1 导言
1983 年,中国 《科学探索学报》 发表了中国学者蔡文教授的论文 《可拓集合和不相容问题》,探讨矛盾问题智能化处理的基本理论与方法,目标是依靠计算机和网络帮助人类处理问题,由此一门新兴的学科可拓学由此开创。2013 年首届 “可拓学与创新方法国际研讨会”在北京开幕,吸引来之中国、美国、英国、德国、日本、澳大利亚等多个国家的120 多位专家学者分享和交流中外研究可拓学的成果。可拓学发展至今已经足足有 30 年的历史了。可拓学研究已经从一个人发展为一支遍布 20 多省市的研究队伍,民政部批准成立了中国人工智能学会可拓工程专业委员会,有了专职从事可拓学研究的广东工业大学可拓学与创新方法研究所,大批年轻学者加入可拓学研究队伍。此外,至 2012 年已有不同领域的 38 本专着用章节介绍可拓学,可拓学研究者已承接国家自然科学基金有关可拓学的研究项目 64项,并研制了若干可拓软件,申报了专利。30 年来不同领域的学者利用可拓论和可拓新方法,研究各自专业中的问题,取得了多项研究成果。可拓学研究从理论研究发展到多个领域的应用研究,有着一定的应用前景。在这样的背景下,我们对可拓学在各个方面的科研影响做一个详细的分析,以揭示可拓学的科研影响力。
2 科研论文的科研影响力分析
2. 1 可拓学研究相关论文情况
可拓学作为中国原创型学科,从 1983 年发展至今已有 30 年历史,而可拓学独有的解决矛盾问题的创新性思维为研究型学者研究各类问题注入了新鲜的血液,并被广泛运用于各个领域的论文研究当中,经过在中国知网数据库中检索并筛选得到可拓学研究相关论文的总文献量为 8449 条。表 1 给出了近年来可拓学研究论文的数量情况的概况。从表 1 看出,可拓学研究的相关论文数量每一年都在增长,且从2002 年开始可拓学研究的相关论文已经呈现稳步、快速的增长趋势,2012 年论文总量达到 2000 年的十倍,可见国内学者对于可拓学的研究一直保持增长的状态。
2. 2 可拓学可视化知识图谱
Citespace 是美国德雷赛尔大学信息科学与技术学院陈超美博士与大连理工大学 WISE 实验室联合开发的一个科学文献分析工具,它设计并实现了两个互补的视图: 聚类视图 ( cluster views) 和时区视图 ( time - zone views) 。这种方法的贡献在于: 通过对研究前沿术语的算法运算,在动态中认识知识基础的本质; 用研究前沿专业术语概念明确标出共引聚类的确切含义; 直观地和靠算法识别的关键点的一致性大大简化了可视化的复杂性。基于该软件强大的功能,国内很多研究学者应用 Citespace 可视化知识图谱做了一些相似分析。
我们用系统自带的转换软件把检索到的文献转换 成 Citespace 可 识 别 的 中 文 编 码 模 式,启 动Citespace 3. 7. R7,选择时间跨度为 1983 至 2013 年,时间分区为系统默认的 1 年,阈值设置为 ( 5,3,20) 、( 4,3,20) 和 ( 3,3,20) ( Citespace3. 7. R7)允许用户在引文数量、共引频次和共引系数三个层次上,前、中、后三个时间分区中分别设定阈值,阈值越大符合条件的被引文献越少,之后选择关键词 ( Keyword) 作为分析。分析所得的节点数为 982个,连线数为 2927 条。点可视化后再点击开始自动聚类 ( Find Clusters) 后调节视图到图 1 所示:
图 1 中,“可拓学”是图谱中最大节点。除此之外,“物元模型”、“关联函数”、“物元”、“可拓理论”、“可拓方法”、“可拓变换”、“物元分析”等其他节点也比较大。这些关键节点反映出了现在运用可拓学进行相关研究的一些理论基础、研究方法和工具等。可拓学除了在本领域的科研理论和应用的研究外,也已经涉及到例如 “文物建筑”、“自动建模”、“管理理论”和 “病因因素”等其他领域中的相关主题研究。表明了可拓学现已广泛的应用于各个行业各个领域中的研究,为这些领域提供了新的研究思路和方法。可拓学的理论研究文献相对较多,而对于可拓学的应用方面的文献相对较少。不过观察可拓学文献的年变化可知,每年关于可拓学研究方面的文献越来越多,可拓学发展至今也有三十年历史,如今国内学者对可拓学还保持着理论及应用研究。
2. 3 可拓学研究相关论文国内学科分布情况
