科學計量學的幾個定律

1、科學計量學的幾個基本定律1 .描述文獻增長定律普賴斯指數(shù)文獻增長定律是描述文獻數(shù)量隨時間而有規(guī)律地增長。令F表示文獻數(shù)量，t表示時間，則文獻增長定 律的數(shù)學表達形式為：F = f (t)式中f (t)的總趨勢滿足t增大時，F(xiàn)也應相應增大。描述文獻增長規(guī)律的主要函數(shù)是：線性函數(shù)、指數(shù) 函數(shù)、邏輯曲線函數(shù)等。其中以D. J.普賴斯(Price)建立的指數(shù)增長定律最為著名F (t) = aebt式中，F(xiàn)(t)為某年(t)的文獻累積數(shù)量；t為時間(以年為單位)；b為文獻持續(xù)增長率，即每一年文獻 的增長率。1000000 -17Q0180019002000年份圖:科學期刊與文摘期刊按指數(shù)增長示意圖（據(jù)普

2、賴斯）（半對數(shù)坐標,直線實際上指數(shù)曲線經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后的結(jié)果）X1011907192719471967年度圖：化學文摘年度文獻累積曲線圖：16001950年代科學發(fā)明的指數(shù)增長（據(jù)趙紅洲）普賴指數(shù)增長規(guī)律只有在沒有限制或干擾的情況下才會出現(xiàn)，如果受到智力的、物質(zhì)的和經(jīng)濟的限制，斯指出文獻增長更趨于邏輯曲線。蘇聯(lián)學者弗勒杜茨和B.納利莫夫提出了著名的邏輯曲線方程式F = 一-一1 + ae-bta與b為參數(shù)。式中，F(xiàn)（t）表示t年的文獻累積量，K為F（t）增長的最大值，F(xiàn)Ct)2 .描述文獻老化規(guī)律半衰期，普賴斯老化指數(shù)對于科技文獻來說，除物理形態(tài)上的破損、載體的變質(zhì)，隨時間流逝，文獻所載的科技信息

3、逐漸過時， 以致于文獻本身不再被使用。老化的量度主要有：（1）半衰期：所謂半衰期是一個時間概念，意指在該時間內(nèi)發(fā)表了某一學科或領(lǐng)域正在被利用的全部 文獻一半，或者目前所利用的文獻的一半是在該時間內(nèi)發(fā)表的。進行文獻老化研究，可采用引用文獻分析法，它是對收集文獻后而所附參考文獻進行研究。第仿茬第4期鄭州輕工業(yè)學院學報(自然科學版)V. IS 52003 .年 12 月JWRNAL OF ZHENGZH(Xl NSTtriTE OF LIGHT INDUSTRY (NcUliriIDec. 2(K文章編號：l(XH- I47Ki：(XH3- (H計算機網(wǎng)絡與通信流媒體加密技術(shù)張原，吳漱，李梅林(信息

4、工程大學信息工程學院，河南鄭州450002)摘要：為保證網(wǎng)絡傳輸安全，常用的加密方法分軟件加密和硬件加密其中，軟件加密中的密碼方式又有對稱密鑰加密和訴對稱密鑰加密兩種.對動態(tài)信息進行加密時常用前者或者的結(jié)合.對集音0引*流媒體(Streaming media)技術(shù)是指采用流式傳輸?shù)姆绞綄⒍嗝襟w信息(文本.圖片、聲音、動畫以及視頻 等文件)經(jīng)過特殊的壓縮方式分成個個壓縮包,山視頻服務器按照特定的順J勇將文件連續(xù)、實時發(fā)送出去,參考文獻：王寶智.多媒體寬帶網(wǎng)技術(shù)M.北京：國防工業(yè)出版社,2002.李克洪，王大玲,董曉梅.實用密碼學與計算機數(shù)據(jù)安全M沈陽：東北大學出版社，1997.Bruce Sch

5、neier.應用密碼學M,吳世忠，祝世雄,張文政，等譯.北京:機械工業(yè)出版社,2000.畢厚杰多媒體信息的傳輸與處理M.北京:人民郵電出版社,1999.Langelaar G C, Lagendijk R L. Optimal( I iff er ent ialeneigy w alemi ark ing of DCT encoded images and video J - IEEE Trans on Image Processing, 200 L ( 1) : 148 158-吳國勇，邱學剛，萬燕仔網(wǎng)絡視頻流媒體技術(shù)與宜用M北京:北京郵電大學出版社,2001.魏為民.基于彩色靜止數(shù)字圖像的

