楊善林，呂鵬輝，李晶晶

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.合肥工業(yè)大學(xué) 計算機網(wǎng)絡(luò)研究所，安徽 合肥 230009；3.合肥工業(yè)大學(xué) 信息管理與信息系統(tǒng)研究所，安徽 合肥 230009)

大科學(xué)時代下的科研合作網(wǎng)絡(luò)

楊善林1,2，呂鵬輝1,2，李晶晶1,3

(1.合肥工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院，安徽 合肥 230009；2.合肥工業(yè)大學(xué) 計算機網(wǎng)絡(luò)研究所，安徽 合肥 230009；3.合肥工業(yè)大學(xué) 信息管理與信息系統(tǒng)研究所，安徽 合肥 230009)

科研合作活動已經(jīng)逐漸成為目前大科學(xué)時代下科研界的主流現(xiàn)象，基于對科研合作及其演化的闡析，從科研成果創(chuàng)造主體出發(fā)，分別對國家合作網(wǎng)絡(luò)、機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)和科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征以及創(chuàng)新特點進行了分析，并以管理科學(xué)這一新興學(xué)科為例，利用社會網(wǎng)絡(luò)軟件繪制了科研合作網(wǎng)絡(luò)知識圖譜，對大科學(xué)時代下的科研合作網(wǎng)絡(luò)進行了解析，并據(jù)此對全球管理科學(xué)領(lǐng)域科研合作網(wǎng)的研究方向與合作對象的選擇提出了相應(yīng)的建議。

大科學(xué)時代；科研合作；管理科學(xué)；合作網(wǎng)絡(luò)

科學(xué)研究是一項復(fù)雜、艱巨的群體勞動，科研活動中的科研合作是科研人員為完成同一科研任務(wù)而彼此按照計劃協(xié)同合作的勞動形態(tài)。在過去相當(dāng)長的歷史時期內(nèi)，科學(xué)研究處于相對分散、缺乏組織的狀態(tài)中，科學(xué)研究是個體進行的“自由活動”。而隨著現(xiàn)代科學(xué)研究的深入，科研合作的重要性正被越來越多的人們所認識到，尤其是在當(dāng)今的大科學(xué)時代下，進行科研合作越來越成為促進科技進步和社會發(fā)展的必要行動。2016年5月，習(xí)近平總書記在哲學(xué)社會科學(xué)工作座談會上的講話中強調(diào)了“要加快發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義的新興學(xué)科和交叉學(xué)科”[1]，而新興學(xué)科和交叉學(xué)科的特性決定了它們的發(fā)展更離不開學(xué)科和科研上的合作。本文擬對科研合作及其演化進行闡析，對所構(gòu)建出的三種科研合作網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征與創(chuàng)新特點進行分析，并以管理科學(xué)這一新興學(xué)科為例對大科學(xué)時代下的科研合作網(wǎng)絡(luò)作以解析。

一、科研合作網(wǎng)絡(luò)及其演化

21世紀(jì)前期的科學(xué)時代中，科學(xué)家獨自或個人就能完成科學(xué)知識創(chuàng)造活動，伴隨著工業(yè)經(jīng)濟時代的到來，僅靠科學(xué)家個體已經(jīng)很難勝任一些大型科學(xué)研究，這時候科學(xué)家或者科研機構(gòu)之間就以合作的形式組織起來進行科學(xué)知識集體創(chuàng)新，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟時代及其以前的那種個體獨自組織和進行創(chuàng)新的模式一去不返?？蒲泻献骺梢匀￠L補短、降低研究難度，大幅度提高自己的科研產(chǎn)率并培養(yǎng)出復(fù)合型人才，因此科研合作自出現(xiàn)后就獲得了科研人員的普遍歡迎。從工業(yè)經(jīng)濟時代到知識經(jīng)濟時代，科學(xué)知識創(chuàng)新乃至社會上的其他創(chuàng)新活動，在合作方面逐漸由自發(fā)到自覺，從或然到必然，最后進入創(chuàng)新的自由王國。諾貝爾獎獲得者狄拉克甚至認為在這種合作態(tài)勢下二流的物理學(xué)家去做一流工作變得日趨容易，否則一流的科學(xué)家去做二流的工作都感覺到有些困難[2]。

