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科研合作網(wǎng)絡(luò)小世界結(jié)構(gòu)與科研績(jī)效關(guān)系研究——以“合作演化”研究領(lǐng)域?yàn)槔?/h1>
2020-03-18 16:34:08劉惠宇薛云霞
江蘇科技信息 2020年1期
關(guān)鍵詞:特征結(jié)構(gòu)

劉 鵬,劉惠宇,薛云霞

(1.江蘇科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江 212003;2.江蘇科技大學(xué)深藍(lán)研究院,江蘇鎮(zhèn)江 212003;3.江蘇科技大學(xué)信息化建設(shè)與管理中心,江蘇鎮(zhèn)江 212003)

0 引言

合作逐漸成為現(xiàn)代科學(xué)開展科研活動(dòng)的主要方式,相應(yīng)科研合作逐漸成為管理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、社會(huì)學(xué)等諸多學(xué)科重要研究主題[1-2]。隨著復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的興起,為科研合作相關(guān)研究提供了新視角。

小世界結(jié)構(gòu)作為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特征,普遍存在于不同合作網(wǎng)絡(luò)中,該結(jié)構(gòu)特征對(duì)于合作績(jī)效具有顯著影響。例如,Schilling和Phelps通過分析美國(guó)11個(gè)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)盟網(wǎng)絡(luò)得出小世界結(jié)構(gòu)對(duì)企業(yè)間的合作創(chuàng)新產(chǎn)出具有正向的促進(jìn)作用[3]。Uzzi和Spiro則發(fā)現(xiàn)百老匯音樂人合作網(wǎng)絡(luò)的小世界結(jié)構(gòu)與音樂作品質(zhì)量具有顯著的非線性關(guān)系[4]。而對(duì)于科研合作領(lǐng)域,大多數(shù)研究工作圍繞學(xué)者現(xiàn)有的關(guān)系結(jié)構(gòu)和科研績(jī)效的關(guān)系展開,如對(duì)不同學(xué)科領(lǐng)域合作網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)中心性、結(jié)構(gòu)洞、關(guān)系強(qiáng)度與基于文章被引頻次的科研績(jī)效間關(guān)系的研究[5-6],但對(duì)科研合作網(wǎng)絡(luò)小世界結(jié)構(gòu)與科研績(jī)效關(guān)系的研究還相對(duì)不足。

對(duì)此,本文以“合作演化”研究領(lǐng)域?yàn)槔ㄟ^檢索Web of Science(WoS)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)構(gòu)建合作網(wǎng)絡(luò),對(duì)網(wǎng)絡(luò)的小世界結(jié)構(gòu)特征與整體科研績(jī)效的關(guān)系展開深入研究。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究通過對(duì)WoS數(shù)據(jù)庫(kù)中2006—2016年間與“合作演化”主題相關(guān)文章的檢索,共獲得了14 784位學(xué)者的6 667篇文章。歷年發(fā)表文章及作者數(shù)量如圖1所示。可以看出,盡管歷年作者及文章數(shù)量具有一定的波動(dòng),但總體上呈現(xiàn)出隨時(shí)間逐漸增長(zhǎng)的變化過程,表明“合作演化”學(xué)科領(lǐng)域穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)勢(shì)。參考已有研究[7],本文采用3年的動(dòng)態(tài)時(shí)間窗構(gòu)建了9個(gè)時(shí)間段的合作網(wǎng)絡(luò),如2006—2008年與2007—2009年的合作網(wǎng)絡(luò),同時(shí)對(duì)作者的姓名進(jìn)行了消岐處理。

圖1 歷年文章數(shù)量與作者數(shù)量

1.2 分析方法

1.2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析方法

由于小世界結(jié)構(gòu)在連通的網(wǎng)絡(luò)下才具有顯著的意義[4],本文通過網(wǎng)絡(luò)最大連通子圖規(guī)模分析網(wǎng)絡(luò)的連通性。對(duì)于小世界結(jié)構(gòu),采用了Watts等[8]的界定方法,即網(wǎng)絡(luò)的聚集系數(shù)遠(yuǎn)高于同規(guī)模隨機(jī)網(wǎng)絡(luò),且平均最短路徑長(zhǎng)度與同規(guī)模隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)接近,如公式(1)所示,Q表示小世界特征強(qiáng)度,C和L表示實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的聚集系數(shù)與最短路徑長(zhǎng)度,C0和L0為同規(guī)模隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)值:

