中国科学全学科科学骨架图的构建及其特征分析
刘玉仙 李志强 魏雯婕
摘要： 世界各国因为科技战略着眼点不同而形成不同的学科侧重点，也因而形成各具特色的学科结构。以CNKI 发布的《中国学术期刊国内引证报告》中的学科作为构架单元，基于共期刊的学科类间关系，借助VOSviewer 进行相似性聚类和构图，勾画了中国科学全学科科学骨架图。中国科学全学科科学骨架图可以分为连通学科骨架图和8 个孤立学科。连通学科结构图在总体形态上，呈三足鼎立之势，人文、材料、医药各居一隅，相对独立，又通过一定的学科过渡沟通；所聚大类基本合理，中间有一些奇异学科，这些奇异学科体现出中国特色的学科体系发展的重要特性，可以为学科群的建立和学科群间沟通提供桥梁。孤立学科形成的主要原因有学科本身的独立属性、学科发展的期望与现实发展的矛盾制约、现有数据库的分类体系不完备等。这些结构特征也说明了我国学科发展的固有特点和现实矛盾。
关键词： 中国科学全学科骨架图；奇异学科；孤立学科；“双一流”学科建设规划
2015 年10 月，国务院印发了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，明确把“坚持以学科为基础”作为“双一流”建设的基本原则之一[1]。教育部、财政部、发改委制定了《统筹推进世界一流大学和一流学科建设实施办法（暂行）》，继续坚持以学科为基础[2]。2018 年8 月，三部委又印发《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》的通知，要求高等教育要以学科为基础，立足学校办学定位和学科发展规律，以优势特色学科为主体，以相关学科为支撑，整合相关传统学科资源，促进基础学科、应用学科交叉融合，在前沿和交叉学科领域培植新的学科生长点，优化协调学科结构布局，构建协调可持续发展的学科体系，完善以社会需求和学术贡献为导向的学科专业动态调整机制[3]。
Step 1：当需要保留重建对象原始位置信息时可以取刚体位移为Δξ=ξi-r0sin(θi-θ0)。如果不需要知道重建对象原始坐标，可以直接取Δξ=ξi。
综上所述,科学的预防护理干预能够有效地降低宫颈癌手术患者在术后形成下肢深静脉血栓的概率,并且还可以提高患者对医院护理团队工作的满意程度,值得临床医务者学习并进行推广使用。
2017 年9 月，三部委联合发布“双一流”建设高校及建设学科名单，入选高校相继公布了“双一流”建设方案。这些建设方案都是定性描述性的，没有定量描述本校科学研究中形成的学科结构特征，无法充分了解本校学科间的关系，并据此进行学科建设和布局规划。
科学研究中的学科结构，随着科研进展而动态变化。而学校的学科建设，要保障学校招生、教学等工作的正常进行，必须具有稳定性。所以，要在动态变化的学科结构中，寻找比较稳定的，作为学科建设规划的参照。笔者在此前的研究中阐述了学科类别因共同享有期刊的论题相关性而形成的相关性，是一种比较稳定的学科关系，并据此关系构建了全学科科学骨架图，认为此骨架图可以给学科规划提供稳定而可靠的参考框架[4]。
笔者的构图，是用国际数据库的数据，因而描述的是全球全学科科学骨架图。由于各国经济、科技发展不平衡，科学研究投入规模、发展模式和战略着眼点不同，各国基础学科侧重点、学科布局等方面差异很大[5-6]。这造成不同国家或地区科学发展的全学科结构图也会有所不同。那么中国全学科科学骨架图会是什么样子？
一、中国全学科科学骨架图的构建
CNKI 是国内最大的综合性文献数据库，《中国学术期刊国内引证报告》（简称《引证报告》）是CNKI对其收录的5700 多种有一定影响力的学术期刊进行定量评价后所发布的报告① http：//cjcr.cnki.net/GnJcr/GnJcrIndex?pagecode=003 。这些学术期刊包含2040 种人文社科类期刊和3686 种自然科学类期刊，两者有95 种期刊重叠。参考《中国图书馆图书分类法》[7]和《学位授予和人才培养学科目录（2011 年）》[8]，《引证报告》把所收录的期刊分成102 个学科，其中人文社科类38 个，自然科学类64 个。跨3 个学科的期刊有28 种，跨2 个学科的期刊有587 种，所以有615 种期刊跨两个以上学科。
