[논문 리뷰] The advantages of interdisciplinarity in modern science

Moreno Bonaventura, Vito Latora외 2명|arXiv (Cornell University)|2017. 12. 21.

scientometrics and bibliometrics research참고 문헌 21인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 배경 융합성(개인의 지식 다각성)과 사회적 융합성(협력자 다양성)이라는 이원적 프레임워크를 제안하며, 중간 정도의 융합 연구는 성과를 저하시키지만, 높은 수준의 융합 연구를 수행하는 과학자들이 모든 직업 단계에서 전문가보다 뛰어난 성과를 내는 것으로 밝혀졌다. 성공의 원인은 다양한 협력자로부터 지식을 신속하게 흡수하고, 이질적인 네트워크를 통해 상호보완적인 지식 창출을 이룰 수 있기 때문이다.

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.

연구 동기 및 목표

• 전문적 연구와 융합 연구 경력이 과학적 성공에 미치는 비교적 영향을 조사하기 위해.
• 개인의 지식 다각성(배경 융합성)과 협력자들의 지식에 노출되는 정도(사회적 융합성)가 연구 성과에 어떤 영향을 미치는지 분석하기 위해.
• 협업 네트워크가 과학자들 사이에서 지식 확산, 수확, 창출을 어떻게 촉진하는지 분석하기 위해.
• 성공한 과학자들이 자신의 개인적 지적 다각성과 협력자의 다양성 간에 전략적으로 일치시키는지 평가하기 위해.
• 장기적인 과학적 영향을 유지하는 데 기여하는 메커니즘을 규명하여 연구 정책 및 경력 전략에 정보를 제공하기 위해.

제안 방법

• 연구는 미국물리학회(APS)와 자연과학 데이터셋으로부터 대규모 인용 및 협업 데이터를 사용한다.
• 배경 융합성은 저자 개인의 출판 포트폴리오에 포함된 주제의 이질성 정도를 측정하는 배경 엔트로피 $B_i$를 통해 정량화된다.
• 사회적 융합성은 협력자들을 통해 접하는 지식 원천의 다양성을 반영하는 사회적 엔트로피 $S_i$로 측정된다.
• 과학적 성공의 지표로 인용 수를 사용하며, 경력 전반에 걸친 성과 추세를 분석한다.
• 지식 흡수 능력은 협력자들로부터 새로운 지식을 획득하는 비율($\langle\chi_i\rangle$)과 노출 이후 지식 획득까지의 시간($\langle\xi_i\rangle$)을 통해 모델링된다.
• 문헌정보학, 네트워크 과학, 인지과학을 통합하여 과학자들이 외부 지식 자원을 어떻게 활용하는지 모델링한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 배경 융합성(개인의 지식 다각성)은 경력 단계에 따라 과학적 성과에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 사회적 융합성(협력자의 다양성)은 과학적 성공을 얼마나 잘 예측할 수 있는가?
• RQ3 성공한 과학자들은 새로운 융합 분야에서 더 빨리 지식을 흡수하고 더 이르게 논문을 발표하는가?
• RQ4 개인의 지적 다각성과 협업 네트워크의 다양성 사이에 전략적 일치가 존재하는가?
• RQ5 협업은 지식 재조합과 새로운 과학적 통찰 창출을 어떻게 촉진하는가?

주요 결과

• 매우 융합적인 과학자들은 모든 경력 단계에서 전문가보다 뛰어난 성과를 내며, 과학적 성공은 배경 엔트로피와 U자 형태의 관계를 보인다.
• 다양한 협력자들과 접촉하는 과학자들(높은 사회적 엔트로피를 가진 자들)은 동질적인 협업 네트워크를 가진 자들보다 더 큰 인용 영향력을 발휘한다.
• 성공한 과학자들은 협력자들의 지식 중 더 큰 비율($\langle\chi_i\rangle$)을 흡수하며, 노출 이후 지식 획득까지의 시간 간격($\langle\xi_i\rangle$)이 짧아 더 신속하게 지식을 습득한다.
• 높은 성과를 내는 과학자들은 자신의 연구 배경의 다각성과 협력자 네트워크의 다양성을 전략적으로 일치시켜 지식 재조합 능력을 향상시킨다.
• 협업은 지식 확산을 넘어서, 특히 네트워크가 이질적인 경우 상호보완적인 새로운 지식 창출을 가능하게 한다.
• 융합 연구의 이점은 시간이 지남에 따라 증폭되며, 경력이 길어질수록 지적 다각화가 더 큰 수익을 가져다준다.