侯劍華+王仲禹

〔摘 要〕國際科學(xué)合作已經(jīng)成為當(dāng)今大科學(xué)時(shí)代開展大科學(xué)項(xiàng)目研究的主流科學(xué)生產(chǎn)方式。研究大科學(xué)項(xiàng)目的國際科學(xué)合作的運(yùn)行模式及其特征，對我國開展大科學(xué)項(xiàng)目研究具有一定的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。由美國牽頭發(fā)起的斯隆數(shù)字巡天（SDSS）項(xiàng)目是21世紀(jì)以來典型的大科學(xué)項(xiàng)目，在Web of Science平臺檢索依托這一項(xiàng)目的科學(xué)論文，利用CiteSpace信息可視化軟件系統(tǒng)對這一項(xiàng)目的國家和機(jī)構(gòu)兩個(gè)層面的科學(xué)合作情況進(jìn)行分析，揭示了該項(xiàng)目的國際科學(xué)合作中以多邊交叉型合作模式、雙邊交互性合作模式和補(bǔ)充型合作模式為核心的“外、中、內(nèi)”3層合作體系，總結(jié)了大科學(xué)項(xiàng)目國際科學(xué)合作的基本特征，為我國參與和主導(dǎo)國際大科學(xué)合作提供參考借鑒。

〔關(guān)鍵詞〕大科學(xué)；國際科學(xué)合作；科學(xué)合作模式；CiteSpace；斯隆數(shù)字巡天項(xiàng)目

〔中圖分類號〕G311 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821（2016）12-0126-07

〔Abstract〕International scientific cooperation has been the main scientific production mode of big science projects in big science times.Research big science operation mode and characteristics of international scientific cooperation has theoretical and practical significance for developing big science project in China.SDSS project is a typical big science project leading by the United States since 21 century.This paper retrieved the articles based on SDSS project from Web of Science and made a information visualization on countries and institutions scientific cooperation by CiteSpace software system.This paper revealed the three layers scientific cooperation system including multilateral cross cooperation pattern，bilateral interactive cooperation mode and complementary cooperation mode.It summarized the basic characteristics of international scientific cooperation of big science projects in order to providing important reference of participating and leading international scientific cooperation for China.

〔Key words〕big science；international scientific cooperation；scientific cooperationmodel；CiteSpace；Sloan Digital Sky Survey（SDSS）project

21世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的不斷加深，各國間科學(xué)交流與合作日益密切。特別是基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域的科研合作得到快速發(fā)展。以“大科學(xué)”為基礎(chǔ)的國際科學(xué)合作也取得了長足的進(jìn)步。早20世紀(jì)60年代，作為科學(xué)計(jì)量學(xué)奠基人的普賴斯（Derek John de Solla Price）就在其著作《Big Science Little Science》[1]中給出了大科學(xué)的定義：大科學(xué)即為占用社會資源龐大的科學(xué)研究形式，如歐洲核子研究組織下屬的大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）項(xiàng)目。此類科學(xué)研究項(xiàng)目有兩大特點(diǎn)：

