3科學(xué)信息增長(zhǎng)規(guī)律

1、信息計(jì)量學(xué),,主講老師：王倩飛Email:qianfeiwang@126.com,,,濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院,,信息工程學(xué)院,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,信息計(jì)量學(xué),科學(xué)信息的增長(zhǎng)是一種普遍的社會(huì)現(xiàn)象；科學(xué)的發(fā)展是其最主要、最根本的原因；科學(xué)信息數(shù)量的變化是衡量人類科研活動(dòng)及成果的最主要指標(biāo)；文獻(xiàn)數(shù)量的變化可揭示科學(xué)乃至知識(shí)的進(jìn)步與增長(zhǎng)規(guī)律。,信息計(jì)量學(xué),第一節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)的概念,一、科學(xué)信息和文獻(xiàn)信息流,文獻(xiàn)信息流：在信息計(jì)量學(xué)中

2、，文獻(xiàn)所含信息知識(shí)的匯流。,信息量的集合信息知識(shí)的傳遞,科學(xué)文獻(xiàn)增長(zhǎng)(growth of scientific literature),數(shù)量過程,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,科學(xué)信息：科學(xué)活動(dòng)領(lǐng)域，事物存在的方式、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其特征的反映，是事物發(fā)出的信號(hào)、消息。,信息計(jì)量學(xué),二、科學(xué)知識(shí)增長(zhǎng)與科學(xué)文獻(xiàn)增長(zhǎng),科學(xué)發(fā)展的速度越來越快，科學(xué)知識(shí)增長(zhǎng)的速度越來越快，科學(xué)知識(shí)量翻番的時(shí)間越來越短?，F(xiàn)代科學(xué)史也表明，科學(xué)領(lǐng)域的許多指標(biāo)，都是

3、按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)的，科學(xué)發(fā)展也是如此?？茖W(xué)文獻(xiàn)的指數(shù)增長(zhǎng)描述是科學(xué)知識(shí)的“持續(xù)自我生產(chǎn)過程”?？茖W(xué)知識(shí)的增長(zhǎng)是科學(xué)文獻(xiàn)增長(zhǎng)的直接原因；科學(xué)知識(shí)增長(zhǎng)和科學(xué)文獻(xiàn)信息增長(zhǎng)具有同步性，其增長(zhǎng)規(guī)律也具有很大的相似性。,第一節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)的概念,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,信息計(jì)量學(xué),三、科學(xué)信息增長(zhǎng)研究的目的與意義,意義,確定科學(xué)信息數(shù)量隨時(shí)間變化的關(guān)系，揭示科學(xué)發(fā)展的某些特點(diǎn)和規(guī)律；信息模型法：根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)量的變化進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)；預(yù)測(cè)

4、文獻(xiàn)信息增長(zhǎng)的趨勢(shì)，從而為科學(xué)信息工作未來的發(fā)展提供決策依據(jù)。,第一節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)的概念,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,信息計(jì)量學(xué),一、科學(xué)信息的度量指標(biāo)與方法,絕對(duì)值指標(biāo)相對(duì)值指標(biāo),累積數(shù)非累積數(shù),第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,文獻(xiàn)數(shù)量的多少，如圖書數(shù)量、期刊數(shù)量、論文數(shù)量等。不同部分文獻(xiàn)的數(shù)量比例，如各語種文獻(xiàn)的比例等。,信息計(jì)量學(xué),第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,現(xiàn)代科學(xué)史表明，科學(xué)領(lǐng)域的

5、許多指標(biāo)，都是按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)的。,,科學(xué)知識(shí)量的指數(shù)增長(zhǎng)律(科學(xué)發(fā)展的加速規(guī)律),第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,二、科學(xué)信息的指數(shù)增長(zhǎng)模型,信息計(jì)量學(xué),1.賴德的早期研究,1944年，美國圖書館學(xué)家賴德經(jīng)過調(diào)查統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)全美主要大學(xué)圖書館的藏書量平均每16年增加一倍。如，耶魯大學(xué)圖書館1756年藏書1000冊(cè)，如果每16年增加一倍，直到1938年其藏書量應(yīng)增加到260萬冊(cè)。顯然這一判斷與耶魯大學(xué)的實(shí)際情況是吻合的。賴德的這一發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)道

