科學(xué)預(yù)測——預(yù)見科學(xué)之美
定 價(jià):68 元
- 作者:霍朝光
- 出版時(shí)間:2024/12/1
- ISBN:9787302694113
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:N49
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書主要從理論體系和方法實(shí)踐兩方面展開。在理論體系篇,在介紹科學(xué)預(yù)測的內(nèi)涵、發(fā)展與面對(duì)的困境后,著重從科學(xué)影響力預(yù)測、科學(xué)行為預(yù)測、學(xué)科主題預(yù)測三方面構(gòu)建科學(xué)預(yù)測內(nèi)容理論體系,主要構(gòu)建論文影響力、學(xué)者影響力、期刊影響力、專利影響力、機(jī)構(gòu)影響力、選題行為、合作行為、引用行為、學(xué)科主題發(fā)展?fàn)顟B(tài)、學(xué)科主題鏈路關(guān)系十個(gè)預(yù)測維度,系統(tǒng)介紹科學(xué)預(yù)測這一領(lǐng)域的理論體系、方法思路、模型算法、數(shù)據(jù)特征等,集圖機(jī)器學(xué)習(xí)、大模型、深度學(xué)習(xí)于一體,為科學(xué)預(yù)測提供了一套相對(duì)系統(tǒng)的理論和方法體系框架。在方法實(shí)踐篇,基于同構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、文本表示學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù),分別構(gòu)建學(xué)科主題熱度預(yù)測模型、跨學(xué)科主題鏈路預(yù)測模型、學(xué)者跨學(xué)科合作測度指標(biāo)與預(yù)測模型、跨學(xué)科引文預(yù)測模型、學(xué)者跨學(xué)科選題行為預(yù)測模型等,分別以國內(nèi)外信息資源管理學(xué)科數(shù)據(jù)、“清北人”三所高校學(xué)者數(shù)據(jù)、PubMed生命與醫(yī)學(xué)全量數(shù)據(jù)、數(shù)字人文領(lǐng)域數(shù)據(jù)等為例,從不同維度進(jìn)行實(shí)證,為科學(xué)預(yù)測提供一系列方法指導(dǎo)和具體的應(yīng)用示范。本書可作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、信息資源管理等專業(yè)的指導(dǎo)書或教學(xué)參考書,也可作為科技情報(bào)、圖機(jī)器學(xué)習(xí)、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、大模型等工作者的參考書。
本書可作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、信息資源管理等專業(yè)學(xué)者研究的專業(yè)指導(dǎo)書籍以及教學(xué)參考書,亦可為從事科技情報(bào)、圖機(jī)器學(xué)習(xí)、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、大模型的實(shí)際工作者的參考書籍。
前 言PREFACE
凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。如何從海量科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)中識(shí)別出科學(xué)的演化模式
以及科研行為的演化規(guī)律,并通過建模量化表征其蘊(yùn)含的規(guī)律,預(yù)測科學(xué)生態(tài)的
未來發(fā)展趨勢及創(chuàng)新路徑,為學(xué)者開展新的或跨學(xué)科研究提供指導(dǎo),已經(jīng)成為現(xiàn)
代科學(xué)攻關(guān)和科研競技的重要命題。在科學(xué)復(fù)雜系統(tǒng)理論和萬物皆可“圖”
思想的指導(dǎo)下,人類的科學(xué)研究是有規(guī)律可循的,是可以預(yù)測的,本書旨在塑造
科學(xué)預(yù)測這一新的研究領(lǐng)域的知識(shí)體系,主要包含理論體系和方法實(shí)踐兩部分。
在理論體系篇,本書介紹科學(xué)預(yù)測的研究背景與意義、內(nèi)涵、面對(duì)的困境與
機(jī)遇,著重從科學(xué)影響力預(yù)測、科學(xué)行為預(yù)測、學(xué)科主題預(yù)測三方面構(gòu)建科學(xué)預(yù)
測內(nèi)容的理論體系,主要構(gòu)建論文影響力、學(xué)者影響力、期刊影響力、專利影響力、
機(jī)構(gòu)影響力、選題行為、合作行為、引用行為、學(xué)科主題發(fā)展?fàn)顟B(tài)、學(xué)科主題鏈
路關(guān)系十個(gè)預(yù)測維度,系統(tǒng)介紹科學(xué)預(yù)測這一領(lǐng)域的理論體系、方法思路、模型
算法、數(shù)據(jù)特征等,集圖機(jī)器學(xué)習(xí)、大模型、深度學(xué)習(xí)于一體,為科學(xué)預(yù)測提供
