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實證論文要提高引用率,請盡量減少在正文中使用公式

在最近的一期Nature周刊(2012-08-30)中,以“生態學論文中的公式意味著更少的引用”(Ecology: Equations in papers = fewer citations)為題介紹了英國布里斯托大學的Tim Fawcett和Andrew Higginson發表在PNAS上的一篇文章:《過多地使用公式會阻礙生物學家之間的交流》??搭}目覺得非常有趣,找來全文閱讀了一遍,下面將介紹這篇文章的主要思想。

(Nature中推薦該文的文字,看來對這篇文章感興趣的人不少)

作者分析了三個生態學和進化領域的頂級刊物(Evolution, Proceedings of the Royal Society of London B和The American Naturalist)1998年所發表論文的引用情況,發現文章中是否包括公式會影響論文的引用率。文中所說的公式包括方程、不等式和其他數學表達式.

作者首先說明,讓實證研究和理論方法之間的新發現和新見解充分聯系起來,對許多科學領域(包括核物理、物理化學、神經科學、流行病學、生態學和大氣科學)都是至關重要的。例如,在進化生物學中集成實證研究和理論工作對于了解自然選擇如何塑造生物及其相互作用是非常重要的。大多數生物學研究是實驗性的,而實驗性研究從根本上是依賴于理論工作的,用于進行可被驗證的預測并解釋一些觀測到的現象。反過來,實證數據提供測試已建立的理論并可指導發展新的模型。然而,用足夠的技術細節展示理論的重要性有時與表現一個清晰的、可接受的模型精髓相矛盾。簡潔而精確地描述數學模型的結構需要使用公式,但這樣的技術細節可能會阻礙做實證研究的讀者(更大的讀者群)。粗略分析一些生物學文獻發現,許多實驗性研究主要建立在其他實驗性研究上,很少直接參考相關理論,這種理論與實踐結合的失敗可能會阻礙科學的進步。

對于理論性論文來說,公式的多少對引用率沒有太大影響,但是公式的多少與論文的長度是顯著正相關的。10頁及大于10頁的論文,如果平均每頁的公式多于0.5個,那么文章的引用率是會增加的。這說明有許多公式的長論文更容易被其他展示理論工作的論文所引用。另外,作者將出現在正文中的公式與出現在附錄中的公式進行了區分。正文中各頁面每增加一個方程,論文的引用率整體上減少了28%。相反,在附錄中出現公式并沒有降低論文的引用率。有許多公式出現的長論文更容易被其他理論文章所引用,但是這種增加被非理論文章的急劇下降的引用率所抵消,總體上這個引用率減少的比例上升到35%。上述分析表明,這種影響并不是僅僅因為論文中是否包含了一些公式,所以這個數量效應并不應簡單理解為大家厭惡去引用包含任何數學表達式的論文。

一篇論文的影響力應該主要由其科學價值決定的,主要包括新穎性、嚴密性、感興趣人員的多少,以及其他難于或無法客觀評判的質量,而不是通過特殊的方式所展示的方法。但是,這個研究的結果表明,科學性嚴密的理論文章如果采用高度技術性的方式展示數學細節會極大地降低其影響力。有更多公式的長論文容易被其他同樣做理論工作的論文所引用,可能是因為這樣的論文對給定的主題提供了最徹底的理論分析,但是其激發進一步理論研究的優勢卻因為難于傳達給更廣大的研究群體反而受到壓制。整體上,公式過多對引用率有負面的影響,可能會阻礙理論預測的廣泛傳播,這與科學家旨在用最有效的方法傳播理論背道而馳。新思想的傳播是一個累積過程,引用會帶來更多的引用,因此正文中一個高度技術化的模型描述可能會出現很大的差異(甚至完全相反的情況),這樣的論文有些也許很少被閱讀,而有些卻對本領域的未來研究有非常重大的影響。

生物學家之間進行有效傳遞新思想有兩個途徑值得考慮。一是通過提高對生物學畢業生的數學水平,增強他們對技術的理解。加強數學教育是一個值得稱贊的目標,可能有助于改善這種影響——長文章中出現公式似乎減少一些讀者。然而,任何試圖改變教育計劃的舉措都需要大量時間和資源,因此不可能在近幾年或者幾十年產生結果,也可能會與其他的問題發生競爭,需要不斷發展以提高其有效性。另一個更直接的解決方案,要求作者對那些理論工作的描述更加易于被更多的讀者所接受。文章的分析表明,理論文章如果在正文中減少公式的數量更容易被接受。最好的辦法是在公式中添加更多的解釋性文字,仔細描述生物學假設的數學本質。這種方法鼓勵讀者對不同生物學狀況所假設的合理性形成他們自己的觀點,從而加強理論與實證工作之間的關聯。然而,這種辦法是需要成本的,如果每個公式都有大量的文字說明,表達一個數學模型將需要占用更多的雜志版面。問題是,雜志版面的競爭日益激烈,有詳細模型描述的長論文可能會受到許多短篇幅雜志的限制。

權宜之計,減少正文中公式數量的方法是將一些公式放到附錄中。在附錄中展示足夠詳細的數學細節可能會吸引更多的讀者。正文中對模型的描述可以采用能被大多數讀者所理解的概括性的方式來描述,而對數學細節更感興趣的讀者可閱讀附錄中的內容。對準備介紹其理論工作的科學家來說,這個辦法可能是很實用的。但是,將公式放在附錄的一個問題是正文部分掩蓋了模型假設的細節,會影響對預測的解釋。因此,希望作者在正文中清晰地陳述任何假設以避免這個潛在的問題。

最后,文章說,文中所分析的論文是1998年的,那個時候的電子版(在線)附錄很少?,F在,許多學術刊物的附錄和其他補充材料都可以放在電子文件中。但令作者仍然感到懷疑的是,在電子版附錄中展示的公式,對數學細節無興趣的讀者也許會減少掃興,因為公式被有效地隱藏起來了。然而,對數學細節有興趣的讀者則需要付諸更多的努力才能得到所要的內容?,F在,這種以電子文檔的方式發布補充材料已經成為一種出版標準,因此作者決定之后用新數據對這個問題進行類似的考察。


【參考文獻】
-. 2012. Ecology: Equations in papers = fewer citations. Nature, 488: 561. doi:10.1038/488561d.
Tim W. Fawcett and Andrew D. 2012. Heavy use of equations impedes communication among biologists.PNAS,109(29): 11735-11739.

【補記】該博文于昨天晚上11點完成,主要將原始論文做了一個翻譯和歸納整理工作,本以為本博文不會受到什么關注,發出后修改修改就準備去睡覺,卻突然發現博文設為精華了(難道科學網編輯部11點后還在辦公?這樣的情況好像是第二次了)。第二天早上上來,發現感興趣的人還挺多,看來這篇論文被Nature認為是Highly read是名符其實的。今天就這個問題進行深入討論的博文也出現了好幾篇。也許我在博文中沒有將一些問題交代清楚,或者干脆有些人沒有認真讀完全文,發表的一些議論就沒有什么針對性。為了避免誤解,這里特意highlight一些背景。原論文中作者分析這個問題是有限制條件的:1)98年發表的2)生態學與進化的3)實驗性論文。如果擴展到其他學科,這些結論是否還是正確的,那將不得而知。如果有興趣,您可以就這個問題在自己的學科進行一下統計分析,但貿然得出支持或者反對這個結論的說法是毫無根據的。



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