利用洛特卡定律研究论文

普赖斯对信息计量学的贡献- -普赖斯先生1922年生于英国伦敦。1946年在伦敦大学获物理学博士学位，1954年又在剑桥在学获得科学史博士学位。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。这样的背景给他在信息科学领域的研究奠定了坚实的基础。…………普赖斯对信息计量学的贡献小生那些应用理论和技术去解决信息科学领域中实际问题的科学家，往往非常依赖与那些在信息领域研究中，更为基础的科学家和工程师。我们通常并不熟悉那些研究有助于我们日常生活领域的科学家，比如说的《两种文化》（Two Cultures）。遗憾的是，我们很少谈论这些科学家，即便是我们通常谈起这些科学家，我们也很少能相互理解清楚。D.普赖斯（Derek John De Solla Price）便是这些伟大科学家中的其中之一。他的著作几乎在所有信息领域工作者手中人手一本。每当我们遇到诸如：科学发展指数规律、科学引文网络等难题时，我们就正好处于普赖斯所研究的领域。普赖斯先生1922年生于英国伦敦。1946年在伦敦大学获物理学博士学位，1954年又在剑桥在学获得科学史博士学位。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。这样的背景给他在信息科学领域的研究奠定了坚实的基础。在他的工作当中，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。他那种历史的角度去审视科学的发展。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。他的这种创新性的突破，促使了在后来的信息计量学领域里涌现出大量出色的科学家，如Belver Griffith和Henry Small，这些科学家通过大规模的统计科学引文索引，来研究科学学的内在的结构规律。普赖斯曾经说过：“信息不仅仅是人们交流的一种方式，从麦克卢恩（注：麦克卢恩，加拿大传播理论家）的近似荒谬的角度出发，信息又是一种终极的产品。”正是由于这种强烈的兴趣促使他在科学学的增长、衰落的规律，科学文献出版物的数量和质量的评价，科学知识的规范等领域进行了深入的研究。他将传统的“无形大学”（invisible college）的概念拓展为一种非正式交流的渠道，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。如今，我们在整合一个学术信息管理系统时，我们仍然沿用普赖斯在这方面取得的成就。普赖斯不仅仅在信息领域取得的卓越的成绩，他还在信息政策和科技对人类的影响等领域有独到的见解。在他早些时候，他曾指出：“科学信息是科学技术领域的主要输入信息。”下面将普赖斯在科学计量学中所取得的主要成就做简要说明。（1）指数增长律与逻辑增长律在科学文献增长规律的研究中，最突出的成果和进展当数“指数增长律”和“逻辑增长律”。早在1944年，美国韦斯莱大学图书馆馆员弗里蒙特·赖德(Fremont Ryder)就对美国有代表性的大学图书馆的藏书增长率进行了研究。他通过大量的统计，发现美国主要大学图书馆的藏书量平均每16年递增1倍。尔后，普赖斯把赖德的这一发现推广应用到科学知识的全部领域，并进行了一系列研究。1949年，他天才地发现：“一叠叠的（10年一叠）《哲学汇刊》靠墙竟堆成了一条完美的指数曲线”。次年，发表第一篇有关“指数增长”的研究论文；1959年在耶鲁大学作了“科学指数增长”等问题的系列讲座，其演讲集于1961年正式出版，定名为《巴比伦以来的科学》。普赖斯在书中指出，从1750年起，科学期刊的数量大约每50年增长10倍。同时，他又对《化学文摘》、《生物学文摘》和《物理学文摘》等几十种文摘杂志中的期刊和论文数量的增长特点进行了统计研究，也发现了“按指数增长的规律”。因此，普赖斯得出结论：“似乎没有理由怀疑任何正常的、日益增长的科学领域内的文献是按指数增加的，每隔大约10年到15年时间增加一倍”，“每年增长约5%～7%”。而且，他以科学文献量为纵轴，以历史年代为横轴，把各个不同年代的文献量在坐标图上逐点描绘出来，然后以一光滑曲线连结各点，十分近似地表征了科学文献随时间增长的指数规律。这就是著名的“普赖斯指数增长曲线”。