呂曉贊，蔡小靜，周 萍

（1.浙大城市學(xué)院法學(xué)院，浙江杭州 310015；2.浙江大學(xué)公共管理學(xué)院，浙江杭州 310058）

1 研究背景

當(dāng)前，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為繼人力、土地和資本之后的新型生產(chǎn)要素，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用不斷拓展升級，數(shù)字經(jīng)濟(jì)已然成為全球產(chǎn)業(yè)變革和經(jīng)濟(jì)增長的重要驅(qū)動力［1］。大數(shù)據(jù)技術(shù)及其應(yīng)用所蘊(yùn)藏的巨大價值，不僅引起產(chǎn)業(yè)界的巨大關(guān)注［2］，更是引發(fā)世界各國間的競爭與合作。2012 年，美國最早出臺的“聯(lián)邦大數(shù)據(jù)研究與開發(fā)戰(zhàn)略計劃”開啟了大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的大幕，此后許多國家紛紛出臺相關(guān)戰(zhàn)略，大力推動該領(lǐng)域的發(fā)展，如澳大利亞的公共服務(wù)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、英國的數(shù)據(jù)能力戰(zhàn)略以及我國的國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略等［3］。大數(shù)據(jù)在產(chǎn)業(yè)界的成功也引發(fā)了學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注，如何改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)和算法處理、存儲和分析數(shù)據(jù)，如何挖掘和利用數(shù)據(jù)背后的知識，以及如何應(yīng)對大數(shù)據(jù)時代的各種問題成為國內(nèi)外共同關(guān)注的重要研究課題。

與此同時，隨著科技全球化的不斷推進(jìn)，國家、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等主體間開展的多層次的科技合作成為了當(dāng)今世界國際科技合作的主流，科學(xué)研究也由此進(jìn)入到第4 個時代——國際合作時代［4］。作為高科技實力的基本體現(xiàn)之一，科學(xué)合作不僅能夠為科研人員提供更為廣闊的思路、方法及資源，還能夠節(jié)省研發(fā)成本、提高研發(fā)效率、擴(kuò)大研究影響力［5］。在過去20 年間，國際合作論文占全球總論文的比例增幅超過一倍，科技領(lǐng)先國的論文幾乎都由合作產(chǎn)生，全球科學(xué)研究正在朝著一個相互關(guān)聯(lián)的體系發(fā)展［6］。但對于各國而言，合作在帶來一些積極效益之余，也會對其創(chuàng)造以及保存科學(xué)財富的能力產(chǎn)生巨大的挑戰(zhàn)。因此，如何在國際合作與競爭中趨利避害、實現(xiàn)利益最大化，成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。

隨著大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展成熟，相關(guān)研究產(chǎn)出增長迅猛，合著論文占比也不斷攀升［7］，科研合作已成為大數(shù)據(jù)研究的主流形式［8］。早期有關(guān)大數(shù)據(jù)合作的研究多以個體學(xué)者為研究對象，發(fā)現(xiàn)從事大數(shù)據(jù)研究的學(xué)者之間的合作密度整體較低，合作關(guān)系相對分散［9］。據(jù)此，本研究將從研究機(jī)構(gòu)和國家兩個維度出發(fā)，分析2003—2017 年全球大數(shù)據(jù)研究的合作狀況及變化趨勢，以期探究該領(lǐng)域內(nèi)各國和各機(jī)構(gòu)的合作特征及貢獻(xiàn)程度，為各國、各機(jī)構(gòu)開展后續(xù)研究，以及探尋有效合作路徑和合作伙伴提供參考，并為有關(guān)部門的政策制定提供決策依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)和方法

2.1 數(shù)據(jù)與指標(biāo)