6、出了指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律的實(shí)際內(nèi)容，但他畢竟沒有用數(shù)學(xué)語言充分的描述它，更沒有從理論上指出其普遍性，做到這一點(diǎn)是普賴斯。,二、科學(xué)信息的指數(shù)增長(zhǎng)模型,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,信息計(jì)量學(xué),2.普賴斯其人,普賴斯(1921-1983)，英國人，著名科學(xué)史家、科學(xué)學(xué)家、情報(bào)學(xué)家。普賴斯是一位高產(chǎn)的科學(xué)家，他一生共發(fā)表240多件論著，匯集成14本專集。他的論著被其它文獻(xiàn)引用的次數(shù)高達(dá)2000次以上，其中被引用頻次最高

7、的依次是：《巴比倫以來的科學(xué)》、《小科學(xué)、大科學(xué)》和《科學(xué)論文網(wǎng)絡(luò)》。他提出的科學(xué)本身以及科學(xué)文獻(xiàn)的指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律是科學(xué)和信息計(jì)量學(xué)的基本規(guī)律之一；他提出的“引證網(wǎng)絡(luò)”概念使引證分析成為文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)的重要的科學(xué)研究方法；1978年他與加菲爾德共同創(chuàng)辦《科學(xué)計(jì)量學(xué)》(Scientometrics)；他還在“累計(jì)優(yōu)勢(shì)分布”及“成功產(chǎn)生成功”概率模型等方面對(duì)信息計(jì)量學(xué)的發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)。,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)

8、規(guī)律,二、科學(xué)信息的指數(shù)增長(zhǎng)模型,信息計(jì)量學(xué),3.指數(shù)增長(zhǎng)曲線的發(fā)現(xiàn),1950年，普賴斯首次發(fā)表了有關(guān)“指數(shù)增長(zhǎng)”的研究論文。1961年在其名著《哥比倫以來的科學(xué)》中，總結(jié)出期刊按指數(shù)增長(zhǎng)的規(guī)律，并給出了著名的普賴斯指數(shù)增長(zhǎng)曲線。,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,二、科學(xué)信息的指數(shù)增長(zhǎng)模型,信息計(jì)量學(xué),3.指數(shù)增長(zhǎng)曲線的發(fā)現(xiàn),第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,二、科學(xué)信息的指數(shù)增長(zhǎng)

9、模型,信息計(jì)量學(xué),普賴斯文獻(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)曲線的方程可寫為：F(t)=a·ebt其中：F(t)是文獻(xiàn)累積量； t是時(shí)間(年)； a是條件常數(shù)，即初始時(shí)刻(t=0)的文獻(xiàn)累積量； b是時(shí)間常數(shù)，文獻(xiàn)的持續(xù)增長(zhǎng)率，其值近似等于文獻(xiàn)的年增長(zhǎng)率。,4.信息指數(shù)增長(zhǎng)模型,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,二、科學(xué)信息的指數(shù)增長(zhǎng)模型,信息計(jì)量學(xué),根據(jù)公式F(t)=a·e

10、bt，已知a、b即可求出任意時(shí)刻t的文獻(xiàn)累積量F(t)，也可以求出文獻(xiàn)總量增長(zhǎng)到原來的K倍所需的年數(shù)△T。,文獻(xiàn)總量增長(zhǎng)到原來的K倍所需要的時(shí)間設(shè)t1、t2時(shí)的文獻(xiàn)總量為F(t1) 、F(t2),且F(t2)=KF(t1) 得a·ebt2=K a·ebt1 △T=t2-t1=(lnK)/b,△T與t無關(guān)，為一常數(shù)。,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章