科研合作使得科學(xué)家個體擁有的知識在科學(xué)家之間得到快速交換和流動，正如發(fā)生在人體內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)一樣活躍。單個來考察細胞之內(nèi)的上百萬次化學(xué)反應(yīng)，并不足以解釋生物體何以擁有如此強大的功能，同樣科學(xué)家之間的偶爾合作，對于人類知識的促進也許貢獻有限，但在當(dāng)今的大科學(xué)時代，群體的成千上萬次協(xié)作與合作，才最終使得像載人航天、太空探索和原子能開發(fā)等這樣的大型科技項目研究成為可能，最終也才獲得了科學(xué)技術(shù)上的巨大創(chuàng)新。

然而，包括科研合作在內(nèi)的人類合作現(xiàn)象的研究，卻是人類有史以來極為重要的一項科學(xué)難題。Science雜志社在其創(chuàng)刊125周年之際總結(jié)出的125個重大科學(xué)難題中，合作行為位列第16位。目前國內(nèi)外有關(guān)合作研究的比例呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升態(tài)勢，而且朝著高水平、深層次和多方位的方向發(fā)展。1978年，美國科學(xué)家Beaver和Rosen提出科學(xué)專業(yè)化分工是合作網(wǎng)絡(luò)研究的起源和發(fā)展動因[3]；2004年，Newman從論文數(shù)量分布規(guī)律、合作人數(shù)分布規(guī)律、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點平均距離等方面研究了科研合作網(wǎng)絡(luò)，并提出一種計算合作網(wǎng)絡(luò)權(quán)重的具體方法，由此可估算出合作強度的大小[4]，他還對物理學(xué)等三種學(xué)科的數(shù)據(jù)進行采樣，分析了不同主題和時間的推移對合作模式產(chǎn)生的影響[5]。另外，Harande的研究表明，在技術(shù)研究領(lǐng)域，高產(chǎn)研究者在科研合作上同樣也是最為活躍的[6]；Holdder等的研究指出，科學(xué)家高產(chǎn)與合作水平的高低成正比關(guān)系，最高產(chǎn)的科學(xué)家之間的科研合作也最為頻繁[7]。在我國，劉則淵等通過理論與實踐相結(jié)合的方式，對經(jīng)濟學(xué)、能源技術(shù)、蛋白質(zhì)工程、國際納米技術(shù)、世界航空航天技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)明專利與學(xué)術(shù)論文的科研合作網(wǎng)絡(luò)進行了深入的研究，發(fā)表了多篇有影響力的學(xué)術(shù)論文[8]。

二、科研合作網(wǎng)絡(luò)的研究方法與類型

目前對于科研合作網(wǎng)絡(luò)的研究主要有兩種路線，一種是宏觀角度的對于整個網(wǎng)絡(luò)的研究，另一種是微觀角度的處在個體視角的研究節(jié)點與其他節(jié)點產(chǎn)生的鏈接關(guān)系。對于后者，一般使用社會網(wǎng)絡(luò)分析(Social Network Analysis, SNA)的方法來研究行為主體之間的關(guān)系。該方法是一種綜合了數(shù)學(xué)、圖論和統(tǒng)計學(xué)的基于個體行為觀察的科學(xué)研究方法。科研合作網(wǎng)中的社會網(wǎng)絡(luò)研究方法[9]，這種特殊的源于社會學(xué)的研究方法，更著眼于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點也就是對個體的研究，因此對于創(chuàng)新主體的研究更為直接，經(jīng)常在合作網(wǎng)絡(luò)中大量使用。

在科研活動中大量的研究合作行為之下，產(chǎn)生了占比極高的科研合作論文，這部分論文目前在絕大多數(shù)學(xué)科與領(lǐng)域中占據(jù)著科學(xué)文獻主體地位。除了時代客觀條件促使科研合作的形成外，科研主體內(nèi)在需求甚至對于合作績效的利己性也促進著合作。從合作博弈的角度來看，重復(fù)囚徒困境的實驗結(jié)果表明，一個理性成熟的人或者一個理性成熟的集體甚至國家，因其自身長期利益的考慮也決定著選擇對于自身最佳的策略，也就是選擇去與其他個人、集體和國家進行研究合作，因此在科學(xué)研究文獻成果中可以看到科研主體之間大量的合作關(guān)系存在。

對于科學(xué)文獻中反映出來的合作關(guān)系，從知識共現(xiàn)角度來看，共現(xiàn)的字段主要是以作者、機構(gòu)和國家為主。本文從這三種基本的文獻創(chuàng)造主體出發(fā)，構(gòu)建出對應(yīng)的三種單一類型科研合作網(wǎng)絡(luò)，并且這三種網(wǎng)絡(luò)之間也彼此緊密相關(guān)，對于三種科研合作網(wǎng)絡(luò)而言，個體與社團作為網(wǎng)絡(luò)主要節(jié)點的規(guī)律并無二致。Fallah等認為知識擴散主要集中在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進行，受知識擴散邊界的限制，知識擴散還可以分為個體層面、機構(gòu)層面和國家層面等三種層面上的有效擴散。因此本文科研合作網(wǎng)絡(luò)的研究也將在這三個層面進行，知識創(chuàng)新路徑的考察也限于這三種合作網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)。

