科學計量學迎接新挑戰與新機遇*
——2018科學計量與科技評價天府論壇綜述

陳云偉 張志強

（1.中國科學院成都文獻情報中心科學計量與科技評價研究中心 四川成都 610041）

2018年9月19日至21日，由中國科學院成都文獻情報中心主辦、科學計量與科技評價研究中心（SERC）承辦的 “2018科學計量與科技評價天府論壇”（以下簡稱“天府論壇”）在成都隆重召開，這是該論壇設立以來的第二屆年會。

天府論壇設置了5場國內外著名專家特邀報告、17場國內專家主題報告、7場優秀投稿論文報告、2場學術沙龍活動。來自全國各地60余家高校和科研機構的240余名科研人員、師生，圍繞科學計量與科技評價領域的國際研究進展和前沿發展動向展開了交流和討論。

在特邀報告環節，原科技部辦公廳調研室主任胥和平研究員、北京師范大學系統科學學院院長狄增如教授、北京科學學研究中心主任張士運研究員、北歐創新研究與教育研究所（NIFU）奎納爾·西韋特森（Gunnar Sivertsen）教授、中國科學院成都文獻情報中心張志強研究員分別圍繞 “國家科技創新的戰略與政策”“網絡上的擴散動力學用于解決科學學問題”“中日德全要素生產率比較研究”“研究體系中不同層次的研究評價目的與實踐”“科技強國評價的主要科技指標及其量化觀察”等主題作了高水平的特邀主題報告。在專家報告環節，由來自中國科學院成都文獻情報中心、科睿唯安公司、武漢大學、中國人民大學、大連理工大學、南京大學等多家高校機構的17位專家匯報了各自的最新研究進展，主題涵蓋高被引科學家分析、熱點主題識別、學科交叉、社會網絡分析、評價指標等多個方面。報告直面問題、分析對策，關注熱點、引發思考，介紹前沿、啟示方向，實踐應用、揭示發展，咨詢導向、服務決策，多方位論述了科學計量與科技評價研究的最新進展。

縱覽本次論壇，與會的專家和學者圍繞科學計量、科技評價、政策信息學、學科信息學、專利信息學等主題的理論與方法展開了深入學術討論，展示了在大數據時代科學計量學與科技評價發展的新挑戰和新機遇，呈現出未來科學計量學研究與科技評價工作較為清晰的發展圖景。

1 科學計量學理論方法研究與創新不斷深入

科學計量學脫胎于1933年創立的科學學，經過數十年的發展日益成熟，成為一門硬科學，其理論與應用研究不斷深入，自身發展日益受到學術界、科研管理界的關注。全球范圍內，來自圖書情報、科技管理、復雜系統、計算機科學等眾多領域的越來越多的研究人員進入該領域開展理論與方法研究。

（1）科學計量與科技評價研究工作不斷深入和普及，相關業界對其作用和地位的認識也日益客觀和準確。科學計量與科技評價研究能夠解釋科技活動和科學發展規律、評估科技成果的學術影響與效益，科學計量與科技評價是服務科技管理的重要工具，沒有評價就沒有管理，沒有科學的評價就沒有科學的管理。科學計量與科技評價研究對科技政策規劃與發展具有極強的指導性作用，主要針對未來提供信息和建議。在此過程中，科學計量要根據目的來決定所應采用的具體科學計量方法，如科學計量從宏觀層面上能提供相對更加客觀和有價值的科學發展規律性和趨勢性信息；在微觀層面上的應用則需要更加謹慎，特別是對科研成果的質量評價不能以評價指標數據簡單化代替；科技評價需要遵循目標驅動、問題導向、方法科學、數據準確、分析嚴謹、解釋謹慎等基本原則。

然而，科學研究的復雜性使國家、機構、科學家和項目的科研表現很難被清晰地計量和評價，科學結構的高度復雜性也很難被準確刻畫。如在開展針對宏觀（國家層次）、中觀（研究機構層次）和微觀（團隊與個人層次）對象以及科技領域不同層次的科技評價工作時，如何平衡定量與定性指標的權重問題，一直沒有得到有效地解決?！度R頓宣言》提出了十條原則，但留給科技界的問題則是如何發展和創新科學計量與評價方法。