表2 中的8 个学科因为和其他学科没有共同的期刊，而成为孤立学科，其孤立的缘由不尽相同。
我们以《引证报告》中的学科为构架单元，以共期刊的学科类间关系作为关系框架，基于VOSviewer 相似性的聚类方法，勾画了中国全学科科学骨架图。VOSviewer 是用于科学知识图谱绘制的可视化工具[9]。该软件用构建单元之间距离表示其间的相似性，并基于构架单元之间的相似性进行构图[10]。
中国全学科科学骨架图有94 个学科互相连通，聚成10 大类。我们将这些学科称为连通学科，所形成的结构图也因之称为连通学科结构图。其他8 类和别的学科不连通。这8 类共有131 种期刊，都只划入一个学科。我们称这8 类学科为孤立学科。连通学科的连通学科结构图和8 个孤立学科，形成独具中国特色的全学科科学骨架图。图1 为10 个连通学科类别形成的连通学科结构图，图中节点是《引证报告》所定义的学科类别，节点大小和本学科包含期刊数量成正比，节点间距离和学科间的相似度成正比。图中的节点用不同的大写字母表示，相同字母的节点，是按照VOS 的聚类方法可以聚到一类的学科，我们给所聚的类目进行了命名，各个学科的聚类和名称如表1 所示。表2 列出8 个孤立学科。
二、连通学科结构图特征分析
1.各学科布局特征
总体上看，连通学科结构图呈三足鼎立之势。左下角F 标识的是人文学科、右下角A 标识的是医药学科，右上角I 标识的是材料学科。
图1 基于共期刊类间关系的连通学科结构图
表1 通过VOSviewer 聚得的10 个大类的连通学科及其对应期刊数量
表2 8 个孤立学科及对应期刊数量
在连通学科结构图的中心，是综合性科学技术学科，和其聚在同一类的学科类目是从左下侧的语言文字学科为起点，经过教育、综合性医药卫生、流通与服务等学科连接到综合性科学技术这一重要桥接点，然后再辐射到纺织科学技术、电气工程、水利工程、农业工程、能源与动力工程、交通运输工程等学科，在图1 中用D 标识。该类目共有11个学科，其中有6 门学科具有工程类学科属性，所以称其为以工程为主的过渡类。
图中两条灰线代表两个连通文理的过渡学科。这两个大类的形成，主要是综合性学科引起的。在《引证报告》的分类体系中，有综合性科学技术、综合性经济科学、综合性医药卫生、综合性农业科学、综合性人文社会科学5 个综合性学科。这5 个综合性学科包含的期刊，基本都是大学学报和地方行业性期刊，证明这些期刊对文理沟通方面起着特别的作用，这5 个综合性学科在中国科学学科骨架图中起着非常复杂的作用，我们将另文阐述。
首先来看新闻文本。尽管一则新闻报道指涉的是实在世界，但经过“把关人”(编辑、记者、传媒机构或任何信息发送者)对“材料集合”选择之后，其材料构成的成分已经是人为构建的符号组合，然后经过媒介化(文字或影像等)再现为显在的“述本”(公开发布的新闻报道)。这一“文本化”的过程实际上就是将所谓实在世界中的真相转化为文本所呈现出的真相。这正如博德里亚所说：“影像不再让人想象现实，因为它就是现实。”[注][法]博德里亚：《完美的罪行》，王为民译，北京：商务印书馆，2002年，第8页。也就是说，实在世界中的客观真相与文本所呈现的真相往往容易被混为一谈。
学科结构图最下方是分布很广的用B 标识的类目，该类目是由中国政治、法律、社会学、农业经济、工业经济等学科组成的政治和经济类。与B 类目交织在一起的是H 标识的类目，该类目从三角形底端的民族学，经由综合性人文社会科学、信息与新闻出版学，再通过轻工业（除纺织-食品）和工程与技术科学基础学科插向工程类学科。轻工业主要指提供生活消费品的工业部门，所以，这个聚类通过轻工业和工程与技术科学的基础学科连通社会和工程类学科。取起点和终点，我们称这一类为民族工业基础过渡类。
2.连通学科结构图的过渡连通特征
在总体形态上，学科结构图的三足人文、材料、医药各居一隅，相对独立，但又通过一些学科过渡，互相勾连，成为一个整体。图2 勾画了连通学科结构图的过渡连通特征。
图2 连通学科结构图的过渡连通特征图
注：图中三角形表示学科大类，F 表示人文，G 表示数理化基础学科，I 表示材料，A 表示医药，E 表示地球与化工，C表示农业和环境，B 表示政治和经济，J 表示科学与经济；五角星表示综合性科学技术；圆形表示单个学科，a 表示教育，b 表示民族学，c 表示生物学，d 表示机械工程，e 表示轻工业（除纺织_食品）。两条灰色粗线表示从人文到工程的两个过渡类。