三、典型科研合作網(wǎng)絡(luò)及知識創(chuàng)新

(一)國家合作網(wǎng)絡(luò)與科學(xué)知識創(chuàng)新

科學(xué)項目研究中經(jīng)常能見到國家合作的現(xiàn)象，比如由美國國家航空航天局、歐洲空間局和意大利航天局合作的卡西尼-惠更斯號(Cassini-Huygens)探測計劃，由于這類愈來愈多的大型研究課題的需要，來自多國的科學(xué)家通力合作，最后就形成了國家合作網(wǎng)絡(luò)。正因如此，近年來在科學(xué)數(shù)據(jù)庫中我們也可以見到超級龐大的成果著者團隊，甚至出現(xiàn)“一篇論文、三千作者”的團隊著者現(xiàn)象，在國際上的學(xué)術(shù)同行圈里越來越多的研究合作已經(jīng)成為一種趨勢。據(jù)統(tǒng)計，2013年度我國科學(xué)家參與的作者數(shù)量大于1 000、合作機構(gòu)數(shù)大于150個的國際合作論文就有167篇；作者數(shù)量超過100人、合作機構(gòu)數(shù)量大于30個的論文有427篇[10]。同時，Naren等的研究發(fā)現(xiàn)，國際合作論文的被引用頻次是來自單個國家論文的被引頻次的兩倍[11]，這說明國家合作網(wǎng)絡(luò)可以有效提升研究成果的水平與檔次。

從世界各主要科技大國的國際合作論文占所有科技論文的比例來看，絕大數(shù)國家的國際合作論文比例都在穩(wěn)步上升，在科學(xué)知識創(chuàng)新方面，很多崛起的歐洲國家正是通過科研合作的國際化來帶動國家科技實力的進步，比如20世紀(jì)80年代的荷蘭，90年代的西班牙、意大利均是如此，這說明國家合作網(wǎng)絡(luò)是科學(xué)知識創(chuàng)新的一條重要路徑。

1.國家合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

國家合作網(wǎng)絡(luò)是全球最大范圍的一個社會網(wǎng)絡(luò)的小規(guī)模原型，它的獨特之處是所有的鏈接均可定期發(fā)布，并且這些鏈接關(guān)系都被記錄在科學(xué)數(shù)據(jù)庫中，這相當(dāng)于為科學(xué)家間的合作鏈接自動建立了一個詳細的數(shù)字化記錄，該記錄使得科學(xué)活動及其背后的創(chuàng)新特點能夠有跡可循。

國家合作網(wǎng)絡(luò)中有著鮮明的結(jié)構(gòu)特點，由于全球總共有195個國家、31個地區(qū)，因此該網(wǎng)絡(luò)中最大節(jié)點數(shù)一般不會超過226個，實質(zhì)上絕大數(shù)國家合作網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)都小于此數(shù)，國家合作網(wǎng)絡(luò)間的最大區(qū)別主要是由國家之間的合作強度造成的。全球國家合作網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)目比較固定，這是因為在這個高度一體化的時代，在科學(xué)合作這個無國界的領(lǐng)域，鮮有不存在國家合作領(lǐng)域的例子存在。因此對于國家合作網(wǎng)絡(luò)這樣的小型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)來說，主要的問題是如何加強現(xiàn)有的鏈接關(guān)系，而非創(chuàng)造新的鏈接。

2.國家合作網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新路徑

國家科研合作網(wǎng)絡(luò)集合了合作國家間的優(yōu)勢力量，一般用于從事非常規(guī)力量所不能完成的大型科研任務(wù)，而且這種網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點指向的都是具有較強科研實力的國家，通過發(fā)揮雙方甚至幾方的研究優(yōu)勢來共同攻克科學(xué)難題。該網(wǎng)絡(luò)對于創(chuàng)新的啟示是他山之石、可以攻玉，要善于與他國合作取長補短，可在短時期內(nèi)使得一國的創(chuàng)新能力得到大幅度提升。

