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普萊斯和他的定律和模型:陳冠榮

他是科學計量學和科學史方面的專家。

現在的學者對SCI(科學引文索引)又愛又恨。由美國情報科學家、科學論者尤金·加菲爾德(1925-2017)於1955年推出。當年,他在《科學》雜誌上發表了壹篇題為《科學的引文索引》的文章,首次提出了引文索引(SCI)的概念,旨在提供壹種文獻計量學工具,幫助科學家尋找和識別感興趣的專業文獻。加菲爾德於1960年創立科學信息研究所ISI(Institute for Scientific Information),1963年建立全球SCI數據庫,1964年開始發布SCI年度數據,隨後1973年發布SSCI年度數據,1978年發布藝術與人文科學引文索引。HCI年度數據。他是湯森路透集團的終身名譽主席。

1984年,國際科學計量學和信息計量學學會設立了“德裏克·德·索拉·普萊斯紀念獎章”,授予加菲爾德第壹枚獎章,以表彰他在信息科學和計量學方面的傑出貢獻。

次年,加菲爾德在《科學計量學雜誌》上寫了壹篇題為《致敬德裏克·約翰·德·索拉·普萊斯》的文章,紀念這個價格(1922 65438+10月22日-1983年9月3日),說:“只要我們活著,活著。從這個意義上說,他已經成為永恒的了。”

在這篇致敬文章中,加菲爾德評論道:“‘科學論文網’可能是普萊斯在信息科學領域最有影響力的論文。試圖描述世界科學文獻網絡,證明世界論文的引用模式,為科學前沿研究提供參數。最初使普萊斯成為世界上最傑出的科學家之壹的工作是他的書《巴比倫以來的科學》。1960年被任命為耶魯大學新成立的科學史負責人。他就科學史上的轉折點做了五次講座,並定義了現代科學的基本特征。這篇就職演說系列的內容後來被發表在《巴比倫以來的科學》壹書中。”

這段話描繪了普萊斯的兩個學術背景:他是科學計量學專家,也是科學史專家。

普萊斯出生在英國倫敦東郊的萊頓。他的父親菲利普·普萊斯是壹名裁縫,母親範妮·德·索拉是壹名歌手。

1938從普萊斯中學畢業後,在中國西南的埃塞克斯技術學院物理實驗室做了壹段時間的助理,之後進入倫敦大學學習物理和數學。在倫敦大學,1942獲得學士學位,1946獲得實驗物理學博士學位。在研究生階段,他發表了幾篇論文和壹項光學高溫計專利。隨後,他拿著美國聯邦基金會的研究經費去了美國,在匹茲堡和普林斯頓工作了壹年,1947回到英國。同年,他在哥本哈根與Ellen Hjorth(1925-1995)結婚,他們後來有了兩個兒子和壹個女兒。

65438-0948年,普萊斯到新加坡馬來亞大學萊佛士學院工作,擔任應用數學教師。在那裏,有兩件事對他後來的學術發展產生了深遠的影響。首先,他認識了英國劍橋大學的海軍歷史學家c·諾思科特·帕金森(1909-1993)。帕金森病激發了普萊斯對歷史的興趣和熱情。第二,普萊斯負責整理大學圖書館裏皇家學會的哲學匯刊。當他按時間順序從1665到1850排列日誌時,他註意到它們的堆疊高度隨時間呈指數增長。普萊斯後來回憶說:“我把它們按照時間順序整齊地堆放在我臥室的墻上,……我註意到它們的高度形成了壹條美麗的指數曲線……”他隨後產生了科學發展也可能呈指數增長的想法,並在多年後設計了壹個數學模型來描述這種增長規律。

普萊斯在新加坡工作三年後回到了英國。他決定改變研究方向,來到劍橋大學攻讀科學史博士學位。在劍橋大學彼得豪斯圖書館,他偶然發現了壹份用中古英語寫成的手稿《行星的赤道》(The Equatorie of the Planetis),描述了壹個天文行星定位器(Equatorium)。於是他以此為主題,在1954完成了博士論文,並於次年出版了關於這個行星定位器的科學史專著。普萊斯認為行星的赤道手稿屬於“英國文學之父”傑弗雷·喬叟(約1400-1340),因為喬叟還寫了另壹篇關於星盤理論的文章。但經後人考證,該手稿實際上是英國古天文學家約翰·韋斯特威克(約1400-1350)留下的。