6、信息隱藏技術(shù)研究.數(shù)據(jù)采集與處理,2002. 17(3):84-89.8|巧登國.國內(nèi)外信息安全冊究現(xiàn)狀及發(fā)展.趨勢J|. H擠科技研究與WlL 2000,22(2):2-8.例如，為了對我國化學期刊文獻的老化規(guī)律進行研究，首先收集某一年，例如1988年出版的重要化學期 刊40種，共得到了 2000篇有關(guān)論文，然后再統(tǒng)計每篇論文后面所附的參考文獻(或稱引文)，共得25000 條參考文獻。再按其出版年代進行統(tǒng)計，其結(jié)果可用圖形表示。圖中縱坐標代表引文量，可以采用絕對數(shù)量 亦可采用相對數(shù)量來表示；橫坐標為引文出版年齡，所謂出版年齡是指被引文獻出版年代與其被引用年代之 差。圖：引文量按時間分布曲線若

7、將上圖中縱坐標換為引文累積量，則可得如下圖形o 518283819881980197019601950引文出版年齡圖：引文累積量按時間分布圖(2)普賴斯指數(shù)：1971年提出。規(guī)定年限不超過5年的文獻引文數(shù)量同引文總量之比作為指數(shù)。依據(jù) 這一指數(shù)，可將所有被利用的文獻分成兩大類：檔案性文獻、現(xiàn)時應用的文獻.年齡超過5年仍被引證的文 獻則屬于現(xiàn)時應用的文獻。例：有A、B兩個學科，研究其引用文獻的情況。（假設研究時間為2004年底）A學科：假設全部引用文獻共674篇，其中發(fā)表于近5年的文獻為409篇文獻B學科：假設全部引用文獻共2419篇，其中發(fā)表于近5年的文獻為1796篇文獻則A學科的普賴斯老化指

8、數(shù)為：409/674=60.68%B學科的普賴斯老化指數(shù)為：1796/2419=74.25%表ho不同學料期刊的俄賴斯指數(shù)”期 刊名 稱普賴斯指數(shù)Phys. Rev.物理評論72Phys, Rev. Lett*物理評論通訊71Commufi. As so.CcumpiJ. Machin-計算機學會 通訊70Amer. J. Sociology美國社會學雜志eoCompu J.計算機雜志52JACS美國化學會志50Ven- 0W3 Hay,物理科學成就50A tcw. 3Hep4原子能47Amer, Zoologist美國動物學家47核物理43Electr Compu，電亍計算機42Amer*

9、Socio- Rev.美國社會學評論31Kpricra-結(jié)品學32Amer. Mathe- Monthly美國數(shù)學月刊30Amer. J. Philology美國語言孝雜志.30Amer- J. Mathe.美國數(shù)學雜志29Britisli ：+ Swb.英國社會學雜瑟29Ann- Botany植物編年表27Geog. J-地坦雜志23Amer. J. Botany美國植物學雜志21Amer. Philoso Quar.美國哲學季刊J8平均引吏量 篇/篇111011n51710015371+8籽1238g2220818K)3 .論文作者分布規(guī)律洛特卡定律關(guān)于科技文獻作者分布規(guī)律的描述方式很多，

10、它們的主要目的是考察科技人員的著述能力與文獻量之間 的關(guān)系。其中最著名的是洛特卡定律。1926年末，美國一家人壽保險公司的統(tǒng)計員A. J洛特卡(Lotka),以化學文摘和物理學史一覽 表為來源資料，考察了 19071916這10年間的累積索引。他得出撰寫x篇論文的作者相對頻率y(x)的 公式心)CXn格特卡指出“這兩個例子表明的指數(shù)近似等于2. 0。”于是，上式被C. K.齊普夫(zipf)稱為“倒平方 定律”。但是后人的繼續(xù)研究表明，指數(shù)2僅是一個特例。1974年，J.維拉奇，對不同的學科而言，n可以 從1. 2浮動到3. 5以上。100sof6040201-0- 8*0.4-0, 2 -1