通过对曲线的分析研究，普赖斯最先注意到科学文献增长与时间成指数函数关系。如果用F(t)表示时刻t的文献量，则指数定律可表示为下式：F(t) = aebt (a>0， b>0)式中：t--时间，以年为单位；a--条件常数，即统计的初始时刻的文献量c--自然对数的底（e=…）b--时间常数，即持续增长率。其次，再看逻辑增长律。早在1963年，普赖斯在其名著《小科学，大科学》一书中，就论述了“科学文献和科研人员的指数增长定律和逻辑增长规律”，并认为“指数型规律终将成为逻辑型”。原苏联科学学家纳里莫夫(В.Налимов)在研究科学文献增长规律时，发现文献的增长是分阶段的，每一阶段的增长模式也并不相同。他和符莱杜茨(Г.Влздуц)在进行大量研究后认为，科学文献开始要经过一个急剧增长的过程，随后增长速度减缓，指数增长过程变为逻辑曲线增长过程。同时，考虑到物质条件、经济来源以及作者智力等方面的因素对科学文献增长速度的影响，在具体的文献统计研究基础上，提出了著名的文献按逻辑曲线增长的理论和模型。其数学表达式为：F(t) = k/(1+ae - kbt) (b>0)（2）普赖斯指数（Price Index）1971年，普赖斯提出一个衡量各个知识领域文献老化的数量指标，即后人称谓的“普赖斯指数”。就是在某一知识领域内，把对年限不超过5年的文献的引文数量与引文总量之比当作指数，用以量度文献的老化速度和程度。一般来说，某一学科或领域文献的“普赖斯指数”越大，半衰期就越短，说明其文献的老化速度就越快。“普赖斯指数”衡量科学文献老化的定量指标。普赖斯认为，“有现时作用”的引文数量与“档案性”引文数量的比例，是比引文的“一半寿命”更为重要的特征。文献的“半衰期”只能笼统地衡量某一学科领域全部文献的老化情况，而“普赖斯指数”既可用于某一领域的全部文献，也可用于评价某种期刊、某一机构，甚至某一作者或某篇文章的老化特点。（3）普赖斯定律在洛特卡定律的基础上，普赖斯进一步研究了科学家人数与科学文献数量，以及不同能力层次的科学家之间的定量关系，提出了著名的普赖斯定律和一些其他重要结论。在《小科学，大科学》一书中，普赖斯写道：“科学家的总人数，大致是按杰出科学家人数的平方增长的。”所谓普赖斯定律（Price Law），即科学家总人数开平方，所得到的人数撰写了全部科学论文的50%。如果设最高产的那位科学家所发表的论文数为nmax，将科学家们发表论文的总数记为x(1， nmax)，则普赖斯定律可用下式表示：(1/2)x(1， nmax) = x(m， nmax) = x(1，m)式中，m为普赖斯假定的这样一个数，即个人的论文数大于m的科学家们所发表的论文总数恰好等于全部论文总数的一半，而式中x(m， nmax)的意义恰好表征了这一半论文。这里的关键是如何确定m的数值？普赖斯根据洛氏定律，借用数学结论，经推导得出：m≈0 .749(nmax 1/2)。这是洛特卡定律的一个重要推论。这说明，发表了(nmax 1/2)篇以上论文的科学家们所发表的论文总数等于全部论文总数的一半；或者说，杰出科学家中最低产的那位科学家所发表的论文数，等于最高产科学家发表论文数的平方根的倍。普赖斯还曾试图找出全体科学家总数中杰出科学家的比例关系。经过进一步推导和计算，得出：R≈ 1/2式中，R是杰出科学家人数与全体科学家总数之比。这是普赖斯得出的洛特卡定律的又一个重要推论。（4）最大引文年限早在1965年，普赖斯在对引文进行大量统计分析工作后就提出了“最大引文年限”的问题，并指出：文章被引用的峰值是该文章发表以后的第二年。这也就是说，当年发表的文献，所用的被引文大量来自前二年的。“最大引文年限”反映了科学文献最活跃、最有生命力的时期。这一重要参数的确定，不仅对于文献信息规律等理论研究产生重大影响，而且有利于有效地确定各学科领域文献剔旧的最佳时限，使文献利用率达到最佳值，对文献出版发行工作等都具有指导作用。普赖斯所取得的成就基本上奠定了科学学的核心分支学科——科学计量学的诞生，理所当然成为“科学计量学之父”。著名学者Belver Griffith曾这样颂扬他：“普赖斯在科学文献方面的理解和成就促使了在文献计量领域的一场革命，也使得我们对科学学理解取得了飞跃性的进展。”现在国际《科学计量学》杂志和美国科学史学会都设有D.普赖斯奖。