中国科学院外籍院士对中国学术产出影响力分析——基于合作产出视角

吴 丛，阿儒涵

（1.中国科学院大学，北京 100049；2.中国科学院科技战略咨询研究院，北京 100190；3.中国科学院大学公共政策与管理学院，北京 100049）

1 研究背景

院士制度起源于17 世纪的欧洲，自此之后，在欧洲、美洲和亚洲等地区成为了受广泛认可的最高学术荣誉制度。院士制度包含概念要素众多，而外籍院士作为院士制度中的重要组成部分，在推动各国展开国际合作、凝聚国际科学力量、促进科学发展和传播科学知识等方面都发挥了重要的作用。

外籍院士制度在中国的建立经历了漫长曲折的过程。新中国成立后，院士制度在中国并没有完全建立，而“外籍院士”这一称号也没有实际落实，直至1992 年，中国科学院（以下简称“中科院”）第六次学部委员会大会通过了《中国科学院学部委员章程（试行）》，首次以文件形式明确了外籍学部委员的标准和选举制度；两年后，中科院第七次院士大会再次修订通过了《中国科学院院士章程》，并在本次大会上选举产生了14 位外籍院士，至此，中国外籍院士制度才正式建立［1］。据中科院学部局［2］统计数据，截至2019 年3 月，中国科学院共有外籍院士88 人，主要集中于欧洲、美洲和亚洲地区，其中欧洲区外籍院士共25 人、美洲区共54 人、亚洲区共9 人。

为深入探索“中国科学院外籍院士在不同领域内如何提升中国国际合作学术产出水平”这一问题，笔者采集了中国科学院外籍院士（以下简称“外籍院士”）个人情况、学术成果及其同中国学者合作成果发表数据，采用二维影响力分析矩阵模型分析中国科学院外籍院士对中国各学科领域发展的影响。考虑到中国关于院士评选的战略布局，本研究将外籍院士群体分为欧洲、美洲和亚太等3 个区域（以下简称“三区”）分别开展分析，并在此基础上提出中国基于学科布局的国际学术合作模式建议。

2 中国科学院外籍院士概况

2.1 院士制度的起源及在中国的建立与发展

1660 年，英国成立了英国皇家学会，是最早实施院士制度的学会之一；作为独立于政府的民间学术组织，其雏形是一个由12 位科学家构成的小团体，也被称为“无形学院”；英国皇家学会旨在通过实验促进自然知识发现，其成员被称为“会员（fellow）”［3］。两年后，时任英国国王查理二世为英国皇家学会颁发了皇家许可证，这一行为从政治角度上确认了英国皇家学会的合法地位。自此，英国皇家学会也开始肩负起了国立科研机构的职责。受到英国的影响，1666 年，法国皇家科学院（又称“巴黎科学院”）成立。初期，法国皇家科学院以时任法王路易十四的名义选聘了一批优秀的科学家作为成员（即院士）开展研究工作，被选聘的成员还能够获得相应的薪水报酬［4］。与英国不同，这是历史上第一个由国家设立的科学院院士制度。之后，欧洲大陆各国纷纷效仿法国来建立自己的国立科学研究院，聘请成员或院士开展研究工作［5］232。

20 世纪早期，随着西方科学知识和体制不断进入中国，中国的院士制度也初见雏形。1928 年，“中央研究院”成立，成为中国首个由政府设立的科学研究院，受政府资助，且设有研究院实体，研究范围覆盖自然科学和人文社会科学领域。1948 年，“中央研究院”会议选举出首届院士81 人［5］10，而之后第一次院士大会的成功举办也标志着院士制度在中国正式建立。1949 年11 月，中国科学院正式成立。1955 年，中科院建立学部和学部委员制度。1994 年，中科院学部委员全部改称为“院士”，外籍学部委员改称“外籍院士”。由此，中国外籍院士制度正式成立［5］424-425。