11、 .! U _ ._ . %4 6 810 20 3。ln_r根據(jù)所得到的結(jié)果，洛特卡是這樣描述科學工作者人數(shù)與其所著論文之間關(guān)系的：“寫兩篇論文作者 數(shù)量約為寫一篇論文作者數(shù)量的1/4 ；寫三篇論文的作者數(shù)量約為寫一篇論文作者數(shù)量的1/9 ；而寫一篇論 文作者的數(shù)量約為所有作者數(shù)量的60%?！笨茖W工作者對科學貢獻量的差異是非常大的。大約有60&的人， 在其一生中僅發(fā)表過一篇論文，而發(fā)表論文數(shù)量在10篇以上者不足全部作者的1%。此外，普賴斯的一項研究也支持了上述結(jié)果：f f年代類別1600-I70Q1700LSflO1800190019001960合計杰出的科學家總數(shù)4810339668212

12、49多產(chǎn)的科學家人數(shù)；所占的百分比1313428114927%13%11% |11%12%按照普轅斯理論，低產(chǎn)的科學家人數(shù)是與高產(chǎn)人數(shù)的平方成正比增坷的中（瑟 見口普賴斯；忒小科學、大科學。世界科學社1982年服，第47頁Q現(xiàn)代,值得注意的一種傾向。就是多產(chǎn)的科學家（一生有兩項 以上重大貢獻）的人數(shù)比例日趨下降。國這就是說，在現(xiàn)代,絕大多 數(shù)出色的科學家一生只能做出一項重大的貢獻。多產(chǎn)科學家比例 的下降，使得科學家隊伍的社會集團研究能力愈來愈加重要口在 過去，一個杰出的科學家，平均有幾項重大研究成果，最多的（如牛 頓）一生有十幾項重大貢獻口因比，一個國家只要培養(yǎng)幾個這樣的 科學大師，就足以把本

13、國的科學推向世界的前列。但是，在現(xiàn)代不 成了口只有幾個杰山的科學大師不夠了，還需要有一個杰出的科 學家隊伍。在這個隊伍里盡管多產(chǎn)的杰菖科學家不多*可是單產(chǎn) 的杰出科學家甚多，這種數(shù)量上的優(yōu)勢，補償了由于多產(chǎn)科學家減I少所造成的劣勢。這種數(shù)量眾多的科學家之間的協(xié)作，形成了更 大的社會集團研究能力，往往可以提供歷史上任何一個時代都無 法比擬的趕超速度口4.科技文獻離散定律布拉德福定律科學論文在科技期刊中的分布是不均勻的，少數(shù)期刊中“擁擠”著大量的論文，大量的期刊中“稀釋” 著少量的論文。1934年英國文獻學家S. C.布拉德福（Bradford）明確地指出這種傾向：“對某一主題而言， 將科學期刊按

14、刊登相關(guān)論文減少的順序排列時，可以劃分為對該主題最有貢獻的核心區(qū)，以及含有與該區(qū)域 論文數(shù)量相同的幾個區(qū)域。每個區(qū)域里的期刊數(shù)量成1頊頊2”。（布拉德福定律）（n是經(jīng)驗數(shù)據(jù)，布拉德 福推算n=5）根據(jù)多年的實際工作經(jīng)驗，他猜測，專業(yè)文獻除密集地登裁于相應的專業(yè)期刊（約占1/3 ）夕卜，還登載 于大量的專業(yè)邊緣（相關(guān)的）期刊（約占1/3）和更一般化的期刊（約占1/3）。（圖中：X：期刊累積量的對數(shù)；丫相應論文數(shù)量的累積量a為第一區(qū)期刊數(shù)累積量p :為第一區(qū)和第二區(qū)期刊數(shù)累積量；Y為一區(qū)二區(qū)三區(qū)期刊數(shù)累積量）例：我們將某一年發(fā)表某學科（流媒體）的期刊論文全部收集齊全（只要有一篇就進行統(tǒng)計），然后按