11、 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,二、科學(xué)信息的指數(shù)增長(zhǎng)模型,4.信息指數(shù)增長(zhǎng)模型,文獻(xiàn)翻番時(shí)間,信息計(jì)量學(xué),文獻(xiàn)翻番時(shí)間 文獻(xiàn)累積量增加一倍所經(jīng)歷的時(shí)間叫文獻(xiàn)翻一番的時(shí)間，簡(jiǎn)稱翻番時(shí)間。 文獻(xiàn)翻一番的時(shí)間即文獻(xiàn)總量增長(zhǎng)到原來的2倍所需要的時(shí)間，即K=2時(shí)， △T是文獻(xiàn)翻一番的時(shí)間：△T=(ln2)/b=0.6931/b,文獻(xiàn)翻番時(shí)間是衡量文獻(xiàn)增長(zhǎng)速度的定量指標(biāo)之一。,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息

12、的增長(zhǎng)規(guī)律,二、科學(xué)信息的指數(shù)增長(zhǎng)模型,4.信息指數(shù)增長(zhǎng)模型,信息計(jì)量學(xué),1.文獻(xiàn)增長(zhǎng)并不完全遵守指數(shù)規(guī)律，或者說不可能無限制的按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。2.指數(shù)增長(zhǎng)公式對(duì)起始時(shí)間很敏感，因此并不是所有學(xué)科在任何時(shí)期內(nèi)的文獻(xiàn)都是按指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律增加的。3.指數(shù)規(guī)律不能預(yù)測(cè)文獻(xiàn)的未來增長(zhǎng)趨勢(shì)。4.指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律是對(duì)每一年的文獻(xiàn)累積數(shù)而言的，但是累積數(shù)據(jù)過于粗糙，掩蓋了事實(shí)。,,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,二、科學(xué)信

13、息的指數(shù)增長(zhǎng)模型,5.信息指數(shù)增長(zhǎng)模型的局限性,信息計(jì)量學(xué),三、科學(xué)信息的邏輯增長(zhǎng)模型,,邏輯型增長(zhǎng)模式的具體函數(shù)是前蘇聯(lián)科學(xué)家納里莫夫和弗拉杜奇給出的，表達(dá)式為：,式中F(t)是t年的文獻(xiàn)累積量，k，a，b都是大于零的常數(shù)。,弗雷明(D.J.Frame)等人用1965-1975年煤的氣化方面的文獻(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明邏輯函數(shù)與實(shí)際資料相當(dāng)吻合。,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,1.科學(xué)信息邏輯增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型,

14、信息計(jì)量學(xué),,邏輯增長(zhǎng)模式的顯著特點(diǎn)是文獻(xiàn)增長(zhǎng)速度分階段而不同：在初期以及急劇增長(zhǎng)的階段，近似指數(shù)增長(zhǎng)曲線；以后漸趨平穩(wěn)，接近線性；再后速度減慢，最終不再增長(zhǎng)而接近停滯狀態(tài)。,,,,,,拐點(diǎn),,k,,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,三、科學(xué)信息的邏輯增長(zhǎng)模型,1.科學(xué)信息邏輯增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型,信息計(jì)量學(xué),,,,,優(yōu)點(diǎn)：邏輯曲線表明，文獻(xiàn)經(jīng)過急劇增長(zhǎng)的階段之后，會(huì)趨向平穩(wěn)，然后又逐漸放慢增長(zhǎng)速度進(jìn)入緩慢地增加階段

