曾繼城 張家榕 葉鷹

摘要“天鵝”現(xiàn)象是高品質(zhì)論文中出現(xiàn)的一種特殊引文模式，定義為具有關(guān)聯(lián)意義的成對(duì)出現(xiàn)的高被引論文，其中前期發(fā)表的具有科學(xué)發(fā)現(xiàn)意義的是“白天鵝”而后來發(fā)表的象征科學(xué)突破并引起前期論文引用下降的是“黑天鵝”。該文以諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)、化學(xué)獎(jiǎng)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主的關(guān)鍵論文為樣本集，用“天鵝指數(shù)”測(cè)量了每類中選出的“黑、白天鵝”樣例?！疤禊Z”引文模式結(jié)合了科學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)質(zhì)和科學(xué)引文數(shù)據(jù)，可望為突破性科學(xué)論文提供一個(gè)可量化測(cè)評(píng)的思路和方法。

關(guān)鍵詞高品質(zhì)論文引文分析天鵝

分類號(hào)G250.252

1引言

學(xué)術(shù)論文的質(zhì)性判斷和量化評(píng)價(jià)之間的關(guān)聯(lián)一直困擾著學(xué)術(shù)界[1]，我們知道質(zhì)性判斷和量化評(píng)價(jià)皆優(yōu)的論文一般是高品質(zhì)論文[2]，但我們不知道高品質(zhì)論文在引文分析中究竟有何可測(cè)度性質(zhì)。最近，本課題組合作提出了把高品質(zhì)論文集和科學(xué)突破論文關(guān)聯(lián)起來的特殊引文模式并命名為“天鵝”[3]，用“天鵝”比喻高品質(zhì)論文集并把一般高品質(zhì)論文通稱為“白天鵝”，而以“黑天鵝”作為具有科學(xué)突破性質(zhì)的論文且引起了前期發(fā)表的“白天鵝”引文曲線改變。

通常，“黑天鵝”代指高度不可能事件[4]，在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事件中多為貶義詞，而在引文分析[5]中，我們賦予其褒義用法：“黑天鵝”和“白天鵝” 被定義為特別的引文組合，“白天鵝”本身即屬于高被引論文，而“黑天鵝”的出現(xiàn)會(huì)改變“白天鵝”的引文形態(tài)，從而把質(zhì)性的高品質(zhì)論文與量化的高被引論文關(guān)聯(lián)起來，用引文曲線[6]與引用計(jì)量[7]揭示這一特殊的引文現(xiàn)象。

“天鵝展翅”，既在科學(xué)史背景上展開了高品質(zhì)科學(xué)論文的量化特征，也為純粹定量的引文分析研究增添了新的樂趣。茲述如下。

2方法與數(shù)據(jù)

以“天鵝”代稱科學(xué)史上質(zhì)性判斷為高品質(zhì)的論文，因此，“天鵝”首先是具有科學(xué)意義的優(yōu)質(zhì)論文。為避免爭(zhēng)議，我們把自然科學(xué)類諾貝爾獎(jiǎng)得主的關(guān)鍵論文視為“天鵝”源并作為研究基礎(chǔ)。

在高被引的高品質(zhì)論文中，有的論文發(fā)表后引用高漲并導(dǎo)致原有高引論文引用下降，這種高品質(zhì)論文我們稱為“黑天鵝”，而把原有高品質(zhì)論文稱為“白天鵝”?！昂谔禊Z”和“白天鵝” 形成一對(duì)特別的引文組合，反映的是高品質(zhì)論文的特殊引文現(xiàn)象?！昂谔禊Z”不僅具備高引量化測(cè)度，而且具備突破性科學(xué)發(fā)現(xiàn)性質(zhì)，因其具有重要科學(xué)意義而被授予諾貝爾獎(jiǎng)。

為測(cè)度黑白“天鵝”，我們選取具有代表性的兩只“白天鵝”與獨(dú)特的“黑天鵝”進(jìn)行定量比較，建立圖1模型，其中T為時(shí)間軸，C為引文量，W1， W2分別表示具有代表性的兩只“白天鵝”，而B代表“黑天鵝”。

3結(jié)果與討論

通過表1測(cè)度判斷所得自然科學(xué)類諾貝爾獎(jiǎng)關(guān)鍵論文中的“黑（灰）天鵝”文獻(xiàn)總量如表2所示。

由此可見“黑（灰）天鵝”文獻(xiàn)在自然科學(xué)類諾貝爾獎(jiǎng)關(guān)鍵論文中的比例不低，故有一定分析意義。

下面選取諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)、化學(xué)獎(jiǎng)、生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)中比較典型的“黑白天鵝”論文的實(shí)例，為同時(shí)展示“黑天鵝”和“灰天鵝”，每個(gè)學(xué)科選“黑天鵝”和“灰天鵝”各一。

