[論文レビュー] The advantages of interdisciplinarity in modern science

Moreno Bonaventura, Vito Latora+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 21, 2017

scientometrics and bibliometrics research参考文献 21被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、分野横断的学術研究の二重枠組みを提唱する。一つは個人の知識の広がりを表す「背景分野横断性」、もう一つは共同研究者による多様性を表す「社会的分野横断性」である。研究結果から、中程度の分野横断的アプローチはパフォーマンスを低下させるが、極めて分野横断的な研究者たちは、あらゆるキャリア段階において専門家を上回る成果を上げることが判明した。成功の背景には、多様な共同研究者から迅速に知識を吸収し、多様なネットワークを通じて知識の相乗的創出がなされていることがある。

ABSTRACT

As the increasing complexity of large-scale research requires the combined efforts of scientists with expertise in different fields, the advantages and costs of interdisciplinary scholarship have taken center stage in current debates on scientific production. Here we conduct a comparative assessment of the scientific success of specialized and interdisciplinary researchers in modern science. Drawing on comprehensive data sets on scientific production, we propose a two-pronged approach to interdisciplinarity. For each scientist, we distinguish between background interdisciplinarity, rooted in knowledge accumulated over time, and social interdisciplinarity, stemming from exposure to collaborators' knowledge. We find that, while abandoning specialization in favor of moderate degrees of background interdisciplinarity deteriorates performance, very interdisciplinary scientists outperform specialized ones, at all career stages. Moreover, successful scientists tend to intensify the heterogeneity of collaborators and to match the diversity of their network with the diversity of their background. Collaboration sustains performance by facilitating knowledge diffusion, acquisition and creation. Successful scientists tend to absorb a larger fraction of their collaborators' knowledge, and at a faster pace, than less successful ones. Collaboration also provides successful scientists with opportunities for the cross-fertilization of ideas and the synergistic creation of new knowledge. These results can inspire scientists to shape successful careers, research institutions to develop effective recruitment policies, and funding agencies to award grants of enhanced impact.

研究の動機と目的

• 専門的 vs. 分野横断的研究キャリアの科学的成功に与える影響を比較して調査すること。
• 個人の知識の広がり（背景分野横断性）と共同研究者からの知識への露出（社会的分野横断性）が研究パフォーマンスに与える影響を検討すること。
• 共同研究ネットワークが科学者間での知識の拡散、取得、創出をどのように促進するかを分析すること。
• 成功した科学者が、自らの知的多様性と共同研究者の多様性を戦略的に一致させているかどうかを評価すること。
• 長期的な科学的インパクトを維持するメカニズムを特定することで、研究政策とキャリア戦略の立案を支援すること。

提案手法

• 本研究は、アメリカ物理学会（APS）および自然科学分野のデータセットから得た大規模な引用情報と共同研究データを用いる。
• 背景分野横断性は、著者の出版ポートフォリオにおけるトピックの不均一性を測る背景エントロピー $B_i$ を用いて定量化される。
• 社会的分野横断性は、共同研究者を通じた知識源の多様性を反映する社会的エントロピー $S_i$ によって測定される。
• 科学的成功の代理指標として引用数を用い、キャリア全期間にわたるパフォーマンスの傾向を追跡分析する。
• 知識吸収は、共同研究者から得た新しい知識の割合 ($\langle\chi_i\rangle$) とその取得までの時間 ($\langle\xi_i\rangle$) をモデル化して分析する。
• 図書情報学、ネットワーク科学、認知科学を統合して、科学者が外部の知識源をどのように活用するかをモデル化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 背景分野横断性（個人の知識の広がり）は、キャリアの各段階において科学的パフォーマンスにどのように影響を与えるか？
• RQ2 社会的分野横断性（共同研究者の多様性）は、科学的成功をどの程度予測できるか？
• RQ3 成功した科学者は、新しい分野横断的分野において、より迅速に知識を吸収し、早期に論文を発表する傾向があるか？
• RQ4 個人の知的多様性と共同研究ネットワークの多様性の間には、戦略的な一致が見られるか？
• RQ5 共同研究は、知識の再結合や新しい科学的洞察の創出をどのように促進するか？

主な発見

• 極めて分野横断的な科学者たちは、あらゆるキャリア段階において、専門的科学者を上回る科学的成功を収めている。科学的成功は背景エントロピーとU字型の関係にある。
• 多様な共同研究者に囲まれた科学者（高い社会的エントロピーを示す）は、同質的な共同研究ネットワークを持つ科学者よりも、引用数のインパクトが大きい。
• 成功した科学者は、共同研究者から得る知識の割合 ($\langle\chi_i\rangle$) が大きく、かつ、知識の取得までの時間が短く（$\langle\xi_i\rangle$ が短い）、迅速に知識を吸収している。
• 極めて成功した科学者たちは、自らの研究背景の多様性と共同研究者の多様性を戦略的に一致させ、知識の再結合を促進している。
• 共同研究は知識の拡散を可能にするだけでなく、特にネットワークが多様な場合、知識の相乗的創出を実現する。
• 分野横断的アプローチの利点は時間とともに増幅され、キャリアが進むにつれて知的多様性の投資がより大きなリターンをもたらす。