15、照各期刊 期刊期刊4篇 4篇 1篇（502篇，約占1/3）（499篇：約占1/3）（503篇，約占1/3）核心區(qū)相關(guān)區(qū)般區(qū)期刊發(fā)文量的多少將期刊降序排列。假設全部論文數(shù)量為1504篇。期刊1期刊2 期刊3 期刊4 期刊5期刊6刊7期刊8期刊9期刊10 期刊102篇 84篇 79篇 74篇 70篇 50篇 43篇37篇 28篇 28篇5篇核心區(qū)：期刊數(shù)P1=7相關(guān)區(qū)：期刊數(shù)P=352一般區(qū)：期刊數(shù)P=1753（約占總期刊數(shù)的3.23%）（約占總期刊數(shù)的16.13%）（約占總期刊數(shù)的80.65%）（總期刊數(shù)為217種）5 .詞頻分布規(guī)律齊普夫定律科技文獻是由符號有規(guī)律地排列而形成的。符號主要是文字

16、。齊普夫在1935年經(jīng)過大量數(shù)據(jù)的驗證得出: 如果在一個足夠長的文集中，f表示一個詞匯出現(xiàn)的頻率，r是按f大小而排列的順序。那么，它們之積是一個常數(shù)f r = c嚴格地說，上式僅僅對中頻、中序的詞才是有效的。例：對下面的一段文字進行詞頻統(tǒng)計，得到結(jié)果如表所示IntroductionOne of the most puzxing phenomena in bibliometrics and, more broadly, in quantitative linguisticsis Zipflaw. As one commentator, the statistician Gustav Herdan

17、, has put it： Mathematicians believe in it (Zipf,s law) because they think that linguists have established it to be a linguistic law, and linguists believe in it because they, on their part, think that mathematicians have established it to be a mathematical taw* wLet us start by considering a basic

18、form of Zipfs law. Suppose one has a natural-language corpus e* g* , a book written in English Next suppose one makes a frequency count of the words in the corpus i, e. f counts the number of occurrences of the, and, of, etc. Finally, suppose one arranges the words in decreasing order of frequency s

19、o that the most frequent word has rank 1: the next most frequent, rank 2 and so on.*單 詞Wr瓶次丁乘積the19gin t of2L平均幻5717.5甘中 one4L平均4M627. 0law653(L 0and itF3+平均h5430. 0supposes thfltTZipPs9 lit平均1化。33土。21個單詞1232,平均源244. 0眼單詞33沔，平灼54.0154. 0圖：詞頻統(tǒng)計規(guī)律6 .文獻引用規(guī)律齊曼定律一篇完整的科學論文一般是由作者的正文部分和附于其后的一篇篇引用文獻所構(gòu)成的。普賴斯說

20、：每一篇引用文獻對于引征者(論文作者)說來，就是有了一篇參考文獻(reference)，而對于被 引征者(被引用文獻作者)說來，卻是有了一篇引文(citation)。例如本書引用了普賴斯的一篇文章中這一段話，那么我們便有了一篇參考文獻；而對于普 賴斯說來，就是有了一篇引文。彼引作者姓名(4VICKERY.B, C. (U.KXEng,)被引文獻標題*4Bradford1 Law of Scattering作者國皤g撰寫論文之語種OJI刊莪被引論文之文獻的J.Doc, 4(3),19-203(1948)類型g演稱3上被引文獻發(fā)表之時間 )卷、期、頁引用作者姓名S)-楊殿梅(中國)1中文)引用文獻

21、標鮑化)布拉德得分布理論的產(chǎn)生和發(fā)展刊登引用論文之文就的-j1報學報2(l)Feb.C19S3)類型皿鏘稱S)引用論文發(fā)表的1時間 G)卷、期.頁英國學者J. N.齊曼(ziman)說：“沒有一篇科學論文是孤立存在的，它是被深嵌在某學科的文獻系列之 中.”因此，文獻之中依照出版的先后，出現(xiàn)引用與被引用的關(guān)系。這里堪稱為規(guī)律的是：大量的論文在施引，所受引的論文只是一小部分，而那些高受引的論文，表征著引文集中規(guī)律。由此而派生出的一些概念， 常常象人體分泌物可探測人的正常生理狀態(tài)那樣，也可以反映出科技文獻所代表的事物規(guī)律。常常被采用的、 可計量的因素是：引文數(shù)、平均引用數(shù)、自引率、被引用率、被引數(shù)與