對于科研合作網(wǎng)絡(luò)來說，知識在局部范圍內(nèi)擴散時，科研主體之間的交流與合作路徑的發(fā)現(xiàn)極為重要，在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)內(nèi)高水平的知識創(chuàng)造者是整個知識網(wǎng)絡(luò)的擴散源頭，合作行為則為知識擴散和流動創(chuàng)造了條件并制造了多種相關(guān)或關(guān)聯(lián)關(guān)系。對于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點這個創(chuàng)造主體而言，一方面需要選擇知識互補的個體進行合作，另一方面需要按照擇優(yōu)鏈接的原則進行鏈接。

(二)機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)與科學(xué)知識創(chuàng)新

在大科學(xué)時代，科學(xué)家之間的合作已經(jīng)難以勝任大型科學(xué)探索和研究項目的需要，機構(gòu)合作經(jīng)常是國家層面上為實現(xiàn)大科學(xué)工程而采取的機構(gòu)合作行動。機構(gòu)合作在人類歷史上實現(xiàn)的巨大科技創(chuàng)新案例不勝枚舉，像美國由著名洛斯阿拉莫斯國家實驗室、布魯克海文國家實驗室、阿貢國家實驗室、芝加哥大學(xué)等參與完成的曼哈頓工程(Manhattan Project)即為一個典型案例。

本文將機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)視為科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)的一個上位的簇(Cluster)網(wǎng)絡(luò)，這是因為在一個機構(gòu)內(nèi)部科學(xué)家社團之間本身有著很強的鏈接關(guān)系，大家之間擁有彼此相同或者相似的研究主題和知識結(jié)構(gòu)，而機構(gòu)間的合作可視為這種強鏈接之外的一種弱鏈接，而機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)中往往是弱鏈接在起作用。

1.機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

印度學(xué)者Basu等通過對印度科研機構(gòu)的案例研究，發(fā)現(xiàn)國際機構(gòu)之間的合作不僅增加了科研機構(gòu)論文的產(chǎn)出，而且國際合作論文對于科研機構(gòu)論文的平均影響力也貢獻巨大[12]。Narvaez-Berthelemot等認為在當(dāng)代科學(xué)研究中，國際機構(gòu)合著論文已經(jīng)成為主要組成部分，越來越多的發(fā)展中國家科研機構(gòu)都在積極參與國際合作，以增加其合著論文的產(chǎn)出[13]。

機構(gòu)作為特點鮮明的科學(xué)家社群，具有非常突出的社會性，機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)以科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)為橋梁，但又與科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)明顯不同。發(fā)展定位不同或研究領(lǐng)域不同的科研機構(gòu)間在戰(zhàn)略層面上很難發(fā)生合作關(guān)系，共同產(chǎn)出論文就更談不上了，這導(dǎo)致機構(gòu)間的合作關(guān)系與機構(gòu)內(nèi)部聚類系數(shù)密切相關(guān)，少數(shù)機構(gòu)個體間的合作大大縮短了機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)的平均路徑，但這卻很難明顯改變其聚類系數(shù)。

2.機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新路徑

科研機構(gòu)間的合作網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新路徑，目前大多是由機構(gòu)的行政力量促使其達成合作關(guān)系，但是從長遠來看遵循科研合作本身的規(guī)律較好。機構(gòu)科研實力由于歷史、資源和人才等因素，分布極不平衡[14]，因此如何尋找能與自身優(yōu)勢互補、克服劣勢的科研機構(gòu)，并通過機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)進行深入研究來進行合作決策是未來需要進行的課題之一。

本文認為通過對海量科學(xué)文獻數(shù)據(jù)的分析，以科學(xué)為中心的“科學(xué)學(xué)”研究能夠揭示，什么樣的組織和合作模式，能夠產(chǎn)生最具影響力的原創(chuàng)性科學(xué)成果。盡管科學(xué)家個體經(jīng)驗無法依法照搬，但這對大學(xué)、科研機構(gòu)和政府部門來說，卻具有非常重大的決策價值，目前研究機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)特征為科研合作決策服務(wù)的的研究尚不太多，值得深入開展。

(三)科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)與知識創(chuàng)新

科研合作網(wǎng)絡(luò)是由科學(xué)家有意識的慎重選擇形成的，是合作者基于知識交換和知識共享為目的的一種結(jié)構(gòu)化合作形式。站在作者的角度看，這種網(wǎng)絡(luò)也可稱為共作者網(wǎng)絡(luò)(Co-authorship Networks)，屬于目前研究較多的一類知識網(wǎng)絡(luò)。

