[論文レビュー] Scientometrics and Science Studies: From Words and Co-Words to Information and Probabilistic Entropy

Loet Leydesdorff|arXiv (Cornell University)|May 22, 2015

Cognitive Science and Mapping参考文献 20被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、科学史の定性的な知見を情報理論および確率的エントロピーを用いて科学計測学の定量的メソッドと統合することを提案する。語と共起語のパターンを分析することで、情報の微積分学、特にエントロピーに基づく測定が、定性的な意味と定量的分析を調和させることができ、学際的科学研究の強固なフレームワークを提供する。

ABSTRACT

The tension between qualitative theorizing and quantitative methods is pervasive in the social sciences, and poses a constant challenge to empirical research. But in science studies as an interdisciplinary specialty, there are additional reasons why a more reflexive consciousness of the differences among the relevant disciplines is necessary. How can qualitative insights from the history of ideas and the sociology of science be combined with the quantitative perspective? By using the example of the lexical and semantic value of word occurrences, the issue of qualitatively different meanings of the same phenomena is discussed as a methodological problem. Nine criteria for methods which are needed for the development of science studies as an integrated enterprise can then be specified. Information calculus is suggested as a method which can comply with these criteria.

研究の動機と目的

• 社会科学および科学史における定性的理論的考察と定量的アプローチの間の持続的な対立を解決すること。
• 思想史および科学社会学の定性的知見と定量的データ分析を統合するための方法論的フレームワークを構築すること。
• 異なる学問分野で同じ現象に異なる意味を割り当てる課題を、科学的テキストにおける語彙的・意味的パターンの分析によって解決すること。
• 情報微積分学を統合的科学研究のための統合的メソッドとして提唱し、9つの提案された基準を満たすこと。
• 確率的エントロピーが科学的コミュニケーションにおける意味と複雑性の尺度として機能できることを示すこと。

提案手法

• 科学的文献からの意味的パターンを抽出するために、語と共起語の頻度分析を用いる。
• 情報理論、特にシャノンエントロピーを適用して、語の出現における不確実性と情報量を定量化する。
• 語の頻度を確率過程における確率として扱うことで、科学的コミュニケーションを確率的システムとしてモデル化する。
• 語彙的多様性と科学的テキストにおける意味的複雑性の尺度として「情報エントロピー」の概念を導入する。
• 共起語分析を用いて科学的用語間の概念的結びつきをマッピングし、共起を概念的近接性の代理として扱う。
• エントロピーに基づく指標が、科学的知識の情報含量を評価するための客観的かつスケーラブルな尺度として機能できることを提唱する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 科学史の定性的知見を、科学計測学における定量的データ分析とどのように体系的に統合できるか。
• RQ2 統合的科学研究のための企業的枠組みを構築するために必要な方法論的基準は何か。
• RQ3 情報エントロピーは、科学的テキストにおける意味的複雑性と意味の尺度としてどの程度有効に機能できるか。
• RQ4 語と共起語のパターンは、科学的文献における潜在的な概念的構造をどのように反映しているか。
• RQ5 確率的エントロピーは、科学史における定性的および定量的アプローチを比較するための共通の尺度を提供できるか。

主な発見

• 情報微積分学、特に確率的エントロピーは、科学的テキストの意味的コンテンツを分析する数学的に厳密なフレームワークを提供する。
• 語と共起語の分布に対するエントロピーに基づく指標は、科学的知識構造の複雑さと多様性を捉えることができる。
• この手法は、定性的および定量的アプローチを統合するための9つの提案基準を満たしている。
• 共起語分析とエントロピーを組み合わせることで、科学的議論における概念的クラスターや時間的変化を特定できる。
• このアプローチは、主観的解釈に依存せず、客観的で再現可能かつスケーラブルな科学的文献分析を可能にする。
• 本稿は、情報理論的測定が、科学史における定性的意味と定量的測定の間の溝を埋められることを示している。