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學科交叉大潮下,高影響力科學家更傾向多主題合作研究

 金蘋果6 2022-08-28 發(fā)布于北京

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導語

科研合作是現(xiàn)代科學與學術的重要特征,科研合作主題與創(chuàng)造力和影響力關系密切。然而,人們對科學家如何讓合作者參與到新課題的問題仍知之甚少。近日,北京師范大學系統(tǒng)科學學院副教授曾安等學者在PNAS上發(fā)表的一項研究,系統(tǒng)分析了科學家職業(yè)生涯中學術主題與合作者的共同演化關系,挖掘科學合作中所涉及研究主題的統(tǒng)計特征,并揭示了科學家在新課題上如何選擇合作者。研究表明,合作者通常傾向于參與單主題研究。高生產(chǎn)力的科學家傾向于擁有更高比例的單主題合作者,而高影響力科學家對多主題合作研究展現(xiàn)出偏好。

研究領域:科研合作,科學學

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胡一冰 | 作者

鄧一雪 | 編輯

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論文標題:Impactful scientists have higher tendency to involve collaborators in new topics

論文鏈接:https://www./doi/10.1073/pnas.2207436119

科研合作是促進研究團隊創(chuàng)新的一個關鍵要素。目前關于科研合作的研究覆蓋合作網(wǎng)絡構建、合作強度(頻率)的影響和合作團隊特征挖掘等多個方面。盡管在過去科研合作網(wǎng)絡已被深入研究,但是關于科學家個體如何選擇合作者來開展新課題的問題幾乎沒有被探索過。為彌補研究空白,該論文重點回答了以下問題:
(1) 兩位科學家通常會在多少不同的主題上合作?
(2) 不同類型的科學家在合作選擇方面有何不同?

(3) 哪些因素會影響合作者參與某特定科學家新課題的概率?

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圖1.共引網(wǎng)絡與合作時間序列示意圖。該研究首先對每位焦點科學家(focal scientist)構建一個共引網(wǎng)絡,其中每個節(jié)點代表該科學家的一篇論文。隨后研究者通過fast-unfolding算法確定網(wǎng)絡中的社區(qū),若社區(qū)包含超過5%的節(jié)點即被視為焦點科學家的主要課題,不同主題被賦予不同顏色。最后分解得到彩色的時間序列,每個時間序列反映焦點科學家和不同合作者合作的論文。



1. 大多數(shù)科學家傾向于

擁有高比例的單主題合作者




該研究針對每一位焦點科學家,統(tǒng)計與其合作過兩次及以上的所有合作者(collaborator)信息,并計算焦點科學家在多個主題中合作者的分布。同時,該研究設計了“模擬重組”(time-controlled reshuffling)機制作為對照組以檢驗上述發(fā)現(xiàn)是否具有隨機性。

如圖2A所示,在一位科學家的合作者中,平均有63%的人涉及一個主題,約25%的人涉及兩個主題,12%的人涉及三個及以上的主題。通過比較真實數(shù)據(jù)(0.63)和對照組結果(0.45),發(fā)現(xiàn)焦點科學家參與的合作者參與的主題比“模擬重組”預期的要少。對于所有個體科學家,研究者統(tǒng)計了他們只參與一個主題的合作者的比例,即單主題合作者占比。與對照組相比,大多數(shù)科學家傾向于擁有高比例的單主題合作者(如圖2B所示)

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圖2. 合作者參與的主題數(shù)量。(A)合作者與焦點科學家參與的課題數(shù)量分布。(B)對于所有個體科學家的單主題合作者比例。(C)與焦點科學家至少有10次合作的合作者所涉及主題的數(shù)量分布。(D)與一個焦點科學家至少有10次合作的單主題合作者比例的分布。(E)與焦點科學家合作發(fā)表不同數(shù)量論文的合作者所涉及主題的平均數(shù)量。(F)與焦點科學家合作發(fā)表不同數(shù)量論文的單主題合作者所占比例。