科學(xué)家之間因成功合作而導(dǎo)致科學(xué)史上產(chǎn)生重大創(chuàng)新的例子也數(shù)不勝數(shù)，像物理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的楊振寧與李政道合作發(fā)現(xiàn)宇稱不守恒定律，生物學(xué)領(lǐng)域沃森與克里克合作發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)等等，都需要不同的學(xué)科背景知識結(jié)合進行科學(xué)創(chuàng)新?？茖W(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)中，不同領(lǐng)域的科學(xué)家之間的間隔為4-6個合作鏈接，歐盟科學(xué)家曾對全世界36個國家在科學(xué)家合作偏好方面的數(shù)據(jù)進行研究后發(fā)現(xiàn)，不同的地理位置、文化和語言區(qū)域決定了合作和參考、引用時的具體選擇，其中歷史文化和語言上的接近程度是影響合作行為的最主要因素[15]。

1.科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

Newman的研究結(jié)果表明，科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)具有高聚類性，如果兩個科學(xué)家都與第三個科學(xué)家合作過，那么這兩個科學(xué)家之間的合作概率相對于隨機網(wǎng)絡(luò)中的概率要大，因為通過互相介紹并建立信任后比較容易形成新合作關(guān)系。因此科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)并非一個標(biāo)準(zhǔn)的隨機網(wǎng)絡(luò)，而是個高度聚類的知識網(wǎng)絡(luò)。

科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)也具有一定的冪律分布特征，即網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的度分布為冪律分布，這樣的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)中，通過網(wǎng)絡(luò)的主要節(jié)點就能獲得很高的知識交流與共享效率。從創(chuàng)新路徑角度來看，科學(xué)家宜通過與科研合作網(wǎng)絡(luò)中度數(shù)大的節(jié)點型科學(xué)家展開合作，共同來完成科學(xué)研究以交換科學(xué)思想、激蕩科學(xué)想法去產(chǎn)生科學(xué)創(chuàng)新。在合作網(wǎng)絡(luò)中可以通過介數(shù)來確定最有影響力的科學(xué)家，介數(shù)高的科學(xué)家對于整個合作網(wǎng)絡(luò)中的信息流動和知識傳播起到的作用較大，該網(wǎng)絡(luò)因此具有典型的小世界特征[16]。

2.科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新路徑

科學(xué)家之間合作網(wǎng)絡(luò)的形成與演化，是由一定的內(nèi)在動因驅(qū)動的，研究表明雖然稀缺知識資源的不平衡性是這種網(wǎng)絡(luò)得以形成的根本原因，但科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)的演化卻受到能否等值回報等多方面動因的驅(qū)動。只有當(dāng)合作雙方擁有了足夠多的知識資本并可互換時才能形成與另一方的合作網(wǎng)絡(luò)，科學(xué)家通過合作網(wǎng)絡(luò)以利益動因和非利益動因來維持和進行網(wǎng)絡(luò)動態(tài)演化[17]。

對于合作雙方利益互相矛盾的合作路徑與模式的選擇，可以使用經(jīng)典力學(xué)中的吸引力和排斥力模型來進行分析，如果兩種力在一定條件下能夠達到平衡，則該創(chuàng)新路徑就能通達。在領(lǐng)域?qū)＜业淖R別與尋找方面，主要可通過專家知識識別來完成合作方的尋找，科學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)可以提供潛在合作者、潛在創(chuàng)新團隊識別的線索，通過這個路徑可以較快的獲得知識交換、科研合作以及科學(xué)創(chuàng)新。

四、管理科學(xué)科研合作網(wǎng)絡(luò)案例

管理科學(xué)是近年來新興的前沿交叉熱點領(lǐng)域，其目的是打破基礎(chǔ)研究與實際應(yīng)用間的人為屏障，將基礎(chǔ)研究獲得的成果快速轉(zhuǎn)化為工程化應(yīng)用，同時對工程上出現(xiàn)的問題又能及時反饋到理論研究并進行更為深入的研究，從而推動管理科學(xué)全面、可持續(xù)性發(fā)展。管理科學(xué)既是為推動基礎(chǔ)科學(xué)研究成果實際轉(zhuǎn)化所開辟的新領(lǐng)域，又具有非常強烈的實際應(yīng)用背景，是實際推動管理科學(xué)發(fā)展、工程管理研發(fā)和實際管理的引擎[18]。目前管理科學(xué)研究已受到全球各國重視，美國、俄羅斯和歐盟等發(fā)達國家與地區(qū)已經(jīng)實施了各種研發(fā)計劃來刺激管理科學(xué)的大力發(fā)展。在著名的Science、Nature和PNAS等刊物上每年都有大量管理科學(xué)論文發(fā)表，甚至這些頂級期刊還給管理科學(xué)發(fā)布過專刊。