2.2 中国科学院外籍院士基本情况

自1994 年中科院外籍院士制度建立以来，外籍院士选举每两年开展一次，实行推举制［6］。王勇等人［1］的研究指出，各国外籍院士的选举体现了学术因素基础上的需求导向和荣誉授予并重的特点，即在考察候选人学术水平和对于当选国科技事业的贡献的基础上，增选院士也要符合国家外交战略布局等因素。中科院外籍院士选举和增选同样遵循了以上原则。就组成结构来看，中科院外籍院士国际化程度高、国际背景丰富，88 名外籍院士共来自20 个不同国家，其中有52 名来自美国，比例达到近六成；英国和法国的外籍院士数量次之，还有少部分来自瑞典、日本、德国、丹麦、印度和其他国家。多元化的院士背景构成符合国家外交战略布局这一考量。

中科院外籍院士2009—2018 年的学术成果颇丰，根据统计，共发表文章10 797 篇。从地区分布来看，美洲外籍院士在总发表量和年发表量上均高于欧洲和亚太地区，共发表6 673 篇，数量占六成以上；而欧洲区为2 764 篇，亚太区为1 360 篇（见图1）。就学术成果水平来看，美洲区学术水平最高。FWCI 指数是文献实际被引数与该学科领域预计总被引平均值之比，若FWCI=1，表示文献被引数与预期的全球平均水平相等；若FWCI＞1，表示文献被引数超过预期的全球平均水平；若FWCI＜1，则表示文献被引数低于预期的全球平均水平［7］。因此，本研究采用了该指数来表征学术水平，FWCI 指数值越高则表明学术成果水平在同行中的认可度越高。2009—2018 年，美洲区的FWCI 指数基本稳定在3.26～4.33之间，其中47.3%的成果为Scopus 数据库被引量前10%期刊收录，而高达76.1%的文章被Scopus 数据库被引量前10%的期刊收录；而欧洲区FWCI 指数波动下降，从2009 年的4.43 降至2018 年的2.10，其中41.2%成果在Scopus 数据库引用量为前10%，63.1%的文章被被引量前10%期刊收录；亚太区的FWCI 指数则基本稳定在1.0～1.9 之间，文章的被引表现低于以上其他两区。总体而言，三区外籍院士的研究成果水平均高于中国学者整体发文成果的平均水平，符合中国国立科研机构在考虑候选人时将学术水平作为重要影响因素的标准。

图1 中科院外籍院士发文量及发文水平年度分布

3 分析框架及指标构建

3.1 分析框架

国内外众多学者的研究表明，科研合作对科学产出有正向影响。如，Wagner 等［8］提出，全球科学（global science）的一种表现形式是国际合作，它具有自组织网络（self-organisation network）的性质，能够有效吸引到有相同研究偏好的人共同参与科学研究，从而产生更大的影响；基于对美国大学各研究中心443 名科学家的简历和调查，Lee 等［9］的实证研究结果显示，合作研究能够有效提升科学生产力；Narin 等人［10］发现，欧盟内两个以上机构的国际合作文章的被引用数量是在单一国家单一机构内合作文章被引用数量的两倍；Liao［11］收集了中国台湾某大学数据库的期刊论文数据并在SSCI 中获取了论文数据的影响因子和引文情况，其研究结果也证明了合作研究能够提升研究产出水平，而且合作研究强度越高，合作产出数量越多、质量越高；Sooryamoorthy［12］通过对南非社会科学学科在Web of Science 上的合作和引文情况的实证研究，验证了国际合作与成果被引之间的正向关系。

能否提升中国在世界范围内学术成果的发表水平是衡量外籍院士对于中国科技领域贡献的重要参考因素［1］。合作研究则是外籍院士对中国科技领域作出贡献的最主要的途径之一［13］。合作作为衡量学者间的合作情况和研究水平的常用指标，Oh 等人［14］的研究表明，该指标能够更直观地体现实际合作研究活动中的知识交流情况。为了衡量中科院外籍院士对中国国际合作学术产出的影响力，笔者采集了2009—2018 年爱思唯尔Scopus、SciVal 数据库以及中国科学院学部官网中有关中科院外籍院士个人情况、学术成果发表数据及其和中国学者的合作论文数据，构建了领域合作强度影响力指数（impact of collaboration intensity,ICI）与领域合作水平影响力指数（impact of collaboration level,ICL）两个参数。

