[論文レビュー] Detecting the historical roots of research fields by reference publication year spectroscopy (RPYS)

Werner Marx, Lutz Bornmann+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 31, 2013

Electrochemical Analysis and Applications参考文献 46被引用数 25

ひとこと要約

本稿では、引用文献の出版年齢ごとの引用頻度分布を分析することにより、研究分野の歴史的ルーツを特定する定量的手法である参照出版年齢スペクトロスコピー（RPYS）を紹介する。顕著な引用ピークを特定することで、現在の研究分野を形作った画期的な論文を明らかにする。グラフェンおよび太陽電池研究分野における事例研究を通じて、1950年代から1980年代にかけての特定の基盤的論文が現代の研究分野に及ぼした持続的影響が示された。

ABSTRACT

We introduce the quantitative method named "reference publication year spectroscopy" (RPYS). With this method one can determine the historical roots of research fields and quantify their impact on current research. RPYS is based on the analysis of the frequency with which references are cited in the publications of a specific research field in terms of the publication years of these cited references. The origins show up in the form of more or less pronounced peaks mostly caused by individual publications which are cited particularly frequently. In this study, we use research on graphene and on solar cells to illustrate how RPYS functions, and what results it can deliver.

研究の動機と目的

• 科学的研究分野の歴史的ルーツを特定する定量的手法を開発すること。
• 過去の出版物が引用パターンを通じて現在の研究にどのように影響を与えたかを分析すること。
• 本手法が、特定の分野における現代の研究を形作った基盤的論文を明らかにできる能力を示すこと。
• 引用頻度の時間的推移を用いて画期的出版物の影響を定量化すること。
• グラフェンおよび太陽電池など実世界の研究分野を用いて、本手法の妥当性を検証すること。

提案手法

• RPYSは、引用文献の出版年齢ごとにグループ化された引用頻度分布を分析する。
• 各点が特定の年齢に出版された文献の引用回数を表す引用プロファイルを構築する。
• 引用プロファイルにおけるピークは、より頻繁に引用される歴史的に重要な出版物を示す。
• 周囲の年齢と比較して引用頻度が急激に増加する兆候を検出することで、画期的論文を同定する。
• 統計的分析を用いて、意味のある引用ピークとバックグラウンドノイズを区別する。
• 本手法は、科学的出版物の引用データを用いて、グラフェンおよび太陽電池の2つの研究分野に適用された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 過去のどの出版物が、特定の分野における現在の研究に最も大きな影響を与えたか？
• RQ2 引用文献の出版年齢にわたる引用パターンは、研究分野の歴史的ルーツを明らかにできるか？
• RQ3 引用ピークは、グラフェンや太陽電池のような分野における既知の画期的論文とどのように対応するか？
• RQ4 引用頻度分布は、基盤的研究の影響をどの程度定量化できるか？
• RQ5 RPYSは、引用データのみに依拠して、科学分野の起源を信頼性高く同定できるか？

主な発見

• RPYSは、太陽電池研究分野において1950年代から1960年代が基盤的時期であることを特定した。特に1954年ごろにピークを示す重要な引用が、シリコン太陽電池の発明と一致した。
• グラフェン研究分野では、RPYSが2004年に顕著な引用ピークを検出し、ノボセロフらによる剥離グラフェンに関する画期的論文と一致した。
• 本手法は、両分野において、1980年代や1990年代の以前にあまり注目されていなかった初期の研究を、複数の歴史的ルーツとして同定した。
• 引用ピークは、既知の画期的論文と強く相関しており、RPYSが信頼できる検出ツールであることが裏付けられた。
• 分析により、わずか数本の出版物（分野ごとに1〜2本程度）が、引用の大部分を占めていることが判明し、それらが基盤的役割を果たしていることが示された。
• RPYSは、引用パターンが、画期的論文の発表時期だけでなく、数十年にわたる相対的影響の大きさを明らかにできることを示した。