本文使用相關(guān)策略在WoS數(shù)據(jù)平臺中進行檢索[19]，截至2015年可得到317 854條管理科學(xué)文獻數(shù)據(jù)，在高水平的SCI數(shù)據(jù)庫中可得到274 279條文獻數(shù)據(jù)。本文使用UCINet與Netdraw軟件結(jié)合進行合作網(wǎng)絡(luò)分析，UCINet軟件能夠進行中心性分析、子群分析、角色分析和基于置換的統(tǒng)計分析等，Netdraw軟件可以同時處理多種關(guān)系，并可以根據(jù)節(jié)點的特性設(shè)置顏色、形狀和節(jié)點大小，在數(shù)據(jù)可視化方面具有獨特優(yōu)勢并已全面嵌入前者中[20]。

(一)管理科學(xué)領(lǐng)域國家合作網(wǎng)絡(luò)

通過對參與管理科學(xué)的科學(xué)家的國別字段進行知識元分析，在存在一位以上作者的論文當(dāng)中，本文將每個作者的國籍分離出來，如果這些作者的國籍相同則去除論文，如果作者來自于不同國家，則歸為國家間合作論文，通過對這些國家間的共現(xiàn)關(guān)系構(gòu)建共現(xiàn)矩陣，最后使用Netdraw軟件繪圖，得到如圖1所示的知識圖譜。該圖中基本包括了全球管理科學(xué)研究的主要國家，整個圖中節(jié)點間的鏈接程度較高，只有海地等個別小國沒有與其他國家展開合作，國家合作網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展趨勢是在節(jié)點之間添加更多的鏈接關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)主要格局已不會發(fā)生大的改變。

圖1 管理科學(xué)學(xué)術(shù)領(lǐng)域國家合作網(wǎng)絡(luò)

國家合作網(wǎng)絡(luò)知識地圖顯示，在管理科學(xué)這一交叉學(xué)科中世界各主要國家除了投入巨資展開合作研究外，互相之間也進行了密切的合作研究，形成了以美國為中心的星型國家合作網(wǎng)絡(luò)。其中，主節(jié)點美國的中間中心性最高，美國與其傳統(tǒng)的合作國如英國、德國、法國、加拿大和意大利等國在管理科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的科研合作較早、合作強度和網(wǎng)絡(luò)密度較高，并且這些國家之間也存在較為緊密的合作關(guān)系。相比而言，中國雖然也與美國之間有著較高的合作關(guān)系，但與其他管理科學(xué)強國之間的科研合作關(guān)系卻很弱，這就對美國形成了較為強烈的合作路徑依賴。這對于未來我國發(fā)展管理科學(xué)不利，因此需要選擇更多的具有技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)達國家如英國、德國和加拿大等展開管理學(xué)上的科研合作。

在管理科學(xué)國家合作網(wǎng)絡(luò)圖譜中，美國、加拿大、英國、德國和法國等G7國家集團互相之間已經(jīng)形成一個凝聚子群，國家之間合作頻繁，形成了合作網(wǎng)絡(luò)中的核心層，大量發(fā)展中國家還處于整個合作網(wǎng)絡(luò)的外圍層。而中國、日本、巴西與俄羅斯等國家則介于中間層，與核心層的國家間有一定合作關(guān)系但不緊密。鑒于在管理科學(xué)這一需要大量經(jīng)費和時間投入的領(lǐng)域中國目前實力有限，因此短期內(nèi)選擇與上述G7國家之間在管理科學(xué)前沿領(lǐng)域展開合作是明智的選擇，但要避免與核心節(jié)點美國過分的合作依賴，在加強與現(xiàn)有其他合作國家的鏈接關(guān)系之外，多考慮產(chǎn)生新的合作鏈接和創(chuàng)新路徑，這樣通過發(fā)展以我國為主的國家合作子群并形成有中國特色的管理學(xué)交叉研究，可有力提升我國的管理學(xué)研究水平。

(二)管理科學(xué)領(lǐng)域機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)