科技合著論文是科學(xué)合作成果最直接的體現(xiàn)形式，也是科學(xué)合作關(guān)系的重要反映［10］，已成為研究科學(xué)合作的主要途徑之一［11］。本研究將大數(shù)據(jù)相關(guān)合作論文作為研究對象，論文數(shù)據(jù)來源于Web of Science（WoS）數(shù)據(jù)庫的核心合集，時間跨度為2003—2017 年，文獻(xiàn)類型包括研究論文（article）、綜述文獻(xiàn)（review）和會議論文（proceedings paper）。參考和綜合已有的大數(shù)據(jù)計量研究，如楊良 斌 等［12］、Hu 等［13］、Singh 等［14］、楊瑞仙［15］等，以“大數(shù)據(jù)”為檢索詞進(jìn)行主題檢索。具體檢索策略如下：PY=2003-2017 and TS=(“big data”or“bigdata”or“huge data”or“l(fā)arge scale data”or“l(fā)arge-scale data”or“massive data”)。檢索截止日期為2019 年1 月3 日，獲取相關(guān)論文共計28 201篇（以下簡稱“樣本合作論文”），包括研究論文10 166篇（占36.0%）、會議論文17 260篇（占61.2%）和綜述文獻(xiàn)775 篇（占2.7%）。

在對樣本合作論文進(jìn)行量化統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上，還將結(jié)合社會網(wǎng)絡(luò)分析（social network analysis，SNA）方法進(jìn)一步分析和可視化合作網(wǎng)絡(luò)特征及參與者地位。相關(guān)主要概念與指標(biāo)如下：

（1）合作論文。指作者數(shù)量大于1 的論文?；谘芯繉ο蟛煌?，合作論文可以分為國家間合作（即國家和作者數(shù)量均大于1，或稱為“國際合作”）、機(jī)構(gòu)合作（即機(jī)構(gòu)與作者數(shù)量均大于1）和研究者合作（即作者數(shù)量大于1）等。其中，機(jī)構(gòu)合作包含國內(nèi)機(jī)構(gòu)間合作以及與跨國機(jī)構(gòu)的合作。本研究主要考察前兩種合作類型，即國家間合作和機(jī)構(gòu)合作。

（2）合作網(wǎng)絡(luò)特征。指通過社會網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)測度整體網(wǎng)絡(luò)的特征概況和演化趨勢。參考斯科特［16］83-90的研究，主要指標(biāo)包括：

1）網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量來考察合作網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模大小。

2）平均度數(shù)。節(jié)點(diǎn)的度為與該節(jié)點(diǎn)連接的其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，合作網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)度的平均值稱為“網(wǎng)絡(luò)平均度數(shù)”。

3）網(wǎng)絡(luò)密度。用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的實際合作次數(shù)與其理論最大合作次數(shù)之比來考察合作網(wǎng)絡(luò)的密度大小，反映節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)結(jié)程度。

4）網(wǎng)絡(luò)連通性。用起點(diǎn)與終點(diǎn)之間聯(lián)結(jié)必須移除的節(jié)點(diǎn)數(shù)來測度合作網(wǎng)絡(luò)的通達(dá)性。

5）聚類系數(shù)，這是一個局部特征量，指與一個給定節(jié)點(diǎn)直接相連的兩個節(jié)點(diǎn)彼此恰好也直接相連的概率，用于衡量合作網(wǎng)絡(luò)的集團(tuán)化程度。

6）度中心勢，用來表示網(wǎng)絡(luò)的整體中心性，體現(xiàn)整體合作網(wǎng)絡(luò)的集中程度。

（3）國家與機(jī)構(gòu)地位。指合作論文的參與國家或者機(jī)構(gòu)在合作中起到的作用?？紤]到第一作者（以下簡稱“一作”）或通信作者在論文寫作過程中的重要作用，通過一作或通信作者的論文比重來反映其在參與研究中的主導(dǎo)性地位，并通過社會網(wǎng)絡(luò)中心性指標(biāo)測度其在合作網(wǎng)絡(luò)中的地位。參考斯科特［16］90-97的研究，主要指標(biāo)包括：

1）度中心性。指一個節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)連線的數(shù)量。在合作網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的度中心性越大，則表明該節(jié)點(diǎn)在整個網(wǎng)絡(luò)中就越重要。

2）接近中心性。指一個節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)連線的平均距離。該指標(biāo)側(cè)重于測量合作網(wǎng)絡(luò)中一個節(jié)點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)中所有其他點(diǎn)的接近程度，反映節(jié)點(diǎn)對整個網(wǎng)絡(luò)的影響力。

3）中介中心性。指所有穿過該節(jié)點(diǎn)的最短路徑的條數(shù)，用來測度節(jié)點(diǎn)在合作網(wǎng)絡(luò)中的位置。中介中心性越大，則說明該節(jié)點(diǎn)在合作網(wǎng)絡(luò)中處于許多其他節(jié)點(diǎn)的捷徑上。

