科技文献的增长规律.ppt

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1、第二章 科技文献的增长规律,文献情报流的特性及增长规律研究的意义文献量度指标与方法文献指数增长模型科技文献的逻辑增长规律科技文献增长的其他模型科技文献增长机理分析科技文献增长规律的应用,1 文献情报流的特性,1 文献情报流的特性,动态特性静态特性,1 文献情报流的特性,文献情报流的动态特性，称为文献情报流的动态特性。科学文献既增长又老化，在老化之中不断增长，增长是文献情报流的主要趋势。,1 文献情报流的特性,文献情报流的静态特性，如集中离散分布、文献按著者分布、词汇在文献中分布、引文分布、序性分布、主题相关分布等的规律性，称为文献情报流的静态分布。,2.普赖斯对文献增长的研究,D.普赖斯先生1

2、922年生于英国伦敦1946年在伦敦大学获物理学博士学位1954年在剑桥在学获得科学史博士学1960年到1983年去世前一直任美国耶鲁大学科学史与医学史系教授，并长期担任系主任是美国第一位阿瓦隆基金科学史教授。,2.普赖斯对文献增长的研究,他认为科学如同社会活动一样，是由一种强有力的规律所决定的。他从历史的角度来审视科学的发展。他曾说到：“为了理解好当今社会的科学领域，我们必须沿着科学历史发展的轨迹去追溯，抓住那些关键的转折。”他又将数学的方法带入到科学领域，提供了一种全新的定量的方法去测定科学增长的持续性。,他将传统的“无形大学”（invisible college）的概念拓展为一种非正式交

3、流的渠道，尤其是对于那些处于科学前沿的科学家们来说，这是一种非常好的途径。从20世纪50年代开始，对“无形大学”的研究广泛的展开。起初，这些研究主要集中于辨认这些社会组织、团体的类型。后来，这个概念被用于描述科学研究中信息交流的过程。,2.普赖斯对文献增长的研究,普赖斯对各种科学指标进行了大量的统计分析，得出了在两三个世纪以来，世界范围内各类科学指标都非常严格的服从指数增长规律的重要结论，为了表示各类指标的增长速度，提出了翻番时间的概念。,2.普赖斯对文献增长的研究,2.普赖斯对文献增长的研究,文献指标使用最为频繁，主要原因：-。其它三者都没有与科研活动和成果有如此直接密切的数量关系，单纯的成

4、果数量不能详尽的反映人类取得成果的整个科研过程。-与其他指标相比，科技文献。这对于主要依靠数学统计方法来揭示存在于科学发展过程中的数学规律的研究人员来说，无疑是一个极大的优点。-与其他指标相比，科技文献，可以对各类科研过程进行有选择的定量研究。,2.普赖斯对文献增长的研究,大科学，小科学巴比伦以来的科学,2.普赖斯对文献增长的研究,在现代科学发展时期，对文献增长的基本估计是：科学文献大约以6%8%的年率递增每10年左右科学文献的数量就要翻一番近20年来发表的文献，比历史上2000年的文献总和还要多。,2.普赖斯对文献增长的研究,例如：美国化学文摘（CA）连续发表100万篇文摘所用的年数不断缩短

5、：第一个100万篇32年（1907-1938）第二个100万篇18年第三个100万篇8年第四个100万篇4.75年第五个100万篇3.3年现在100万篇仅需2年左右的时间,目前，世界上出版的科学期刊约10万种；图书发行量近100万种一年的文献出版量已达1000万件以上。可见，科学文献的数量越来越大，呈现出激增的局面。,（1）文献信息激增的影响科技人员查阅文献的时间大大增多。根据统计。他们查阅文献的时间占全部科研时间的50%以上，而在50年代，仅占30%。科技人员靠个人的精力，已无法读完所需的情报文献。西德的未来学家拜团豪尔说，今天，一个科学家即使是夜以继日的阅读，也只能阅读其本专业文献的5%。

6、文献数量大查检困难，造成很多科研工作重复。阅读文献的语言困难增大了。文献存储管理上的困难。与日俱增的科学文献，使各种图书馆、情报文献馆书满为患，难以容纳巨量文献，书库紧张。,由于上述原因所带来的损失时难以估量的，根据前苏联情报学家的估计：如能有效的利用科技情报，可平均节约科研经费60%；缩短科研时间2-3年；而，造成的情报损失量竟达20%-80%。,3.文献增长的影响及其对策,科学文献数量的不断增长，是造成情报爆炸的主要原因，因此开展文献增长、老化规律方面的研究，可以为科学文献管理的科学化、最佳化提供可靠的定量依据。如进行机编、联机检索、建立文献数据库、机器翻译等。,文献情报流的特性及增长规律