1）投資強(qiáng)度大，需要巨額投資建造、運(yùn)行和維護(hù)大型研究設(shè)施。

2）多學(xué)科交叉，需要跨學(xué)科合作的大規(guī)模、大尺度的前沿性科學(xué)研究項(xiàng)目。

因此，大科學(xué)項(xiàng)目一般是由多個(gè)國家或機(jī)構(gòu)通過合作研究完成，其中科學(xué)合作的模式將直接影響到大科學(xué)項(xiàng)目的確立、運(yùn)行及相關(guān)管理。2000年，Sloan Digital Sky Surveys（斯隆數(shù)字巡天項(xiàng)目）（下稱SDSS項(xiàng)目）在美國正式啟動(dòng)。作為世界上迄今為止最大規(guī)模的星系圖像和光譜巡天項(xiàng)目之一的SDSS項(xiàng)目，使用了位于美國、智利等多國大型天文探測設(shè)備，項(xiàng)目耗資巨大，目前已經(jīng)進(jìn)入到SDSS-Ⅳ階段（SDSS-Ⅰ，2000-2005；SDSS-Ⅱ，2005-2008；SDSS-Ⅲ，2008-2014），完成了12次數(shù)據(jù)發(fā)布（Data Release 12）。SDSS項(xiàng)目參與人數(shù)眾多，僅SDSS-Ⅳ就有超過40研究機(jī)構(gòu)的200余位天文學(xué)家參與其中。此外SDSS項(xiàng)目所研究的銀河系結(jié)構(gòu)、近鄰星系二維性質(zhì)和宇宙大尺度結(jié)構(gòu)等3個(gè)領(lǐng)域是現(xiàn)階段天文學(xué)研究領(lǐng)域最為前沿的研究方向，其中涉及到，天文學(xué)、天體物理學(xué)、地理學(xué)等眾多學(xué)科的交叉與融合。SDSS項(xiàng)目同時(shí)具有大科學(xué)項(xiàng)目的兩大特點(diǎn)，是典型通過國際科學(xué)合作完成的大科學(xué)項(xiàng)目。目前學(xué)術(shù)界針對國際科研項(xiàng)目合作方面的研究尚處于起步階段，主要有從宏觀角度對國家或區(qū)域科學(xué)合作特點(diǎn)或趨勢的分析[2-4]，以及部分針對某個(gè)特定研究領(lǐng)域合作情況的分析[5]。已有研究對大科學(xué)項(xiàng)目的國際科學(xué)合作模式的探究仍需進(jìn)一步深化。本文基于科學(xué)計(jì)量學(xué)和引文分析方法，利用CiteSpace軟件系統(tǒng)對 SDSS項(xiàng)目中國家與機(jī)構(gòu)兩個(gè)層面的科學(xué)合作進(jìn)行可視化分析，探索SDSS項(xiàng)目中的科學(xué)合作情況，揭示大科學(xué)項(xiàng)目的國際科學(xué)合作模式及其特征。同時(shí)在SDSS項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)上，通過對比發(fā)現(xiàn)我國在國際大型科學(xué)合作項(xiàng)目中的現(xiàn)狀、存在的問題及其成因，為我國大科學(xué)項(xiàng)目的國際科學(xué)合作研究與實(shí)踐提供參考。

1 數(shù)據(jù)的來源與處理

本研究使用的數(shù)據(jù)均來自美國湯森路透集團(tuán)（Thomson Reuters Corporation）的科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)檢索和處理由兩個(gè)步驟確定，首先在Web of Science檢索平臺的核心合集（Web of Science Core Collection）中以主題詞為檢索項(xiàng)，輸入Sloan Digital Sky Surveys與SDSS兩個(gè)主題詞，二者為或含（OR）關(guān)系。SDSS項(xiàng)目于2000年開始進(jìn)行探測活動(dòng)，到2004發(fā)布了較為完整的數(shù)據(jù)，Web of Science核心合集中第一篇收錄文獻(xiàn)出現(xiàn)在2005年，故將檢索時(shí)間范圍設(shè)定在2005-2015年，初步檢索得到數(shù)據(jù)6 382條。其次，由于SDSS機(jī)構(gòu)主頁顯示為該項(xiàng)目提供資助基金為：Alfred P.Sloan Foundation、The National Science Foundation、U.S.Department of Energy Office of Science 3家資助機(jī)構(gòu)[6]，故在初步檢索結(jié)果中，選取資助基金為：NATIONAL SCIENCE FOUNDATION、ALFRED P SLOAN FOUNDATION、US DEPARTMENT OF ENERGY及其簡稱DOE和NSF的5項(xiàng)資助基金進(jìn)行精煉，得到精煉后數(shù)據(jù)2 327條。最后所有文獻(xiàn)數(shù)據(jù)均包括全紀(jì)錄與引用的參考文獻(xiàn)形式并以純文本格式下載。