2.2 科學(xué)疊加圖

近幾年來，隨著數(shù)據(jù)挖掘、處理和分析技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，科學(xué)地圖（science map）作為一種用可視化方式來描述科學(xué)問題的研究方法已成為圖書情報界、科學(xué)學(xué)研究、政策管理等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)［17］?？茖W(xué)地圖的應(yīng)用范圍廣泛，不僅可以用來展示科研主體（如研究者、機(jī)構(gòu)、國家等）或某個主題領(lǐng)域的科學(xué)結(jié)構(gòu)，也可以分析科技人才隊伍分布和協(xié)作情況，形成合作地圖，或是用于研究特定機(jī)構(gòu)或地域的國際合作情況等?？茖W(xué)疊加地圖（overlay map）則是在基礎(chǔ)科學(xué)地圖的基礎(chǔ)上根據(jù)主體的屬性或特征進(jìn)一步對其可視化，進(jìn)而呈現(xiàn)出主體間的共性或差異［18］。

借鑒Van Eck 等［19］的做法，采用VOSviewer 1.6.9 軟件對數(shù)據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行可視化。一方面，VOSviewer 用于形成領(lǐng)域內(nèi)國家和機(jī)構(gòu)的研究合作網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)合作關(guān)系強(qiáng)度進(jìn)行聚類；另一方面，其疊加功能（overlay）可用于呈現(xiàn)不同國家或機(jī)構(gòu)在合作研究中的特征，如合作論文比重、一作或通信作者比重等。此外，將國家數(shù)據(jù)與其地理坐標(biāo)進(jìn)行匹配，可用于呈現(xiàn)基于地理位置的合作網(wǎng)絡(luò)，比較不同地域的大數(shù)據(jù)研究與合作能力。因此，科學(xué)疊加圖的應(yīng)用能夠增加研究數(shù)據(jù)的可讀性，并有助于提升研究結(jié)果的視覺吸引力。具體的數(shù)據(jù)處理與分析過程如圖1 所示。

圖1 數(shù)據(jù)處理與分析過程

3 結(jié)果分析

在了解全球大數(shù)據(jù)論文產(chǎn)出概況基礎(chǔ)上，從國家和機(jī)構(gòu)兩個視角對大數(shù)據(jù)研究的合作情況進(jìn)行系統(tǒng)分析，包括合作網(wǎng)絡(luò)特征與演進(jìn)規(guī)律、研究活躍國家及其地位，以及主要研究機(jī)構(gòu)及其網(wǎng)絡(luò)地位等。

3.1 國家合作網(wǎng)絡(luò)

樣本合作論文中，產(chǎn)出國主要是歐美發(fā)達(dá)國家和少數(shù)亞洲國家。其中，中國和美國是主要產(chǎn)出國，參與了占一半以上（53.8%）的論文；其次是英國（6.4%）、印度（6.0%）、德國（4.7%）、澳大利亞（3.9%）、日本（3.7%）和韓國（3.6%）等。在全球范圍內(nèi)，對大數(shù)據(jù)的合作研究較為普遍，但主要依賴國內(nèi)合作，尤其是機(jī)構(gòu)內(nèi)合作，國家間的合作程度不高。圖2 為基于VOSviewer 構(gòu)建的合作論文網(wǎng)絡(luò)，共包含了87 個發(fā)表論文數(shù)量大于等于3篇的國家節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間的連線代表國家間的合作關(guān)系，節(jié)點(diǎn)大小代表該國與其他國家的合作次數(shù)，節(jié)點(diǎn)越大表明該國參與的國際合作越多。

圖2 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域樣本論文國際合作網(wǎng)絡(luò)

表1 所示為合作網(wǎng)絡(luò)主要特征指標(biāo)值，表明網(wǎng)絡(luò)中存在較少的孤立點(diǎn)，合作關(guān)系較為普遍，但網(wǎng)絡(luò)較為稀疏，整體合作程度不高，且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的度中心性分布差異較大，合作關(guān)系主要集中在部分國家之間。