了一套相對(duì)系統(tǒng)的理論和方法體系框架。
在方法實(shí)踐篇,基于同構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、文本表示學(xué)習(xí)、深
度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù),分別構(gòu)建學(xué)科主題熱度預(yù)測模型、跨學(xué)
科主題鏈路預(yù)測模型、學(xué)者跨學(xué)科合作測度指標(biāo)與預(yù)測模型、跨學(xué)科引文預(yù)測模
型、學(xué)者跨學(xué)科選題行為預(yù)測模型等,分別以國內(nèi)外信息資源管理學(xué)科16 萬余
篇科學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)、“清北人”三所高校23 萬余位學(xué)者數(shù)據(jù)、PubMed 生命與醫(yī)學(xué)
數(shù)據(jù)庫3356 萬余條跨學(xué)科引文關(guān)系數(shù)據(jù)、數(shù)字人文學(xué)科交叉領(lǐng)域數(shù)據(jù)等為例,
從不同維度進(jìn)行實(shí)證,為科學(xué)預(yù)測提供一系列方法指導(dǎo)和具體的應(yīng)用示范。
首先,作者要感謝恩師武漢大學(xué)馬費(fèi)成教授、中國人民大學(xué)馮惠玲教授對(duì)本
人在此研究領(lǐng)域的持續(xù)指導(dǎo)和大力支持,感謝中國人民大學(xué)盧小賓教授、中國人
民大學(xué)索傳軍教授、武漢大學(xué)陸偉教授對(duì)本書題目和版塊內(nèi)容的指導(dǎo)。其次,感
謝近年來與本人在科學(xué)預(yù)測領(lǐng)域并肩開拓的韓粵吉、李文靜、但婷婷、羅飛、高
兆盛等同學(xué)為本書做出的貢獻(xiàn)。最后,感謝國家自然科學(xué)委員會(huì)、中國人民
大學(xué)信息資源管理學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)對(duì)我們的研究工作的大力支持。感謝本書的每
一位讀者,正是你們的閱讀實(shí)現(xiàn)了本書的價(jià)值,如果本書的任何一部分能夠給你
們帶來一點(diǎn)點(diǎn)啟發(fā),我們都會(huì)由衷感到高興。
霍朝光
2025 年5 月于中國人民大學(xué)
目 錄CONTENTS
理論體系篇
第1 章科學(xué)預(yù)測的內(nèi)涵和發(fā)展 .2
1.1 科學(xué)預(yù)測的研究背景與意義
3
1.2 科學(xué)預(yù)測的內(nèi)涵
8
1.3 科學(xué)預(yù)測之困與機(jī)遇
9
第2 章科學(xué)影響力預(yù)測.12
2.1 科學(xué)影響力預(yù)測內(nèi)涵13
2.2 論文影響力預(yù)測.14
2.2.1 基于引證指標(biāo)的論文影響力預(yù)測15
2.2.2 基于替代計(jì)量指標(biāo)的論文影響力預(yù)測16
2.2.3 論文影響力預(yù)測的相關(guān)特征 .16
2.3 學(xué)者影響力預(yù)測.17
2.3.1 基于學(xué)者影響因子的學(xué)者影響力預(yù)測18
2.3.2 基于H-index、Q-value 等指數(shù)的學(xué)者影響力預(yù)測 .19
2.3.3 基于引文數(shù)量的學(xué)者影響力預(yù)測19
2.3.4 基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的學(xué)者影響力預(yù)測20
2.4 其他科學(xué)影響力預(yù)測21
2.4.1 機(jī)構(gòu)影響力預(yù)測 .21
2.4.2 期刊影響力預(yù)測 .22
2.4.3 項(xiàng)目影響力預(yù)測 .23
2.4.4 專利影響力預(yù)測 .23
2.4.5 相關(guān)特征24
2.5 科學(xué)影響力預(yù)測體系25
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2.5.1 科學(xué)影響力預(yù)測指標(biāo)體系25
2.5.2 科學(xué)影響力預(yù)測方法體系26
2.5.3 科學(xué)影響力預(yù)測特征體系28
2.6 本章小結(jié)29
第3 章科學(xué)行為預(yù)測 .33
3.1 科學(xué)行為預(yù)測內(nèi)涵 34
3.2 選題行為預(yù)測 .35
3.2.1 選題行為模式分析.36
3.2.2 基于二模網(wǎng)絡(luò)的選題行為預(yù)測.37
3.3 合作行為預(yù)測 .39
3.3.1 融合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和個(gè)體屬性等多指標(biāo)的合作行為預(yù)測 .40
3.3.2 表示學(xué)習(xí)視角下的合作行為預(yù)測40
3.3.3 持續(xù)合作視角下的合作行為預(yù)測41
3.3.4 情境限制視角下的合作行為預(yù)測42