7、研究的意义文献量度指标与方法文献指数增长模型科技文献的逻辑增长规律科技文献增长的其他模型科技文献增长机理分析科技文献增长规律的应用,文献量度指标,绝对值指标，是表示文献数量多少的指标，如图书的数量、期刊的数量、论文的数量等。相对值指标，是表示不同部分文献的数量比例的，如某一部分文献占全部文献的比例、各类型文献的比例、各语种文献的比例等。,在文献增长规律的研究中，以文献累积数为依据，因为，各年出版的文献逐年相加而得到的文献累积数总是增加的，就有可能趋于某种、固定的规律，所得到的结果，往往是较为规则的曲线，能用一个较为准确的函数来描述，因而有利于进行文献的定量分析研究。非累积数据，即一年出版的文献

8、数量，易于受到各种复杂的社会因素的影响，一般来说是波动的，很难确定它是否近似的趋于某种固定的规律，结果往往是一些非规则曲线，难以用某种函数来描述。,文献情报流的特性及增长规律研究的意义文献量度指标与方法文献指数增长模型科技文献的逻辑增长规律科技文献增长的其他模型科技文献增长机理分析科技文献增长规律的应用,在1961年的巴比伦以来的科学（SCIENCE SINCE BABYLON）一书中，普赖斯指出，世界最早的科学杂志是1665年出版的英国皇家学会哲学汇刊，接着大约有三、四种类似的杂志在几个欧洲国家科学院出版。1700年，全世界出版的科学杂志数目还不到10种，到1800年就增加到100种，185

9、0年为1000种，1900年为1万种，到现在，全世界科学杂志多达10万种。这就是说，从1750年起，科学杂志的数目大约每50年就增加10倍。,1.普赖斯文献增长数据的统计分析,同时，普赖斯又对化学文摘、生物文摘、科学文摘等近几十年的增长情况进行研究，也得到了一个科学杂志按“指数增长的规律”。他还以物理学文摘和其他三十种文摘杂志为工具，统计研究了有关期刊论文数量增长的特点，也得到了相同的结果。因此，,1.普赖斯文献增长数据的统计分析,普赖斯综合、分析了大量资料，以科学文献量为纵轴，以历史年代为横轴，把各个不同年代的科学文献量在坐标图上逐点描绘出来，然后以一光滑曲线连接各点，十分近似的表征了科学文

10、献随时间增长的规律。这就是著名的普赖斯曲线。,1.普赖斯文献增长数据的统计分析,1.普赖斯文献增长数据的统计分析,半对数坐标）,1.普赖斯文献增长数据的统计分析,1.普赖斯文献增长数据的统计分析,1.普赖斯文献增长数据的统计分析,2.文献指数增长规律的分析,文献指数增长规律的正确性 从数学上看，普赖斯指数增长方程为一解析函数，且在区间（0，）上具有导数，对公式F（t）=aebt求一阶导数，得出曲线增长率，d(Ft)/dt=abebt=bF(t)，其相对增长率为：d(Ft)/dtF(t)b，a0 bo 则d(Ft)/dt0（0，），其数学意义是：指数函数F（t）=aebt在区间（0，）上是单调增

11、函数。,2.文献指数增长规律的分析,文献指数增长规律的正确性 从统计实例来看，科学文献指数增长率正确反映了文献的实际增长情况。-对19521982年世界图书增长情况的统计分析表明，图书种数大约每20年翻一番，指数增长模型与实际情况拟合良好。-对19071977年世界化学论文数量进行统计，由指数模型计算的拟合值与实际情况大体一致，说明这一时期化学论文数量也是按指数增长的，大体上每10年翻一番。可见，科学文献的指数增长定律具有较大程度的正确性。,2.文献指数增长规律的分析,普赖斯指数增长模型与所研究的文献的学科和时间有关。所研究的开始统计的时间对文献增长率有很大的影响，统计文献的时间约晚，则统计研