表1 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文國際合作網(wǎng)絡(luò)主要特征

盡管信息通信技術(shù)的發(fā)展使得地理距離在合作中的重要性有所削弱［20］，但大數(shù)據(jù)領(lǐng)域研究的國際合作關(guān)系依舊與地理位置密切相關(guān)，形成了幾大明顯的地域性合作團(tuán)體（見圖2 以虛線標(biāo)記）。其中，聚類1 主要包括南美、非洲和部分亞歐國家，如巴西、墨西哥、智利、印度和法國等；聚類2 主要包含了歐洲各國，如英國、瑞士、德國、西班牙、意大利和荷蘭等；聚類3 以西亞、北非地區(qū)國家為主，典型代表為約旦、黎巴嫩、沙特阿拉伯、伊拉克和卡塔爾等；聚類4 以中、美兩國為主導(dǎo)，涉及澳大利亞、日本、越南等環(huán)太平洋國家；聚類5 主要集中在北歐地區(qū)，如挪威、丹麥、冰島等。其中，美國、中國、英國、德國和澳大利亞的合作關(guān)系總體較多，其合作伙伴也明顯多于其他國家，可視為大數(shù)據(jù)領(lǐng)域研究合作的主要參與者。

隨著越來越多國家的加入，大數(shù)據(jù)領(lǐng)域研究的全球化特征日益凸顯。如表2 所示，在合作網(wǎng)絡(luò)中，2003 年僅有23 個國家參與國際合作，合作程度低，2013 年參與合作的國家達(dá)到61 個，而到2017 年參與合作國家數(shù)量已經(jīng)增長到了114 個；此外，網(wǎng)絡(luò)密度的增加說明國家之間的合作越來越頻繁，合作關(guān)系日益密切，而度中心勢的變化則說明合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有所變化，從最初的整體分散到個別國家主導(dǎo)，后續(xù)又逐漸向多元化轉(zhuǎn)變。參考金碧輝等［21］的研究分析，造成合作網(wǎng)絡(luò)中這種趨勢的可能原因是，越來越多國家的加入導(dǎo)致原有的中心勢力受到制衡，使得合作網(wǎng)絡(luò)的中心勢降低、網(wǎng)絡(luò)集中度減少，從而表現(xiàn)出趨于分散的特征。

表2 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文國際合作網(wǎng)絡(luò)年度特征

圖3 呈現(xiàn)了合作網(wǎng)絡(luò)的演化情況。在大數(shù)據(jù)發(fā)展初期（2003 年），美國、加拿大和中國是領(lǐng)域內(nèi)最主要的合作研究參與者，其次是部分歐洲國家（如英國、瑞士、德國等）和少數(shù)亞洲國家（如新加坡、日本、印度等）；經(jīng)過10 年發(fā)展，到2013 年，領(lǐng)域內(nèi)的合作程度依然不高，參與國家數(shù)量增長有限且主要集中在歐洲及其毗鄰地區(qū)，美國、加拿大和中國依然是最為核心的合作研究參與者，但英國、法國以及日本的合作關(guān)系提升明顯；2017 年合作網(wǎng)絡(luò)顯示出了較為密集的合作關(guān)系，一方面參與合作的國家數(shù)量增長迅速，覆蓋范圍幾乎涵蓋各大洲，另一方面國家之間合作十分頻繁，國際合作程度較高的主要合作者的數(shù)量也有增加，顯示出多元化的網(wǎng)絡(luò)特征。

圖3 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文國際合作網(wǎng)絡(luò)演化趨勢

進(jìn)一步，在圖2 基礎(chǔ)上，圖4 以疊加圖的方式呈現(xiàn)了各國國家間合作論文的比重。其中節(jié)點(diǎn)的顏色越深，說明比重越高，即其參與國際合作程度越高。從具體分布來看，歐洲各國整體比重較高，國際合作較為普遍，近一半論文由國際合作產(chǎn)生，尤其是靠近北歐的國家，如丹麥、挪威等，合作率高達(dá)70%；中國和美國盡管論文產(chǎn)量最多，但國際合作比重較低，不到30%；印度（11.4%）、日本（26.2%）和韓國（27.4%）等亞洲國家的論文產(chǎn)出主要依賴于國內(nèi)合作，尤其是機(jī)構(gòu)內(nèi)部的合作，其中印度近84%的論文由國內(nèi)合作產(chǎn)生，而國內(nèi)合作的2/3 由機(jī)構(gòu)內(nèi)合作產(chǎn)生。此外，由于相關(guān)論文數(shù)量少，中東、南美以及非洲等國家也表現(xiàn)出了較高的國際合作率。