3.3.5 合作推薦視角下的合作行為預(yù)測43
3.3.6 學(xué)者主觀視角下的合作行為預(yù)測44
3.4 引用行為預(yù)測 .45
3.4.1 節(jié)點(diǎn)影響力和關(guān)系權(quán)重視角下的引用行為預(yù)測 46
3.4.2 不同拓?fù)淠J揭暯窍碌囊眯袨轭A(yù)測47
3.4.3 引文推薦視角下的引用行為預(yù)測48
3.5 科學(xué)行為預(yù)測研究模式總結(jié).49
3.5.1 科學(xué)行為預(yù)測中的方法體系 .49
3.5.2 科學(xué)行為預(yù)測中的數(shù)據(jù)支持 .52
3.5.3 科學(xué)行為預(yù)測中的心理機(jī)制 .53
3.6 本章小結(jié)55
第4 章學(xué)科主題預(yù)測 .56
4.1 學(xué)科主題的內(nèi)涵與刻畫 57
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4.1.1 定性概括層面的學(xué)科主題.57
4.1.2 定量詞匯組合層面的學(xué)科主題.58
4.1.3 單一詞匯表征層面的學(xué)科主題.59
4.2 學(xué)科主題發(fā)展態(tài)勢預(yù)測 60
4.2.1 基于學(xué)科主題出現(xiàn)頻次衍生出來的相關(guān)指標(biāo)62
4.2.2 基于主題模型衍生出來的相關(guān)指標(biāo) 62
4.2.3 基于引證關(guān)系衍生出來的相關(guān)指標(biāo) 62
4.2.4 基于替代計(jì)量衍生出來的相關(guān)指標(biāo) 63
4.3 學(xué)科主題關(guān)系預(yù)測 64
4.3.1 基于鏈路預(yù)測的學(xué)科主題關(guān)系預(yù)測 64
4.3.2 基于學(xué)術(shù)實(shí)體相互作用的學(xué)科主題關(guān)系預(yù)測65
4.4 本章小結(jié)65
方法實(shí)踐篇
第5 章基于LSTM 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)科主題熱度預(yù)測 68
5.1 引言.69
5.2 研究設(shè)計(jì)70
5.2.1 基于LDA 模型的學(xué)科主題抽取 71
5.2.2 基于期刊影響因子的學(xué)科主題熱度計(jì)算模型71
5.2.3 基于LSTM 的學(xué)科主題熱度預(yù)測模型72
5.3 數(shù)據(jù)處理74
5.3.1 數(shù)據(jù)收集74
5.3.2 學(xué)科主題抽取75
5.3.3 學(xué)科主題熱度計(jì)算.76
5.4 模型評(píng)價(jià)76
5.4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)77
5.4.2 模型檢驗(yàn)77
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5.5 方法應(yīng)用79
5.5.1 研究熱點(diǎn)預(yù)測分析.79
5.5.2 學(xué)科增長點(diǎn)預(yù)測分析80
5.6 本章小結(jié)82
第6 章基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的跨學(xué)科主題鏈路預(yù)測.84
6.1 引言.85
6.2 相關(guān)研究86
6.2.1 跨學(xué)科研究與跨學(xué)科主題86
6.2.2 數(shù)字人文87
6.2.3 共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)88
6.2.4 鏈路預(yù)測89
6.3 研究設(shè)計(jì)89
6.4 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)94
6.4.1 數(shù)據(jù)獲取與數(shù)字人文領(lǐng)域的學(xué)科分析94
6.4.2 數(shù)字人文共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建95
6.4.3 預(yù)測結(jié)果評(píng)價(jià)96
6.5 討論.98
6.5.1 結(jié)果討論98
6.5.2 應(yīng)用和分析 99
6.6 本章小結(jié).102
第7 章學(xué)者跨學(xué)科合作交叉測度與預(yù)測.103
7.1 引言104
7.1.1 學(xué)者跨學(xué)科合作交叉測度研究背景 104
7.1.2 學(xué)者跨學(xué)科合作預(yù)測研究背景105
7.2 研究現(xiàn)狀.106
7.2.1 學(xué)者跨學(xué)科合作交叉測度106
7.2.2 跨學(xué)科交叉測度指標(biāo).108
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7.2.3 學(xué)者合作預(yù)測110
7.3 學(xué)者跨學(xué)科合作測度框架設(shè)計(jì) .112