连通学科结构图中C 标识的学科类别大多属于农业和环境类，农业和环境互相影响和制约，聚成一类有其学理基础。D 标识的学科是以工程为主的过渡类。土木建筑工程学科被聚到农业与环境类，农业工程学科被聚到以工程为主的过渡类。乍一看，这两类似乎是分错了，农业工程学科一般都隶属于农业院校，应该划归到农业与环境类，而土木建筑工程学科应该属于工程类。但实际上，农业工程学科虽然一般设置于农业类院校，但相对比较独立，有的甚至在不同校区（比如南京农业大学和其隶属的南京农业工程学院就在两个校区）。而土木工程类院校，在寻求学科新的增长点的时候，也以农业工程学科为学科孵化器，比如同济大学的新农村发展研究院，就是以农业工程学科为平台，展开农业相关研究。
连通学科结构图右下角是医药类学科，机械工程学科归于医药类，但距离较远，从整体结构上来说，机械工程学科接近于内心的位置。
内外层之间，还有两条沟通线路，一条是民族工业基础过渡类的过渡线，由民族学（b 点），到轻工业（除纺织_食品）（e 点），最后连到农业和环境类（C 点）。另外一条是通过内层综合性科学技术这个单学科（五角星）和地球与化工这个大类（E 点），连到农业与环境类（C 点），再连到外线的生物学（c 点）。
经过改革，除国务院办公厅外，国务院设置组成部门27个。这次国务院机构改革涉及调整变动的机构共15个，正部级机构减少4个。
综合性科学技术周边，左侧横断人文社科与工程的，是用G 标识的类目。这一类由数学、力学、化学、物理学等学科组成，我们称之为数理化基础学科。中心靠右上侧是用E 标识的类目，这一类目包括地质学、地球物理学、化学工程、石油天然气工业等地球与化工相关类目。中心靠右下侧是用C标识的类目，该类目是由环境科学技术、土木建筑工程、食品科学技术、农艺学等学科组成的农业和环境类。中心正下方是用J 标识的类目，这一类目包括计划经济与管理、科学学与科研事业和统计学3 门学科，我们将之称为科学与经济类。
三、聚类内部奇异特征分析
聚成一类的学科直观上相似度都比较高。但有些学科，却被聚到似乎完全不相干的类目中，我们称其为奇异学科。
利用实验室里的插秧机仿真实验平台,对开发的插秧机秧苗插深自适应调节系统的性能进行了初步测试分析。插秧机仿真实验平台是通过获取农田地势分布以及作物生长等信息，生成逼真的三维虚拟环境，在虚拟环境中实时观察插秧机的工作情况，并实现插秧机的性能实验和特性评估。仿真试验台有4个工作自由度，实现插秧机在田间行走姿态(包括震动、转向、横滚和俯仰)的全面模拟仿真，如图6所示。将高速插秧机安置在实验室内插秧机仿真实验平台上，插秧机行走部可随试验台一起做多自由度的运动，而插秧部的两侧浮舟仿形机构，半浮在其下的一个倾斜角度可以调整的工作台上，模拟插秧部在水田硬底层的实际工作状况。
1.医药类中的机械工程学科
在外层，教育学科（a 点）通过数理化基础学科类（G 点）到材料类（I 点），再向下由机械工程学科（d 点）连到医药类（A 点）。底层则由人文类（F 点）通过政治和经济类（B 点）连接到生物学（c 点）、预防医学与卫生学等医药类（A 点）。
奇异学科的出现有其独特的学科发展背景，对于构建中国特色的学科体系起到了重要作用。以学科为基础的“双一流”建设，需要充分考虑因为这些奇异点而形成的学科结构特征，构建高校独特的学科建设路径。
这14 种期刊中，有6 种属于预防医学与卫生学，占据了机械工程与其他学科共有期刊数量的43%。学科间因共有期刊而形成的跨学科关系是勾画学科结构图的主要因素，所以，机械工程学科被划到了医药类。这6 种期刊均是以医疗装备和医疗机械为主要研究内容的期刊。20 世纪八九十年代，我国缺乏高端医疗设备的生产技术，而国内医疗市场又急需这些设备，我国成为欧美厂商推销高端医疗机械产品的巨大市场[11]。我国加大了对该领域研究投入力度，将传统机械工程和生物医药密切结合，形成了我国特色的医疗设备发展模式[12]。也基本上是在这一时期，这类期刊创办① 经查，《中国医疗器械杂志》创办于1978 年左右，《医疗卫生装备》创刊于1980 年，《中国医疗设备》创刊于1986 年，《医疗装备》创刊于1987 年，《中国医疗器械信息》创刊于1995 年，《中国医学装备》创刊于2004 年，这和我国医疗设备的发展时间基本吻合。 。