3.1諾貝爾物理學(xué)得主關(guān)鍵論文中的天鵝實(shí)例

圖2右側(cè)的灰天鵝是Kobayash， M.， &Maskawa， T. （1989）. Cpviolation in the renormalizable theory of weak interaction.Cp Violation，49（2）， 199-204.。具有代表性的兩只白天鵝是W1：Dicus， D. A. （1972）. Stellar energyloss rates in a convergent theory of weak and electromagnetic interactions. Physical Review D， 6（4）， 941-949;W2：Georgi， H.， & Glashow， S. L. （1972）. Unified weak and electromagnetic interactions without neutral currents. Physical Review Letters， 28（22）， 1494-1497.。其天鵝指數(shù)為341/（343+191）=0.64>0.5，Ts-Tw=3。這是一只灰天鵝。

3.2諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主關(guān)鍵論文中的天鵝實(shí)例

圖3左側(cè)的灰天鵝是Wimberly， BT; Brodersen， DE; Clemons， WM; MorganWarren， RJ; Carter， AP; Vonrhein， C; Hartsch， T; Ramakrishnan， V. （2000）. Structure of the 30s ribosomal subunit. Nature， 407（6802）， 327.。具有代表性的兩只白天鵝是W1：Jones， T. A.， &Kjeldgaard， M. （1997）. electrondensity map interpretation. Methods in Enzymology， 277， 173-208.;W2：Carson M. RIBBONS 2 0，Journalof Applied Crystallography， 1991， 24（5）： 958.。其天鵝指數(shù)為Sw= 519/（95+349） = 1.17 > 0.5，Ts-Tw = 4。這是一只灰天鵝。

圖3右側(cè)的黑天鵝是Kruger， K.， Grabowski， P. J.， Zaug， A. J.， Sands， J.， Gottschling， D. E.， & Cech， T. R. （1982）. Selfsplicing RNA：autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena. Cell， 31（1）， 147-57.。具有代表性的兩只白天鵝是W1：DonisKeller， H.， Maxam， A. M.， & Gilbert， W. （1977）. Mapping adenines， guanines， and pyrimidines in RNA. Nucleic Acids Research， 4（8）， 2527-38;W2：Burgess， R. R.， &Jendrisak， J. J. （1975）. A procedure for the rapid， largescall purification of escherichia coli DNAdependent RNA polymerase involving PolyminP precipitation and DNAcellulose chromatography.Biochemistry， 14（21）， 4634.。其天鵝指數(shù)為Sw= 177/（472+366） = 0.21 < 0.5，Ts-Tw = 9。這是一只黑天鵝。

3.3諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主關(guān)鍵論文中的天鵝實(shí)例

圖4左側(cè)的灰天鵝是Thomas， K. R.， & Capecchi， M. R. （1987）. Sitedirected mutagenesis by gene targeting in mouse embryoderived stem cells. Cell， 51（3）， 503-12.。具有代表性的兩只白天鵝是W1：OrrWeaver， T. L.， Szostak， J. W.， & Rothstein， R. J. （1981）. Yeast transformation： a model system for the study of recombination. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 78（10）， 6354-8;W2：Hinnen， A.， Hicks， J. B.， & Fink， G. R. （1978）. Transformation of yeast. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 75（4）， 1929-33.。其天鵝指數(shù)為Sw= 295/（351+654） = 0.29< 0.5，Ts-Tw = 9。這是一只灰天鵝。

圖4右側(cè)的黑天鵝是Moncada， S.， Gryglewski， R.， Bunting， S.， & Vane， J. R. （1976）. An enzyme isolated from arteries transforms prostaglandin endoperoxides to an unstable substance that inhibits platelet aggregation. Nature，263（5579）， 663. 具有代表性的兩只白天鵝是W1： Piper P J， Vane J R. Release of additional factors in anaphylaxis and its antagonism by antiinflammatory drugs. Nature， 1969， 223（5201）：29-35;W2：Gilmore N， Vane J R， Wyllie J H. Prostaglandins released by the spleen. Nature， 1968， 218（218）：1135-1140. 其天鵝指數(shù)為Sw= 779/（229+153） = 2.04> 1，Ts-Tw = 7。這是一只黑天鵝。