1.2.2 科研績(jī)效分析方法

科研合作的成果往往以發(fā)表文章的形式來(lái)體現(xiàn),文章數(shù)量反映了對(duì)應(yīng)時(shí)間窗所有學(xué)者的科研生產(chǎn)力;文章被引次數(shù)則反映了科研成果的質(zhì)量。本文構(gòu)造公式(2)對(duì)不同時(shí)間窗內(nèi)所發(fā)表的每篇文章的被引次數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,其中,Citi(m)表示文章i在m年的被引用次數(shù),N(m)為m年發(fā)表文章的數(shù)量,m0為文章i的發(fā)表年份;以可變參數(shù)(2016—m+1)平抑由發(fā)表時(shí)間不同而導(dǎo)致的被引次數(shù)差異的現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上,通過計(jì)算每個(gè)時(shí)間窗所有文章的總體被引次數(shù)來(lái)描述對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的科研成果質(zhì)量:

2 結(jié)果及分析

2.1 合作網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特性分析

表1列出了網(wǎng)絡(luò)的基本統(tǒng)計(jì)特征。每個(gè)時(shí)間段合作網(wǎng)絡(luò)與對(duì)應(yīng)最大連通子圖的規(guī)模都不斷增大,但在數(shù)值上二者并不相等,說(shuō)明合作網(wǎng)絡(luò)并不處于連通狀態(tài)。通過進(jìn)一步比較最大連通子圖和第二連通子圖的規(guī)模變化情況可以發(fā)現(xiàn),最大連通子圖規(guī)模明顯高于同時(shí)間段的第二連通子圖,因而每一個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)中存在唯一的最大連通子圖。

進(jìn)而,本文重點(diǎn)對(duì)所構(gòu)建合作網(wǎng)絡(luò)中最大連通子圖的整體結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了考察。表1中,平均度(k)表示網(wǎng)絡(luò)中與每個(gè)節(jié)點(diǎn)直接相連節(jié)點(diǎn)數(shù)量的平均值,模塊度(Modul)是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)社區(qū)結(jié)構(gòu)的探查,其數(shù)值越接近1,網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)結(jié)構(gòu)越明顯;這兩個(gè)數(shù)值整體呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)且最終維持在一個(gè)較高的水平(如2013—2016年,k=7.96,Modul=0.89),說(shuō)明學(xué)者間的合作關(guān)系逐漸增多,同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)中形成了多個(gè)局部合作關(guān)系密集的區(qū)域,相應(yīng)最大連通子圖具有顯著的社區(qū)結(jié)構(gòu)。每個(gè)時(shí)間段,最大連通子圖的聚集系數(shù)(C)顯著高于同規(guī)模隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)(C0),平均最短路徑長(zhǎng)度則與同規(guī)模隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)值接近(1.652≤L/L0≤2.103),表明每一個(gè)最大連通子圖均是小世界網(wǎng)絡(luò)。

圖2進(jìn)一步繪制了最大連通子圖小世界特征強(qiáng)度(Q)的變化情況,其中Q值由公式(1)計(jì)算獲得。在時(shí)間窗移動(dòng)過程中,總體上Q值呈現(xiàn)出不斷增大的變化趨勢(shì)。上述結(jié)果說(shuō)明本文所考察的合作網(wǎng)絡(luò)的最大連通子圖是具有多社區(qū)結(jié)構(gòu)的小世界網(wǎng)絡(luò),并且其小世界特征隨時(shí)間推移不斷增強(qiáng),因而本文對(duì)于“合作演化”領(lǐng)域中科研合作網(wǎng)絡(luò)小世界結(jié)構(gòu)特征與科研績(jī)效關(guān)系的分析主要圍繞網(wǎng)絡(luò)的最大連通子圖而展開。

