[논문 리뷰] A Century of Science: Globalization of Scientific Collaborations, Citations, and Innovations

Yuxiao Dong, Hao Ma외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 04. 17.

scientometrics and bibliometrics research참고 문헌 25인용 수 29

한 줄 요약

이 논문은 1900년에서 2015년 사이에 걸쳐 8900만 편의 과학 논문을 마이크로소프트 애카데믹 그래프를 사용해 분석하여 과학적 협업, 인용 행동, 그리고 글로벌 영향력의 변화를 연구한다. 연구 결과, 개인 중심에서 팀 중심 과학으로의 전환을 확인하였으며, 2000년대에 들어 상위 1% 인용 논문의 90% 이상이 팀에 의해 생산된 것으로 나타났다. 또한 국제 협업은 25배 증가했고, 미국, 영국, 독일의 인용 지배력은 약 95%에서 약 50%로 감소하여 과학적 影響력의 다元화가 이루어졌음을 보여준다.

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.

연구 동기 및 목표

• 116년에 걸친 과학적 협업, 인용 관행, 글로벌 영향력의 장기적 변화를 이해하기 위해.
• 과학적 일의 구조—개인 작업 대 팀 기반 작업—이 시간이 지남에 따라 어떻게 변화했는지 조사하기 위해.
• 과학적 영향력의 지리적 다양화와 역사적으로 강력한 과학 국가들의 위상 하락을 검토하기 위해.
• 자기 인용 및 과거 문헌 사용의 시간적 깊이와 같은 인용 행동의 변화를 분석하기 위해.
• 역사적 추세를 바탕으로 과학 정책, 혁신 전략, 자금 배분에 대한 데이터 기반 통찰을 제공하기 위해.

제안 방법

• 마이크로소프트 애카데믹 그래프를 활용해 1900년에서 2015년 사이에 걸쳐 8900만 편의 출판물, 7억 9500만 건의 인용, 12억 3000만 건의 협업 관계를 포함한 대규모 학술 데이터셋을 구축하였다.
• 저자 수, 소속 기관, 출원 국가를 기준으로 협업 추세를 추적하여 국제적 및 다기관 팀의 부상 정도를 측정하였다.
• 시간이 지남에 따라 개인, 기관, 국가 수준에서 자기 인용 비율을 계산하여 인용 패턴을 분석하였다.
• 인용 영향력과 협업 네트워크를 활용해 고영향력 기관과 혁신의 지리적 분포를 매핑하였다.
• 각 십년대에 걸쳐 인용된 논문의 평균 연령을 측정하여 인용된 문헌의 시간적 깊이 변화를 정량화하였다.
• 네트워크 분석과 시계열 분해를 사용해 과학적 생산 및 지식 확산의 구조적 변화를 식별하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 1900년에서 2015년 사이에 개인 과학 작업과 협업 과학 작업의 균형은 어떻게 변화했는가?
• RQ2 지난 100년 동안 과학적 혁신과 인용 영향력의 지리적 분포는 어떻게 변화했는가?
• RQ3 과학자들의 인용 행동은 어떻게 변화했는가—특히 자기 인용과 오래된 문헌 사용 측면에서?
• RQ4 국제 협업은 얼마나 증가했으며, 과학적 영향력과는 어떤 관련이 있는가?
• RQ5 몇몇 주요 국가들이 과학적 영향력을 집중시키는 경향은 장기적으로 어떻게 변화했는가?

주요 결과

• 2000년대에 세계 상위 1% 인용 논문의 90% 이상이 협업 팀에 의해 생산되었으며, 1900년대에는 약 25%에 불과하여 협업 혁신의 4배 증가를 시사한다.
• 논문 당 평균 저자 수는 20세기 초에서 2015년까지 3배 증가하여 팀 기반 과학으로의 큰 전환을 반영한다.
• 1900년에서 2015년 사이에 국제 협업은 25배 증가하여 과학 연구의 심각한 글로벌화를 시사한다.
• 미국, 영국, 독일이 기여한 인용 비중은 20세기 초의 약 95%에서 2015년에는 약 50%로 감소하여 과학적 영향력의 상당한 다원화를 보여준다.
• 자기 인용 비율은 급격히 감소했다: 개인 수준의 자기 인용은 30%에서 10%로 감소했고, 국가 수준의 자기 인용은 90%에서 30%로 감소하여 더 넓은 문헌 참여와 투명성 증가를 반영한다.
• 과학자들은 이제 과거 20세기 초에 비해 평균적으로 90~100% 더 오래된 문헌을 인용하고 있으며, 과학적 논의에서 더 깊은 역사적 참여로의 전환을 나타낸다.