;在多个学科,如医学(神经科学)和生态学领域,英国扮演了领导者(Leader)的角色,即高产出高合作;在化工领域、环节科学中,英国是协助者(Assistant),即低产出高合作;在电子电气、机械工程领域,英国则是参与者(Participator),即低产出低合作。
在讲解完两篇论文后,胡志刚副教授还分享了他对科学计量学的看法。首先,他指出科学计量学中的计量元素有许多,如机构、作者、国家、被引作者、引文等等。其次,目前科学计量学中的经典方法也只是“盲人摸象”,仅探索到了科学计量学中的部分。最后,科学计量学未来十年的发展呈现出如下三个特点,即从题录分析到全文分析,从科学计量到科研智能,从静态图谱到动态视频。
最后,线上师生就科学计量的数据清理、绘图工具和与因果识别、政策建议的联系进行了积极讨论,本次讲座圆满结束。