（2）科學計量與科技評價研究與系統科學研究互動日益頻繁，網絡科學研究手段極大拓展了科學計量與科技評價的視角。系統科學以自然界各領域的復雜系統為研究對象，利用系統學的方法以期獲得對研究對象的系統的、統一的和普適的認識，無論是自然科學研究還是社會科學研究，關注和研究各領域的復雜性都不乏巨大的推動作用。20世紀以來，人類的科學研究著重于還原拆分結構，對知識進行還原，進入21世紀以后，科研人員需要對海量知識重新組織和整合，其基本研究思路，就是整理和建構知識之間的關聯。隨著數據規模的擴大，科學越來越被認為是一個復雜的系統，各種類型的組件根據多種關系相互作用?？茖W家、研究團隊、科研機構或大學等研究主體數量的持續增長，以及他們之間通過多種渠道建立的合作和交流等多種復雜形式的聯系，如共同出版的出版物、國際會議、項目、引文、電子郵件和社交媒體，都在很大程度上促進了科學的發展，同時增加了系統的復雜性。研究人員開始利用復雜網絡、人類動力學和統計物理學的方法，揭示科學系統中的許多新興“集體現象”，并開發了各種不同類型信息的量化算法。

當前，科學計量與科技評價領域對社會網絡分析方法的認知越來越深刻，社會網絡分析方法的應用極大地拓寬了信息情報分析工作的視角，豐富了計量與評價的思路和解決方案。在揭示科技發展進步、科研成果影響力評價、學術成果質量評價、新興前沿領域識別、技術發展脈絡梳理、學科交叉方向識別等方面具有重要的作用。

（3）日益快速增加的學術大數據資源為定量研究工作提供了前所未有的機會。雖然研究人員一直致力于分析大規模的學術數據資源系統，但學術大數據資源的各個關鍵方面直到最近仍未得到充分挖掘。其原因在于學術大數據涵蓋了學術論文、專著、預印本、專利申請和專利授權以及科學研究數據等多源多樣的數據類型，其數量增速快、關聯關系復雜，不僅需要超強的計算能力對學術大數據進行分析，還需要新的、合適的理論框架應對學術大數據這種特殊的數據資源，其中就包括用于分析、建模和預測的系統科學。在這種發展背景下，一種新的趨勢是從復雜系統的角度研究學術大數據，這種對學術大數據的新視角研究形成了科學學的新興研究領域。

（4）不斷嘗試改進或構建新指標來計量和評價科學大數據成為一種重要研究趨勢。如2018年武夷山教授提出了有關論文計數法的幾個挑戰，當分別以個人、機構、國家作為評價對象時，到底采用哪種計數法的論文較多，這其實反映了研究人員的直覺判斷。無獨有偶，為了克服合著論文全計數法和分數計數法所存在的問題，張琳教授等提出了一種介于全計數法和分數計數法之間的新的改進的分數計數法。為了克服當前針對科學家評價的方法通常很少關注合作者和合作機構在其論文中的分布特征，該研究構建了一個基于合作行為來評價科學家科研合作水平的復合合作強度 “CCS指數”，CCS指數包含與科學家合作行為相關的6個參數，分別是合作作者數量、合作機構數量、篇均合作作者數量、篇均合作機構數量、以樣本總體的標準偏差（STDEV.S）表征的每篇論文合作機構分布的異質性以及擁有合作機構論文所占比例。

（5）科學大數據促使旨在理解、量化和預測科學研究及其發展規律的科學學成為一個快速發展的領域?？茖W學問題基本上與幾乎所有的科學學科有關，因此不同學科背景的學者均關注。科學學的進展將為從一所大學的候選教師選擇到一個國家應該優先考慮的研究領域的發展等許多具有挑戰性的問題提供更好的解決方案。雖然目前已經有了不同的測量方法來評估學者、期刊和學術機構的科學影響，但對整個系統的多元結構、動力學和演化機制研究還很少。