圖4 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文國際合作主產(chǎn)國比重分布

3.2 活躍國家地位

樣本合作論文中一作或者通信作者論文的比重如圖5 所示，其中節(jié)點(diǎn)的顏色越深，說明該國一作或通信作者論文的比重越高，在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域內(nèi)合作研究中的主導(dǎo)性就越強(qiáng)。整體而言，各國作者的主導(dǎo)性與其合作程度較為一致，歐美等國的比重高于亞洲國家，如英國、德國、澳大利亞、加拿大和意大利等，平均比重約為3%，中東及東亞地區(qū)的國家則相形見絀。在所有參與國際合作的國家或地區(qū)中，中國和美國的一作和通信作者比重最高，分別為23%和20%，遠(yuǎn)高于其他國家，這說明中美兩國不僅積極參與國際合作，并且在合作中占據(jù)主導(dǎo)地位，是大數(shù)據(jù)領(lǐng)域內(nèi)合作論文的主要貢獻(xiàn)者，對全球大數(shù)據(jù)研究具有重要意義。此外，中國的主導(dǎo)性優(yōu)勢意味著中國積極主動地尋求國際合作，努力拓展合作范圍，另一方面也是中國在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域科研實力的體現(xiàn)，說明中國能夠在合作中起到一定的主導(dǎo)作用。

圖5 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文國際合作主產(chǎn)國一作或通信作者論文比重分布

如表3 所示，合作網(wǎng)絡(luò)中心性的測度結(jié)果表明，美國是當(dāng)前大數(shù)據(jù)領(lǐng)域研究國際合作的核心力量，不僅合作程度高、合作規(guī)模大，而且在整個合作網(wǎng)絡(luò)中起到了重要的橋梁作用，有助于促進(jìn)不同國家和地區(qū)間的合作，這與美國的大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展水平及其對大數(shù)據(jù)技術(shù)的重視程度密切相關(guān)；其次是英國，盡管其論文總產(chǎn)量不高，但在全球合作網(wǎng)絡(luò)中處于重要地位，合作程度整體較高；此外，中國、德國、澳大利亞、日本、意大利、加拿大和法國也在網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)有利位置，擁有較多的合作關(guān)系。其中值得注意的是，中國盡管論文產(chǎn)量最高，國際合作論文多，但接近中心性和中介中心性指標(biāo)排名均較靠后，說明中國的合作對象較為固定，合作范圍有限。

表3 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文國際合作活躍國家及其中心性

基于中美兩國在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域研究產(chǎn)出和國際合作中的重要作用，我們進(jìn)一步根據(jù)樣本合作論文描繪了兩國的合作網(wǎng)絡(luò)（見圖6）。圖6 中，節(jié)點(diǎn)的大小代表中美兩國與其合作國家合作論文的占比，節(jié)點(diǎn)越大說明該國與美國或中國的合作論文越多、所占比重越大，合作關(guān)系更為密切。總體來看，兩國的合作對象分布較廣，以亞洲和歐洲等地區(qū)的國家為主，美國的合作者更多；除互為各自的首要合作伙伴外，兩國共同合作者數(shù)量多，其中加拿大、澳大利亞和英國與兩國均有密切的合作關(guān)系，平均占比均在4%左右；此外，中國與日本、新加坡和韓國等鄰國合作較多，而美國則與德國和意大利等歐洲國家有較為頻繁的合作關(guān)系。

圖6 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域中國和美國論文國際合作網(wǎng)絡(luò)

3.3 機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)

樣本合作論文涉及機(jī)構(gòu)數(shù)量大、分布范圍廣，主要是高校和研究機(jī)構(gòu)，也包括了部分企業(yè)。其中，中國科學(xué)院在論文產(chǎn)量方面優(yōu)勢明顯，位列第一；其次是清華大學(xué)、IBM 公司（IBM Crop）和德克薩斯大學(xué)（Univ Texas）；此外，北京郵電大學(xué)、上海交通大學(xué)、武漢大學(xué)、麻省理工學(xué)院（MIT）、華中科技大學(xué)和國防科技大學(xué)也是主要貢獻(xiàn)者，合作論文數(shù)量均在150 篇以上。

