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信息计量学——第二章文献信息增长规律(1)22.1科学文献数量与科学发展•2.1.1文献信息流及其特性•2.1.2科学文献的增长•2.1.3反映科学发展的指标•2.1.4两个结论32.1.1文献信息流及其特性•文献信息流：具有一系列主题特征的科学文献的集合。–静态特性：在一定时间内科学文献在空间的分布性质。•布拉德福定律、齐普夫定律、洛特卡定律–动态特性：科学文献随时间的延续而增长和老化的性质。•文献信息增长规律、文献信息老化规律•“当前，已发表文章的增长、老化和离散规律，理所当然地被视为标志科学文献发展的最根本的规律。”（[苏]米哈依洛夫）42.1.2科学文献的增长(I)•科学文献的增长(GrowthofScientificliterature)：随着时间的推延文献数量的增长情况。–实例：美国《化学文摘》的增长情况：•第一个100万篇32年(1907—1938)，•第二个100万篇18年，•第三个100万篇8年，•第四个100万篇4.75年，•第五个100万篇3.3年……52.1.2科学文献的增长(II)•科学知识量的急剧增长是科学文献激增的主要原因第一次翻番从公元初一1750年历时1750年第二次翻番从1750年一1900年历时150年第三次翻番从1900年一1950年历时50年第四次翻番从1950年一1960年历时10年科学知识量翻番情况•其他原因：社会、教育、材料和加工技术等因素62.1.3反映科学发展的指标•科学文献数量的变化，是反映科学发展情况的一个重要标志。•其他指标：–人员的数量–机构的数量–资金的数量72.1.4两个结论1.科学知识的增长与科学文献数量的增长并不是完全等同的。①科学知识量的增长并不是科学文献增长的惟一原因。②科学文献数量并不是反映科学发展情况的惟一标志。2.科学文献数量是最有效的科学指标。①绝大部分的人类科研活动及其成果都是以文献方式来记录和贮存的，两者关系密切。②科学文献的数量巨大，且易于收集。③科学文献易于统计分类。82.2文献信息增长及其规律研究•2.2.1文献信息增长的影响及对策•2.2.2文献信息增长规律的意义与内容92.2.1文献信息增长的影响及对策•负面影响：–影响情报工作的效率和情报事业的发展。–造成很多科研工作的重复和浪费。•对策：–在技术手段上，采用计算机等现代化的先进技术和设备来处理和利用文献情报。–在理论上，加强对文献增长规律的研究。102.2.2文献信息增长规律的意义与内容•研究意义：–揭示科学发展的某些特点和规律。–可以预测文献增长的趋势，从而为科学情报工作未来的发展提供决策依据。•主要内容：–理论研究：建立准确的数学模型及理论解释，以进一步揭示科学文献的增长规律。–应用研究：运用文献增长规律指导实际情报工作和情报管理；将文献数量指标用于度量知识，以揭示科学发展规律等。112.3文献信息的指数增长规律•2.3.1文献信息测度指标的分类•2.3.2指数函数及其特性•2.3.3文献信息指数增长模型•2.3.4指数增长模型分析122.3.1文献信息测度指标的分类•分类一：–绝对值指标•图书数量、期刊数量、论文数量……–相对值指标•某个学科文献占全部文献的比例、不同类型文献的比例、不同语种文献的比例…..•分类二：–非累积数（增量）–累积数（总量）132.3.2指数函数及其特性•指数函数：自变量x在指数的位置上，y=a^x（a0，a不等于1）性质比较单一，当a1时，函数是递增函数，且y0;当0a1时，函数是递减函数，且y0.•幂函数：自变量x在底数的位置上，y=x^a（a不等于1）.a不等于1，但可正可负，取不同的值，图像及性质是不一样的。14•“指数增长规律”反映了事物“持续生产自我”的过程。当一个量在一个既定的时间周期中，其百分比增长是一个常量时，这个量就显示出指数增长•只有当事物的“持续增长率”为常数时，才满足“指数增长规律”。–持续增长率＝总量增加速度/总量152.3.3文献信息指数增长模型•“知识能产生知识，就像金钱能生利息一样。”（A.C.Doyle）–科学知识的增长也符合指数增长规律吗？162.3.3.1Ryder的发现•1944年，FremontRyder，对美国有代表性的大学图书馆的藏书增长率进行了研究。–结论：美国主要大学图书馆的藏书量，平均每16年递增一倍。–数学规律？17德里克.普赖斯(DerekJohndeSollaPrice，1921-1983)，英国著名科学史家、科学学家、情报学家。