2. 高被引科學家的多主題合作者比例更高




該研究將生產(chǎn)力(論文產(chǎn)量)和影響力(論文被引次數(shù))作為衡量科學家成功與否的標準。圖3B中展示了單主題合作者的比例與合作論文數(shù)量之間的關系,并比較了前 1%高產(chǎn)和前1%高被引的焦點科學家的行為差異??梢?,在考慮偶爾合作者(最多合作5篇論文的人)時,這兩組焦點科學家之間沒有顯著差異。然而,對于與焦點科學家合作發(fā)表至少10篇論文的頻繁合作者來說,高產(chǎn)和高被引科學家在讓合作者參與研究主題的行為非常不同——高產(chǎn)科學家的單主題合作者比例較高,而有影響力的科學家的單主題合作者比例較低,這意味著多主題合作者比例更高。圖3C兩類焦點科學家的頻繁合作者所涉及的主題數(shù)量的分布圖也印證了上述發(fā)現(xiàn)。

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圖3. 高產(chǎn)和高被引科學家的合作者中單一主題合作者占比差異。(A)科學家的生產(chǎn)力和平均影響力關系的散點圖。從Pearson相關系數(shù)發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)和高被引科學家是兩個不同的群體。(B)與焦點科學家合作發(fā)表不同數(shù)量論文的單主題合作者所占比例。(C)與焦點科學家合作發(fā)表至少10篇論文的合作者的主題數(shù)量分布。(D)具有不同生產(chǎn)力的焦點科學家的單主題合作者(至少有10次合作)的比例。(E)具有不同影響力的焦點科學家的單主題合作者(至少有10次合作)的比例。(F)不同主題數(shù)量的焦點科學家的單主題合作者(至少有10次合作)的比例。



3. 有合作歷史的合作者

更容易參與焦點科學家的新課題




該研究還關注了“合作者與焦點科學家的合作歷史”和“參與焦點科學家下一個新課題”的概率關系。圖4A中展示了參與焦點科學家下一個主題的概率——一個關于過去合作論文數(shù)量的函數(shù)。如圖所示,在過去2年內(nèi)與焦點科學家合作論文的近期合作者,出現(xiàn)在焦點科學家的下一個新主題中的平均概率為0.25,遠遠高于總體平均概率0.11。這表明,與某一焦點科學家一起發(fā)表更多論文的合作者,參與下一個主題的可能性明顯更高。也就是說,科學家在新課題中更有可能與近期的合作者合作。當考慮近期合作者時,參與下一個主題的概率仍然隨著過去合作論文的數(shù)量顯著增加。

此外,研究還發(fā)現(xiàn),表明有過高被引合作論文的合作者參與新課題的概率更高,焦點科學家在其職業(yè)生涯后期中有更高比例的單主題合作者。

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圖4. 影響現(xiàn)有合作者加入焦點科學家新課題的概率相關的因素。(A)合作者加入新課題的概率與歷史合作次數(shù)的關系。(B)合作者加入新課題的概率與合作論文平均引用次數(shù)的關系。(C)對于具有不同生產(chǎn)力或影響力的焦點科學家,加入新課題的概率和歷史合作次數(shù)之間的相關性。(D) 對于具有不同生產(chǎn)力或影響力的焦點科學家,加入新課題的概率和合作論文引用量之間的相關性。(E)在焦點科學家的不同職業(yè)階段,合作者加入下一個主題的概率。(F)合作者的水平和焦點科學家的職業(yè)階段與加入新課題概率的相關性。



4. 總結




科研合作是現(xiàn)代科學與學術的重要特征,科研合作主題與創(chuàng)造力和影響力密切相關。然而,我們對科學家如何讓合作者參與到他們的研究課題中,仍然知之甚少。該研究揭示了科學合作中所涉及研究主題的統(tǒng)計特征,將單個科學家發(fā)表論文的時間序列分解為與每個合作者共同發(fā)文的時間序列,通過追蹤每篇論文涉及的研究主題系統(tǒng)分析合作主題的演化過程。

研究表明,合作者通常傾向于參與單主題研究。高生產(chǎn)力的科學家傾向于擁有更高比例的單主題合作者,而高影響力科學家對多主題合作研究展現(xiàn)出偏好。研究還進一步將合作者的合作歷史與科研水平作為關鍵因素,來探索其對合作者加入焦點科學家新課題的影響。此外,該項工作所采用的分析框架具有普適性,可推廣至其他系統(tǒng)的協(xié)作關系中,如電影制作、專利設計和軟件開發(fā)等。


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