2.农业与环境类中的土木工程学科和以工程为主的过渡类中的农业工程学科
从图2 可以看出，人文类学科（F 点）通过教育学科（a 点）连接到综合性科学技术学科（五角星）的连线对连通学科结构图起到非常重要的作用，在整个图的构架中，这条连线近似于中轴线，支撑起整个学科结构。这条中轴线，实际上是由以工程为主的过渡类组成。中轴线向前连向地球与化工类（E 点），向上连向材料类（I 点），向下连向医药类（A 点）。这条线是连通学科的内连通线。
从表4 与土木建筑工程学科、农业工程共有期刊的学科可以看出，土木建筑工程学科通过规划向城市领域渗透，又通过园林和消防向农业领域扩张。而农业工程学科通过水利、能源和交通运输，向工程类靠拢。所以，这些奇异性学科起到了学科过渡作用。
表3 与机械工程学科共有期刊的学科
表4 与土木建筑工程学科、农业工程学科共有期刊的学科
3.政治和经济中的资源科学学科
B 标识的是政治和经济类，这一类包含资源科学学科。资源科学学科有13 种期刊，与其他学科共有8 种期刊，这些期刊也是农业经济、工业经济、经济计划与管理、地质学等学科的期刊。资源科学的学科渗透性非常强，为这4 个学科之间的联系提供了桥接点。
资源科学学科与经济学科的相关性，在一定程度上反映了我国经济发展对国土资源的依赖性，经济增长过度依赖于对资源的高度消耗来拉动。这种发展方式在促进我国经济高速发展的同时，也给我们生态环境造成了极大破坏。习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”的发展思路，将对我国经济发展的这一弱点，起到修正作用。
分析发现，与机械工程相关的期刊总共85 种，只属于机械工程学科的有71 种，其他14 种也是其他6 门学科的期刊（见表3）。
四、孤立学科分析
发展绿色食品是落实“三农思想”的重要体现，是人民美好生活的需要，是质量兴农、品牌兴农、绿色兴农的抓手，是乡村振兴的必经道路。
目前快递业已经基本形成三大市场模块，分别是同城快递、国内异地快递以及国际快递。其中国内快递又可以分为三个阵营：
口腔医学、护理学和医药大类相关。口腔医学因病种类型、治疗手段等与身体其他部位差别很大而无法和其他医学学科交叉融合[13]。在医院中，口腔科往往独立于其他科室，有时甚至专设口腔部。所以，口腔医学学科的内在独立属性决定了其独立于其他医药类学科的学科性质。护理学贯穿于整个医药体系，应该和医药类学科水乳交融，在实际工作中，医护密切相关，都是基于疾病而开展的工作。但医药类学科侧重于疾病诊断和用药，从生物学等自然科学方面研究人体和疾病的生理病理特性，而护理学只用基本医药知识，侧重用人文社科知识，从精神和心理层面对病人进行护理，护理模式从疾病为中心，转变成以“人、环境、健康与护理”为核心，使护理学走向人文社科[14]。所以，护理学和医药学是从同一点出发走向不同的方向。
体育学科和教育学科、档案学和图书情报学科，一直期望融为一体。德智体美劳全面发展是我国教育的目的。但体育课是为了增强体质，多在教室外进行；其他教育科目则以增强智力为目的，多在课堂内开展[15]。多年来，图情档案一直试图一体化，但档案具有保密性质，开发利用较封闭，有其特定服务部门，档案的情报价值，很难像图书馆、情报部门一样被公开开发[16]。这种保密和公开的矛盾，最终使档案学独立于图书情报学科之外。所以，体育和档案两个学科的孤立，应该说是学科发展期望和现实矛盾制约相互作用的结果。
自然地理学、人文经济地理、天文学等学科与地球和环境类学科应密切相关。被孤立出来，应该和护理学科从医药类中分离的缘由相近，它们起源于一点，却走向文理两个相反的方向。自然地理学和人文经济地理是地理学的两个方面，但在各大分类法中都被割裂在文理两个类目中。《中图法》中，人文经济地理是在K 类，自然地理却在P类。在Web of Science 的学科分类中，自然地理学被分到了科学引文索引内，人文经济地理学被分到了社会科学引文索引内。自然地理学和人文经济地理学研究地球表面：自然地理学研究地表自然要素，如气候、海拔、水、土壤、植被等的特征和相互关系；人文经济地理侧重于社会经济文化方面的要素，关注人类、经济、政治、城市和环境等话题[17]。地球和环境学科是研究地球内部。天文学将研究对象转向地球之外的其他天体的属性及其起源演变过程[17]。天上、地上和地底下的相关研究在知识层面上肯定是相似和相关的，但没有把他们联结起来的期刊，证明我国在三者结合方面的研究力量还不足以形成研究领域。