從文獻(xiàn)的時(shí)間分布上來看，SDSS研究項(xiàng)目的文獻(xiàn)數(shù)量整體呈上升趨勢，如圖1所示。其中2005-2007均為1條文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。但文獻(xiàn)數(shù)據(jù)在2008年出現(xiàn)激增，并在2012年達(dá)到峰值為384條。而這兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)分別是SDSS項(xiàng)目二期三期工程觀測數(shù)據(jù)發(fā)布的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，引發(fā)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)突增。

從文獻(xiàn)產(chǎn)出的國家分布來看，高產(chǎn)國家主要有美國、德國、英國、西班牙、中國、法國等（圖2），其中美國的文獻(xiàn)產(chǎn)出量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他國家達(dá)到1 582篇，占到整個(gè)樣本數(shù)據(jù)的67.98%，其次是德國、英國、西班牙。中國的文獻(xiàn)產(chǎn)量為347篇，占整個(gè)樣本數(shù)據(jù)的14.91%。這說明美國在SDSS項(xiàng)目研究中起到了十分重要的作用，其次是德國、英國、西班牙等國家。文獻(xiàn)產(chǎn)出量在一定程度上能反引出一個(gè)國家合作能力的強(qiáng)弱。

2 結(jié)果分析

為方便下文對于科學(xué)合作形式的探索和分析，現(xiàn)將本研究使用的相關(guān)概念界定如下：

1）合作主體。即合作項(xiàng)目中的參與主體，在本研究中分為國家與機(jī)構(gòu)兩個(gè)層面，每個(gè)層面均包含多個(gè)獨(dú)立的合作單位。

2）合作能力。在單篇文獻(xiàn)產(chǎn)生效果相同的前提下[7]，基于大科學(xué)的兩個(gè)特點(diǎn)，本研究定義合作能力有國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力及科研能力兩部分構(gòu)成，合作能力即為二者兩部分能力之和，合作能力的最主要體現(xiàn)是合作單位的發(fā)文數(shù)量。

3）合作效果。在與2）相同的前提下，合作效果即用合作發(fā)文數(shù)量進(jìn)行表征，合作發(fā)文數(shù)量越多即被視為合作效果好。

2.1 SDSS項(xiàng)目國家間科學(xué)合作的可視化圖譜分析

借助信息可視化軟件CiteSpace[9-10]對SDSS項(xiàng)目研究產(chǎn)出的科學(xué)論文進(jìn)行國家層面的科學(xué)合作分析，展現(xiàn)國家層面不同合作單位間的科學(xué)合作情況。通過軟件對數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行可視化處理，得到國家間的合作網(wǎng)絡(luò)圖譜如圖3所示。

SDSS項(xiàng)目國家間的科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)整體上呈放射狀分布，從中心向四周，節(jié)點(diǎn)的合作頻次逐漸減小。其中美國占據(jù)著網(wǎng)絡(luò)的中心是最大的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，也是網(wǎng)絡(luò)中中心度最大的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。此外較大的節(jié)點(diǎn)還有英國、德國、西班牙3國，也同時(shí)具有較高的中心度。美國、德國、西班牙、英國4個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置較為緊密，構(gòu)成了整個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)的主體結(jié)構(gòu)，周圍還環(huán)繞著一些合作頻次相對較低的國家如：意大利 、法國、加拿大、澳大利亞等。中國處在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的邊緣位置，雖然節(jié)點(diǎn)較大，但網(wǎng)絡(luò)中心度較低。中國的合作頻次較高但合作關(guān)系較為集中，主要分布在少數(shù)國家。通過CiteSpace運(yùn)行得到SDSS項(xiàng)目國家間科學(xué)合作頻次表（表1），選取了合作頻次排名前20位的合作國家進(jìn)行分析。

結(jié)合表中給出的合作頻次及中心度等信息可以進(jìn)一步對科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜進(jìn)行分析。

