研究速递：创新更多发生在科研网络的边缘

论文题目：

Innovations are disproportionately likely in the periphery of a scientific network

论文地址：

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12064-021-00359-1

该研究的基础，在于“共引连边”的概念。如下图所示，论文A和B都引用了论文C，这意味着两篇论文之间存在着共同的研究基础。由此在共引网络中，在论文A和B之间（两篇论文至少有一篇共同引用的论文）建立一条共引连边，这样就可构建一个共引网络。所构建出的共引网络，会包含一小部分核心节点，代表某一学科内的核心概念，而周围节点则代表外围概念。

图1. 共引网络的构建的示意图

研究者通过将论文转移为文本，并按年份进行词频分析，得出按年度的高频关键词。据此可以找到那些前瞻的“创新性”论文——其关键词在当年的热点词汇中没有出现，却出现在下一年。

       图3. 对论文进行文本分析的方法概述图

而那些被标记为创新性的论文，其累积引用量，要优于该领域的平均水平。这说明了上述基于文本词频分析方法的有效性。

在网络科学中，富人俱乐部（rich club ）指的是网络中的节点，其连边数比预期得更多。在共引文网络中，在一定的连边度范围内，呈现出度数越高，富人俱乐部效应越严重的现象。这说在引文网络的越是中心节点，越是该学科的核心概念，越是研究者们无法绕开的基础。

图5. 论文引用量（横轴）与描述富人俱乐部效应程度的系数在引用量小于400时，呈正相关

该研究最关键的发现，如下图所示，对比创新性论文和所有论文在共引网络中的累积度分布，可以发现创新性论文更多位于共引网络的边缘位置。 

图6. 创新性论文和所有论文的引用累积概率密度的对比

总结来看，该研究的贡献首先是提出了一个新颖的、基于文本词频的论文创新性评价指标。其次是在构建的共引网络中，发现了预期的“富人俱乐部”现象，并说明创新性的论文有更大比例分散在共引网络的边缘。对这一现象的解释是，位于共引网络核心的论文，表现出较高的与其他论文的相似性。而位于边缘的论文，有更大的灵活性，更有可能产生创新。

该研究指出，科研中保持一个稳健的中心与一个能促成创新的边缘同等重要。更广泛地看，着体现了在健壮性和适应性之间的权衡。而这发生在一系列生物社会系统中。例如，生命系统可能在个体稳定性与集体不稳定性的光谱上摆动，以便变得更加具有可预测（健壮的中心），或通过个体的波动来实现集体的敏感和适应性。神经元之间的连边，也呈现出中心-边缘的结构，以及富人俱乐部的统计特征。同时，该文描述的科研创新过程（现有观点的重组），与生物体的进化过程（保持核心基因组不变，同时对基因组中现有基因进行重组）极为相似。

未来还需要做更多的工作，以确定类似的创新模式是否在其他学科（例如社会科学、企业专利创新）中普遍存在。如果创新以类似的模式发生，通过网络视角观察产生创新的组织，找出那些位于核心和外围的组织如何互动，可能对理解、引导并促进持续的创新至关重要。

我们是集智算法组，为集智俱乐部公众号/集智斑图/集智学园/集智百科等产品提供算法支撑和服务。目前的算法开发范围包括而不限于文本分析、术语和概念挖掘、引文网络分析、科学影响力评价、推荐系统、图神经网络等。我们在集智社群的知识和科技氛围中成长，也将成果反哺于集智社群。如果你是算法爱好者并对上述某个算法分支感兴趣，欢迎加入我们组织的集智计算社群；如果你有其它用科技赋能集智的好点子，期待你的分享。

点击“阅读原文”，加入集智计算社群