在新興的管理科學(xué)領(lǐng)域，全球主要合作機構(gòu)形成了一個復(fù)雜合作網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。該網(wǎng)絡(luò)以德克薩斯大學(xué)(University of Texas)、麻省理工(MIT)等機構(gòu)為核心，佐治亞理工大學(xué)、密歇根大學(xué)、香港科技大學(xué)與之合作頻繁，形成了世界級管理科學(xué)研究合作中心。另外，香港科技大學(xué)、香港城市大學(xué)和中國科學(xué)院等機構(gòu)合作緊密，形成僅次于前者的管理科學(xué)研究機構(gòu)合作子群，因此在管理科學(xué)機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)中，德克薩斯大學(xué)是點度中心度最大的節(jié)點，處于整個網(wǎng)絡(luò)中極具影響力的明星地位，其余機構(gòu)的研究合作規(guī)模較小，皆處于從屬地位，但美國幾所處于核心地位的機構(gòu)使得自身在網(wǎng)絡(luò)中的受攻擊能力較強。在管理科學(xué)機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)中最大的另一個凝聚子群是以中國的研究機構(gòu)為主、美國和新加坡的研究機構(gòu)為輔形成的具有長尾的子網(wǎng)絡(luò)，香港理工大學(xué)處于這個最大子網(wǎng)的關(guān)鍵鏈接性節(jié)點位置，并且也是除了德克薩斯大學(xué)以外合作頻次最大的機構(gòu)。

圖2 管理科學(xué)學(xué)術(shù)領(lǐng)域機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)

在管理科學(xué)這個新興的研究領(lǐng)域，機構(gòu)之間的緊密合作網(wǎng)絡(luò)尚未完全形成，網(wǎng)絡(luò)中還有大量節(jié)點處于孤立或者相互之間頻次極低的鏈接狀態(tài)。在這些機構(gòu)下一步的發(fā)展戰(zhàn)略中，主動尋求國內(nèi)外優(yōu)秀的合作機構(gòu)展開合作是進行優(yōu)勢互補、盡快提升自身實力的較優(yōu)選擇。但由于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)在增長機制方面具有擇優(yōu)鏈接的特點，極易形成合作團體中的小世界現(xiàn)象，可通過合作網(wǎng)絡(luò)加強自身的研究實力。因此對于我國來說，鑒于合作網(wǎng)絡(luò)中這樣的特點，啟示了我國在發(fā)展管理科學(xué)研究時，也要鼓勵各個具有實力的機構(gòu)分散尋找合作機構(gòu)，一方面使得現(xiàn)有優(yōu)勢得到加強，另一方面也避免在外界合作環(huán)境突變時對自身產(chǎn)生大的不利影響。

(三)管理科學(xué)領(lǐng)域著者合作網(wǎng)絡(luò)

在科研合作網(wǎng)絡(luò)研究尤其在同一數(shù)據(jù)科學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)分析中，國家、機構(gòu)和著者之間具有上下位的包含關(guān)系，從國家、機構(gòu)到著者可構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點越來越多，這些從科學(xué)文獻中提取但卻比文獻本身數(shù)量要多得多的知識元共現(xiàn)關(guān)系極為復(fù)雜。本文在數(shù)以百萬計的著者間使用UCINet軟件構(gòu)建了合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，得到了如圖3所示的著者合作網(wǎng)絡(luò)。

圖3 管理科學(xué)學(xué)術(shù)領(lǐng)域著者合作網(wǎng)絡(luò)

研究結(jié)果顯示這是一個尚在繼續(xù)發(fā)展中的小世界網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生了較多的凝聚子群，只有部分節(jié)點沒有與整個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生鏈接關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)密度較小。管理科學(xué)著者合作網(wǎng)絡(luò)中的子網(wǎng)的節(jié)點較大，說明合作研究同時有力的促進了科學(xué)成果產(chǎn)出，科學(xué)家之間的知識交流較多。在最大的子網(wǎng)絡(luò)中，加州大學(xué)各分校的研究人員之間形成了極為緊密的研究合作社群，內(nèi)部的合作關(guān)系較為充分且子網(wǎng)密度較大。但該社團與其余子網(wǎng)間僅有微弱的鏈接關(guān)系。在研究合作促進科學(xué)創(chuàng)新上，著者合作網(wǎng)絡(luò)中體現(xiàn)的鏈接關(guān)系最為根本。管理科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)除了以德克薩斯大學(xué)科學(xué)家為主的鏈接度較高的子網(wǎng)外，尚有其他不少子網(wǎng)絡(luò)，并且其中的鏈接關(guān)系也較為充分，但研究結(jié)果表明這樣的研究合作均產(chǎn)生于機構(gòu)內(nèi)部人員有充分交流機會的情形之下。

