在学科结构间及学科进化过程中检测科学研究新兴趋势

科学研究新兴趋势是指一个新研究论题随着深入研究，由于其本质联系被发现或者由于相关研究取得突破而日趋重要这样一种趋势。尽早检测到科学研究新兴趋势，可以更好地选择突破概率较高的主攻方向，取得研究成果，促进科学发展。新兴趋势在对科学研究对象的研究过程中出现，因而本课题试图建立基于科学研究对象的引文扩散理论，使引文可以探测科学研究过程。按照新兴趋势形成的学科特点，本课题把新兴趋势划分为跨学科新兴趋势和学科内部新兴趋势。从跨学科新兴趋势形成的机理出发，提出用全局Q-measure和局域Q-measure来勾画学科子网络的网间结构，并从其动态变化中来检测跨学科新兴趋势；学科内部新兴趋势则围绕着科学突破而形成，用样条差值函数来描述实际引文扩散过程，在广泛调查科学突破所引起的引文扩散过程改变方式的基础上，通过检测科学突破来检测学科内部新兴趋势。并检验所检测出的新兴趋势，分析其区域特征和技术经济意义。

文章是科研成果的表现形式之一，引文是某文章发表后引用该文章的文献。一般用发文量来测度科研生产力，用引文数来测度科研影响力。但长期以来，这些指标都没有和科学现象的研究过程联系起来。本项目深入到对科学现象的认识过程中来分析引文的本质。认为引文是有关科学现象的论述互相作用的方式。科学现象的认识过程也是在有关科学现象的各种论述的作用中来进行。因而引文具有揭示科学现象认知过程的功能。本项目建立了基于科学现象的引文扩散理论：有关科学现象的科学论述相互作用，使这些论述通过论文和引文在人类智能空间中扩散。相互作用的方向和强弱将会改变各个学科领域结合和扩散的力度和发展方向。基于引文的这一本质，我们研究了高锟的诺贝尔获奖文章的引文扩散过程。发现：相对于趋势线，在基础研究阶段，引文扩散曲线二阶加速，其最小值点是本领域最重要的科学发现被发现的时间；在应用研究阶段，引文扩散曲线二阶减速，其最大值点，是应用阶段最大的科学突破所取得的年代，引文扩散曲线的拐点对应于学科发展阶段的转移点。用华裔物理学家获得诺贝尔物理学奖的文章的引文扩散过程说明有关科学现象的新论述在不同的作用方式下产生，学界对相关论述的接受过程也因而不同，这两者会影响着原文的引文扩散过程。这是从学科进化过程中进行的研究。.本项目还对学科结构进行了描述。子学科的多样性及其结合的紧密性是跨学科的两个特征。但之前仅仅用在描述学科综合过程，本项目扩展到在学科的扩散过程，利于在知识本身的内在关联的基础上描述学科综合和扩散过程。我们扩充了Q-测度的定义，用于描述多个子网络间的桥接关系。通过对数学性质分析，我们又定义了子网络间的内部桥接关系和外部桥接关系,这将为学科关系的描述提供更有力的工具。同时我们也定义了科学合作网络的层级关系，用包含科研主题，科研人员，科研机构，和国家等因素的异质性网络来描述科研生产中的知识共享过程，通过关键路径和节点的定义，对科研过程的影响因素进行更为细致的刻画。我们将Q-measure用于对转基因的网络结构的描述，解释了社会科学家和自然科学家在这一敏感话题上交互状态及其对科技政策的影响。.本项目试图用物理学原理和科学计量学手段和工具来解释描述科学研究过程。使科学计量学不仅仅是用数字所定义的影响因子和由此所定义的声望，而是能够解释我们对科学现象认识过程内在机制一门学科。