1、信息计量学主讲老师：王倩飞Email:济宁医学院信息工程学院第三章 科学信息的增长规律信息计量学n科学信息的增长是一种普遍的社会现象；n科学的发展是其最主要、最根本的原因；n科学信息数量的变化是衡量人类科研活动及成果的最主要指标；n文献数量的变化可揭示科学乃至知识的进步与增长规律。信息计量学第一节第一节 科学信息增长的概念科学信息增长的概念一、科学信息和文献信息流文献信息流：文献信息流：在信息计量学中，文献所含信息知识的汇流。信息量的集合信息知识的传递科学文献增长(growth of scientific literature)数量过程第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律科学信息
2、：科学信息：科学活动领域，事物存在的方式、运动状态及其特征的反映，是事物发出的信号、消息。信息计量学二、科学知识增长与科学文献增长 科学发展的速度越来越快，科学知识增长的速度越来越快，科学科学发展的速度越来越快，科学知识增长的速度越来越快，科学知识量翻番的时间越来越短。知识量翻番的时间越来越短。现代科学史也表明，科学领域的许多指标，都是按指数规律增长现代科学史也表明，科学领域的许多指标，都是按指数规律增长的，科学发展也是如此。的，科学发展也是如此。科学文献的指数增长描述是科学知识的科学文献的指数增长描述是科学知识的“持续自我生产过程持续自我生产过程”。科学知识的增长是科学文献增长的直接原因；科
3、学知识增长和科科学知识的增长是科学文献增长的直接原因；科学知识增长和科学文献信息增长具有同步性，其增长规律也具有很大的相似性。学文献信息增长具有同步性，其增长规律也具有很大的相似性。第一节第一节 科学信息增长的概念科学信息增长的概念第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律信息计量学三、科学信息增长研究的目的与意义意义意义确定科学信息数量随时间变化的关系，揭示科学发展的某些特点确定科学信息数量随时间变化的关系，揭示科学发展的某些特点和规律；和规律；信息模型法：根据文献数量的变化进行科学预测；信息模型法：根据文献数量的变化进行科学预测；预测文献信息增长的趋势，从而为科学信息工作未来的发展
4、提供预测文献信息增长的趋势，从而为科学信息工作未来的发展提供决策依据。决策依据。第一节第一节 科学信息增长的概念科学信息增长的概念第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律信息计量学一、科学信息的度量指标与方法绝对值指标相对值指标累积数累积数非累积数第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律文献数量的多少，如图书数量、期刊数量、论文数量等。不同部分文献的数量比例，如各语种文献的比例等。信息计量学第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型现代科学史表明，科学领域的许多指标，都是按现代科学史表明，科学领域的许多指标，都是按指数规律指
5、数规律增增长的。长的。teW科学知识量的指数增长律(科学发展的加速规律)第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律二、科学信息的指数增长模型信息计量学1.1.赖德的早期研究赖德的早期研究 1944年，美国图书馆学家赖德经过调查统计，发现全美主要大学图书馆的藏书量平均每16年增加一倍。如，耶鲁大学图书馆1756年藏书1000册，如果每16年增加一倍，直到1938年其藏书量应增加到260万册。显然这一判断与耶鲁大学的实际情况是吻合的。赖德的这一发现，已经道出了指数增长规律的实际内容，但他毕竟没有用数学语言充分的描述它，更没有从理论上指出其普遍性，做到这一点是普赖斯。二、科学信息的指数增长模
6、型第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律信息计量学2.2.普赖斯其人普赖斯其人 普赖斯(1921-1983)，英国人，著名科学史家、科学学家、情报学家。普赖斯是一位高产的科学家，他一生共发表240多件论著，汇集成14本专集。他的论著被其它文献引用的次数高达2000次以上，其中被引用频次最高的依次是：巴比伦以来的科学、小科学、大科学和科学论文网络。他提出的科学本身以及科学文献的指数增长规律是科学和信息计量学的基本规律之一；他提出的“引证网络”概念使引证分析成为文献计量学的重要的科学研究方法；1978年他与加菲尔德共同创办科学计量学(Sci
