導(dǎo)語(yǔ)
科研合作是現(xiàn)代科學(xué)與學(xué)術(shù)的重要特征，科研合作主題與創(chuàng)造力和影響力關(guān)系密切。然而，人們對(duì)科學(xué)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(xué)系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院副教授曾安等學(xué)者在PNAS上發(fā)表的一項(xiàng)研究，系統(tǒng)分析了科學(xué)家職業(yè)生涯中學(xué)術(shù)主題與合作者的共同演化關(guān)系，挖掘科學(xué)合作中所涉及研究主題的統(tǒng)計(jì)特征，并揭示了科學(xué)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(xué)家傾向于擁有更高比例的單主題合作者，而高影響力科學(xué)家對(duì)多主題合作研究展現(xiàn)出偏好。
研究領(lǐng)域：科研合作，科學(xué)學(xué)
論文標(biāo)題：Impactful scientists have higher tendency to involve collaborators in new topics
論文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2207436119
科研合作是促進(jìn)研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新的一個(gè)關(guān)鍵要素。目前關(guān)于科研合作的研究覆蓋合作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、合作強(qiáng)度（頻率）的影響和合作團(tuán)隊(duì)特征挖掘等多個(gè)方面。盡管在過去科研合作網(wǎng)絡(luò)已被深入研究，但是關(guān)于科學(xué)家個(gè)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(bǔ)研究空白，該論文重點(diǎn)回答了以下問題：
（1） 兩位科學(xué)家通常會(huì)在多少不同的主題上合作？
（2） 不同類型的科學(xué)家在合作選擇方面有何不同？
（3） 哪些因素會(huì)影響合作者參與某特定科學(xué)家新課題的概率？
圖1.共引網(wǎng)絡(luò)與合作時(shí)間序列示意圖。
該研究首先對(duì)每位焦點(diǎn)科學(xué)家（focal scientist）構(gòu)建一個(gè)共引網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表該科學(xué)家的一篇論文。隨后研究者通過fast-unfolding算法確定網(wǎng)絡(luò)中的社區(qū)，若社區(qū)包含超過5%的節(jié)點(diǎn)即被視為焦點(diǎn)科學(xué)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(shí)間序列，每個(gè)時(shí)間序列反映焦點(diǎn)科學(xué)家和不同合作者合作的論文。
1. 大多數(shù)科學(xué)家傾向于擁有高比例的單主題合作者
該研究針對(duì)每一位焦點(diǎn)科學(xué)家，統(tǒng)計(jì)與其合作過兩次及以上的所有合作者（collaborator）信息，并計(jì)算焦點(diǎn)科學(xué)家在多個(gè)主題中合作者的分布。同時(shí)，該研究設(shè)計(jì)了“模擬重組”（time-controlled reshuffling）機(jī)制作為對(duì)照組以檢驗(yàn)上述發(fā)現(xiàn)是否具有隨機(jī)性。
如圖2A所示，在一位科學(xué)家的合作者中，平均有63%的人涉及一個(gè)主題，約25%的人涉及兩個(gè)主題，12%的人涉及三個(gè)及以上的主題。通過比較真實(shí)數(shù)據(jù)（0.63）和對(duì)照組結(jié)果（0.45），發(fā)現(xiàn)焦點(diǎn)科學(xué)家參與的合作者參與的主題比“模擬重組”預(yù)期的要少。對(duì)于所有個(gè)體科學(xué)家，研究者統(tǒng)計(jì)了他們只參與一個(gè)主題的合作者的比例，即單主題合作者占比。與對(duì)照組相比，大多數(shù)科學(xué)家傾向于擁有高比例的單主題合作者（如圖2B所示）。
圖2. 合作者參與的主題數(shù)量。
(A)合作者與焦點(diǎn)科學(xué)家參與的課題數(shù)量分布。(B)對(duì)于所有個(gè)體科學(xué)家的單主題合作者比例。(C)與焦點(diǎn)科學(xué)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(gè)焦點(diǎn)科學(xué)家至少有10次合作的單主題合作者比例的分布。(E)與焦點(diǎn)科學(xué)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(diǎn)科學(xué)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(xué)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(xué)家成功與否的標(biāo)準(zhǔn)。