知識流動與跨學科研究之關聯葉鷹

張家榕 張慧

自科學從哲學母體分離獨立發展以來，科學早已分化出物理、化學、生物等不同學科，而不同學科知識之間的流動滲透，又進一步發展出多種交叉學科，如化學物理、生物化學等。伴隨知識進步，學科間相互交叉融合和互相滲透越來越頻繁，知識流動和跨學科研究也伴隨知識進步和學科分化不斷發展，逐步形成一個獨特的研究主題。

新世紀以來，跨學科研究首先在一些具體學科中展開[1-3]，近年更進一步結合新穎性研究、創造性研究等向深度擴展[4-6]。2010年以后，國內在開展具體研究的同時也有若干綜述問世[7-10]，國內外的研究差距正在加速縮小。

1? ?概念邏輯辨析

按學界共識[11]，“Interdisciplinary”（跨學科研究）一詞最早由美國哥倫比亞大學的R. S. Woodworth于1926年公開提出，并將其概括為超越一個已知學科的邊界而進行的涉及兩門或兩門以上學科的實踐活動。20世紀50年代后，“Interdisciplinary”及相關術語開始被普遍使用，科研人員對學科交叉和跨學科的認識不斷深入。1976年，國際上第一份跨學科研究期刊《Interdisciplinary Science Reviews》在英國創刊;1980年，國際上第一個跨學科研究聯合會International Association for the Study of Interdisciplinary Research（INTERSTUDY）正式成立。2005年，“跨 學 科 研究（Interdisciplinary Research，IDR）”被美國科學院和美國工程院界定為一種經由團隊或個人整合來自兩個或多個學科（專業知識領域）的信息、材料、技巧、工具、視角、概念和/或理論來加強對那些超越單一學科界限或學科實踐范圍的問題的基礎性理解的研究模式[12]。雖然一般認為大型科研計劃如“曼哈頓項目”（Manhattan Project）催生了跨學科研究，但作為大科學研究項目另有復雜機理，跨學科研究可以有簡明扼要的邏輯。

邏輯地看，多學科學術研究必然伴隨各學科知識流動。當知識在不同學科之間流動，就導致學科知識的交叉滲透，從而產生了學科交叉現象和跨學科研究。因此，知識流動、學科交叉、跨學科研究構成一組相關概念。國內若干專著已交替使用交叉科學、跨學科學作為等義術語[13-15]，并都與英文interdisciplinary、multidisciplinary等對應，盡管這些術語涵義并不完全等同，但并不影響其價值和意義[16]。為避免繁復論證，這里提出簡要概念邏輯如下：

知識流動（knowledge flow）是產生跨學科研究的動因，而交叉科學或跨學科學是知識流動形成的結果——交叉學科知識。跨學科研究就是對知識流動產生交叉學科知識這一過程所進行的學術研究。如今，交叉學科這一術語時常被當作一個獨立的學科使用，而學科交叉的過程和結果并不一定形成交叉學科，研究學科交叉也并不必然演變成研究交叉學科，有些學科交叉只是某一學科借用另一學科的理論或方法解決該學科的問題，研究學科交叉和研究交叉學科建立了知識流動和跨學科研究之間的關聯，也是知識流動、學科交叉、跨學科研究、交叉科學等概念既相關又不同的緣由。

知識流動作為動態現象隨時在發生，在學術研究中，文章的相互引用關系是知識流動的一個表征。對知識流動的研究原本具有很大難度，然而隨著信息可視化技術和科學知識圖譜技術的發展，對于學術成果的相互引證關系的探索逐漸成為技術性操作，用軟件工具展示知識流動片斷成為常態，使得知識流動可以得以靜態甚或動態呈現。

跨學科研究作為展示知識流動和學科交叉過程的綜合研究，在用可視化圖譜作為技術工具的同時，發展了跨學科測度作為跨學科研究的支點。在經歷具體的跨學科指標測算后，從具體升華至抽象，于是有了跨學科性（interdisciplinarity）概念。

圍繞這些概念，理論與方法得到相應發展，應用也不斷擴展。

2? ?理論方法及應用

20世紀70年代以來，知識流動和跨學科研究首先得益于英美學者對學科及知識圖示的探索，代表性人物當推Small和Brookes。Small等[17]的探索直接開啟了信息可視化，Brookes[18]的理論則導引出科學知識圖譜，信息可視化和科學知識圖譜都已發展成為刻畫知識流動和跨學科狀態的強有力工具。