在劍橋攻讀博士學位期間,普萊斯結識了中國的科學史家諾埃爾·約瑟夫·t·m·李約瑟(1900-1995)。因為普萊斯對行星赤道的研究工作,李約瑟邀請他參加壹個關於中國中世紀天文鐘的研究項目。這壹合作使李約瑟、王陵、普萊斯於1960年聯合出版了《天上的發條》,其主要內容後來被收入李約瑟的巨著《中國科學技術史》。王玲(1917-1994)江蘇南通人。她當年在劍橋學習歷史,是李約瑟早期研究和撰寫中國科技史的主要助手。1968年,普萊斯還發表了壹篇關於希臘雅典液壓鐘的文章。

在獲得第二個博士學位後,普萊斯於1957移居美國。他最初是華盛頓特區史密森學會的科學史顧問,並幫助建立了國家歷史和技術博物館。後來在普林斯頓高等研究院(IAS)工作到1959,之後成為耶魯大學歷史系教授。1960起,任皮博迪自然歷史博物館院長、館長。1962年,普萊斯晉升為阿瓦隆講座教授。他在耶魯大學壹直工作到1983年,在倫敦的壹個朋友家裏因心臟病發作去世,享年61歲。

普萊斯在公元1950年開始研究神秘的“安提基希拉機制”,這臺機器是在公元1900年由潛水員從克裏特島西北安提阿奎特拉的壹艘沈船殘骸中打撈上來的,此後壹直保存在雅典國家考古博物館。其結構復雜,功能不明。很多研究者通過各種技術手段進行分析,結論不壹。普萊斯在1959和1974發表了兩篇關於這個機械裝置的論文,指出它是壹個關於行星軌道的計算機器,其制造時間可以追溯到公元前65-80年。1959年,普萊斯在《科學美國人》上發表了壹篇封面文章《壹臺古希臘計算機》,詳細描述了這臺復雜的機器,並試圖對其進行初步還原。他寫道:這臺機器“已經在海底腐蝕和破碎了兩千年,但它的表盤、齒輪和銘牌仍然向歷史學家展示著神秘。”.....它可能會改變我們對古希臘科學的許多猜測。”他指出:“就我們對希臘化時代科技的了解,我們應該認為這樣的設備是不可能的。他認為這是歷史上第壹個“高科技”的例子。1974年,普萊斯發表論文和專著《來自希臘人的齒輪:公元前80年的安提阿·奎特拉機械裝置——日歷計算機》,並與牛津大學博物館出土的伊斯蘭齒輪日歷裝置1221-1222進行比較。普萊斯壹直借用“計算機”這個術語,意思是機器就像計算機壹樣,利用旋轉部件的連續運動來模擬特定天文和歷法中的時間循環關系。在此之前,1961年,普萊斯還出版了壹本有影響的科學史著作《巴比倫以來的科學》。他對科學史的研究指出,巴比倫人是第壹代“程序員”,他們的天文數學讀起來就像今天計算機程序的打印輸出,反映了古巴比倫技術的復雜性和先進性。

1963年,普萊斯出版了著名的計量科普讀物《小科學》(大科學)。這本書壹直是他所有作品中被引用最多的。

1965年,普萊斯在倫敦皇家學會做了題為“科學政策的科學基礎”的講座,闡述了他的“科學的科學”的思想。同年,該報告以同樣的標題正式發表在《自然》雜誌上。

普萊斯的山達基和計量經濟學的基本思想來源於後來以他命名的平方根定律,即“普萊斯定律”。定律說:每項工作的壹半是由參與這項工作的總人數的平方根完成的。例如,25位作者發表了100篇論文,其中50篇由5位作者撰寫。這個5是25的平方根。這個比例也可以用來反映其他社會現象。

當然,普萊斯並不是第壹個研究作者數量和發表文獻數量之間關系的人。統計學家阿爾弗雷德·j·洛特卡(Alfred J. Lotka,1880-1949)長期研究這類問題,提出了壹個“洛特卡定律”:發表n篇論文的作者數約等於n的平方反比,也就是說,發表n篇論文的作者總數是發表1篇論文的作者總數的n次方之壹。比如寫兩篇論文的作者數約為1篇論文作者數的1/4,寫三篇論文的作者數約為65438+1篇論文作者數的0/9,以此類推。也可以估算出只發表壹篇論文的作者總數約占全部作者的60.79%。

俗話說,沒有最早,只有更早。哲學家Jean-Jacques Jean-Jacques rousse an(1712-1778)在壹個世紀前就指出,在任意壹個乘積集合n中,質量好的乘積個數大約等於n的平方根。