（6）大數據時代的到來促使人工智能、機器學習等新型方法開始進入科學計量與科技評價研究領域。Fortunato等指出科學學未來的一個重要研究領域就是將人工智能和機器學習以一種機器和人的想法共同工作的方式進行整合?？茖W計量與科技評價研究正逐步受益于自然科學家、計算科學家和社會科學家的大量合作，他們開發的基于大數據的新型分析方法和模型，正越來越多地支持來揭示科學結構、科研機構和科學家的發展與科研表現。伴隨著信息技術的快速進步，大數據科學計量與評價新方法、新指標研究與應用成為可能。開展評價型科學計量學新方法、針對科學大數據的替代計量學方法、面向大數據挖掘的復雜非線性網絡分析方法、以學科領域數據系統描述建模與知識發現為核心的學科信息學、基于多源數據融合與關聯的科學演化規律等理論和方法研究，都逐步成為新興的研究熱點。

2 科學計量作為評價工具得以廣泛論證與實踐應用

除了在理論方法上不斷探索與嘗試外，越來越多的研究人員開始開展科技評價的實踐應用，一方面是完成特定的科技評價工作，支撐相關科技戰略與政策決策，另一方面也不斷論證和驗證現有理論和方法，發現不足，提出新的評價理論和方案。本次“天府論壇”的報告基本涵蓋了科學計量作為評價工具的熱點應用領域，主要涉及以下六個方面。

2.1 量化分析中國科技發展現狀與競爭力

我國已經提出“到2035年躋身創新型國家前列，2050年建成世界科技強國”的戰略目標。因此，認清我國當前的發展水平，客觀研判我國所處的國際地位，對躋身創新型國家前列、建設世界科技強國具有重要意義。為此，筆者曾以國際上有關國家競爭力和創新能力評價的主要指標體系和研究報告為基礎，梳理出描述科技強國的重要的、典型的特征和主要科技指標。再通過與美國等世界科技強國展開橫向對比分析，揭示我國在主要指標上的表現與差距，提出我國完成上述戰略目標的定量與定性指標目標，以及相關發展建議。

要建設科技強國，十九大報告提出了要貫徹新發展理念、建設現代化經濟體系、提高全要素生產率的要求。針對提高全要素生產率這一要求，北京科學學研究中心張士運研究員通過比較分析中國、日本和德國三國的全要素生產率，得出中國經濟的整體發展趨勢與外部一致且已基本融入全球化浪潮的結論，但也發現我國與發達國家還存在明顯差距的現實。我國要實現從要素驅動到創新驅動的轉變，還需要走漫長的路。

2.2 科學解讀科學計量指標數據

改革開放40年來，我國科技事業實現了跨越式發展，成為具有全球影響力的科技大國，多項指標位居世界前列，其中，SCI論文位居世界第二位，國內發明專利申請量位居世界第一位。然而，我們也清醒地認識到，我國與科技發達國家還有很大的差距。為此，需要以科技評價研究方法科學地分析和判斷在計量數據背后所隱含的客觀信息。如中國科學院成都文獻情報中心方曙研究員基于ESI數據庫2014-2017四年間的高被引科學家數據，利用文獻計量方法統計分析了各學科領域高被引科學家的數量、所屬國家地區的排名、主要機構、中心城市（區域）的分布情況。分析結果顯示，美國入選的高被引科學家人次遙遙領先，英國第二，德國第三，中國第四，2017年中國超過德國上升至第三位。比較美國、中國、英國、德國、日本高被引科學家情況發現，美國絕大多數學科的高被引科學家人數遠遠高于其他四國，而中國入選者的學科分布極不均衡，主要集聚在化學、工程、材料等傳統優勢學科，而在其他學科則較薄弱，特別是在空間科學、社會科學、精神病學/心理學等學科幾乎沒有高被引科學家入選，與以美國為首的英國、德國等科技強國相比還存在一定差距。此外，中國的高被引科學家區域分布差異較大，中東部及沿海城市匯聚了大多數的優秀科學家。