15、，這意味著某一知識(shí)領(lǐng)域在取得重大進(jìn)展后已進(jìn)入相對(duì)成熟的階段。同時(shí)，這也可能意味著該知識(shí)領(lǐng)域正面臨新的突破，將產(chǎn)生出更新的分支領(lǐng)域，內(nèi)容更新的文獻(xiàn)又將進(jìn)入一個(gè)新的急劇增長(zhǎng)時(shí)期，此后又會(huì)進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)定時(shí)期。這比指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律無限制加劇增長(zhǎng)要更符合實(shí)際情況。用邏輯增長(zhǎng)曲線預(yù)測(cè)文獻(xiàn)未來的增長(zhǎng)情況，比用指數(shù)增長(zhǎng)曲線更準(zhǔn)確，這是邏輯增長(zhǎng)曲線可取之處。,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,三、科學(xué)信息的邏輯增長(zhǎng)模型,2.科學(xué)信息邏

16、輯增長(zhǎng)模型分析,信息計(jì)量學(xué),,,,,缺點(diǎn)：根據(jù)邏輯曲線判定，文獻(xiàn)量會(huì)有一個(gè)不可逾越的有限飽和值k，意味著文獻(xiàn)的增長(zhǎng)最終會(huì)完全停滯而不再增加，知識(shí)達(dá)到飽和而不再發(fā)展了，這是令人難以接受的。其實(shí)科技文獻(xiàn)數(shù)量增長(zhǎng)速度的減緩，并不完全意味著科學(xué)發(fā)展的速度將會(huì)下降。因?yàn)槌宋墨I(xiàn)這種反映人類科學(xué)知識(shí)、科學(xué)研究及發(fā)展水平的知識(shí)載體形式以外，必將陸續(xù)出現(xiàn)一些新的、更完善的傳播科技情報(bào)(信息)的方法和手段，使我們有可能用以補(bǔ)充或逐步取代現(xiàn)有傳統(tǒng)形式的科學(xué)

17、文獻(xiàn)。,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,三、科學(xué)信息的邏輯增長(zhǎng)模型,2.科學(xué)信息邏輯增長(zhǎng)模型分析,信息計(jì)量學(xué),,,,,眾多學(xué)者在研究中都發(fā)現(xiàn)了文獻(xiàn)直線增長(zhǎng)模型，即文獻(xiàn)的增長(zhǎng)是線性的。 直線增長(zhǎng)模型的數(shù)學(xué)公式是：F(t)=a+btF(t)是t年的文獻(xiàn)累積量；a為t=0時(shí)的文獻(xiàn)累積數(shù)；b為文獻(xiàn)的年增長(zhǎng)量，它是一個(gè)常數(shù)，與年代無關(guān)。年增長(zhǎng)率等于年增長(zhǎng)量與當(dāng)年累積量的比值，在直線模型中不是常

18、數(shù)。,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,四、科學(xué)信息的線性增長(zhǎng)模型,信息計(jì)量學(xué),,,,,總結(jié)：文獻(xiàn)增長(zhǎng)是一個(gè)多因素支配的復(fù)雜過程，不同學(xué)科有不同的增長(zhǎng)情況，甚至同一學(xué)科在不同時(shí)期也會(huì)呈現(xiàn)出不同的增長(zhǎng)規(guī)律，有時(shí)是指數(shù)規(guī)律，有時(shí)又近似于邏輯增長(zhǎng)規(guī)律，有的則更適于用直線關(guān)系來表現(xiàn)。如果硬性用同一種數(shù)學(xué)模型描述文獻(xiàn)增長(zhǎng)的所有情況是勉為其難的。,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,信息計(jì)量學(xué),,,

19、,,普賴斯的科學(xué)文獻(xiàn)增長(zhǎng)四階段理論,第一階段:學(xué)科剛剛誕生,絕對(duì)論文數(shù)量少,增長(zhǎng)不穩(wěn)定,很難通過統(tǒng)計(jì)的方法求得相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。第二階段:學(xué)科進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期。在此階段,該專業(yè)理論迅速發(fā)展,論文數(shù)量急劇增加,較嚴(yán)格地服從指數(shù)增長(zhǎng)。第三階段:學(xué)科理論日趨成熟,論文數(shù)量增長(zhǎng)減緩,演變?yōu)榫€性增長(zhǎng),僅維持一固定的文獻(xiàn)增長(zhǎng)量。第四階段:隨著理論的完備,學(xué)科文獻(xiàn)日趨減少,曲線逐漸平行于橫坐標(biāo),或出現(xiàn)不規(guī)則的各類振蕩。,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)