2.2 最大連通子圖小世界特征與科研績(jī)效的關(guān)系分析

在對(duì)合作網(wǎng)絡(luò)最大連通子圖結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,本部分著重對(duì)其內(nèi)部所有學(xué)者發(fā)表的文章進(jìn)行分析,從而探查最大連通子圖小世界結(jié)構(gòu)特征逐漸增強(qiáng)的過程中科研績(jī)效的變化。圖3和圖4繪制了不同時(shí)間窗下合作網(wǎng)絡(luò)最大連通子圖內(nèi)部學(xué)者的發(fā)表文章數(shù)量(Nc)及文章質(zhì)量(Cit)的變化情況。圖3中,總體上,隨著時(shí)間窗推移每個(gè)最大連通子圖內(nèi)部發(fā)表文章數(shù)量基本具有不斷增大的特點(diǎn)。與文章數(shù)量相比,文章質(zhì)量的變化表現(xiàn)出顯著的不同,如圖4所示,文章質(zhì)量呈現(xiàn)出先增大后減小的變化過程。

表1 不同時(shí)間窗網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)特征

圖2 最大連通子圖小世界特征強(qiáng)度(Q)變化情況

圖3 不同時(shí)間窗下發(fā)表文章數(shù)量(Nc)

為了進(jìn)一步明確發(fā)表文章數(shù)量和文章質(zhì)量與最大連通子圖小世界特征強(qiáng)度之間的關(guān)系,在上述分析的基礎(chǔ)上,筆者將最大連通子圖小世界特征強(qiáng)度(Q)作為自變量,分別以文章數(shù)量(Nc)和文章質(zhì)量(Cit)為因變量建立回歸模型,對(duì)上述關(guān)系進(jìn)行考察。根據(jù)文章數(shù)量和文章質(zhì)量表現(xiàn)出的不同特點(diǎn),分別選用線性回歸模型和高斯函數(shù)模型。為了使回歸分析結(jié)果更加準(zhǔn)確,本文通過對(duì)數(shù)變換對(duì)高斯函數(shù)進(jìn)行了線性化處理,回歸分析結(jié)果如表2所示。

通過觀察表2的回歸分析結(jié)果可以看出,在線性回歸中(模型1),模型整體F檢驗(yàn)的p值遠(yuǎn)小于0.05,調(diào)整后的可決系數(shù)數(shù)值較高(adj-R2=0.941 3),各個(gè)參數(shù)的估計(jì)值可以通過顯著水平為0.05的t檢驗(yàn),說(shuō)明該線性回歸模型是顯著的,可以較好地反映網(wǎng)絡(luò)小世界特征與文章數(shù)量之間的關(guān)系。非線性回歸模型(模型2)整體及參數(shù)的估計(jì)值均可以通過置信水平為0.05的F檢驗(yàn)與t檢驗(yàn),調(diào)整后的可決系數(shù)也達(dá)到0.796 5,較好的描述了網(wǎng)絡(luò)小世界特征與文章質(zhì)量之間的關(guān)系。因此,可以基本斷定本文所考察的合作網(wǎng)絡(luò)的最大連通子圖中,發(fā)表文章數(shù)量與小世界特征強(qiáng)度呈現(xiàn)顯著的線性關(guān)系;鑒于高斯曲線的特點(diǎn),文章質(zhì)量與小世界特征強(qiáng)度則展現(xiàn)出類似于鐘形曲線的非線性關(guān)系。

表2 回歸分析結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

本文以“合作演化”學(xué)科領(lǐng)域?yàn)槔疾炝丝蒲泻献骶W(wǎng)絡(luò)中小世界結(jié)構(gòu)與科研績(jī)效間的關(guān)系。研究結(jié)果顯示合作網(wǎng)絡(luò)中最大連通子圖是一個(gè)小世界網(wǎng)絡(luò),其特征強(qiáng)度與發(fā)文量顯著正相關(guān),而文章被引次數(shù)隨小世界特征的增強(qiáng)呈現(xiàn)出先增大后減小的變化過程。因而,網(wǎng)絡(luò)小世界特征強(qiáng)度會(huì)促進(jìn)科研生產(chǎn)力的提高,對(duì)于科研成果質(zhì)量并不完全具有持續(xù)的提升作用。以上研究結(jié)果不僅有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)科研合作網(wǎng)絡(luò)小世界結(jié)構(gòu)對(duì)于科研績(jī)效的作用,還為科研績(jī)效的相關(guān)研究工作提供了一種新的分析方法。此外,在管理實(shí)踐方面,上述結(jié)論亦具有一定的參考價(jià)值。

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