7、entometrics)；他还在“累计优势分布”及“成功产生成功”概率模型等方面对信息计量学的发展作出了重要的贡献。第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律二、科学信息的指数增长模型信息计量学3.3.指数增长曲线的发现指数增长曲线的发现1950年，普赖斯首次发表了有关“指数增长”的研究论文。1961年在其名著哥比伦以来的科学中，总结出期刊按指数增长的规律，并给出了著名的普赖斯指数增长曲线。第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律二、科学信息的指数增长模型信息计量学3.3.指数增长曲线
8、的发现指数增长曲线的发现第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律二、科学信息的指数增长模型信息计量学普赖斯文献指数增长曲线的方程可写为：F(t)=aebt其中：F(t)是文献累积量；t是时间(年)；a是条件常数，即初始时刻(t=0)的文献累积量；b b是时间常数，文献的持续增长率，其值近似等于文献的年增长率。是时间常数，文献的持续增长率，其值近似等于文献的年增长率。4.4.信息指数增长模型信息指数增长模型第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律二、科学信息的指数增长模型信息计量学根据
9、公式F(t)=aebt，已知a、b即可求出任意时刻t的文献累积量F(t)，也可以求出文献总量增长到原来的K倍所需的年数T。文献总量增长到原来的文献总量增长到原来的K倍所需要的时间倍所需要的时间设t1、t2时的文献总量为F(t1)、F(t2),且F(t2)=KF(t1)得aebt2=K aebt1 T=t2-t1=(lnK)/bT与t无关，为一常数。第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律二、科学信息的指数增长模型4.4.信息指数增长模型信息指数增长模型文献翻番时间文献翻番时间信息计量学文献翻番时间文献翻番时间 文献累积量增加一倍所经历的时
10、间叫文献翻一番的时间，简称翻番时间。文献翻一番的时间即文献总量增长到原来的2倍所需要的时间，即K=2时，T是文献翻一番的时间：T=(ln2)/b=0.6931/b文献翻番时间是衡量文献增长速度的定量指标之一。文献翻番时间是衡量文献增长速度的定量指标之一。第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律二、科学信息的指数增长模型4.4.信息指数增长模型信息指数增长模型信息计量学1.文献增长并不完全遵守指数规律，或者说不可能无限制的按指数规律增长。2.指数增长公式对起始时间很敏感，因此并不是所有学科在任何时期内的文献都是按指数增长规律增加的。3.指数
11、规律不能预测文献的未来增长趋势。4.指数增长规律是对每一年的文献累积数而言的，但是累积数据过于粗糙，掩盖了事实。第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律二、科学信息的指数增长模型5.5.信息指数增长模型的局限性信息指数增长模型的局限性信息计量学三、科学信息的逻辑增长模型逻辑型增长模式的具体函数是前苏联科学家纳里莫夫和弗拉杜奇给出的，表达式为：kbtaektF1)(式中F(t)是t年的文献累积量，k，a，b都是大于零的常数。弗雷明(D.J.Frame)等人用1965-1975年煤的气化方面的文献进行验证，结果表明逻辑函数与实际资料相当吻合。
12、第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律1.1.科学信息逻辑增长的数学模型科学信息逻辑增长的数学模型信息计量学逻辑增长模式的显著特点是文献增长速度分阶段而不同：在初期以及急剧增长的阶段，近似指数增长曲线；以后渐趋平稳，接近线性；再后速度减慢，最终不再增长而接近停滞状态。kbtaektF1)(拐点kbalnk2kak1第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律三、科学信息的逻辑增长模型1.1.科学信息逻辑增长的数学模型科学信息逻辑增长的数学模型信息计量学优点：优点：逻辑曲线表明，文献经过
13、急剧增长的阶段之后，会趋向平稳，然后又逐渐放慢增长速度进入缓慢地增加阶段，这意味着某一知识领域在取得重大进展后已进入相对成熟的阶段。同时，这也可能意味着该知识领域正面临新的突破，将产生出更新的分支领域，内容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。这比指数增长规律无限制加剧增长要更符合实际情况。用逻辑增长曲线预测文献未来的增长情况，比用指数增长曲线更准确，这是逻辑增长曲线可取之处。第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律三、科学信息的逻辑增长模型2.2.科学信息逻辑增长模型分析科学信息逻辑增长模型分析信息计量学缺点