許多現代學術著作和文獻計算都是基於洛特卡定律和普賴斯定律。這兩條定律類似於意大利工程師、經濟學家維爾弗雷多·帕累托(1848-1923)提出的“80-20定律”。法律說:通常80%的貢獻是由20%的人做出的。洛特卡定律和普萊斯定律也被比作馬太效應,它們的正典來自馬太福音:“妳若有什麽,就給他,使他綽綽有余;誰沒有,連自己擁有的東西都會被拿走。”這生動地描述了我們今天常說的“富者愈富,貧者愈貧”的經濟規律和社會現象。

1934年,英國數學家薩繆爾·c·布拉德福德(1878-1948)描述了壹個叫做“布拉德福德定律”的模型,用來估計在科學期刊上搜索參考文獻的回報呈指數下降。比如某個領域的期刊,按照文章數量分為三組,每組約占全部文章總數的三分之壹。那麽每組的日誌數將是1:n:n?成比例,即少量雜誌發表大量文章,大量雜誌只發表少量文章。

1949年,哈佛大學的語言學家喬治·k·齊普夫(1902-1950)也發表了壹個基於大量數據的統計實驗定律,稱之為“齊普夫定律”:在自然語言的語料庫中,壹個詞的出現頻率及其頻率表。具體來說,出現頻率最高的詞是出現頻率第二的詞的兩倍,出現頻率第二的詞是出現頻率第四的詞的兩倍,以此類推,所以所有的結果都服從壹個冪律分布。

Price對科學論文之間的引用網絡做了大量的定量研究。他在《科學》雜誌第1965期發表的文章《科學論文網絡》首次指出,引文網絡的入度和出度符合冪律分布。這篇論文為今天眾所周知的“無標度網絡”提供了早期發現的具體例子。

說到無標度網絡,就不能不提到“價格模型”。65438-0976年,普萊斯在《美國信息學院學報》發表論文《文獻計量學通論及其他累積優勢過程》,獲得年度最佳論文獎。受司馬赫冪律分布隨機模型(赫伯特·西蒙,司馬賀,1916-2001)的啟發,普萊斯在本文中引入了壹個具體的網絡數學模型來描述引文網絡生長的過程和度分布生成的規律。這種網絡模型基於壹種文獻數量的“增長”過程和壹種具有累積優勢的文獻引用機制,在今天被稱為“優先依附”。普萊斯從數學上證明了他的新模型中節點度的累積分布以統壹的形式反映了上面提到的布拉德福德定律、洛特卡定律、帕累托定律和齊夫冪律分布。

也許是因為在普萊斯的時代人們沒有高速的計算機和大規模的數據庫,尤其是沒有互聯網,計量領域的專家並不太重視價格模型,其他領域的大多數科學家甚至不知道它的存在,所以模型並不為大眾所知。直到1999年,艾伯特-拉斯洛·巴拉巴希(1967-)和他的博士生雷卡·艾伯特(1972-)在《科學》雜誌上發表了壹篇頗具影響力的論文《隨機網絡》。現在我們知道,英航網絡基本上“重新發現”了價格模型。然而,Price模型描述的是有向網絡,BA模型描述的是無向網絡,兩者並不完全相同。回顧20多年的歷史,BA模式最重要的貢獻在於它帶來了新千年網絡科學的研究浪潮,為科學發展進程做出了巨大貢獻。

1956,普萊斯在國際科學聯合會理事會下創立了國際科學技術歷史與哲學聯合會。和國際科學政策研究理事會,並擔任第壹任主席。

在1960年代,普萊斯被美國國家科學基金會(NSF)任命為科學信息委員會成員。這項工作使他有機會深入研究大量科學文獻,開始了他後來的科學計量學的基礎工作,使他能夠分析各種科學政策,進行“山達基”研究。普萊斯後來擔任聯合國教科文組織的科學政策顧問,應邀到阿根廷、澳大利亞、巴西、丹麥、埃及、德國、印度、以色列、巴基斯坦、瑞士、蘇聯等國進行考察、咨詢和政策研究。

1976年,普萊斯獲得了技術史學會的最高獎——達芬奇獎章。1981年獲得科學社會研究學會伯納爾獎。1983年初,他當選為英國皇家瑞典學院外籍院士。同年,他應美國科學促進協會(AIAA)的邀請在薩頓講座上發表演講。

1978年,普萊斯創辦並擔任《科學計量學》雜誌主編。

1983年普萊斯逝世後,國際科學計量學和信息計量學學會自1984年起設立德裏克·德·索拉·普萊斯紀念獎章,每年頒發壹次,授予在科學計量學研究領域做出突出貢獻的科學家。

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