黑白天鵝的隱喻為我們從定性與定量角度考察科學(xué)研究歷史中具有突破性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)提供了分析可能。部分科學(xué)研究成果在發(fā)表后受到很多抨擊與批評(píng)，反映在引文數(shù)據(jù)上就是獲得了大量的負(fù)面引用，但隨著時(shí)間的推移和科學(xué)的進(jìn)步，那些超越時(shí)代的科學(xué)發(fā)現(xiàn)終會(huì)被學(xué)術(shù)界所認(rèn)可，甚或被授予權(quán)威的科研獎(jiǎng)項(xiàng)（比如諾貝爾獎(jiǎng)），并開辟了新的研究方向，論文因而受到學(xué)術(shù)界的正面關(guān)注和引用。例如，獲得2011年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的謝赫特曼（DanielShechtman）：1982年4月，作為以色列理工學(xué)院材料科學(xué)家的謝赫特曼休假期間從事航空用高強(qiáng)度合金研究時(shí)，從快速冷卻的鋁錳合金中發(fā)現(xiàn)一種特殊的“晶體”及準(zhǔn)晶。他借助電子顯微鏡獲得一幅電子衍射圖，發(fā)現(xiàn)它不具有平移對(duì)稱性卻擁有長(zhǎng)程有序性。而按照當(dāng)時(shí)的理論，具有此種原子排列方式的固體物質(zhì)是不存在的。因此，謝赫特曼的發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)引起極大爭(zhēng)議。繼續(xù)深入研究后，歷經(jīng)艱苦努力，謝赫特曼的題為《一種長(zhǎng)程有序但不具有平移對(duì)稱的金屬相》的論文得以在《物理評(píng)論通訊》期刊上發(fā)表，引發(fā)了化學(xué)界的軒然大波。甚至名聲顯赫的獲得諾貝爾獎(jiǎng)的化學(xué)家鮑林也公開質(zhì)疑他的研究成果。然而，后來事情發(fā)生了轉(zhuǎn)變，1987年，法國(guó)和日本科學(xué)家制造出了足夠大的準(zhǔn)晶，并可以由X射線和電子顯微鏡直接觀察這種晶體。至此，他的發(fā)現(xiàn)才得到了科學(xué)界的認(rèn)可[10]。

“黑天鵝”論文可能革新人們的科學(xué)認(rèn)識(shí)，開辟新的研究方向，為科學(xué)進(jìn)步作出巨大貢獻(xiàn)?！昂诎滋禊Z”的隱喻也為卡爾·波普爾的證偽主義、庫恩在《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》中提出的范式轉(zhuǎn)移兩大影響深遠(yuǎn)的科技哲學(xué)理論提供了量化解釋。

3.4“天鵝”隱喻的意義

“黑白天鵝”隱喻使我們能夠確定重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，并定性和定量地衡量科學(xué)進(jìn)步的影響。一篇“黑天鵝”文獻(xiàn)的出現(xiàn)引起科學(xué)變革，可能改變舊的范式，尤其是“強(qiáng)壯黑天鵝”的效果較強(qiáng)，而“弱小黑天鵝”或“灰天鵝”的效果則相對(duì)較弱，但“灰天鵝”也反映出在主流科學(xué)中取得了進(jìn)展?！昂诎滋禊Z”隱喻兼顧了論文質(zhì)量和引用數(shù)量，這種均衡使得該方法的價(jià)值凸顯出來。在“黑白天鵝”的研究中，科學(xué)發(fā)現(xiàn)（科學(xué)史）的記載提供基礎(chǔ)，而科學(xué)計(jì)量數(shù)據(jù)（引文曲線）給出了量化補(bǔ)充。當(dāng)“白天鵝”遇到“黑天鵝”，科學(xué)出現(xiàn)突破，“白天鵝”的引用模式發(fā)生變化，這為識(shí)別和驗(yàn)證科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要性提供了量化方法。

“黑白天鵝”之間的關(guān)系是：沒有“白天鵝”就談不上“黑天鵝”，“黑天鵝”論文的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致“白天鵝”論文的引用頻次顯著下降，“黑、白天鵝”是相對(duì)應(yīng)而存在的，因此，“黑、白天鵝”之間存在互動(dòng)和相互依存關(guān)系。

4小結(jié)

綜上所述，天鵝是一種在高品質(zhì)論文中出現(xiàn)的特殊引文模式，黑天鵝是指具有科學(xué)突破性的論文，白天鵝是指為數(shù)眾多的高品質(zhì)論文，黑天鵝的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致白天鵝的引用曲線改變。天鵝指數(shù)是測(cè)量黑天鵝影響力的重要指標(biāo)，根據(jù)天鵝指數(shù)的高低，可以將天鵝分為黑天鵝和灰天鵝。天鵝引文模式的判定需要建立在對(duì)高品質(zhì)文獻(xiàn)進(jìn)行識(shí)別和判定的基礎(chǔ)上，因而需要結(jié)合科學(xué)史和具體學(xué)科的發(fā)展脈絡(luò)，才能夠更加科學(xué)和有效地評(píng)判高品質(zhì)論文特別是科學(xué)突破論文。

總之，天鵝這一特殊引文模式的提出，可望為判別具有科學(xué)突破性質(zhì)的成果提供一種鑒別思路和方法。

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