黏膜型鸡痘又称为白喉型鸡痘，其发病病变位置通常为鸡的口腔、器官以及咽喉等位置的黏膜表面。发病初期呈现发炎症状，通常情况下发病3d后，黏膜表面会开始出现黄白色小型结节，并随着病情发生不断变大和融合，最终形成黄白色纤维素性假膜，影响鸡的进食，严重的情况下会因为影响呼吸。通常情况下，发病鸡精神萎靡，食欲不振且体制消瘦，并且会因为窒息或者诱发其他疾病使鸡死亡。
企业经济学科孤立出来和数据库期刊分类体系的不完备有关。企业经济学科虽然侧重于企业本身的相关经济研究，但属于工业经济范畴之内，而划分到企业经济学科的期刊都没有划归到工业经济里，造成企业经济学科的孤立。也是因为期刊分类体系不完备，综合性医药卫生类的期刊因为涉及多个医药学科，无法划归到任何医药学科，而设定综合性医药学科这一个类目，致使综合性医药卫生学科和其他医药类学科的割裂，而被聚到以工程为主的过渡类。
在人力资源管理上，实行高标准管理，具有鲜明特色。具有机构精简、人员精干的特点，员工队伍具有年轻化、专业化特点。在人力成本控制上，采取倒金字塔式管理，极差大，具体措施是对数量少的高级员工适用高待遇，而对其他大众化的员工采用低薪的方式，既保证了酒店经营管理的高效运行，又节约了大量人力成本，留住了一批管理精英，避免在一些国企酒店因薪酬过于平均而留不住高级人才，形不成稳定的管理队伍。
学科本身的独立属性、学科发展的期望与学科本身内在属性的矛盾制约、现有数据库的分类体系的不完备，造成8 个孤立学科和相关学科没有共有期刊。期刊的创办是某一研究领域成熟度的表现，这种割裂，反映出我国相应的交叉学科的发展还不是很成熟。对学科发展史深入分析后，我们认为这种孤立反映了我国学科结构发展的固有特点和现实矛盾。
五、结论
不同国家和地区间的科学研究状况不同，所形成的学科结构图也有很大差别。中国的科学发展有其自身的独特性，从而形成了具有中国特色的全学科科学骨架图。
本文采用了与全球全学科科学骨架图相同的构图方法，基于共期刊的学科类间关系，以学科作为构架单元，借助VOSviewer 对《引证报告》中的102 个学科进行相似性聚类和构图，最终聚得了18 个学科大类。其中10 个大类形成一个连通学科结构图，其他8 个类目因只包含一个学科成为孤立学科。这个连通学科结构图和这8 个孤立学科，形成了具有中国特色的全学科科学结构图。文章对连通学科结构图的总体布局特征和连通过渡特征、聚类内部的奇异特征以及孤立学科进行了分析。在总体形态上，连通学科结构图呈三足鼎立之势。人文、材料、医药各居一隅，相对独立，连通学科结构图呈现出一定的过渡连通特征，将三足连通起来。10 个学科大类中有的学科在聚类时被划分到了不太相关的学科类目，我们称其为奇异学科。这些奇异学科恰好体现出中国特色的学科体系发展的重要特性，为建设以学科为基础的一流大学，根据学校自身的特点划分比较合理的学科群，提供了依据。孤立学科的形成也体现出我国学科发展的固有特点和现实矛盾。学科本身的独立属性、学科发展的期望与现实发展中受到的矛盾制约、现有数据库的分类体系不完备是这些学科被孤立出来的主要原因。
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作者简介： 刘玉仙，同济大学高等教育研究所研究员，上海200092；李志强，同济大学高等教育研究所硕士研究生，上海200092；魏雯婕，同济大学图书馆馆员，上海200092。
基金项目： 国家社科基金重点项目“习近平总书记科技创新思想与世界科技强国战略研究”（编号：17AKS004）
DOI： 10.16750/j.adge.2019.04.009
（责任编辑 刘俊起）
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