新世紀以來，以Porter、Leydesdorff等為代表的學者持續推進了跨學科測度的研究，特別是對測度方法和指標的研究極大地推進了跨學科量化分析。Porter等[19]提出使用兩個指標來衡量研究主體的跨學科體系：“整合”用來衡量研究論文引用不同WoS主題類別的程度，“專業化”考慮了研究論文在主題類別中的傳播。Leydesdorff等[20-22]則通過對比應用社會網絡分析中的中心度指標包括度、接近度、中介度和特征向量中心度研究學術期刊的跨學科性，提出中介中心度可以作為一種期刊跨學科測度指標。Rafols和Meyer[23]也提出結合多樣性指標和網絡一致性，在更廣泛的知識融合層面研究跨學科性。

實際上，早在1956年， Brillouin[24]就引進了如今以他名字命名的跨學科性測度——Brillouin指數，其測算公式如下：

從以上發展可見有關學科交叉及跨學科研究的理論與方法基礎已經相當厚實：既有知識可視化理論作為科學思想導向，又有跨學科指標作為具體技術方法支撐，發展前景廣闊。同時，研究也向知識擴散（Knowledge diffusion）等更廣泛的主題滲透[28]。

在應用層面，跨學科研究已在許多領域蓬勃展開。除Steele和Stier[1]以環境科學為例研究了跨學科性、Rafols等[2]以生物科技為例結合社會網絡改進了跨學科測度外，Huang和Chang[29-30]還研究過國際情報學和圖書館學的跨學科特性，筆者也對國內圖書館學情報學學科研究論文的文科跨學科性進行過探討[31]，發現CSSCI數據庫記錄的國內圖書情報學論文的研究跨度廣泛，與22個文科學科均有交叉，且跨學科性逐年增強。以及還有其他結合文獻計量的跨學科研究等[32]。總體看來國內外的研究差距正在加速縮小。

3? ?存在問題及討論

盡管仍存在某些基本概念問題，但并未妨礙知識流動和跨學科研究成為研究熱點。除概念外，目前在研究中至少還有三大技術方法問題值得關注：

（1）知識流動和跨學科研究對于學科分類體系的依賴問題。知識流動和跨學科研究都需要分析學科交叉，而學科交叉的基礎自然是學科，因而學科劃分成為一個關鍵，也就是學科分類問題。然而，一旦涉及到學科分類，人為因素就會對其造成影響：人們只能依據某分類法或者某個分類體系來劃分學科（如研究中通常基于不同的數據庫就會有不同的學科分類標準），而所有分類法或分類體系或多或少都帶有人為因素。這樣，學科交叉的基礎——學科分類，就為相關研究設置了難以達成共識的障礙——任何一個分類體系都會因為具有人為性而難以達成公認，而知識流動和跨學科研究卻又強烈依賴于學科分類體系。無論是國際的WoS（Web of Science）分類還是國內的CNKI分類，都是基于文獻所屬期刊的學科分類，而JCR、UDC等針對書刊的分類系統更是具有特定應用局限。已有研究結果表明[21]，基于不同的學科分類體系進行跨學科研究的結果也會有所差異。即使是目前正在發展的基于大數據來對學科進行聚合的分類，也不可避免地在算法設計上會有人為因素的干擾。此外，不同的學科分類體系之間無法直接進行一一對應，如在做中外對比研究時國際WoS分類與國內CNKI分類無法直接進行匹配，在做學科對比研究時國內CNKI分類與CSSCI分類也無法直接相互關聯。這嚴重影響了研究中的數據一致性，也限制了此類研究的發展。因此，完美的學科分類幾乎不存在，這構成了知識流動和跨學科研究中的固有局限。

（2）設計跨學科指標的簡單性和復雜性有待進一步平衡的問題。當前的跨學科指標有簡單的也有復雜的，在整個跨學科性測度指標的發展過程中，指標設計由簡單變得越來越復雜，當然相應的可測量參量也被考慮得越來越全面。在現在的研究中數據量動輒成百上千萬，再加之復雜的測量指標，均要求研究人員有更加嚴謹的數學分析能力以及掌握更深層次的編程等計算機技術。如果在研究過程中片面追求使用復雜指標會耗費更多的資源，對研究的軟硬件條件和研究者的時間精力投入也有更高的要求和限制。所以在提供同等測度信息的條件下，測量指標當然越簡單越好。因此，設計復雜指標應該以能夠提供更多測度信息為補償，否則研究中宜優先選用簡單指標。在設計指標時應綜合可測量維度和使用簡便性進行考慮，以期得到平衡性指標。而且，任何合理的新指標都應有理論分析和實證檢驗的一致性作為基礎。一個新指標產生以后需要經過合理的有效性檢驗才可以被推廣使用。指標的效度檢驗可以從表面效度、內容效度、效標關聯效度以及結構效度這些方面進行檢驗。其中，表面效度可以測量結果與人們共識吻合的程度。內容效度可以測量是否包括了足夠有代表性的項目集來度量應該分析的內容，同時也排除了分析范圍之外的內容。效標關聯效度可以反映是否真的測量到了所分析領域的實際情況。結構效度則可以分為聚合效度和區別效度兩種類型。對新出現的指標進行任何一種效度的檢驗都可以從不同角度衡量指標的有效性。這對新指標的廣泛接納與使用尤為重要。