2.3 科學的科技評價與應用

科技評價是科技管理工作的重要抓手，2018年7月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《關于深化項目評審、人才評價、機構評估改革的意見》，深入項目評審、人才評價、機構評估改革，對我國科研項目、人才和機構的評價將產生深遠的影響，同時也對科學有效的計量與評價方法提出了更高的要求。在此背景下，“天府論壇”安排了多個圍繞科學的科技評價方法的報告與討論。

如北歐創新研究與教育研究所（NIFU）的Gunnar Sivertsen教授以挪威的科研信息大數據平臺為例，介紹了挪威的科研評價工作實踐，分析了挪威模型（Norwegian Model）在作為影響一小部分（約為年度預算的2%）預算撥款的政策工具過程中的有效性。研究發現雖然挪威模型也存在一些不足，但是該模型在挪威取得不錯的實踐效果后，又在多個歐洲國家得以應用實踐，這足以證明其價值。截至目前，該模型應用效果較好，還有進一步推廣應用的空間，為更多國家開展科學的科研評價提供參考借鑒。我國也可以合理借鑒挪威模型的思想和方法，在當前推進評價制度改革的大環境下，研究制定符合我國科研實際的科技評價方法。

華東師范大學趙星研究員從我國“雙一流”大學建設出發，提出了當前大學評價所面臨的問題和挑戰，首先，作為評價對象的大學的學科規模差異巨大，分類還存在很多非理性因素；其次，雙一流建設導致科研的重要性被實質性加強，經費的重復投入問題值得關注；第三，評價帶來的人才爭奪、鼓勵體量和壓力下移等問題帶來資源浪費，如非學術性原因導致的人才流動造成前期資源投入大量被浪費，成果與師資體量被非學術性原因放大。趙星研究員指出，合適的評價標準應該具備抽象表征、體現內涵、定量測度、國際公認等特征。

本文筆者構建了基于文獻計量的領域、機構、成果的三維開創引領性科技成果評價體系，并以外爾費米子研究為例，闡明中科院物理所團隊關于外爾費米子的研究成果，不僅獲得了美國物理學會和英國物理學會等權威組織認可，而且與普林斯頓大學團隊、麻省理工學院團隊共同領跑。進而證明了通過對科學計量與評價方法加以科學地運用，可以有效地識別和評價科技成果的學術引領性。

本文筆者為了比較評價中國相關研究機構在面向世界科技前沿的量子信息、碳纖維等領域的國際競爭力，采取了綜合考慮論文產出數量、篇均被引頻次、高被引科學家占比、團隊學科背景、年齡結構等定量和定性指標的評價方法，客觀揭示了我國在量子信息、碳纖維等領域領先的科研單元與國際上代表性的領先科研單元的競爭差異。

2.4 學科前沿、學科交叉、主題識別與知識發現

學科前沿與熱點主題是科技管理人員最為關切的問題，直接影響著科技戰略和科技布局的重點與方向。同時，現在越來越多的科技項目開始向交叉學科傾斜，科技管理部門迫切需要掌握學科交叉主題的發展動向?？祁Ｎò仓袊鴧^首席科學家岳衛平博士介紹了科睿唯安Professional Services團隊開展的學科前沿識別工作，其核心是構建共被引網絡，基于Louvain算法和對引用多個研究前沿的新興領域論文的情況，按照相似度對新興領域進行聚類，進而用于發現研究前沿（ESI Research Fronts）。該團隊將該方法用于加拿大能源發展戰略項目評價，為下一代能源系統確定新興研究領域。

武漢大學張琳教授介紹了四種交叉學科的測度方法，并在實證分析中以意大利學術系統的論文數據為研究對象，對比了利用參考文獻和合作者測度學科交叉度的差異，提出要進一步探究學科交叉度的具體測度方向，從不同視角揭示交叉學科的不同屬性；中國科學院成都文獻情報中心李姝影博士構建了一套面向產學研協同創新的技術主題識別方法，用于分析產學研集群協同創新中的優勢技術主題、互補性技術主題，其價值在于可用于揭示產學研協同創新的合作潛力，推動學術界與產業界的技術對接。