從表1可以看出，合作國家的合作頻次高低與文獻(xiàn)產(chǎn)出頻次高低基本呈正相關(guān)關(guān)系。中國的合作頻次較高，躍居第二位為251次?？梢娭袊膯纹墨I(xiàn)合作率較高即中國在SDSS項(xiàng)目科學(xué)合作中的合作研究較為普遍，多與其他國家共同合作開展研究活動(dòng)。作為2012年才加入SDSS合作項(xiàng)目的中國目前仍然需要與高合作能力單位進(jìn)行科學(xué)合作來提高自身合作能力。從表中的網(wǎng)絡(luò)中心度來看，美國的合作頻次為1 136次，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其后國家的合作頻次。此外美國也具有極高的中心度（0.53），這直接證明了美國處在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的絕對中心位置。合作頻次排名第二的中國，在圖譜中節(jié)點(diǎn)的中心度為0.01，處在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)邊緣。在合作項(xiàng)目中的影響力較弱。

通過對SDSS項(xiàng)目國家合作網(wǎng)絡(luò)圖譜的分析可以發(fā)現(xiàn)以下特征：

1）國家間的合作呈現(xiàn)“一超多強(qiáng)”的關(guān)系?！耙怀笔侵该绹?。從圖譜中可見節(jié)點(diǎn)美國在圖譜網(wǎng)絡(luò)中處在絕對中心的位置，結(jié)合圖4發(fā)現(xiàn)美國與超過30個(gè)國家產(chǎn)生合作關(guān)系。其中既包括同樣擁有高科研能力的英國、德國、西班牙等國家，此類國家內(nèi)部均有一個(gè)或數(shù)個(gè)大型合作單位參與到SDSS項(xiàng)目中。此外還包括科研能力有待發(fā)展的國家，如：比利時(shí)、南非、智利等。此類國家往往以個(gè)別合作組的形式參與其中。而美國擁有強(qiáng)大的合作能力主要源于兩方面：一方面美國擁有雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，大科學(xué)之所以為大，其中一個(gè)重要原因需要龐大的資金支持來維持項(xiàng)目的運(yùn)行，國際大科學(xué)項(xiàng)目的合作研究則是大科學(xué)合作的代表，往往需要巨大的資金投入。而SDSS項(xiàng)目的3個(gè)資助基金機(jī)構(gòu)：斯隆基金會、美國國家科學(xué)基金會和美國能源部均為美國機(jī)構(gòu)，其提供的龐大資金為天文臺的運(yùn)行及維護(hù)提供了有力的保障。另一方面，美國擁有數(shù)目眾多的在天文學(xué)研究領(lǐng)域處于頂尖地位的研究機(jī)構(gòu)，如勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室、約翰霍普金斯大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)等。這些機(jī)構(gòu)作為SDSS項(xiàng)目最早發(fā)起者和參與者，在SDSS項(xiàng)目中擁有較高的話語權(quán)。這使得美國在SDSS項(xiàng)目中具有遠(yuǎn)超其他國家的合作頻次，合作效果突出。合作網(wǎng)絡(luò)中的“多強(qiáng)”是指英國、德國、西班牙等國家。此類國相較于美國而言合作能力稍弱，但仍具有很高的合作能力。其在合作網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的合作關(guān)系較少但仍然具有相當(dāng)高的合作頻次，在整個(gè)項(xiàng)目中發(fā)揮極為重要的作用。

以英國的國際合作網(wǎng)絡(luò)為例，截取英國與相應(yīng)國家的合作網(wǎng)絡(luò)圖譜（圖5）。英國的合作頻次相對較低，與之存在合作關(guān)系的單位較少，但仍然是合作網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的部分。在SDSS項(xiàng)目合作網(wǎng)絡(luò)中由美國起主導(dǎo)作用，英國、德國、西班牙、法國等國家起重要作用，構(gòu)成的整個(gè)國家合作網(wǎng)絡(luò)主體結(jié)構(gòu)的合作模式可以被定義為多邊交叉合作模式。即合作單位之間存在著多邊合作情況，并以此構(gòu)成一個(gè)較為緊密的合作體系。但由于合作單位之間的合作能力差距導(dǎo)致合作頻次出現(xiàn)不均衡分布。不過SDSS項(xiàng)目所體現(xiàn)的不均衡多邊合作模式并不會出現(xiàn)在所有的科學(xué)合作項(xiàng)目中。部分科學(xué)合作會呈現(xiàn)出均衡多邊合作模式，即高合作能力單位間不存在較大的合作能力差距。