圖7 為主要機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)，與國家間的合作關(guān)系相似，研究機(jī)構(gòu)的合作關(guān)系也與其地理距離密切相關(guān)，構(gòu)成了三大主要聚類：聚類1 以美國的知名高校、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)為主，包括麻省理工學(xué)院、德克薩斯大學(xué)和IBM 公司等；聚類2 主要是以中國科學(xué)院為核心的中國高校和研究機(jī)構(gòu)，如中國科學(xué)院大學(xué)（Univ Chinese Acad Sci）、上海交通大學(xué)（Shanghai Jiao Tong Univ）和清華大學(xué)（Tsinghua Univ）；聚類3 的機(jī)構(gòu)分布則相對較為分散，以大洋洲和歐洲的一些高校和研究機(jī)構(gòu)為主，如澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)和工業(yè)研究組織（The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation，CSRIO）、悉尼大學(xué)（Univ Sydney）和法國國家科學(xué)研究中心（National Center for Scientific Research，CNRS）等。

圖7 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文國際機(jī)構(gòu)合作聚類

表4 體現(xiàn)了該網(wǎng)絡(luò)的特征指標(biāo)值，表明合作現(xiàn)象非常普遍，不存在孤立的節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)整體較為密集，節(jié)點(diǎn)間合作程度較高，但各機(jī)構(gòu)的度中心性部分差異較大，主要合作關(guān)系集中在部分機(jī)構(gòu)間。

表4 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文國際合作機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)特征

圖8 和圖9 分別展示了各研究機(jī)構(gòu)的合作論文和跨國合作論文的比重。如上所述，參與大數(shù)據(jù)研究的機(jī)構(gòu)合作程度較高，但以本國機(jī)構(gòu)間的合作為主，跨國合作比重相對較低且分布不均。從總體合作情況看，圖8 中的深色節(jié)點(diǎn)分布較為分散，且每個聚類均有涉及，如聚類1 中的法國工科大學(xué)（Ecole Polytech）、哈佛醫(yī)學(xué)院（Harvard Med Sch）和西北大學(xué)（Northwestern Univ），聚類2 的中國科學(xué)院（Chinese Acad Sci）、中國科學(xué)院大學(xué)和深圳大學(xué)（Shenzhen Univ），聚類3 中的劍橋大學(xué)（Univ Cambridge）和悉尼大學(xué)，這些機(jī)構(gòu)的合作率較高，80%以上的論文均由合作產(chǎn)生，是各個聚類的主要合作者。

圖8 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文合作機(jī)構(gòu)比重分布

如圖9 所示，跨國合作比重呈現(xiàn)出明顯的自上而下遞減式分布，說明歐美和澳大利亞等國家和地區(qū)的機(jī)構(gòu)在國際合作中優(yōu)勢明顯，絕大多數(shù)的合作論文均和國外機(jī)構(gòu)合作產(chǎn)生，而中國等亞洲國家的機(jī)構(gòu)則更傾向于國內(nèi)機(jī)構(gòu)間的合作。