12、究所得到的理论增长率就越大于实际增长率。可见，并不是所有的学科在任何时期内的文献都是按指数增长规律增加的。事实上，文献增长曲线的陡度已有平缓趋势。,2.文献指数增长规律的分析,文献指数增长规律的局限性,2.文献指数增长规律的分析,文献指数增长规律的局限性令经过时间t之后，文献的增长量为F(t)，则有：F(t)=F(t)F(t)=aeb(t+t)aebt=aebt（ebt)1）设t为时间t的有限增量，例如令t=1，可得：F(t)=aebt（eb1）可知，a e b为常量，则F(t)与t有关，成正比，当t时，F(t)。这就是说，,2.文献指数增长规律的分析,文献情报流的特性及增长规律研究的意义文献

13、量度指标与方法文献指数增长模型科技文献的逻辑增长规律科技文献增长的其他模型科技文献增长机理分析科技文献增长规律的应用,所谓的例如，将果蝇置于瓶中进行繁殖，就会发现在开始阶段，果蝇数目按指数规律增长很快，但随着时间推移，果蝇繁殖得越来越慢，并逐渐几于不增。在瓶中培养细菌也会出现类似的情况。另外在有限条件下的人口增长、经济发展等过程也属于此类。与纯粹的指数型增长曲线相比，它被称为饱和的指数增长曲线。,1 文献逻辑曲线增长模型,鉴于指数增长规律的局限性和许多学科、专业文献增长的统计结果表现为典型的“S”型曲线，普赖斯与佛拉杜茨和纳里莫夫等人在60年代又分别提出了用逻辑曲线来描述文献增长过程的主张，并

14、且取得了成功。19571974年苏联在系统研究领域的文学，三个时期，每一时期文献翻倍时间是不同的。,1 文献逻辑曲线增长模型,1 文献逻辑曲线增长模型,1 文献逻辑曲线增长模型,据伊弗塞米迪斯报道，1970年1987年间的联机公共检索目录的文献增长态势非常符合逻辑斯蒂型增长曲线。,2 文献逻辑曲线增长模型的分析,（1）,2 文献逻辑曲线增长模型的分析,2 文献逻辑曲线增长模型的分析,3 文献逻辑曲线增长模型的局限性分析,3 文献逻辑曲线增长模型的局限性分析,恩格斯曾经指出，宇宙的运动是在有限的循环上的无限的发展，而科学发展的逻辑型规律与这一思想是异曲同工的。它揭示了科学随着时间的延续而经历着一

15、个“前期缓慢发展，中前期加速发展，中后期减速发展，直至后期饱和发展”的过程。这种所谓的显然，科学发展的这一过程与科学文献的逻辑增长过程是对应的、相辅相成的。,从科学史来看，整个科学领域中的每一门学科分别处于诞生、发展、相对成熟等不同历史阶段。但是，文献增长率变小，绝不意味着科学发展的停滞，可能意味着该知识领域正面临着新的突破，将产生出更新的分支领域，而内容上更新的文献又将进入一个新的急剧增长时期，此后又会进入一个稳定时期，文献的增长往往会出现几个急剧增长时期和几个相对稳定时期，呈现出错综复杂的格局。,3 文献逻辑曲线增长模型的局限性分析,一般的说，对不同的学科，描述其中的常数也是不相同的，如果

16、我们能分别对各门具体学科文献增长状况作历史的、全面的统计分析，并绘制出相应的逻辑增长曲线，则对我们，以及做好相应的文献馆藏和情报服务工作会有一定的现实指导作用。,3 文献逻辑曲线增长模型的局限性分析,指数和逻辑曲线第二，利用上述两种曲线对科技文献增长所做的预测，依据的是预测学中的趋势外推法，但是科技文献作为科学交流这一复杂系统中的子系统，其只有利用系统论的观点对其做系统分析，才可望获得比较合乎实际的结果。这应该成为我们修正指数曲线和逻辑曲线、探求新的科学文献增长模型的出发点。,文献情报流的特性及增长规律研究的意义文献量度指标与方法文献指数增长模型科技文献的逻辑增长规律科技文献增长的其他模型科技

17、文献增长机理分析科技文献增长规律的应用,1 线性增长模型,线性模型的分析：普赖斯在小科学，大科学一书中指出，指数规律有可能被破坏，文献的指数增长不可能永远继续下去。东欧经互会成员国内有关科学图书、期刊和专利说明书的数量均呈线性规律增长（米哈伊洛夫）19601972年，全世界出版的图书和小册子数量也呈直线规律增长。,1 线性增长模型,科学文献线性增长模型不仅适用于描述某些知识领域或某些类型的文献增长，而且科学文献未来的发展将更多的倾向于直线模型正如Rescher指出：我们将从文献指数增长的过去，迎向线性增长的未来。,2 分级滑动指数模型模型,美国科学史家和情报学家雷舍（Rescher）认为：在一