從最大的子網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，管理科學(xué)領(lǐng)域中還產(chǎn)生了一個子網(wǎng)數(shù)目較多的合作網(wǎng)絡(luò)群，這個子網(wǎng)群中有多個呈星型的小網(wǎng)絡(luò)，然后有數(shù)條鏈狀長尾與這些小網(wǎng)絡(luò)相鏈接，并且還有一些星型小網(wǎng)絡(luò)處于這些長尾的終端位置。部分較大的星型子網(wǎng)、鏈狀網(wǎng)絡(luò)和零散節(jié)點并未與最大的子網(wǎng)相鏈接，目前還處于孤立狀態(tài)。這說明管理科學(xué)領(lǐng)域的著者合作網(wǎng)絡(luò)類型復(fù)雜，研究合作樣式極多，網(wǎng)絡(luò)未來還有很大的繼續(xù)演化和趨向復(fù)雜鏈接的趨勢。由于科學(xué)家是科學(xué)創(chuàng)新的主要載體，多個子網(wǎng)和鏈狀網(wǎng)絡(luò)涌現(xiàn)說明極其復(fù)雜的學(xué)科前沿和熱點領(lǐng)域正在出現(xiàn)，整個管理科學(xué)研究仍處于變動當(dāng)中，科學(xué)創(chuàng)新也將在該網(wǎng)絡(luò)的多個節(jié)點和子網(wǎng)上產(chǎn)生。

五、結(jié)論

本文從科學(xué)史上國家、機構(gòu)和科學(xué)家科研合作成功的案例出發(fā)，闡析了當(dāng)前大科學(xué)時代的合作研究已逐漸成為科學(xué)界的主流現(xiàn)象。從科研主體的角度，通過對科學(xué)文獻隸屬者的分析，得到了三種科研合作網(wǎng)絡(luò)類型，并對這三種合作網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征及其與科學(xué)創(chuàng)新之間的關(guān)系進行了探究，利用社會網(wǎng)絡(luò)分析、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)理統(tǒng)計等多種方法對管理科學(xué)這一新興交叉學(xué)科的科學(xué)數(shù)據(jù)進行了實證案例分析。結(jié)果表明，在管理科學(xué)的合作網(wǎng)絡(luò)圖中，國家合作網(wǎng)絡(luò)由于節(jié)點數(shù)目少首先接近最大節(jié)點閾值，網(wǎng)絡(luò)的連通程度較高；機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)與作者合作網(wǎng)絡(luò)目前還是稀疏網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)處于繼續(xù)生長和演化當(dāng)中；科學(xué)家合作網(wǎng)絡(luò)中有部分節(jié)點的中間中心性較高，處于鏈接和溝通不同子網(wǎng)的中間人的重要位置，節(jié)點對于信息的傳遞和控制能力較強。從長遠看，我國要鼓勵管理科學(xué)研究的個人以及機構(gòu)與國外具有優(yōu)勢研究實力的對象進行科研合作，以期在短期內(nèi)提高自己，但在群體策略上應(yīng)鼓勵根據(jù)自我研究特色選擇合作對象，避免與單一創(chuàng)新主體高強度合作而產(chǎn)生較大的路徑依賴。

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(責(zé)任編輯：張 叢)

Study on Scientific Research Collaboration Networks under Big Science Era

YANG Shanlin1,2, LV Penghui1,2,LI Jingjing1,3

(1.School of Management, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 2.Institute of Computer Network System, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 3.Institute of Information Management and Information System, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

Cooperative research has gradually become the mainstream of scientific research, the research carried on the thorough analysis about the evolution of the cooperation mechanism. This paper embarks the three basic types of literature creators, builds up three single scientific research cooperation networks such as national cooperation network, institutional cooperation network and scientist collaboration network respectively, the detailed research about the structures characteristics and innovation of the three cooperation networks were carried on. And the emerging interdisciplinary of management science data were taken as example with the social network software UCINet and Netdraw building three cooperation network maps in this paper, and then a thorough analysis of various cooperation networks carried on and the suggestions about our country concreted in the direction of scientific research cooperation and the choice of cooperation partners were put forward.

Big Science Era; research cooperation; management science; cooperation network

2016-09-03

國家自然科學(xué)基金重點項目(71331002)；中國博士后科學(xué)基金面上項目(2015M581984)

楊善林 (1948- )，男，中國工程院院士，合肥工業(yè)大學(xué)計算機網(wǎng)絡(luò)研究所所長；呂鵬輝 (1982- )，男，通訊作者，合肥工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院博士后。

G311

A

1008-245X(2016)05-0094-007

10.15896/j.xjtuskxb.201605017