对文献进行进一步的分析发现,可拓学研究及应用涉及的领域包括: 经济管理、数学、计算机软件及计算机应用,自动化、环境科学、建筑科学与工程、交通运输、地质学、水利水电工程、电信技术、机械工业、医学、农业等多学科领域。其中,可拓学研究及应用的排名前三的主要学科和发文量分别是宏观经济管理 1261 篇、数学 919 篇和环境科学与资源利用 680 篇。分别占比为 20%、15% 和11% 。可拓学的应用领域广泛,每个领域都有一定的发文量,可拓学研究在这些领域应用有了一定的共识及意义。
2. 4 可拓学相关研究基金资助的论文情况
对可拓学相关研究论文的基金资助情况进行数据分析,这些论文获得的基金资助包括以下基金项目: 国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划、国家科技支撑计划、广东省自然科学基金、国家重点基础研究发展计划、国家重点基础研究发展计划、国家社会科学基金、中国博士后科学基金、浙江省自然科学基金、国家科技攻关计划、教育部科学技术研究项目、水利部科技创新项目计划、中国科学院知识创新工程基金、跨世纪优秀人才培养计划,以及湖南省自然科学基金。排列在前三的基金论文分别是国家自然科学基金 1229 篇、国家高技术研究发展计划 197 篇和国家科技支撑计划 188 篇,分别占比为 57%、9%和 9%。国家自然科学基金是国家创新体系的重要组成部分,对基础科学研究的发展起着引领作用,是培养高水平创新人才队伍重要保障。从资助情况可以看出国家自然科学基金对可拓学这门国内原创学科的重视。可拓学研究获基金资助项目多,分布比较广,等级高,国家对可拓学的研究给予了相当高的支持与资助,可拓学已经成了科学研究的一个前沿和热点。
2. 5 可拓学研究相关学者和机构情况
为了了解国内研究者及其工作单位的具体情况,并从中了解到可拓学现主要研究者和研究单位,主要研究机构有: 广东工业大学、中南大学、吉林大学、哈尔滨工业大学浙江大学和北京交通大学。其中发文量最高的是广东工业大学杨春燕教授,发表了 43 篇。对于可拓学的研究机构中,可拓学发源地广东工业大学的研究论文量最多,达到 277 篇,广东工业大学对可拓学研究有一定的研究规模和成熟度。中南大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、浙江大学也比较关注可拓学的研究和应用,并且有一定的研究规模和成熟度。考虑到发文总量、被引情况的综合影响力分析,按照 h 指数对研究者的综合实力进行分析,其中 h 指数前三名分别为广东工业大学杨春燕,广东工业大学可拓学创始人蔡文和中国人民解放军海军兵种指挥学院陈文伟,分别为 13、10、10。
3 基于国家自然科学基金的科研影响力分析
在国家自然科学基金委员会网站检索,研究或应用可拓学的国家自然科学基金项目共有 44 项。数据只能检索到 2001 年,项目数量总体呈现上升的趋势,2012 年的项目数量最高,有 9 项,其次是 2011年 8 项、2013 年 5 项的项目数量紧接其后,每年可拓学相关的国家自然科学基金项目的资助额度如表2 所示。总体保持着一个较高的增长趋势,2010 年到 2013 年增幅最大,增长速度最快。也体现了可拓学研究或应用的项目获得的资助力度稳步增长,近年来资助力度增长明显。国家对可拓学研究的资助力度更大。
由 2001 年至今的数据显示,获得可拓学相关的国家自然科学基金项目的单位中,以广东工业大学为首,共获得 11 项,其次是浙江工业大学和哈尔滨工业大学,分别是 3 项,浙江大学宁波理工学院、北京化工大学、华南理工大学、浙江理工大学分别获得 2 项,有些项目主持人获得了 2 项。覆盖面包括广东 ( 10 项) 、浙江 ( 9 项) 北京 ( 4 项) 、武汉、南京、东北山东、西安等地区。国家自然基金的相关数据说明,可拓学研究覆盖面广,有较高的科学研究意义,并且在不断的深入和发展。
4 基于专利的科研影响力分析
4. 1 专利申请量年度趋势分析
在中国知网专利数据库检索并筛选得到可拓学相关专利 34 件,在现有的 34 件专利中,发明专利有 34 件,占有总数量的 100%。可拓学研究相关专利总体呈现一个上升的趋势,可拓研究在 2008 -2013 年这阶段专利的申请量较多,增长趋势较大。2010 - 2013 年的涨幅最为明显。说明当前可拓研究已经成为时代的一个研究热点,研究人员对其有足够的重视并开始往专利方面做相关研究。
4. 2 专利技术分析