圖9 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文跨國合作機(jī)構(gòu)比重分布

3.4 活躍機(jī)構(gòu)地位

在樣本合作論文中，各機(jī)構(gòu)合作論文一作或通信作者的比重疊加圖如圖10 所示?？傮w而言，參與合作的機(jī)構(gòu)的主導(dǎo)性不高，一作或通信作者的比重約為20%，且分布不均，自左向右遞增，而中國機(jī)構(gòu)的主導(dǎo)地位明顯，平均占比為40%左右。其中，盡管中國科學(xué)院的論文數(shù)量較多、合作范圍較廣，但其一作或通信作者比重相較于其他國內(nèi)機(jī)構(gòu)而言并不高，約為32%，而國內(nèi)其他一些高校盡管合作論文數(shù)量有限，但其一作或通信作者的主導(dǎo)比例較高，研究貢獻(xiàn)較大，如北京交通大學(xué)（Beijing Jiaotong Univ）、武漢科技大學(xué)（Wuhan Univ Technol）以及山東大學(xué)（Shandong Univ）；歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的機(jī)構(gòu)盡管合作率較高，但多數(shù)機(jī)構(gòu)的一作或通信作者并非主導(dǎo)者，主要起到參與或輔助作用。圖11 進(jìn)一步考察各機(jī)構(gòu)在跨國合作中一作或通信作者的比重。整體分布趨勢與圖10 相似，自左向右逐漸遞增，即中國機(jī)構(gòu)的比重依然較高，主導(dǎo)優(yōu)勢明顯。此外，相對于所有機(jī)構(gòu)間合作，聚類1 中的歐美機(jī)構(gòu)的主導(dǎo)地位有所削弱，尤其是部分美國高校，如東北大學(xué)（Northeastern Univ）、哈佛大學(xué)（Harvard Univ）和華盛頓大學(xué)（George Washington Univ），說明這些機(jī)構(gòu)更多地在國內(nèi)機(jī)構(gòu)合作中占主導(dǎo)；部分澳大利亞機(jī)構(gòu)則正好相反，在跨國機(jī)構(gòu)合作中更具主導(dǎo)優(yōu)勢，如澳大利亞國立大學(xué)（Australia Natl Univ）、紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)（Univ Newcastle）和悉尼大學(xué)（Univ Sydney），其一作或通信作者比例有所提升。

圖10 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域機(jī)構(gòu)合作論文一作或通信作者比重分布

圖11 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域跨國合作論文一作或通信作者比重分布

中心性測度表明處于網(wǎng)絡(luò)中重要位置的機(jī)構(gòu)基本都來自中國和美國（見表5）。其中，中國科學(xué)院是大數(shù)據(jù)國際合作中的核心力量，其中介中心性和度中心性指標(biāo)均排在首位，說明其合作程度高、合作規(guī)模大，并起到了重要的橋梁作用，合作資源豐富；其次是德克薩斯大學(xué)和清華大學(xué)，其中介中心性和度中心性均較高。除高校外，IBM 是最為重要的企業(yè)代表，合作規(guī)模較大，在網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)有利地位。另外，中國的武漢理工大學(xué)、東北大學(xué)、香港中文大學(xué)和美國的加州大學(xué)圣地亞哥分校，以及新加坡的南洋理工大學(xué)的中介中心性排名均明顯高于其度中心性排名，說明這些機(jī)構(gòu)盡管合作規(guī)模有限，但在合作中起到了一定的橋梁作用。

表5 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域論文合作活躍機(jī)構(gòu)及其中心性

基于中國科學(xué)院對于大數(shù)據(jù)研究的重要貢獻(xiàn)及其在合作網(wǎng)絡(luò)中的核心地位，我們進(jìn)一步分析了中國科學(xué)院的主要合作對象及其合作強(qiáng)度。如圖12 所示，各機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的大小代表其與中國科學(xué)院的合作論文數(shù)量，聚類（以虛線標(biāo)記）則代表了各機(jī)構(gòu)所在的國家或地區(qū)。整體而言，中國科學(xué)院的合作機(jī)構(gòu)數(shù)量多、分布廣，共與115 個機(jī)構(gòu)均有合作。具體來看，中國科學(xué)院與中國科學(xué)院大學(xué)之間的合作關(guān)系最為緊密，兩者合作的論文高達(dá)119 篇；其次是中國地質(zhì)大學(xué)（China Univ Geosci），合作論文數(shù)量為20 篇。就地區(qū)分布來看，中國科學(xué)院的合作對象主要為國內(nèi)機(jī)構(gòu)，多數(shù)集中在北京，與其地理距離較為接近；就國外合作機(jī)構(gòu)而言，雖然從數(shù)量上看中國科學(xué)院與美國機(jī)構(gòu)合作較多，但從合作強(qiáng)度來看與澳大利亞的機(jī)構(gòu)合作更為頻繁，尤其是澳大利亞科學(xué)和工業(yè)研究組織和悉尼大學(xué)。

圖12 大數(shù)據(jù)領(lǐng)域中國科學(xué)院論文主要合作機(jī)構(gòu)及數(shù)量分布

4 結(jié)論與討論

通過結(jié)合社會網(wǎng)絡(luò)分析方法和科學(xué)疊加圖，本研究從國家和機(jī)構(gòu)兩個角度系統(tǒng)分析和呈現(xiàn)了當(dāng)前國際大數(shù)據(jù)合作研究發(fā)展概況，并進(jìn)一步探究了參與者在合作中的地位。全球范圍內(nèi)，大數(shù)據(jù)研究的論文合作程度較高，但主要依賴于國內(nèi)合作，尤其是機(jī)構(gòu)內(nèi)合作，國家和機(jī)構(gòu)間的合作程度不高，但隨著科技全球化的推進(jìn)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，這兩類合作的比重都在不斷增長。