7.3.1 學(xué)者跨學(xué)科合作學(xué)科多樣性測度指標(biāo)112
7.3.2 學(xué)者跨學(xué)科合作網(wǎng)絡(luò)凝聚性測度指標(biāo)115
7.4 中國人民大學(xué)學(xué)者跨學(xué)科合作交叉測度117
7.4.1 數(shù)據(jù)收集和處理 117
7.4.2 中國人民大學(xué)學(xué)者合作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建.121
7.4.3 中國人民大學(xué)學(xué)者跨學(xué)科交叉測度結(jié)果與分析 122
7.4.4 測度結(jié)果討論125
7.5 “清北人”三大高校學(xué)者跨學(xué)科合作交叉情況對(duì)比分析 126
7.5.1 數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理126
7.5.2 三大高校學(xué)者合作總體情況分析.128
7.5.3 “清北人”三大高?鐚W(xué)科合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析 132
7.6 學(xué)者跨學(xué)科合作預(yù)測框架設(shè)計(jì) .136
7.6.1 學(xué)者跨學(xué)科合作預(yù)測框架136
7.6.2 學(xué)者跨學(xué)科合作預(yù)測模型136
7.6.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)置.137
7.6.4 性能評(píng)估.138
7.6.5 預(yù)測結(jié)果與討論 138
7.7 本章小結(jié).140
第8 章基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的跨學(xué)科引文預(yù)測 141
8.1 引言142
8.2 相關(guān)工作.144
8.2.1 基于內(nèi)容過濾的引文預(yù)測144
8.2.2 基于協(xié)同過濾的引文預(yù)測145
8.2.3 基于圖的引文預(yù)測147
8.3 研究設(shè)計(jì).148
8.3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理 150
8.3.2 跨學(xué)科引文預(yù)測模型構(gòu)建151
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8.4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析153
8.4.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備.153
8.4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).154
8.4.3 評(píng)價(jià)指標(biāo).155
8.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 156
8.5 本章小結(jié).161
第9 章基于異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)者跨學(xué)科選題預(yù)測.162
9.1 引言163
9.2 相關(guān)研究.164
9.2.1 學(xué)者研究選題推薦研究現(xiàn)狀 164
9.2.2 跨學(xué)科研究主題推薦策略相關(guān)研究 167
9.2.3 異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)推薦方法 170
9.3 研究設(shè)計(jì).173
9.3.1 研究框架.173
9.3.2 基本概念與問題定義.175
9.4 學(xué)者和研究主題的跨學(xué)科關(guān)系 .178
9.4.1 學(xué)者學(xué)科標(biāo)識(shí)178
9.4.2 研究主題的跨學(xué)科標(biāo)識(shí) 181
9.5 基于異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的跨學(xué)科主題預(yù)測模型.182
9.5.1 特征抽取和表示 183
9.5.2 HetGNN 異構(gòu)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型185
9.5.3 機(jī)器學(xué)習(xí)分類器 186
9.6 實(shí)證研究.188
9.6.1 數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理188
9.6.2 異構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建190
9.6.3 評(píng)價(jià)指標(biāo).194
9.6.4 實(shí)驗(yàn)過程.195
9.6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 196
9.7 本章小結(jié).198