分析可拓学研究方面的专利,可拓学在专利上的研究领域的分布如下: G ( 物理) 类占 85%; H( 电学) 类占 15%; 从数据上看,当前可拓在专利上的研究都集中在 G 类和 H 类,其中 G 类占的比例达到 85%,G ( 物理) 方面的的研究和应用最多,可拓学相关专利方面在物理和电学的应用最为广泛。
根据图 3 可拓研究专利 IPC 小类分布情况,专利技术较为热点的方向为: 电数字数据处理 ( G06F 占比53% ) ,测量 电 变 量; 测 量 磁 变 量 ( G01R 占 比12% ) 和专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的数据处理系统或方法 ( G06Q 占比 11%) 。
4. 3 专利申请人分析
分析可拓学专利申请人情况,第一名浙江工业大学占有 12 件,可以看出可拓研究在专利方面还是一个新兴的研究领域,对比之下浙江工业大学对其有较深入的研究且在专利方面大大领先与其他院校。
排名第二的广东工业大学作为可拓学原创单位,在可拓方面的研究目前有 3 件专利。可拓学的应用已经逐渐展开,昆明理工大学、北京化工大学和上海理工大学等业申请了相关专利。由于可拓相关专利的申请人都为高校院所,暂无企业对其的应用,按目前发展来看,可拓学研究转化为生产力的潜力不大。
5 国际影响力
通过 EI 数据库和 SCI - E 数据库的检索分析,可拓学研究有一定数量的英文发表,近年来主要涉及的领域有数学 ( Mathematics) 、人工智能 ( Artifi-cial Intelligence) 、数据处理及应用 ( Data Handlingand Application) 、管理学 ( Management) 、计算机应用 ( Computer Applications) 及 系 统 科 学 ( SystemScience) 等; 主要论文作者有罗马尼亚的 Sandru,Ovidiu Ilie 及 Vladareanu,Luige 等,台湾的 Huang,Po - Hsian; Wu,Chen - Feng 以及 Lee,Liang - The和 Lee,Shin - Tsung 等,新加坡的 Ge,S. S. 和 Liu,Y 等,澳大利亚的 Zhu,Zhiqiang; Nagalingam,Sev和 Hsu,Hung - Yao,美国的 Filip,Peter,以及香港的 Tam,Chi Ming1; Tong,Thomas K. L. 和 Wong,Bill W. L. 。并有台湾、罗马尼亚、德国、澳大利亚、瑞典及阿联酋地区的学者对这些论文进行了引用,说明近年来可拓学研究的辐射范围近年来已不局限在我国学者中。
6 结论
可拓学研究经过三个阶段: 一是概念与思想的提出; 二是理论和方法的研究; 三是应用、普及与推广。对于可拓学本身理论的深入,主要研究内容包括可拓数据挖掘、可拓策略生成与决策、可拓设计、可拓控制与检测、可拓营销与策划等,蔡文和杨春燕作为可拓学基础理论核心研究人员,在可拓学理论研究中有重大的贡献,出版了专着 Extenics:Theory,Method and Application、 《可拓工程》、 《可拓策划》、《可拓集与可拓数据挖掘》、 《可拓营销》等可拓学专着,陈文伟对可拓知识、决策支持系统进行了进一步的拓展,这些都为可拓学应用发展奠定了基础。赵燕伟、杨国为、邹广天、余永权等在可拓设计、可拓模式识别、可拓建筑设计、可拓控制与检测等方面的应用研究,开拓了可拓学广阔的应用领域。
我们通过对可拓学基于科研论文、国家自然基金和专利三个方面的科研影响力分析,发现可拓学正处于一个高速发展阶段。国内学者对其保持着一种稳步发展的状态。在科研论文方面,上升趋势明显,研究力度不断加强。并在保持基础理论研究的基础上,朝着可拓学应用方面发展。国家自然基金对可拓学研究不间断、大力度的资助使得可拓学得以稳步的发展。可拓学专利方面相对薄弱,原因是可拓学为一个新兴的学科,前期多为可拓学理论和方法的研究,专利方面需要到可拓学的应用阶段才会有大量的产出。但近几年可拓学专利的增长速度较为明显,也间接说明可拓学进入应用阶段后取得了一定的成果。由于可拓学研究相关专利不多,说明该理论在转化为科技生产力方面还需要进一步推动和加强。而对英文文献的数据也显示了可拓学研究有一定的国际影响力。
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