20、律,第二節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)模型,信息計(jì)量學(xué),第三節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)機(jī)制,,,,,一、科學(xué)信息數(shù)量增長(zhǎng)的原因,1.科研經(jīng)費(fèi)和科技人員數(shù)量的大量增加2.專業(yè)范圍的擴(kuò)大化和細(xì)分化以及學(xué)科之間相互滲透3.科學(xué)技術(shù)的國際化趨勢(shì)5.科學(xué)研究的合作化和集體化6.科研周期縮短、產(chǎn)生成果和轉(zhuǎn)化的速度加快7.通訊、出版技術(shù)的改進(jìn)和情報(bào)工作的加強(qiáng),第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,根本原因：科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和科技成果的不斷涌現(xiàn)。,信息計(jì)量學(xué),,,

21、,,二、科學(xué)信息增長(zhǎng)規(guī)律的科學(xué)解釋,科學(xué)學(xué)認(rèn)為, 科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)量的變化是科學(xué)本身發(fā)展的重要標(biāo)志。所以, 我們可以根據(jù)科學(xué)發(fā)展的模式來分析解釋科學(xué)文獻(xiàn)增長(zhǎng)的規(guī)律。著名科學(xué)學(xué)家托馬斯·S·庫恩在其所著的《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書中, 提出了科學(xué)發(fā)展的模式。庫恩認(rèn)為, 科學(xué)革命(即發(fā)展) 總會(huì)發(fā)生, 其發(fā)展過程, 簡(jiǎn)單說來是一個(gè)由“原始科學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤俺Ｒ?guī)科學(xué)”, 以及由一個(gè)“常規(guī)科學(xué)”過渡到另一個(gè)“常規(guī)科學(xué)”的過程。,第三節(jié)

22、 科學(xué)信息增長(zhǎng)機(jī)制,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,科學(xué)自身固有的發(fā)展規(guī)律科學(xué)所處的環(huán)境條件,信息計(jì)量學(xué),,,,,三、科學(xué)信息增長(zhǎng)規(guī)律的科學(xué)解釋,其次, 科學(xué)所處的環(huán)境條件, 包括政治、經(jīng)濟(jì)、文化、教育等環(huán)境條件對(duì)科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)量增長(zhǎng)規(guī)律的影響是明顯的, 因?yàn)檫@些條件決定了科研投資和科研人員的數(shù)量與質(zhì)量, 因而也大致決定了科研成果的數(shù)量以及反映這些成果的科學(xué)文獻(xiàn)的數(shù)量。社會(huì)的需求和所提供的財(cái)力、人力和物力往往決定了某門學(xué)科的產(chǎn)生和發(fā)展。科學(xué)

23、文獻(xiàn)不僅按科學(xué)自身的發(fā)展規(guī)律所規(guī)定的理論模式增長(zhǎng), 而且還要受到各種社會(huì)環(huán)境條件的制約。而社會(huì)環(huán)境條件的影響往往使科學(xué)文獻(xiàn)的增長(zhǎng)表現(xiàn)出隨機(jī)過程的特點(diǎn), 其增長(zhǎng)率是不斷變化的。此外, 科學(xué)文獻(xiàn)的增長(zhǎng)還受到載體技術(shù)、出版技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展等眾多因素的影響, 因而更多地表現(xiàn)為一個(gè)隨機(jī)過程, 使文獻(xiàn)增長(zhǎng)規(guī)律呈現(xiàn)出多種模式。,第三節(jié) 科學(xué)信息增長(zhǎng)機(jī)制,第三章 科學(xué)信息的增長(zhǎng)規(guī)律,信息計(jì)量學(xué),,,,,在文獻(xiàn)信息管理中的