摘要:介绍和研究自然指数的方法和指标，分析自然指数的特点，统计全球及中国高等学校自然指数的历年数据;通过自然指数指标的创新性结合，进一步分析机构的合作情况;以北京大学为对象展开详细的研究，统计分析自然指数通讯作者文章的院系和作者分布。
关键词:自然指数;高等学校;通讯文章
1研究背景
基础研究是实现创新驱动发展战略的基石，没有数理化等基础学科的“深蹲助跑”，就无法实现原始创新和核心关键技术突破的“起跳跨跃”。2018年1月3日，国务院新一年的第一场常务会议，确定加大支持基础科学研究的措施，提升原始创新能力。随后在1月31日，国务院即印发《关于全面加强基础科学研究的若干意见》，从完善基础研究布局、建设高水平研究基地、壮大基础研究人才队伍、提高基础研究国际化水平、优化基础研究发展机制和环境五个方面提出了20项重点任务，体现了国家对基础研究的重视程度。基础研究着眼于未来，它的影响具有长期性，因此如何准确有效的对国家和机构的基础研究实力进行评价至关重要。
目前在基础研究评价方法上比较重要的两个指标是ESI(EssentialScienceIndicators)和自然指数(NatureIndex，以下简称NI)，分别代表着顶级论文和顶级期刊两个方向，形成了对当前学科评估和学术评价的两种导向，值得高度重视[1]。对ESI的讨论研究及方法应用已比较成熟[2-4]，本文主要介绍和研究了NI的方法和指标，分析了NI的特点，统计了全球及中国高校NI的历年数据;通过NI几个指标的创新性结合，进一步分析了机构的合作情况;以北京大学作为对象展开了详细的研究，统计分析了NI通讯作者文章的院系和作者分布。
2自然指数简介
NI是英国自然出版集团于2013首次发布的提供全球高质量研究产出模式的指标，是对该集团2005年起推出的自然出版指数(NaturePublishingIndex)的创新性改进，最大的不同在于NI选择的期刊范围不再局限于自然出版集团自身的出版物。随后在2016年自然出版集团停止了自然出版指数的发布，正式由NI取而代之。NI的核心是68种自然科学类期刊(详见附件1)，这些期刊由全球活跃科学家组成的专门小组进行选择，小组是独立于自然出版集团的。最初目的是为了选出少于100种期刊———足够涵盖所有学科，但充分选择以确保这些期刊真正反映同行判断的顶层科研成果。专门小组在挑选期刊时并没有特地考虑期刊影响因子，选择过程仅反映科学家对期刊质量的定性感觉，即愿意发表其最好科研工作的期刊。专门小组投票选出的结果随后通过邮件发给全球10万名相关领域的科学家投票确认，收到了超过2800份调查回复，最终确认了68种期刊[5-6]。这些期刊仅占科睿唯安WebofScience(WOS)数据库中期刊总数量的不到1%，但却占了自然科学引用的30%，科学界认为这些期刊能很好地吸引、选择和发表相当比例的所涵盖领域的最优秀论文。目前的68种期刊所包含的文章按照化学、地球与环境科学、生命科学和物理学分为四大领域(Nature、Science、PNAS、NatureCommunication四种综合性期刊仅包含领域内的文章)。
NI通过发文数(ArticleCount，AC)、分数式计量数(FractionalCount，FC)和加权分数式计量数(WeightedFractionalCount，WFC)3种方式进行数据统计分析，以12个月为统计时长，每月进行一次滚动更新。AC统计中只简单考虑了每个机构文章的篇数，FC计量加上了作者贡献的考虑，WFC计量则是对FC的改进，调整了占比过多的天文学和天体物理学论文[7]。NI公布的数据一般是以WFC指标作为排序依据。
3自然指数的特点
作为一个“年轻”的评价指标，NI的计算方式虽简单却行之有效，在衡量国家、地区、科研机构、高校、企业等基础科研水平方面已经发挥越来越重要的作用[8-10]。此外，在计算FC和WFC时，来自某个机构或国家的作者比例也可以认为是对论文贡献的指标，因此便可量化追踪高质量的科研合作，这也逐渐成为NI独有的优势之一。NI创始人戴维·斯温班克斯(DavidSwinbanks)称，“最初开始计算FC时并没有料到还能对国家或机构间的科研合作力度进行量化分析”。
但是，从学科分布上来说，NI目前只包含了化学、生命科学、地球与环境科学和物理学的顶尖期刊，如果作为一个反映国家或机构基础研究水平的综合性指标，还缺少数学、医学等学科领域。NI所追踪的期刊数量与组成会不定期进行更新，自然出版集团也表示期刊所涵盖的领域也计划会拓展到医学、工程学和应用科学领域。
从NI的机构排序中我们不难发现，相对于主流的世界大学排名而言，中国高校在其中表现不俗。大学排名的论文统计指标一般都考虑了通讯作者和一般作者的不同权重，而NI在统计过程中没有考虑作者的实际贡献区别，仅仅计算了论文和作者的绝对数量。也就是说，只要在论文中有署名都会产生有效分数，哪怕在实际研究工作中只做了一些细枝末节的辅助性工作。正因如此，我国高校庞大的科研人员队伍和日益增长的科研合作让我们更容易也赢得了更多的NI分数。
4数据分析和结论
4.1全球及中国高校历年数据及合作情况分析