1946年获伦敦大学实验物理学博士学位，后在新加坡拉费尔斯学院任教。1954年，获剑桥大学科学史博士学位。1962年，任美国耶鲁大学科学史客座教授，后任该校医学和科学史系主任。1976年，荣获国际技术史学会授予的达芬奇奖；1981年，荣获国际科学社会研究学会授予的贝尔纳奖；1983年，被遴选为瑞典皇家科学院国外院士。在他去世后不久，《Scientometrics》设立“普赖斯纪念奖”；美国耶鲁大学设立“普赖斯科学学奖”。一生共发表论著240多件，主要有：《巴比伦以来的科学》(SciencesinceBabylon,1961)；《小科学，大科学》(LittleScience,BigScience,1963)；《科学论文网络》(NetworksofScientificPapers,1965）。普赖斯为科学计量学和文献计量学的发展、为科学学的成长作出了重要的贡献，并在许多交叉领域都取得了显著的成就。182.3.3.2Price的指数增长模型(I)•“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％”。（Price，《巴比伦以来的科学》,1961）•普赖斯曲线100200300400tF(t)192.3.3.2Price的指数增长模型(II)•F(t)＝aebt(a＞0，b＞0)–F(t)：时刻t的文献累积量；–t：时间（一般以年为单位）；–a：条件常数，即统计的初始时刻(t＝0)的文献量；–e：自然对数的底(e＝2.7183……，有时可近似地取为2)；–b：时间常数，即“持续增长率”(某一年文献的累积增加量与前一年文献累积总数的比值)202.3.3.2Price的指数增长模型(III)•F(t)＝aebt(a＞0，b＞0)–F(t)：时刻t的文献累积量；–t：时间（一般以年为单位）；–a：条件常数，即统计的初始时刻(t＝0)的文献量；–e：自然对数的底(e＝2．718……，可近似地取为2)；–b：时间常数，即“持续增长率”(某一年文献的累积增加量与前一年文献累积总数的比值)100200300400tF(t)212.3.3.3重要指标的计算(I)1.“持续增长率b”与“年增长率r”–b=(dF(t)/dt)/F(t)•b：持续增长率、连续增长率、增长系数；•在指数增长模型中，b为常数；–r=(F(t2)-F(t1))/F(t1)•r：年增长率（t2–t1=1年）；–r=eb–1≈b•“年增长率”近似等于“持续增长率”。–例题：设某一时刻，某一学科的文献量为10000件，文献年增长率为10%，那么10年以后的文献量是多少？100年以后呢？222.3.3.3重要指标的计算(II)2.“翻倍时间d”–d=ln2/b≈0.693/b•“翻倍时间”与“持续增长率”成反比。3.“增长到K倍所需的时间ΔT”–ΔT=lnK/b232.3.4指数增长模型分析(I)1.几何性质分析–b越大，曲线越陡；a值决定曲线的位置，不影响曲线的形状tF(t)F(t)=aebtb值不同tF(t)a值不同242.3.4指数增长模型分析(II)2.正确性分析–Price提出的“指数增长模型”是建立在事实基础之上的。–大量的统计结果表明，“指数增长模型”正确反映了科学文献的实际增长情况。–“指数曲线的存在，显然具有普遍性和长期性。”（Price）252.3.4指数增长模型分析(III)3.成因分析–指数增长规律的成因：事物的增长速度与现存该事物的数量成正比。–科学文献指数增长的原因：科学文献的增长速度是与现存的科学文献的数量成正比的。–“科学的发展同前一代人遗留下的知识量成比例。”（恩格斯）•（社会学观点）社会情报交流的影响与推动•“指数增长规律”反映了事物“持续生产自我”的过程。•只有当事物的“持续增长率”为常数时，才满足“指数增长规律”。（其中，持续增长率＝总量增加速度/总量）262.3.4指数增长模型分析(IV)4.局限性分析①指数增长模型表示的是“文献累积量”（总量）与时间（年）的关系，未能反映“非累积量”的变化规律。•“如果按每年问世的出版物数量来判断科学文献的增长，那么它的进展甚至连几何性都不是，而仅仅是算术性的。”（[苏]米哈依洛夫）②指数增长模型未考虑文献“老化”、“停刊”等问题，与实际情况有出入。272.3.4指数增长模型分析(V)4.局限性分析③指数增长模型对“起始时间”很敏感，不同的统计起点会得到不同的结果。•“在一个特定年度开始作累积曲线”，那么无疑这一年之前的文献被忽略了，结果增长率的估计通常偏大。”（K.O.May,1968）④指数增长模型只在一定的时间范围内有效，难以预测较长时间之后的文献总量。