大數據與開放創新環境下，數據密集型科技創新的新范式已經成型。新的知識技術如知識圖譜、知識計算等為學科領域知識發現提供了全新的方法論、數據集、工具包、應用場景與分析視角。與此同時，科技信息數量呈爆炸性增長的態勢，技術創新從思想產生到成果應用的時間間隔也越來越短。因此，需要有一套強有力的理論體系、方法流程、工具系統來幫助研發人員快速、準確地定位、分析海量科技文獻中感興趣的信息。如中國科學院成都文獻情報中心胡正銀副研究員報告了當前正在開展的面向知識發現的干細胞領域知識圖譜研究與實踐工作，其核心目標就是通過知識圖譜和知識發現，解決干細胞領域信息分散、知識稀缺等問題；山西醫科大學于琦副教授指出藥物研發是一個漫長的過程，介紹了生命科學領域以藥物被批準的時間點為起點，通過論文數據與相關引文數據發現與藥物相關的多元信息。

2.5 揭示科學活動行為與規律

關于科學行為與規律的研究成為近年來的熱門話題。如2012年，大連理工大學王賢文教授團隊通過對全球科研人員下載論文的時間進行分析，定量揭示出科學家每日工作周期節律的共性與地域差異。主要發現包括：科學家通常沒有周末，沒有上下班時間的明確界限，各國科學家的工作、生活習慣也存在明顯差別。最近，奧地利克雷姆斯多瑙河大學和美國哈佛大學的研究人員利用Scopus數據分析了全球科學家流動的變化情況，他們發現，科學家流動的重心正在以每年70公里的速度向東方國家遷移，科學知識生產的重心正在以每年130公里的速度向東方國家遷移。 王雪梅等利用 WoS 和 ESI數據，基于質心法通過分析全球尺度上地球科學研究活躍中心的時空變化特征發現，世界地球科學研究中心整體呈現出由西向東遷移的特征。以上兩個研究的結論非常相近。南京大學李江教授認為，這些科學行為與規律的研究以全新的思路來開展科學計量學研究，為科學計量研究帶來了新的角度，拓寬了研究視野，在全球范圍內產生了非常大的影響，引起了廣泛的關注。

除了上述針對大量研究對象總體層面的研究外，目前也有個體層面針對單篇論文的“曇花一現”和“睡美人”兩種引文現象的研究，這有助于了解科學文獻的生命演化過程，為探索科學規律提供一些新的角度。通過分析“曇花一現”文獻在被引生命周期中過早“死亡”的原因，可以窺探到技術的更替或研究主題轉移現象。如鄭州大學周春雷教授依托學術授信評價理論提出了一種對研究主題進行學術授信分析進而識別“曇花一現”型研究主題的方法；中國醫學科學院醫學信息研究所杜建博士研究發現，延遲承認型文獻與重大創新突破密切相關，以2009-2016年諾貝爾醫學獎關鍵33篇論文為例，2/3的論文存在延遲承認現象。

2.6 復雜系統與社會網絡分析方法的應用日臻成熟

筆者通過梳理近年來社會網絡/復雜網絡分析方法在情報分析領域的應用進展發現，社會網絡分析方法用于科學計量學研究，主要包括合作網絡、主題網絡、引用網絡研究，在科技評價、學科結構、技術預見和科研范式研究等方面能發揮重要作用，數學分析和可視化呈現是重要分析手段。如北京師范大學狄增如教授以科學研究的定量化、科學家研究動力學、科學家職業生涯等研究為例，從共引網絡演化特征研究、社團結構演化及遷移等角度，對復雜網絡方法在科學計量與科技評價研究、特別是科學學研究方面的應用進行了介紹，指出了復雜網絡方法在科研工作者網絡、科學引文網絡、知識概念地圖等方面的應用前景；濟寧醫學院岳增慧博士以學科文獻引證關系為基礎，采用多種指標與方法對學科知識擴散數量特征、分布特征以及中介特征進行系統研究，進而探索學科知識流動的規律與模式，以期為學科知識的融合、轉化與創新提供理論與實證依據。