3.2 数据选取和清洗

本研究中的分析数据主要包括衡量学术成果发表数量和衡量学术成果发文质量的两类数据。针对学术成果数量数据，笔者采集了爱思唯尔Scopus 和SciVal 数据库、中科院学部官网的相关数据并进行筛选清洗。其中，Scopus 作为全世界最大的摘要和引文数据库之一，能够有效满足本研究对于数据采集的要求；SciVal 数据库与Scopus 数据库的底层数据互通，能够提供相关统计结果；中科院学部官网数据则是用来作为数据采集后比对、筛选、清洗等各环节的参照标准，用以确保所采集的文献数据和外籍院士本人实际相符。高志等［15］通过对诺贝尔奖获得者的科研合作特征进行实证研究发现，杰出科学家进入职业后期阶段或取得一定声誉后，会更多地参与或指导其他学者的研究工作，而非以第一作者身份出现。张丽华等［16］的研究指出，在长周期的职业生涯中，作者群中以第一作者身份出现的比例会不断下降，而作为参与者身份出现的比例会不断提升。此外，Kiser［17］、高志等［18］的研究认为，在开展跨领域合作研究时，明确区分第一作者和参与作者身份并不利于开展创新活动和建立合作关系。基于相上述文献，本研究认为，无论是以参与者身份或第一作者、通信作者身份参与到研究项目中，均能从一定程度上展现外籍院士对于该项学术成果的参与度和贡献度，故在数据采集上不局限于外籍院士的作者身份，采用全口径统计外籍院士参与的所有学术成果。

针对学术成果质量数据，由于本研究的重点之一是探究外籍院士同中国学者的学术合作对于提升中国国际学术产出质量的作用，因而从学术界认同角度，特别是同行内引用影响力作为衡量标准更加恰当，故选择了SciVal 数据库中的FWCI 指标来衡量。FWCI 值反映的是学术成果引用影响力，较大程度受到引用窗口时间的影响，因此需要说明，本研究中的FWCI 指数统计的截止日期为2020 年3 月18 日。

经过初轮数据采集，共得到学术成果11 031 份（含文章、会议论文、书评、书籍章节、社论），经剔除作者和文章重名、无效文章号码、无法访问等多轮数据筛选和清洗过程，最终确认有效数据量为10 797 份。对于在数据筛选和清洗过程中出现的有关问题，做了如下处理：

（1）作者重名情况的处理方法。由于中国外籍院士的国籍情况较为复杂，姓名命名规则同中国不同，因此实际存在的重名情况并不是特别多，极少数重名情况主要集中在华人外籍院士上。对于这方面情况，选择在SciVal 数据库中以“first name+last name+affiliation”作为检索条件，基本可以解决作者重名问题。若在此检索条件下仍存在极个别外籍院士重名问题，将SciVal 与Scopus 底层数据库进行互通处理，可以看到该学者所发表具体文章的名称、摘要、合作者以及作者本身ID 号码等信息。进而，通过该学者在中国科学院学部官网和个人依附单位中的介绍，摘取其主要研究领域和研究关键词，在SciVal 和Scopus 数据库将有关学术成果信息进行一一比对，甚至在需要的情况下与该学者既往发表文章中的合作者进行对照，即可排除重名问题。数据筛选清洗完成后纳入统计范畴。