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(guān)系，并比較了前 1%高產(chǎn)和前1%高被引的焦點(diǎn)科學(xué)家的行為差異。可見，在考慮偶爾合作者（最多合作5篇論文的人）時(shí)，這兩組焦點(diǎn)科學(xué)家之間沒有顯著差異。然而，對(duì)于與焦點(diǎn)科學(xué)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(xué)家在讓合作者參與研究主題的行為非常不同——高產(chǎn)科學(xué)家的單主題合作者比例較高，而有影響力的科學(xué)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(diǎn)科學(xué)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)。
圖3. 高產(chǎn)和高被引科學(xué)家的合作者中單一主題合作者占比差異。
(A)科學(xué)家的生產(chǎn)力和平均影響力關(guān)系的散點(diǎn)圖。從Pearson相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)和高被引科學(xué)家是兩個(gè)不同的群體。(B)與焦點(diǎn)科學(xué)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(diǎn)科學(xué)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(diǎn)科學(xué)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(diǎn)科學(xué)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(diǎn)科學(xué)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(diǎn)科學(xué)家的新課題
該研究還關(guān)注了“合作者與焦點(diǎn)科學(xué)家的合作歷史”和“參與焦點(diǎn)科學(xué)家下一個(gè)新課題”的概率關(guān)系。圖4A中展示了參與焦點(diǎn)科學(xué)家下一個(gè)主題的概率——一個(gè)關(guān)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(diǎn)科學(xué)家合作論文的近期合作者，出現(xiàn)在焦點(diǎn)科學(xué)家的下一個(gè)新主題中的平均概率為0.25，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于總體平均概率0.11。這表明，與某一焦點(diǎn)科學(xué)家一起發(fā)表更多論文的合作者，參與下一個(gè)主題的可能性明顯更高。也就是說，科學(xué)家在新課題中更有可能與近期的合作者合作。當(dāng)考慮近期合作者時(shí)，參與下一個(gè)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(diǎn)科學(xué)家在其職業(yè)生涯后期中有更高比例的單主題合作者。
圖4. 影響現(xiàn)有合作者加入焦點(diǎn)科學(xué)家新課題的概率相關(guān)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(guān)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(guān)系。(C)對(duì)于具有不同生產(chǎn)力或影響力的焦點(diǎn)科學(xué)家，加入新課題的概率和歷史合作次數(shù)之間的相關(guān)性。(D) 對(duì)于具有不同生產(chǎn)力或影響力的焦點(diǎn)科學(xué)家，加入新課題的概率和合作論文引用量之間的相關(guān)性。(E)在焦點(diǎn)科學(xué)家的不同職業(yè)階段，合作者加入下一個(gè)主題的概率。(F)合作者的水平和焦點(diǎn)科學(xué)家的職業(yè)階段與加入新課題概率的相關(guān)性。
4. 總結(jié)
科研合作是現(xiàn)代科學(xué)與學(xué)術(shù)的重要特征，科研合作主題與創(chuàng)造力和影響力密切相關(guān)。然而，我們對(duì)科學(xué)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(xué)合作中所涉及研究主題的統(tǒng)計(jì)特征，將單個(gè)科學(xué)家發(fā)表論文的時(shí)間序列分解為與每個(gè)合作者共同發(fā)文的時(shí)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(xué)家傾向于擁有更高比例的單主題合作者，而高影響力科學(xué)家對(duì)多主題合作研究展現(xiàn)出偏好。研究還進(jìn)一步將合作者的合作歷史與科研水平作為關(guān)鍵因素，來探索其對(duì)合作者加入焦點(diǎn)科學(xué)家新課題的影響。此外，該項(xiàng)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(guān)系中，如電影制作、專利設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)等。
胡一冰 | 作者
鄧一雪 | 編輯
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