3 科學計量與科技評價學科發展的機遇與挑戰

在“科學范式”向“數據驅動新范式”轉變的大數據信息環境下，在全球新一輪科技革命與產業變革撲面而來的新時代背景下，在科技強國、大國間科技創新與產業競爭演變為“科技產業戰”的新型沖突模式下，在創新領域與方向選擇、創新戰略與戰術決策未來創新布局的強烈直接現實需求下，作為觀察科學發展規律的科學計量學，作為科技創新的數量、質量、效率等的度量性工作以及影響科技發展決策的科技評價學，需要迎接新信息環境、適應新時代趨勢、滿足新現實需求，開展理論變革、方法變革、工具變革，回答有挑戰性的科學發展問題，支撐科學決策。

在理論與方法研究角度，需要指出的是，科技評價工作是一個永恒的主題，雖然定性、定量的方法很多且仍處于不斷改進之中，但依然沒有哪個指標是絕對客觀可靠和完全適用的。為此，科學計量與科技評價指標的優化和改進也將處于不斷發展之中。綜合近年來國內外相關研究可見，科學計量與科技評價理論和方法至少在以下幾方面還有很大的探索空間：首先，還需在系統科學研究視角下，不斷討論合作、引用等鏈接關系及網絡結構與科研表現的相關性，為開展基于網絡分析的評價提供理論依據；其次，科技評價指標需要綜合考慮多因素影響，除了綜合利用定量和定性指標外，在指標體系中還應考慮時間因素，有利于揭示科研表現隨時間的變化情況；第三，高度重視人工智能和機器學習技術進步對評價范式可能帶來的顛覆性影響；第四，系統研究諸如共詞分析、專利論文引用分析、學科交叉度量指標等方法的理論基礎，為科學利用這些指標提供理論依據。

在實踐應用角度，科學計量與科技評價研究當前的熱點發展方向與難點為計量和評價顛覆性技術、引領性技術和工程性技術，需要我們從產業變革和全球格局出發，圍繞國家先發優勢，做深做透計量與評價工作。在科學計量學還面臨著數據問題多（數量質量、作者姓名、引文字段、學科的期刊分類而非單篇論文分類）、方法突破少（如統計分析、共現分析等）、定量分析工具依賴嚴重、各種方法指標誤用等諸多問題的情況下，隨著大數據時代的到來，借助于與其他學科知識發展的不斷融合，科學計量與科技評價研究迎來了前所未有的機遇和挑戰。如需要有效識別顛覆性（破壞性）創新方向，發現顛覆性創新的演化規律；識別或預測潛在的、未來的新興研究領域與方向，預測未來重大科學突破方向；計量與評價國家、城市、機構、團隊及個人的創新效率；量化評價科學發現的質量，預測重大科技獎勵；測度學科交叉融合并分析其與科學突破的關系，揭示工程技術創新的特點與規律；挖掘特定領域世界科學中心（或技術中心）的遷移規律；研判中國的發展機遇、競爭優勢與潛力等。

我國科學計量與科技評價研究發展迅速，與國際領先國家和機構交流合作頻繁，在國際上具有較高的影響力，越來越多的學者涌入該領域，極大地促進了我國科學計量與科技評價研究的發展?！疤旄搲闭窃谶@個背景下誕生的，其目的是搭建科學計量與科技評價研究的學術交流平臺，幫助了解和把握科學計量學與科技評價的國際研究進展，推動科學計量學與科技評價領域的學術交流、合作研究和應用工作?！疤旄搲币逊謩e在2017和2018年舉辦兩屆，第三屆將正式升級為“科學計量與科技評價天府國際論壇”，計劃于2019年10月在成都召開。

致謝：本文中某些觀點和表述引自“天府論壇”各專家報告或發言，未能針對專家發言中的內容一一追蹤溯源進行引用，特此致謝并特別說明。報告專家包括（按報告先后順序）：胥和平、狄增如、張士運、Gunnar Sivertsen、張琳、岳衛平、吳金閃、王賢文、李江、章承志、趙星、楊紅艷、楊思洛、于琦、周文杰、呂先競、杜建、盧超、方曙、陳方、胡正銀、劉強、岳增慧、李姝影、周春雷、謝黎、徐英祺等。