（2）成果重名的处理方法。删除标号重复的文献，保留有效成果，纳入统计范畴。

（3）无效成果编号和无法访问的处理方法。删除无效成果，不纳入数据统计。

3.3 指标构建

隆连堂等［19］、丁洁兰等［20］、尚媛媛等［21］在有关研究中使用“合作强度”和“合作水平”等概念来表征区域间或国际科研合作状态，但是对相关指标的表述和衡量方式不完全相同。本研究创建了领域合作强度影响力指数和领域合作水平影响力指数两项参数指标，并基于指标建立了相应的二维坐标框架。

（1）领域合作强度影响力指数，指某区域内外籍院士与中国学者在某一领域的合作发文占比与中国学者在该领域国际合作发文占比的比值。表示公式如下：

式（1）中，i表示某一学科领域。若ICI=1，表明外籍院士在合作研究强度上对中国学术产出无显著影响；若ICI＞1，表明外籍院士在合作研究强度上对中国学术产出有积极影响；若ICI＜1，表明外籍院士在合作研究强度上对中国学术产出无积极影响。

（2）领域合作水平影响力指数，指某区域内外籍院士与中国学者在某一领域合作文献的FWCI 指数与中国学者在该领域国际合作FWCI指数的比值。表示公式如下：

若ICL=1，表明外籍院士在合作研究水平上对中国学术产出无显著影响；若ICL＞1，表明外籍院士在合作研究水平上对中国学术产出有积极影响；若ICL＜1，则表明外籍院士在合作研究水平上对中国学术产出无积极影响。

4 结果分析

4.1 各领域ICI 指数

外籍院士非常重视同中国科研机构和大学的合作，且保持了较高的合作研究成果数量和水平。2009—2018 年，三区外籍院士共与中国学者合作发表文献2 853 篇，其中欧洲区447 篇、美洲区2 133 篇、亚太区273 篇。三区外籍院士与中国学者的合作领域众多，其中：中欧科技合作重点领域主要聚焦在地球和行星科学、化学以及物理和天文学；中美科技合作更加关注材料科学、工程学以及物理学和天文学；中国和亚太地区的主要合作领域为工程学、计算机科学以及生物化学遗传和分子工程（见图2）。各区外籍院士与中国学者在各领域合作强度指数如表1 所示。

表1 2009—2018 年中科院三区外籍院士与中国学者领域合作强度影响力指数

图2 2009—2018 年中科院三区外籍院士与中国学者合作的学科领域分布

4.2 各领域ICL 指数

如图3 所示，美洲区外籍院士同中国学者的合作水平较高，FWCI 指数高达4.76，且高于美洲区外籍院士整体国际合作平均值（4.15）；欧洲区外籍院士同中国学者的合作同样保持了较高的水平，FWCI指数超过3.0，但略低于欧洲区整体国际合作平均值；亚太区外籍院士则表现稍弱。从各领域研究水平来看，三区外籍院士在各领域同中国学者合作成果的水平基本均高于中国学者的国际合作平均水平。其中，中美合作成果水平在各领域均维持较高水准；中欧合作成果在物理和天文学、能源学、地球和行星科学以及多学科科学等领域水平较高；中亚太合作成果水平表现略显不足，在化学和物理和天文学领域上表现略好。其与中国学者在各学科领域合作成果水平具体数值，如表2 所示。

表2 2009—2018 年中科院三区外籍院士与中国学者领域合作水平影响力指数

图3 2009—2018 年中科院三区外籍院士与中国学者合作重点领域分布

4.3 综合分析

以不同区、不同领域的中科院外籍院士的ICI指数为横轴、ICL 指数为纵轴，建立二维影响力分析矩阵模型，以横纵比值为“1”作为分界线，可将不同区的中科院外籍院士与中国学者在各领域的合作情况划分为4 个象限。其中，第Ⅰ象限学科特点为高合作强度且高合作水平；第Ⅱ象限学科特点为低合作强度却高合作水平；第Ⅲ象限学科特点为低合作强度且低合作水平；第Ⅳ象限学科特点为高合作强度却低合作水平。