22、引用數(shù)的比率、影響因素、衰減系數(shù)、 當年指標、引文偶、同被引以及各種文獻引用網(wǎng)絡圖等。衰43科學通報曉文的平均引文量項1973197415751976197?19781970合計引用文就量（篇）&164S25379153299781被引文獻最（篇）216473504324573115317384945平均引文蜀（篇/篇）4. 27. 36-1& 17. 27.55. 86. 38 4 （錐壓機摭等17萍期刊的平均引文項福19731974197519761977L97S1979合計引用文獻量（篇）51840584570SU5705673782被引文款H（篇）7291246136014441462

23、1950254010753平均引丈量篇/篇）K4 -2.72.32+52. 83*4L 42.8引文數(shù)、平均引用數(shù)表85中文被引期刊論文頻次分布被引次數(shù)1234567S910相應的被引論文篇數(shù)331351710S422352001反分比表示 （占被引文 總量）66+ 1520, 656. 473. 352300. 60. 2800CL 20表：被引數(shù)與引用數(shù)的比率圖：引文網(wǎng)絡圖（箭頭指向被引文獻，箭尾指向引用文獻）其中的文獻2,由于多次被引用，顯然在該網(wǎng)絡中占有突出的位置。而文獻7、9則可能在專 業(yè)內(nèi)容或方法上有較大的相似之處，因為它們不約而同地引用了許多相同的文獻。文獻5、3也可能具有文獻7

24、、9那樣的關(guān)系，因為它們被一些文獻分別共同引用。這被稱為“同被 引”?！巴灰保鈨善毩⒌恼撐?，客觀地被引用它們的著文作者結(jié)成了一對(或多于兩篇被引論文)。研 究同被引的目的是討論文獻的聚類，也就是利用論文間的同被引關(guān)系，來把本來無人為關(guān)系的論文聚在一起， 形成一個“類”。這里，同被引強度是具有同被引關(guān)系的論文可否有資格聚為一類的標準。聚類必須有一個 人為標準，也就是要規(guī)定同被引的閾值，一般稱之為聚類級(Cluster level)，聚類級通常規(guī)定同被引強度 在3以上。這樣人們可以不必通過繁瑣的主題分析，只通過同被引強度，依據(jù)規(guī)定聚類標準，便可把有相關(guān) 關(guān)系的論文歸并成類，并展開分析。引文

25、分析的作用：例：科研人才的評價客觀地評價科技工作者的成就從來就不是一件容易的事情，近年來，引文分析已被證明是一種可以 信賴的行之有效的方法之一。加菲爾德等人曾利用SCI1968年所提供的數(shù)據(jù)成功地預測了 1969年諾貝爾獎獲得者。下表是根據(jù)SCI數(shù)據(jù)得到的1967年被引次數(shù)最多的前50名科學家的被引次數(shù)及相應的名次排隊表。 非常有趣的是，果然在這里面便有兩名科學家（列下表第41位和第6位者）雙雙榜上有名。要知道當時全世界科學工作者的數(shù)量 當以百萬計，加菲爾德等人僅用簡單的引文計數(shù)法便在預測的50名預選人中言中兩人，的確不能不算是一 件不小的成就。8-9接照1967年被引次數(shù)排列的前50名科學家

26、名單等級序玷姓名瘦引次數(shù)等級序號姓名械引次數(shù)1LOWRY OH29226ELIELEL722CHANCE B137427STREITWIESERA717RLANDAU LD11742SMULLIKEN RS7124BROWN HC115029JACOB F7115PAULIN GL106330BORN M7106GEU.MANN M94231BRACKET J70(57COTTON FA94032W1NSTE1N S702gPOPLE JA93333ALBERT A6879BELLAMY LJ90634LUFT JH67410SNEDECOR GW90435DEDUVE C67311BtJYER PD89336VONEULER US雙12BAKER BR87637FIESER LFS6613KOLTHOFF IM85338HUISGEN R66114HERZBERG G84239NOVIKOFF AB65515FfSCHER F82640GOODWIN TW64316SEITZ F82241BARTON DHR63217DJERASSI C80142FISHER RA63118BERG