14、：缺点：根据逻辑曲线判定，文献量会有一个不可逾越的有限饱和值k，意味着文献的增长最终会完全停滞而不再增加，知识达到饱和而不再发展了，这是令人难以接受的。其实科技文献数量增长速度的减缓，并不完全意味着科学发展的速度将会下降。因为除了文献这种反映人类科学知识、科学研究及发展水平的知识载体形式以外，必将陆续出现一些新的、更完善的传播科技情报(信息)的方法和手段，使我们有可能用以补充或逐步取代现有传统形式的科学文献。第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律三、科学信息的逻辑增长模型2.2.科学信息逻辑增长模型分析科学信息逻辑增长模型分析信息计量学
15、 众多学者在研究中都发现了文献直线增长模型，即文献的增长是线性的。直线增长模型的数学公式是：F(t)=a+btF(t)是t年的文献累积量；a为t=0时的文献累积数；b为文献的年增长量，它是一个常数，与年代无关。年增长率等于年增长量与当年累积量的比值，在直线模型中不是常数。第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律四、科学信息的线性增长模型信息计量学总结：总结：文献增长是一个多因素支配的复杂过程，不同学科有不同的增长情况，甚至同一学科在不同时期也会呈现出不同的增长规律，有时是指数规律，有时又近似于逻辑增长规律，有的则更适于用直线关系来表现。如
16、果硬性用同一种数学模型描述文献增长的所有情况是勉为其难的。第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律信息计量学普赖斯的科学文献增长四阶段理论第一阶段:学科刚刚诞生,绝对论文数量少,增长不稳定,很难通过统计的方法求得相应的数学表达式。第二阶段:学科进入大发展时期。在此阶段,该专业理论迅速发展,论文数量急剧增加,较严格地服从指数增长。第三阶段:学科理论日趋成熟,论文数量增长减缓,演变为线性增长,仅维持一固定的文献增长量。第四阶段:随着理论的完备,学科文献日趋减少,曲线逐渐平行于横坐标,或出现不规则的各类振荡。第三章第三章 科学信息的增长规律科学
17、信息的增长规律第二节第二节 科学信息增长模型科学信息增长模型信息计量学第三节第三节 科学信息增长机制科学信息增长机制一、科学信息数量增长的原因1.科研经费和科技人员数量的大量增加2.专业范围的扩大化和细分化以及学科之间相互渗透3.科学技术的国际化趋势5.科学研究的合作化和集体化6.科研周期缩短、产生成果和转化的速度加快7.通讯、出版技术的改进和情报工作的加强 第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律根本原因：科学技术的快速发展和科技成果的不断涌现。根本原因：科学技术的快速发展和科技成果的不断涌现。信息计量学二、科学信息增长规律的科学解释 科学学认为,科学文献数量的变化是科学本身发展的
18、重要标志。所以,我们可以根据科学发展的模式来分析解释科学文献增长的规律。著名科学学家托马斯S库恩在其所著的科学革命的结构一书中,提出了科学发展的模式。库恩认为,科学革命(即发展)总会发生,其发展过程,简单说来是一个由“原始科学”转变为“常规科学”,以及由一个“常规科学”过渡到另一个“常规科学”的过程。第三节第三节 科学信息增长机制科学信息增长机制第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律n科学自身固有的发展规律n科学所处的环境条件信息计量学三、科学信息增长规律的科学解释 其次,科学所处的环境条件,包括政治、经济、文化、教育等环境条件对科学文献数量增长规律的影响是明显的,因为这些条件决定
19、了科研投资和科研人员的数量与质量,因而也大致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。社会的需求和所提供的财力、人力和物力往往决定了某门学科的产生和发展。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。而社会环境条件的影响往往使科学文献的增长表现出随机过程的特点,其增长率是不断变化的。此外,科学文献的增长还受到载体技术、出版技术、电子计算机和现代信息技术以及网络发展等众多因素的影响,因而更多地表现为一个随机过程,使文献增长规律呈现出多种模式。第三节第三节 科学信息增长机制科学信息增长机制第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律信息计量学n在文献信息管理中的应用n在信息研究和决策中的应用n在科学发展预测中的应用第四节第四节 科学信息增长规律的应用领域科学信息增长规律的应用领域第三章第三章 科学信息的增长规律科学信息的增长规律