2）典型代表。值得注意的是SDSS項(xiàng)目國家合作圖譜中存在少數(shù)合作能力較低但合作效果較高的節(jié)點(diǎn)，最為典型的代表就是南美洲高緯度國家智利。天文觀測對于觀測點(diǎn)地理位置有特殊要求，如銀河的中心部分和麥哲倫星云天體，只能從南半球觀測。因此巴西和智利境內(nèi)均建有大型的地面觀測站。其中SDSS-Ⅳ探測項(xiàng)目所使用的Irenee du Pont望遠(yuǎn)鏡就位于智利安第斯山脈的Las Campanas天文臺。此外智利還建有托洛洛山美洲際天文臺（Cerro Tololo Inter-American Observatory）、阿塔卡瑪大型毫米/次毫米波陣列（ALMA）等大型地面觀測設(shè)備。而這些天文臺的建立均是源于智利境內(nèi)得天獨(dú)厚的天文觀測優(yōu)勢。智利由于地理因素而參與到SDSS項(xiàng)目研究中。在一定程度上彌補(bǔ)了合作能力的不足，并在研究項(xiàng)目中發(fā)揮不可或缺的作用。本研究將此類基于特殊因素彌補(bǔ)合作能力，并參與到相關(guān)科學(xué)合作項(xiàng)目中的合作模式稱之為補(bǔ)充型合作模式。其中地理因素是作為互補(bǔ)合作模式產(chǎn)生的一個(gè)重要誘因，在天文學(xué)研究領(lǐng)域的相關(guān)合作項(xiàng)目中體現(xiàn)的最為明顯。不過此類補(bǔ)充型合作模式在科學(xué)合作中體現(xiàn)較少但仍然是不可忽視的一種合作模式。

2.2 SDSS項(xiàng)目研究機(jī)構(gòu)間科學(xué)合作的可視化圖譜分析 為了進(jìn)一步探索SDSS項(xiàng)目的合作模式，在國家合作網(wǎng)絡(luò)圖譜分析的基礎(chǔ)上，通過對機(jī)構(gòu)間合作的分析來進(jìn)一步地解釋上文中的合作模式產(chǎn)生的原因，以及探索新的合作模式。對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理后得到機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜如圖6所示。

從圖6中可以看出，SDSS項(xiàng)目機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜整體也呈現(xiàn)放射狀，中心聚集著數(shù)目較多的高頻次合作機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)合作頻次從中心向四周逐漸減少。這基本符合大型科研項(xiàng)目中國家與機(jī)構(gòu)合作模式，即合作能力較強(qiáng)的合作單位處于合作網(wǎng)絡(luò)的中心位置，與其他合作單位展開科學(xué)合作，以此形成高頻次節(jié)點(diǎn)。但中國科學(xué)院作為網(wǎng)絡(luò)圖譜中合作頻次最高的節(jié)點(diǎn)卻處在較為邊緣的位置，遠(yuǎn)離高頻次節(jié)點(diǎn)集群。針對這一特殊情況將在后文進(jìn)行詳細(xì)分析。高頻次節(jié)點(diǎn)中除了中科院還有馬克斯·普朗克天文研究所、加州理工學(xué)院、哈佛史密斯天體物理中心、加州大學(xué)伯克利分校、約翰斯·霍普金斯大學(xué)、普林斯頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)，以上這些機(jī)構(gòu)在合作網(wǎng)絡(luò)中的分布相對集中，形成了一個(gè)密集的合作群落。整理出機(jī)構(gòu)合作頻次排名前15的信息表（表2），進(jìn)一步分析SDSS項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)合作情況。