根据NI官方网站上2012—2017年的数据结果(论文发表时间为2017-01-01—2017-12-31)，图1和图2分别显示了排序靠前的全球高校(研究对象为2016年数据结果中排序前10位的高校)和中国高校的历年数据。全球高校中，哈佛大学、东京大学、加州大学伯克利分校和耶鲁大学的分数略有下降，其中哈佛大学下降了100多分，其余学校都是微幅震荡。而中国高校普遍呈现稳步上升，北京大学、清华大学、南京大学、中国科学技术大学都已进入全球高校前20位。随着我国科技投入力度的不断加大，将会有越来越多的中国高校进入NI前列。
通过NI几个指标的结合，还可以进一步分析机构的合作情况。FC指标考虑了机构作者对论文的贡献，一篇论文的FC分数为1，假设有n位作者，则每位作者的机构得分为1/n，若其中m位作者来自同一机构，则该机构的FC分数为m/n。若某位作者同时署名多个单位，则该作者的FC分数还需在这些单位中再平均分配。机构的FC/AC比值越低，说明在所有论文中合作单位和合作者越多，在某种程度上反应了其对外合作程度越高。
表1和表2分别显示了按照目前最新的数据统计(论文发表时间为2017-01-01—2017-12-31)排序靠前的全球高校和中国高校的FC/AC比值。对比可以得出，全球高校前20位的FC/AC平均值为32.92%，中国高校前20位的平均值为40.52%，说明中国高校在对外合作程度普遍还较低。麻省理工学院、加州大学伯克利分校、北京大学、加州理工大学、上海交通大学都表现不俗，比值均低于30%。特别要提到的是，香港的3所高校(香港科技大学、香港大学、香港中文大学)在此指标上均体现了其较高的科研合作程度。中国科学院大学(国科大)由于其院所结合的体制，研究生培养依托中科院庞大的各研究所，国科大在各研究所发表的论文中都进行了署名，导致FC/AC比值在20%以下，具有一定的特殊性。
4.2北京大学历年自然指数数据及分析
按照NI的四大领域，整理了北京大学NI历年的数据和排序(括号内为清华大学数据)，如表3所示。北大近六年的NI排序不断攀升，近几年的WFC分数都在300分左右，趋于稳定，其中化学和物理学对北大NI的贡献最大。化学已经连续五年排名全球高校前5，近3年都是第1名，物理学连续4年位于全球高校前10。生命科学近几年发展较快，排序稳步提升。而地球与环境科学由于WFC分数较低，排序上下浮动较大。作为对比，清华大学整体排序近3年上升迅猛，特别是化学和物理学，物理学是唯一排序超过北京大学的。
对科研合作的追踪是NI的独特优势之一，NI官网对每个机构的合作单位进行滚动更新。表4显示了北京大学在2017年国内及国际合作较多的单位，国际合作单位中来自美国的占了半数。
4.3北京大学自然指数通讯作者统计与分析
通讯作者是论文的第一负责人，对论文应负主要责任，对论文的贡献也最大。NI没有考虑通讯作者和一般作者的区别，为更有利于掌握学校在四大领域的发展状况，我们对NI通讯作者文章进行统计分析。在WOS上检索了北京大学2017年在68种期刊上发表的论文作为研究对象，经整理，以北京大学作为通讯作者单位的文章(含共同通讯)共556篇，其中化学220篇，地球与环境科学26篇，生命科学79篇，物理学294篇。为进行数据对比，也整理了清华大学2017年的通讯作者单位文章，共495篇，其中化学196篇，地球与环境科学16篇，生命科学78篇，物理学248篇。
表5显示了北京大学通讯文章按院系归属的排序，并按四大领域进行划分。各领域都有多个院系的贡献产出，物理学包含了多达10个院系的成果。对化学领域的贡献主要有化学学院、深研院和工学院，地球与环境科学领域的贡献主要有地空学院和城环学院，生命科学领域的贡献主要有生命学院和医学部，物理学的贡献主要是物理学院和科维理所，工学院和化学学院也有一部分。
进一步对通讯文章的作者进行归属排序，如表6所示。2017年发表4篇以上通讯作者NI文章的有40人，还有24人各发表了3篇。
5讨论与展望
本文系统性的介绍了NI，统计分析了全球及中国高校的NI数据，并着重对北京大学的各项数据展开研究。随着NI的不断完善，它将帮助科学家、政府、机构和企业追踪全球各领域产出的最优秀科研成果，也将帮助人们了解地区、国家和全球层面的科研合作情况。
但是，NI绝不是下一个“影响因子”，也不会是一种学术评价体系，它只是众多科研评价工作的其中之一，一定程度上反映了科研特别是基础科学研究的实力。在衡量科研表现和学术评价时，应该与其他指标和数据共同使用。对于北京大学而言，不论是“迈向世界一流大学前列”还是“建设一所伟大的大学”，都不是、也不应该是取决于类似自然指数的排名。对某个指标过度的关注和盲目追求，最终反而会得到事与愿违的结果。
期刊推荐：《科技管理研究》于1981年1月1日创刊，经国家新闻出版署、国家科委批准，国内外公开出版发行。主管单位为广东省科学技术厅;主办单位：广东省科学学与科技管理研究会。刊载论文总量规模较大;紧扣科技发展形势，所刊登的论文多属于国家自然科学基金、国家“863”高科技计划、教育部科学基金及省级以上政府部门等资助项目的研究成果。有投稿需求的作者，可以直接与期刊天空在线编辑联系。