由图4 可见，欧洲区外籍院士与中国学者合作的学科领域影响力集中在第一和第二象限，呈现明显两极分化态势。具体而言，地球与行星科学、多学科科学等领域ICL 指数和ICI 指数均大于1，即欧洲外籍院士同中国学者在这些领域上的合作水平和合作强度远高于中国学者的国际合作水平；也就是说，欧洲外籍院士在上述领域对于中国的国际学术合作发挥了积极作用。然而，也存在如化学、化学工程、环境科学等领域合作强度较高、合作水平却低于中国国际合作平均水平的领域；分析结果显示，这些领域的欧洲院士对于中国学术国际合作成果未有显著的积极影响。

图4 2009—2018 年欧洲区中科院外籍院士与中国学者合作水平与强度影响力分布

如图5 所示，美洲区中科院外籍院士与中国学者合作的学科领域影响力主要集中在第一象限，还有少部分分布在第二象限，整体呈良好态势，对中国学术国际合作产生了积极影响。对于绝大部分学科来说，ICL 指数基本超过4，表明美洲区中科院外籍院士在学术合作水平上对于中国国际学术合作发挥了非常显著的积极作用。对于计算机科学、生物化学、遗传学和分子生物学以及数学等小部分领域来说，ICI 指数＜1，即美洲区中科院外籍院士对中国国际学术合作在强度上的影响力略显不足。

图5 2009—2018 年美洲区中科院外籍院士与中国学者合作水平与强度影响力分布

如图6 所示，亚太区中科院外籍院士与中国学者合作的学科领域影响力散落在不同象限中，相对不集中，影响力略显不足。对于多个领域来说，亚太区中科院外籍院士的ICI、ICL 指数基本都在0～2之间，即使在如物理和天文学、化学等领域，对中国国际学术合作表现有一定积极影响但并不是特别显著。此外，还存在如药学、数学等的ICI、ICL 指数均小于1 的领域，表明亚太区外籍院士与中国学者在这些领域的合作水平和合作强度均低于中国整体国际合作水平，对于提升中国国际学术表现力的影响并不显著。

图6 2009—2018 年亚太区中科院外籍院士与中国学者合作水平与强度影响力分布

5 结论与启示

（1）中国科学院外籍院士选聘整体上遵循了国际上对于院士评选的规则，并将学术水平作为最重要的考虑因素。总体上看，外籍院士对于中国在世界领域内的学术成果水平有积极影响，对于中国科技事业发展的提升有较大帮助；但是在部分地区，尤其是亚太地区，由于外籍院士的增选还肩负了中国外交战略布局等任务因素，因此从模型参数上并不能看出这些区域的外籍院士对于中国国际学术合作产出水平有显著的积极影响。

（2）各区域外籍院士对于中国各领域的学术影响力不尽相同，未来在资源配置和合作模式探索上应针对各区域特点展开具体分析。其中，欧洲区两极分化严重，中欧未来的学科合作需要针对不同领域采取不同类型的合作方式，如对于地球与行星科学、多学科科学等“双高”领域，要继续保持已有优势，对于物理学和天文学等水平很高而强度不足的领域要发挥欧洲区外籍院士在学术水平上对中国的积极影响，横向扩宽合作广度、纵向加强合作深度，促进中欧高质量学术合作；美洲区整体态势良好，但是在部分领域，如计算机科学、生物化学、遗传学以及生物学等，中美洲合作强度层面存在提升的空间，且在日益复杂的国际环境下，提升中美科技合作强度仍是一个挑战，未来应继续保持中美合作的现有优势，充分发挥美洲区外籍院士在水平和强度两个层面上对于中国国际学术表现的积极作用，探索符合中国科技战略的高质量国际学术合作模式；亚太区外籍院士对中国国际合作学术成果水平的影响力略显不足，但是由于其肩负了外交战略布局任务等因素，未来应继续探索适应中国与亚太周边国家的学术合作模式，针对合作学科领域的特点提高合作质量，有效利用外籍院士优质资源，带动中国多学科国际学术合作的高质量发展。