表2選取了合作頻次前15的機(jī)構(gòu)。從表中可以看出，合作頻次最高的機(jī)構(gòu)是中國科學(xué)院119次，其次是馬克斯·普朗克天文研究所106次。從合作單位的國家分布上來看，機(jī)構(gòu)數(shù)最多的為美國10個(gè)，其次是英國2個(gè)，中國與德國各1個(gè)。以智利為代表的補(bǔ)充型合作國家的機(jī)構(gòu)沒有出現(xiàn)在上表中。從合作機(jī)構(gòu)的地域分布即可解釋SDSS項(xiàng)目國家合作網(wǎng)絡(luò)中美國為何處在中心的位置且具有遠(yuǎn)超其他國家的合作頻次。在SDSS項(xiàng)目中，其國家內(nèi)部數(shù)目眾多的合作單位承擔(dān)了SDSS研究工作相當(dāng)大的比重。通過廣泛的國內(nèi)及國際合作使得美國在合作項(xiàng)目中起到主導(dǎo)地位。以加州理工學(xué)院為例，其合作網(wǎng)絡(luò)如圖7所示。其合作網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)放射狀分布，與其合作的機(jī)構(gòu)超過30個(gè)。既有包括相當(dāng)多的高合作能力的機(jī)構(gòu)，也包括少數(shù)合作能力較弱的機(jī)構(gòu)。既有美國國內(nèi)的合作單位，也有其他國家的合作單位。與此相似的機(jī)構(gòu)還有普林斯頓大學(xué)、約翰斯·霍普金斯大學(xué)等高合作能力機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)在SDSS項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)合作層面上形成了一個(gè)較為緊密的多邊交叉式合作體系，上升到國家層面就表現(xiàn)為美國在合作網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)出的超高合作效果，以及形成以美國為主體的多邊交叉式合作網(wǎng)絡(luò)。而英國、德國等國家內(nèi)部也具有此類合作單位如：英國劍橋大學(xué)、樸茨茅斯大學(xué)。德國馬克思普朗克天文研究所等，但數(shù)目較少，這就導(dǎo)致國家層面表現(xiàn)出的合作效果相對較低。而中國科學(xué)院作為SDSS項(xiàng)目機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)中的特例，其合作模式有別于其他高合作效果單位。中國科學(xué)院國家天文臺作為國內(nèi)惟一一家科研單位同SDSS合作組于2012年12月正式簽署合作協(xié)議，成為SDSS-Ⅳ的所級成員單位（Full Institutional Member）[11]。并組成了一支由千人計(jì)劃學(xué)者、國家杰青為核心成員的高水平SDSS-Ⅳ研究團(tuán)隊(duì)，這些研究團(tuán)隊(duì)成員多數(shù)來自與中科院國家天文臺有合作關(guān)系的高校等合作單位。通過中科院合作網(wǎng)絡(luò)圖譜（圖8）即可展現(xiàn)出中國科學(xué)院的相關(guān)合作狀況。中科院在其合作網(wǎng)絡(luò)中起到了一個(gè)紐帶作用，其一方面連接了圖中左下側(cè)數(shù)目較多的合作頻次極低的機(jī)構(gòu)如：南京大學(xué)、北京師范大學(xué)、太原科技大學(xué)等，此類合作機(jī)構(gòu)的合作發(fā)文頻次均不超過四篇，且內(nèi)部的合作作者多數(shù)存在擁有包括中科院在內(nèi)雙重或多重工作單位，這導(dǎo)致一定數(shù)量的中科院內(nèi)部合作被判定為機(jī)構(gòu)間的合作，從而推高了中科院合作頻次，而此類高合作頻次并不能被定義為高合作效果而是被定義為內(nèi)部交叉型合作。另外由于中科院內(nèi)部合作單位均處在合作網(wǎng)絡(luò)最邊緣的位置，因此中科院在SDSS項(xiàng)目合作中明顯區(qū)別與其他高合作能力機(jī)構(gòu)，處在機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)的邊緣。另一方面中科院又與圖中右上高合作能力機(jī)構(gòu)產(chǎn)生合作關(guān)系，但合作單位數(shù)目較少，其中合作效果最突出的為德國馬普學(xué)會、英國樸茨茅斯大學(xué)。作為世界上最知名的SDSS研究機(jī)構(gòu)之一，英國樸茨茅斯大學(xué)的宇宙學(xué)與引力研究所（ICG）與中科院聯(lián)合開展圍繞SDSS-Ⅳ項(xiàng)目的國際合作，這有助于幫助中科院快速融入到SDSS項(xiàng)目合作中去。此外中國科學(xué)院國家天文臺還在中德科學(xué)中心合作框架下與德國馬普學(xué)會出現(xiàn)較為廣泛的合作。作為SDSS-Ⅳ才加入SDSS項(xiàng)目合作組的中科院，通過與SDSS項(xiàng)目中高合作能力機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，使自己快速融入到SDSS項(xiàng)目合作組當(dāng)中去。本研究將這種合作模式定義為外部協(xié)助型合作。即合作能力較低的合作機(jī)構(gòu)通過與高合作能力機(jī)構(gòu)進(jìn)行一對一或多對一的協(xié)助式合作，此類合作中的合作機(jī)構(gòu)之間存在著較為明顯的合作能力的差異且此類合作的主要目的在于幫助低的合作能力機(jī)構(gòu)快速融入到科學(xué)合作當(dāng)中去。通過以上兩點(diǎn)可發(fā)現(xiàn)在SDSS項(xiàng)目中，中科院合作模式可被定義為交互型合作模式，此類合作模式包括內(nèi)部交叉與外部交互兩個(gè)方面，其中內(nèi)部交叉主要體現(xiàn)在較為龐大的研究機(jī)構(gòu)中，其內(nèi)部研究機(jī)構(gòu)眾多并通過內(nèi)部自行優(yōu)化合作結(jié)構(gòu)，分配科研資源的方式提高自身合作能力，與此類似的還有德國馬普學(xué)會等大型科研機(jī)構(gòu)。外部交互主要體現(xiàn)在不均等性協(xié)助合作方面，即高合作能力機(jī)構(gòu)對低合作能力機(jī)構(gòu)提供技術(shù)指導(dǎo)、援助等，幫助其提高合作能力。交互型合作模式整體旨在提高合作機(jī)構(gòu)的合作能力。