18、个资源减少的年代里，世界不可能承受文献的指数输入某出版物的增长将呈线性增长模式。他还在其所著的科学的进步一书中指出，出版物的数量增长与其质量有关，不同质量的出版物的增长速度是不同的，从而提出了描述科学文献增长规律的分级滑动指数模型。,2 分级滑动指数模型模型,他指出：每篇科技文献的贡献大小是不一样（质量不一样）；质量不同的文献增长速度也不相同，质量越高的文学其数量增长的速度越慢。,2 分级滑动指数模型,雷舍引入一个文献的质量等级指标，且01。他定义的具体值和含义为：=1：起码是常规文献（实际代表全部文献）=3/4：起码是有意义的文献=1/2：起码是重要文献=1/4：起码是非常重要的文献=0：第

19、一级（头等重要）的文献,2 分级滑动指数模型,在不同的质量级别上，文献的数量和增长特性是不相同的。如果在时刻t的文献总量为 F(t)，那么在级上的文献量为 F(t)，对应于各级的文献增长方程依次为：F(t)=1=a ebt F(t)=3/4=（aebt）3/4 F(t)=1/2=（aebt）1/2 F(t)=1/4=（aebt）1/4 F(t)=0=ln F(t)=lna+b,2 分级滑动指数模型,雷舍模型说明，不同质量的文献，其增长速度不同，越重要的文献增长速度越慢。数量较少的高质量的论文总量是伴随着大量的一般性的论文而同时出现的。例：若文献总数为100万件，根据以上的方程计算，各级文献数量

20、是：=1的文献：1000000件=3/4的文献：31263件=1/2的文献：1000件=1/4的文献：32件=0的文献：14件,2 分级滑动指数模型,由此可以看出：第一级的即头等重要的文献数量（=0）是很少的，只占总数的0.0014%；重要文献（=1/2）是所有文献总数的平方根；当01时，各级文献仍按指数规律增长，知识当人们力图提高文献质量时，随着文献重要性程度的增大，其增长速度逐渐减慢；至=0时，则指数规律完全破坏，每一周期仅有一常数增量，这时，文献是呈线性函数增长的。,2 分级滑动指数模型,在时刻t，第一级文献的数量是 F(t)=0=ln F(t)=lna+b 假定文献年增长率为10%，则

21、每10年才能增加一件头等重要的文献，这样的增长速度是非常缓慢的。在这一模型中，如果文献总数翻番的时间为d，那么质量为级的文献数量的翻倍时间为：d=ln2/b=d/,2 分级滑动指数模型,按照上一节所举的例子，文献总量翻倍的时间为6.93年，那么对于各级的文献量翻倍时间d为：=1时，d=6.93/1=6.93年=3/4时，d=6.93/3/4=9.24年=1/2时，d=6.93/1/2=13.86年=1/4时，d=6.93/1/4=27.72年=0时，则要10年才能增加一件第一级文献这充分说明，不同质量的文献，其增长速度也是不同的，有人把这种文献增长受质量影响的因素称为“质量牵制原则。”,2 分

22、级滑动指数模型,Rescher模型说明：不同质量的文献，其增长速度不同，越重要的文献增长速度越慢。数量较少的高质量的论文总是伴随着大量的一般性的论文而同时出现的。这是合乎逻辑的。但是很难用具体的数据来验证这一模型的正确性。例如，肯尼斯曾将反映新思想和新结果的论文看做是头等重要的第一级文献，将应用方面的论文看做是重要的文献，对1923年以前的行列式方面的论文分成六类进行统计分析，其结果无法证明Rescher模型是否正确。,文献情报流的特性及增长规律研究的意义文献量度指标与方法文献指数增长模型科技文献的逻辑增长规律科技文献增长的其他模型科技文献增长机理分析科技文献增长规律的应用,1 科学文献数量增

23、长的原因,（1）科技人员数量的激增，科技队伍日益扩大。科学发展的基本指标是科研经费、科技人员和科技文献的数量，后者的增加在很大程度上是前两者增长的结果。以美国和原苏联为例，大学毕业以上的科技人员，美国已达到320万人，原苏联达到1300万人，美国10年翻倍，原苏联7年翻倍。相应的科研机构也在增多。科技人员中有75%的人是有著述能力的，并且有发表1篇以上的记录。科技人员的增加，导致科技文献的增长。“指数输入”“指数输出”。,1 科学文献数量增长的原因,（2）专业范围的扩大和细分化。目前世界上的学科已有两千三百多个，学科分类越来越细。2005年，世界上的科技文献量已达100亿件。（3）科学投资规模

