[论文解读] Growth rates of modern science: A bibliometric analysis based on the number of publications and cited references

Lutz Bornmann, Ruediger Mutz|arXiv (Cornell University)|Feb 19, 2014

scientometrics and bibliometrics research参考文献 28被引用 4

一句话总结

本文献计量研究利用Web of Science中的出版物数量与引用参考文献数据，从17世纪中叶至2012年分析了现代科学的增长。通过分段回归分析，识别出三个不同的增长阶段——1%（18世纪以前）、2–3%（两次世界大战期间）和8–9%（至2012年），揭示了各学科领域科学产出与引用实践的加速增长。

ABSTRACT

Many studies in information science have looked at the growth of science. In this study, we re-examine the question of the growth of science. To do this we (i) use current data up to publication year 2012 and (ii) analyse it across all disciplines and also separately for the natural sciences and for the medical and health sciences. Furthermore, the data are analysed with an advanced statistical technique - segmented regression analysis - which can identify specific segments with similar growth rates in the history of science. The study is based on two different sets of bibliometric data: (1) The number of publications held as source items in the Web of Science (WoS, Thomson Reuters) per publication year and (2) the number of cited references in the publications of the source items per cited reference year. We have looked at the rate at which science has grown since the mid-1600s. In our analysis of cited references we identified three growth phases in the development of science, which each led to growth rates tripling in comparison with the previous phase: from less than 1% up to the middle of the 18th century, to 2 to 3% up to the period between the two world wars and 8 to 9% to 2012.

研究动机与目标

• 利用截至2012年的更新数据重新表述科学的增长，超越以往研究的范围。
• 分析所有科学学科领域的增长趋势，重点关注自然科学和医学与健康科学领域。
• 运用先进的统计技术，识别科学产出与引用行为中的不同增长阶段。
• 通过每篇文献的引用参考文献数量，考察引用实践的演变。
• 提供一份全面、基于数据的科学随时间指数扩张的评估。

提出的方法

• 利用Web of Science（WoS）的文献计量数据，涵盖1650年至2012年的来源文献与引用参考文献。
• 应用分段回归分析，检测出版物与引用数量中增长速率保持一致的时期。
• 将每年的出版物数量作为科学产出增长的代理指标。
• 追踪每篇文献的引用参考文献年份，以评估科学知识整合的增长。
• 对自然科学和医学与健康科学领域分别进行分析，以比较增长趋势。
• 使用统计建模识别增长趋势中的结构断裂点，表明科学扩张动力学的转变。

实验结果

研究问题

• RQ1 从17世纪中叶至2012年，科学出版物的长期增长率是多少？
• RQ2 科学文献中的引用累积速率随时间如何演变？
• RQ3 是否存在具有明确且稳定增长率的科学增长阶段？
• RQ4 自然科学与医学与健康科学之间的增长模式有何不同？
• RQ5 哪种统计技术最能揭示现代科学增长轨迹中的结构性变化？

主要发现

• 从17世纪中叶至18世纪中叶，科学经历了第一个增长阶段，年增长率低于1%。
• 两次世界大战之间出现了第二个阶段，年增长率上升至2–3%。
• 自20世纪中叶以来，科学进入第三个阶段，至2012年，出版物与引用参考文献的年增长率达8–9%。
• 引用参考文献的增长与出版物增长高度一致，表明科学知识整合与科学相互关联性的系统性提升。
• 分段回归识别出三个不同的增长阶段，每个阶段的增长率均为前一阶段的三倍，表明科学扩张呈加速趋势。
• 研究结果在广泛的学科类别中均成立，自然科学与医学与健康科学领域均显示出一致的趋势。