2.3 SDSS項(xiàng)目整體科學(xué)合作體系構(gòu)建

通過對SDSS合作項(xiàng)目國家與機(jī)構(gòu)兩個(gè)層面合作情況的可視化網(wǎng)絡(luò)分析，可以發(fā)現(xiàn)SDSS項(xiàng)目中存在這3種較為明顯的合作模式：

1）多邊交叉型合作模式。此類合作模式中的合作單位通常具有較高的合作能力，通過高合作能力單位之間的交叉型合作做，構(gòu)成了整個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)的主體結(jié)構(gòu)。

2）雙邊交互性合作模式。此類型合作模式中的合作單位通常存在合做能力的差異，即主要體現(xiàn)在高合作能力單位

與較低合作能力單位之間，構(gòu)成整個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)次外圍結(jié)構(gòu)。

3）補(bǔ)充型合作模式。此類型合作模式中合作單位的合作能力通常存在兩極分化，主要表現(xiàn)為高合作能力單位與極低合作能力單位之間合作。此類型合作單位中合作能力較低的單位通常處在合作網(wǎng)絡(luò)較為邊緣的位置。3種合作模式有機(jī)的結(jié)合，構(gòu)成了SDSS項(xiàng)目圍繞一個(gè)整體科研目標(biāo)的“外、中、內(nèi)”3層科學(xué)合作體系（圖9）。