24、越来越大。一些科学技术先进的国家，每年用于科学研究领域的经费都在持续增长，一般占国民经济总产值的24%。,1 科学文献数量增长的原因,（4）科学合作范围扩大。科学合作是现代科学劳动的主要形态，它是开展现代科学研究所必须的。科学合作导致高产，不仅是数量上猛增，同时也大幅度提高了论文的质量。（5）研究周期缩短，生产成果的迅速加快。,2科学文献增长规律的解释,（1）科学发展规律对文献增长规律的影响。科学学认为，科学文献数量的变化是科学本身发展的重要标志，所以我们有理由根据科学发展的模式来分析、解释科学文献增长规律著名科学史家和科学学家托马斯在科学革命的结构一书中，提出了科学发展的模式。他认为，科学革

25、命（发展）总会发生，其发展过程，简单的说来是一个由“原始科学”转变为“常规科学”，以及由一个“常规科学”过度到另一个“常规科学”的过程。在科学革命的推动下，整个科学发展过程就这样周而复始的进行着。,2科学文献增长规律的解释,（1）科学发展规律对文献增长规律的影响。在原始科学时期，各种学术流派，越来越多的科学家都撰写文章参加讨论，此时，尽管文献数量不是很大，但增长很快，其增长率近似为一个恒量，这一时期科学文献呈指数规律增长，也是代表新思想和结果的最重要的论文出现的时期。当常规科学出现时，科学已处于成熟和稳定时期，这时是新思想和结果广泛应用的时期，因此，科学文献数量庞大，每年增加的数量很大，但增长

26、率已减缓，由指数模式转化为逻辑曲线模式。逻辑曲线增长趋势趋于极限，表明该学科或知识领域在长期稳定发展以后正酝酿着新的危机。危机一旦发生，则学科范围将发生变动，或者将分化产生出新的学科。随着科学革命的到来，科学文献又重新进入指数增长阶段。,2科学文献增长规律的解释,（1）科学发展规律对文献增长规律的影响。根据托马斯的理论，逻辑曲线增长模型应是科学文献增长规律的理想模型。逻辑曲线的前一段与指数曲线近似的符合，而在逻辑曲线增长之初的一段，或在拐点附近的一段以及以后的一段的适当的时间间隔内，都可近似的看作直线。,2科学文献增长规律的解释,（1）科学发展规律对文献增长规律的影响。Menard的研究也表明

27、，一门学科总的文献增长率随着不同的时期而变化，他认为，一般可以分为三个阶段：稳定界直线型增长。学科处于诞生时期；增长界以较快的指数型速率增长。学科处于发展时期；循环界稳定和增长交替发生。学科处于成熟时期。,2科学文献增长规律的解释,（1）科学发展规律对文献增长规律的影响。Rescher认为，科学发展过程并不是追加的，而是一个递减的过程，今天的主要发现是对昨天结论的一个否定。因为从经济学角度分析，情报吸收符合报酬效应递减律，文献增长同样如此。随着学科的发展和科学家兴趣的转移，载文分布绝不会只呈现指数增长状态，而是受多因素制约，具有多种分布状态。所以文献增长呈现出不同的增长模式。,2科学文献增长规

28、律的解释,（2）社会环境条件对文献增长规律的影响 科学所处的环境条件包括政治、经济、文化、教育等。这些条件决定了科研投资和科研人员的数量和质量，也决定了科研成果的数量以及反映这些成果的科学文献的数量。科学文献不仅按科学自身的发展规律所规定的理论模式增长，而且还要受到各种社会环境条件的制约，如一战、二战，使科学技术发展出现两个“波谷”时期，科技文献量也相应的出现两次大规模的下降，使得某些学科文献的增长模式由指数规律转变为逻辑曲线规律。,文献情报流的特性及增长规律研究的意义文献量度指标与方法文献指数增长模型科技文献的逻辑增长规律科技文献增长的其他模型科技文献增长机理分析科技文献增长规律的应用,科技文献增长规律的应用,用于科技管理和预测用于科学学和科学史研究在情报研究中的应用在文献信息管理中的应用,