基于因果关系的科学计量学关键技术研究

作     者：吴霜 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：荣智海

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：文献增长模型 因果关系 传递熵 交叉收敛映射算法 

摘      要：科学计量学是科学学的重要分支。计量学家们通过对科学发展的规律的定量研究,为国家制订正确的科学技术发展路线、战略和政策提供建议,推动科技进步。文献增长曲线很大程度上反映了学科发展的趋势。研究文献增长曲线最知名的成果是“指数增长模型和“逻辑增长模型,但这两种模型都存在各自的缺点,不能完整地描述科学发展的过程。文献科研价值也是学者们关心的话题,奠基石文献或里程碑文献就是学者们对高水平科学文献的赞誉。但目前科学界多通过知名学者的公开评价来对著作授予奠基石文献或里程碑文献的荣誉,缺乏严格的定义。基于科学的统一性原则,学科不是独立发展的,而是彼此联系、相互交叉、融会贯通的,研究科学间的因果关系有助于解决科学发展的不平衡。内生经济增长理论认为技术进步对经济增长起决定作用,经济繁荣也会带动科学进步,它们是一对相互影响的变量。但目前学者们对这两对变量关系的讨论多是从相关性角度出发,而缺少因果性方向的探讨。本文以微软于2016年释放的92.3GB学术图谱数据集以及世界银行发布的经济数据为研究对象,基于科学计量学的研究方法和因果性的相关理论,展开了如下几个工作:1.基于文献计量法,研究19个领域的文献增长规律。发现除历史学外,它们的增长曲线都符合普赖斯定律,不同学科文献增长率不同,且随时间变化。历史学更符合“阶梯型指数模型。此外,还探讨了科学发展的周期性。2.以复杂网络科学为研究对象,研究其学科发展规律,发现复杂网络科学虽然起始较晚,但发展速度非常快,且引文分布服从幂律。还找到奠基石文献或里程碑文献,并定量地描述了它们对学科发展的影响。3.基于传递熵和交叉收敛映射算法,研究学科之间的动态因果关系,且结论可以相互印证,证明了两种方法的有效性。最后通过跨学科引用验证了结论的有效性。还研究了科学和经济间的因果关系。发现经济发展对每一门科学的影响均大于科学对经济发展的影响。经济对部分人文学科的影响更大,对经济发展影响最大的科学有环境科学、化学、历史学、地质学和物理学。