（3）學科跨度大小的價值判斷和導向意義不明確問題。在當今學術研究中，所跨學科是越大越好，還是越小越好，這是一個不能一概而論的問題。這里的“好”理應是對具體學術研究學術價值的定性判斷。用各種跨學科指標測量跨學科性時都會得到大小不同的數值，這些測量值本身的結果雖然是定量而客觀的，但是卻沒有具體的導向指示意義，不能為學術研究價值判斷提供參考。目前的測度指標體系下，大的跨學科性并不能意味大的創新，小的跨學科性也不一定代表小的價值。今后對于跨學科測度指標的研究，應對同一指標測量的數值能夠有更好的區分和更加明確的指示意義。跨學科測度指標所產生的對學術研究成果的價值判斷，需要與已有的同行評議結果進行良性互動和比較，才可望能用用跨學科測度對于學術研究發展方向提出有意義的指引。

這些問題我們在研究中有的已有論及，如我們通過對物理學、化學和生物醫學三個領域的諾貝爾獎得主關鍵論文集合的跨學科性研究后發現它們的跨學科性一般不大，所測量的不同跨學科性指標值都較小，相較之下，生物醫學領域的跨學科性最大，化學領域次之，物理學領域表現出最小的跨學科性[33]，表明深刻的科學創造不一定需要大幅度地跨學科。組織刊發于《圖書與情報》的本組“知識流動與跨學科研究”專題，側重關注知識流動引起的跨學科問題，分別提供了考察分析圖書情報學論文、國內文科論文、國內科技論文、國際物理學和化學熱點論文所獲得的知識流動與跨學科研究的若干特征。其中，《圖書情報學知識流動與跨學科研究比較分析》一文側重以量化數據和質化評析對國內外圖書情報學中的知識流動與跨學科研究情況進行統計和對比分析，并通過對兩個核心數據集中的“雙高論文”進行個性化分析揭示國內外研究特點及差異;《CSSCI體現的我國文科領域知識流動探析》一文采用自引率（CsR）和知識流動率（FR）指標，結合施引視角和被引視角的引文網絡，借助可視化工具對CSSCI體現的我國文科學科之間的知識流動情況進行了探析，揭示經濟學和管理學是知識流入和流出的兩大主要學科;《CSCD體現的我國理工農醫知識流動探析》一文以中國科學引文數據庫（CSCD）收錄的2017年發表的期刊論文為基礎，分析了我國理工農醫跨學科的知識流動情況，揭示自然科學發揮著基礎性作用并與工業技術緊密關聯，而生物科學、環境科學等學科占據著跨學科交互網絡的核心，醫藥衛生、農業科學則自成一體;《物理學和化學熱點論文的跨學科性分析》一文以布里淵指數（BI）和Hill型測度（HI）作為測度指標，對ESI數據庫2017-2018年物理和化學兩個學科的熱點論文的跨學科性進行了分析，結果表明物理和化學學科熱點論文的BI值和HI值均不大，BI值小于2，HI值小于9。

綜上所述，知識流動和跨學科研究作為研究主題或研究領域正在形成和發展，正是知識流動促進了學科交叉融合，進而促成了跨學科研究。未來可以展望的發展前景包括：在實踐基礎上發展理論方法;在應用導向下優化軟件工具;設計更加完善便捷的跨學科測度使之更加合理和適用;在更多領域對跨學科指標進行實證檢驗;針對存在問題展開深入研究等。總之，經知識流動到跨學科研究的“方向”已經明確，本文簡述的知識流動與跨學科研究之關聯及存在問題可以作為導向“路標”，已有部分成果只是探索，前程依然任重而道遠，值得繼續深化研究。

*本文系國家自然科學基金項目“多層異構信息網絡的h型測度及動態演化研究”（項目編號：71673131）與中央高校基本科研業務費專項資金資助項目（項目編號：14370301）研究成果之一。

收稿日期：2019-12-04;責任編輯：柴若熔