[論文レビュー] A Century of Science: Globalization of Scientific Collaborations, Citations, and Innovations

Yuxiao Dong, Hao Ma+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 17, 2017

scientometrics and bibliometrics research参考文献 25被引用数 29

ひとこと要約

本論文は、1900年から2015年までの8900万件の科学論文をマイクロソフトアカデミックグラフを用いて分析し、科学的共同研究、引用行動、グローバルインパクトの変遷を調査した。その結果、2000年代にはトップクラスのインnovationの90％以上がチームによって生み出されたこと、国際共同研究は25倍に増加したこと、米国、英国、ドイツの引用支配が約95％から約50％に低下したことなどが明らかになった。

ABSTRACT

Progress in science has advanced the development of human society across history, with dramatic revolutions shaped by information theory, genetic cloning, and artificial intelligence, among the many scientific achievements produced in the 20th century. However, the way that science advances itself is much less well-understood. In this work, we study the evolution of scientific development over the past century by presenting an anatomy of 89 million digitalized papers published between 1900 and 2015. We find that science has benefited from the shift from individual work to collaborative effort, with over 90% of the world-leading innovations generated by collaborations in this century, nearly four times higher than they were in the 1900s. We discover that rather than the frequent myopic- and self-referencing that was common in the early 20th century, modern scientists instead tend to look for literature further back and farther around. Finally, we also observe the globalization of scientific development from 1900 to 2015, including 25-fold and 7-fold increases in international collaborations and citations, respectively, as well as a dramatic decline in the dominant accumulation of citations by the US, the UK, and Germany, from ~95% to ~50% over the same period. Our discoveries are meant to serve as a starter for exploring the visionary ways in which science has developed throughout the past century, generating insight into and an impact upon the current scientific innovations and funding policies.

研究の動機と目的

• 116年間にわたる科学的共同研究、引用慣行、グローバルインパクトの長期的変遷を理解すること。
• 科学的作業の構造（個人 vs. 共同作業）が時間経過とともにどのように変化したかを調査すること。
• 科学的影響力の地理的多様化と、歴史的な科学的強国の衰退を検討すること。
• 引用行動の変化、特に自己引用と古い文献の使用に関する分析。
• 歴史的傾向に基づいたデータドリブンな知見を提供し、科学政策、イノベーション戦略、資金配分に貢献すること。

提案手法

• マイクロソフトアカデミックグラフを用いて、1900年から2015年までの8900万件の出版物、7億9500万件の引用、12億3000万件の共同関係を含む大規模学術データセットを構築した。
• 著者数、機関所属、発信国を用いて共同研究の動向を追跡し、国際的および多機関的チームの台頭を測定した。
• 時間経過に伴う個人、機関、国レベルでの自己引用率を計算することで、引用パターンを分析した。
• 引用インパクトと共同ネットワークを用いて、高インパクト機関およびイノベーションの地理的分布をマッピングした。
• 年代ごとの引用論文の平均年齢を測定することで、引用文献の時間的深さの変化を定量化した。
• ネットワーク分析と時系列分解を用いて、科学的生産および知識拡散における構造的シフトを同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 1900年から2015年までの間に、個人的作業と共同作業のバランスはどのように変化したか？
• RQ2 過去1世紀にわたり、科学的イノベーションおよび引用インパクトの地理的分布はどのように変化したか？
• RQ3 科学者が引用する行動は、特に自己引用や古文書の使用に関して、どのように変化したか？
• RQ4 国際共同研究はどの程度拡大したのか、科学的インパクトとどのように関連しているか？
• RQ5 科学的影響力が少数の支配的国に集中する傾向は、長期的にどのように変化したか？

主な発見

• 2000年代には、世界の上位1％の引用論文の90％以上が共同チームによって生み出されたが、1900年代には約25％にとどまり、共同イノベーションの4倍の増加が示された。
• 論文1件あたりの著者数の平均は、20世紀初頭から2015年までに3倍に増加し、チームベースの科学への大きな転換を示している。
• 1900年から2015年までの間に国際共同研究は25倍に増加し、科学的研究の顕著なグローバル化を示している。
• 米国、英国、ドイツの引用に起因する割合は、20世紀初頭の約95％から2015年には約50％に低下し、科学的影響力の顕著な多様化が示された。
• 自己引用率は著しく低下した：個人レベルの自己引用は30％から10％に減少し、国レベルの自己引用は90％から30％に低下し、開かれた姿勢と広範な文献への関与の増加を反映している。
• 科学者が引用する文献の平均年齢は、20世紀初頭と比較して90～100％年齢が高く、科学的議論における歴史的関与の深まりが示された。