在這個(gè)3層合作體系中，不同合作能力的合作單位，在科研合作中均具有不同的作用。他們之間的相互作用使得3層合作體系成為一個(gè)不可分割的整體。作為天文學(xué)研究領(lǐng)域迄今為止規(guī)模最大、研究成果最有價(jià)值國際大型科學(xué)合作項(xiàng)目，SDSS項(xiàng)目的科學(xué)合作體系經(jīng)歷10余年的發(fā)展，已經(jīng)相對完善。究其原因在于這個(gè)3層網(wǎng)絡(luò)體系在科學(xué)合作中具有諸多優(yōu)勢和特征：

1）集中優(yōu)勢資源，攻克核心問題。通過高合作能力單位之間的多邊交叉合作，有利于優(yōu)勢資源的有效利用。高合作能力單位間的合作可將核心問題細(xì)化分配，從而降低了大型科研項(xiàng)目的推進(jìn)難度，保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

2）提升合作能力，保障持續(xù)發(fā)展。在雙邊交互式合作模式中，低合作能力單位通過自身內(nèi)部優(yōu)化、整合及外部協(xié)助可與效提升自身的合作能力。此類合作能力不斷增強(qiáng)的合作單位可在合作體系起到越來越重要的作用，為合作項(xiàng)目持續(xù)平穩(wěn)的推進(jìn)提供強(qiáng)有力的保障。

3）整合特殊優(yōu)勢資源，帶動(dòng)區(qū)域發(fā)展。在補(bǔ)充型合作模式中，一方面由于補(bǔ)充型合作單位的加入，可確保合作的完整性。另一方面補(bǔ)充型合作單位本身也可獲得技術(shù)與資金上的支持，帶動(dòng)自身科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3 研究結(jié)論

本研究以SDSS項(xiàng)目的科學(xué)合作為例，探索大科學(xué)項(xiàng)目的國際科學(xué)合作的合作模式，在其他大型國際合作項(xiàng)目中也均有不同程度的體現(xiàn)，例如在人類基因組計(jì)劃（Human Genome Project）中就存在多邊交叉型合作模式及雙邊交互型合作模式兩類合作模式，而在國際空間站（International Space Station）項(xiàng)目中則主要體現(xiàn)為多邊交叉型合作模式，其初創(chuàng)期的5家合作單位均為載人航天領(lǐng)域的頂尖機(jī)構(gòu)?；诖罂茖W(xué)項(xiàng)目中合作性質(zhì)的相似性，通過借鑒SDSS項(xiàng)目中所包含的成熟的科學(xué)合作模式，可有效降低大科學(xué)項(xiàng)目管理的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)成果的產(chǎn)出。對于中國而言，中科院作為國內(nèi)惟一合作單位于2012年加入SDSS項(xiàng)目合作組。雖然取得了一定的成績（主導(dǎo)進(jìn)行南銀冠U波段巡天項(xiàng)目（SCUSS）），但在合作網(wǎng)絡(luò)中仍處在較為邊緣的位置，在整個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)中的影響力仍有待提升。因此我國在積極主導(dǎo)或參與大科學(xué)國際科學(xué)合作中，一方面要注重不斷加強(qiáng)與外部高合作能力單位進(jìn)行合作，通過學(xué)術(shù)交流、聯(lián)合培養(yǎng)人才等方式提升自身合作能力。另一方面要整合現(xiàn)有資源，加強(qiáng)國內(nèi)機(jī)構(gòu)之間協(xié)調(diào)性，發(fā)揮科研資源效率的最大化。此外，國家應(yīng)加強(qiáng)對大科學(xué)項(xiàng)目的投入，主導(dǎo)開展大科學(xué)項(xiàng)目的國際科學(xué)合作。構(gòu)建自主科學(xué)合作體系，加強(qiáng)科學(xué)合作管理，促進(jìn)科研產(chǎn)出。未來研究中我們將進(jìn)一步對其他大科學(xué)項(xiàng)目的科學(xué)合作模式進(jìn)行分析和探究，進(jìn)一步挖掘和解釋大科學(xué)合作模式及其特征。為我國今后在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域開展國際大科學(xué)項(xiàng)目的合作研究提供參考借鑒。

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（責(zé)任編輯：馬 卓）