從合作程度來看，歐美等發(fā)達(dá)國家的國際合作水平普遍高于亞洲國家，其近一半以上的論文都源自國際合作。合作網(wǎng)絡(luò)的演變顯示，2003—2017年間，參與合作研究的國家數(shù)量不斷增長，幾乎覆蓋了各大洲，大數(shù)據(jù)研究國際合作的全球化特征日益凸顯，隨著合作的不斷拓展與深化，特定國家之間的合作在一定程度上有所弱化，合作集中度有所下降，多元化趨勢則日益凸顯，由三元主導(dǎo)（美國、中國和加拿大）向多極化趨勢轉(zhuǎn)變。其中，美國、中國和英國不論是一作與通信作者的論文比重還是中心性測度都位于前列，是大數(shù)據(jù)國際研究的主要推動者，占據(jù)核心地位；而在所有的合作關(guān)系中，美國和中國互為對方最為重要的合作伙伴，合作強(qiáng)度明顯高于其他國家之間的合作。此外，美國在合作者數(shù)量上領(lǐng)先全球其他各國，起到重要的橋梁作用，也證明了其在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢。

從具體機(jī)構(gòu)來看，高校和研究機(jī)構(gòu)是大數(shù)據(jù)論文的產(chǎn)出主體，但不同機(jī)構(gòu)之間的合作程度不高。中國和美國的知名高校及企業(yè)在合作網(wǎng)絡(luò)中均有良好表現(xiàn)，參與合作程度較高。其中，中國科學(xué)院不僅在論文產(chǎn)出中占據(jù)絕對優(yōu)勢，在合作網(wǎng)絡(luò)中也處于重要地位，合作規(guī)模大，起到了重要的橋梁作用，促進(jìn)了其他機(jī)構(gòu)間的合作；其次，德克薩斯大學(xué)、清華大學(xué)、華盛頓大學(xué)以及Microsoft 和IBM 公司的合作伙伴也明顯較多，影響力較大。作者主導(dǎo)性情況表明歐美等發(fā)達(dá)國家的機(jī)構(gòu)的合作率較高，主要起到參與或輔助作用，亞洲與澳大利亞的機(jī)構(gòu)，尤其是中國的機(jī)構(gòu)，主導(dǎo)性更強(qiáng)，而這一特征在跨國機(jī)構(gòu)合作中更為明顯。由此可見，中國機(jī)構(gòu)在大數(shù)據(jù)的合作研究中起到了十分關(guān)鍵的作用，不僅貢獻(xiàn)了大量的論文，同時也積極主動尋求合作。

此外，盡管隨著信息通信技術(shù)的發(fā)展，地理距離在合作研究中的重要性有所弱化，但在大數(shù)據(jù)研究中，國家和機(jī)構(gòu)間的合作關(guān)系分布依舊與地理位置密切相關(guān)。其中，以美國為核心的北美等國、以中國為核心的亞洲各國以及歐洲國家形成了三足鼎立的合作陣營；盡管跨國機(jī)構(gòu)間的合作已經(jīng)較為普遍，但與本國機(jī)構(gòu)的合作依然是主流趨勢，而在國家內(nèi)部，地理位置越近的機(jī)構(gòu)其合作緊密性就越突出。

由此可見，全球大數(shù)據(jù)研究發(fā)展迅猛，不僅論文產(chǎn)量爆發(fā)式增長，領(lǐng)域內(nèi)不同機(jī)構(gòu)、不同國家間的合作關(guān)系也在不斷加強(qiáng)，形成了較為穩(wěn)定的合作團(tuán)體，知名高校、研究機(jī)構(gòu)以及企業(yè)在各自的合作團(tuán)體中發(fā)揮著重要作用，推動大數(shù)據(jù)研究不斷發(fā)展。在未來研究中，如何突破地域限制、尋求更多合作伙伴將是各機(jī)構(gòu)和各國需要解決的一大問題。