装置科学家参与对重大科技基础设施产出成果影响研究

摘要：大科学时代的显著特征之一是以团队形式开展科研，而重大科技基础设施（以下简称“大科学装置”）在大科学时代发挥着重要研究平台作用，向用户提供实验技术支撑，但大科学装置科学家（以下简称“装置科学家”）在以用户为导向的大科学装置中的团队参与如何提升团队成果绩效尚不明确

原文刊载于《中国科学院院刊》2025年第8期"政策与管理研究”，本文为精简改编版

张明泽1,2 樊潇潇3 李云龙4 李泽霞1,2*

1 中国科学院文献情报中心

2 中国科学院大学经济与管理学院

3 中国科学院科技基础能力局

4 中国科学院前沿科学与基础研究局

大科学时代的显著特征之一是以团队形式开展科研，而重大科技基础设施（以下简称“大科学装置”）在大科学时代发挥着重要研究平台作用，向用户提供实验技术支撑，但大科学装置科学家（以下简称“装置科学家”）在以用户为导向的大科学装置中的团队参与如何提升团队成果绩效尚不明确。文章以美国SLAC国家加速器实验室为例，从团队构成视角测度装置科学家参与用户团队开展科研活动对大科学装置产出成果影响力的提升作用。结果表明，装置科学家的参与度不仅逐年提升且对成果影响力提升有显著的促进作用。因此，需要鼓励该群体同用户建立长期合作关系，进一步释放大科学装置的创新能力。

当前科学研究是高组织度和系统性科研投入的大科学时代。要求人力、物力、财力的灵活配置，高度协同，调动科研机构深度参与，加大科学研究投入，应对国际科技竞争，抢占科技创新高地，实现科技高水平自立自强。我国兴建了一大批重大科技基础设施（以下简称“大科学装置”），培养了一大批科技人才，旨在提升基础研究能力和科技水平；同时，团队在知识生产和传播中发挥着重要作用，合作成为科学家应对日益复杂的科学难题时的必然选择。对于那些依托于大科学装置的科研项目，如何发挥好团队合作的优势，尤其是在用户导向型的大科学装置中，装置科学家是否应深度参与用户研究工作，以团队合作能否提升科研投入与产出效益绩效，尚不清楚并亟待解决。

对此，本文融合装置计量学和团队科学研究视角，以美国最具代表性的大科学装置实验室——SLAC国家加速器实验室（以下简称“SLAC”）为例，量化评价装置科学家群体在团队合作中的参与对大科学装置产出成果绩效的影响作用，以期为利益攸关方提供决策支持，促进我国大科学装置使用更具成效。在本文中，“装置科学家”是指附属于大科学装置的科技工作者，常由科研人员和技术人员构成；而“用户科学家”是指对于其所使用大科学装置而言的外来科技工作者，即机构附属关系不属于其使用的大科学装置。

1 团队科学与装置计量学结合现状

大科学装置是大科学时代推动科技发展的重要工具，是世界各发达国家开展科技创新活动与提升基础研究能力的重要技术手段。常见的大科学装置有同步辐射光源、散裂中子源、天文望远镜等。目前对大科学装置的研究尚未从装置科学家与用户科学家是否合著以及合著对产出绩效影响的视角上测度大科学装置的产出绩效。

团队结构的多样性和相似性如何影响团队绩效，是团队科学中广受关注的内容。相似性吸引理论认为人们更愿意同与自己背景相似或相同的伙伴合作，感到满足并产生更好的绩效；而认知多样性理论认为异质性的团队在获取更多元的知识、技术、资源方面更占优势，进而产生更好的绩效。基于前人研究，从装置科学家与用户科学家是否合著的层面审视大科学装置科研团队，装置科学家是否深度参与用户团队研究工作以及该群体在团队中的占比如何影响团队产出绩效，引起作者关注。对此，本研究假设如下：

H1——装置科学家的参与促进大科学装置产出成果的科学影响力提升；

H1a——装置科学家的参与促进大科学装置产出成果发表初期的科学影响力提升；

H1b——装置科学家的参与促进大科学装置产出成果全生命周期的科学影响力提升。

2 研究设计

研究案例

SLAC成立于1962年，附属于美国能源部，由斯坦福大学运行和管理。目前，SLAC拥有两大用户装置，分别是X射线自由电子激光（LCLS）和斯坦福同步辐射光源（SSRL），支撑了大量光子科学、粒子加速器、生物化学等学科的高水平研究。SLAC具有较强的代表性，拥有多项突破性技术并支撑了许多前沿的基础研究工作，截至目前，已有6位诺贝尔奖得主的成果来自SLAC。因此，以SLAC为例探究装置科学家参与对于产出绩效的影响作用对我国众多大科学装置的建设、管理、运行具有较强的借鉴作用。另外，SLAC的科研成果整理较好，分析可行性较高。

研究数据收集与概念界定

2023年10月19日从SLAC自建成果库中采集了其大科学装置支撑的科技文献，共计15569篇。相较于从Web of Science等数据库中依靠地址字段或基金字段检索具有更高的查全性和查准性。此外，自建成果库还提供每篇研究使用的实验站（experimental stations），拓展了本文的分析视角。之后，使用OpenAlex数据集作为补充，根据文献唯一识别符（DOI）进行元数据字段匹配，得到更多外部特征字段。

再对数据进行清洗，依次剔除成果自建库中的字段缺失文献，去除无法与OpenAlex数据集匹配的文献，对匹配成功的文献去重，保留9443篇文献；又考虑到SLAC在2008年针对装置进行了大规模升级，在数据集中也观测到2008年时成果产出数爆炸式增长，因此，最终保留2008年之后的9150篇文献开展后续分析。

因本文研究问题，需要对文献数据分组，识别出有装置科学家参与和无装置科学家参与的科技成果。对此，本文将署名机构字段包含SLAC及其用户装置的论文定义为有装置科学家参与的研究成果（合作组），将署名机构字段不包含SLAC及其用户装置的论文定义为没有装置科学家参与的研究成果（用户组），最终得到3408篇合作组论文和5714篇用户组论文。合作并不等于合著，因此认为在划分为合作组的文献中，装置科学家应是深度参与并作出了重要贡献。

3 实证研究

描述性统计分析

装置科学家的研究参与度逐年提升并呈现继续增长趋势

在图1（a）中，2008年时，合作组年发文量不足用户组的1/3到近年来2组年度产出比值达到约3/4以上，表明装置科学家在研究中的参与度不断提升。图1（b）同样支撑了该结论，2015年前后，合作组年发文量占本组总发文量的比值呈现高于用户组年发文量占本组总发文量的状况，并受新冠疫情影响，2020年后合作组同用户组的比值差异更加明显。

图1 基于大科学装置SLAC的产出成果年度分布

（a）论文出版年度分布情况和合作组与用户组论文数量年度比值；（b）用户组和合作组年发文量占本组总发文量的比值变化

装置科学家的参与带来更多样的实验站使用和更学科交叉的研究

研究发现合作组和用户组在装置实验站使用和学科交叉上的差异。合作组同用户组呈现出不同的研究学科偏好，合作组更关注物理而用户组关注生物、化学等学科。同时，合作组在实验站分散程度、篇均学科分散度等指标上均高于用户组，表明装置科学家的参与为研究带来更多样的学科视角和技术方法。

装置科学家的参与带来更高的年均被引和更强的长期影响力

从图2（a）中可以发现，两组文章的被引高峰均出现在发表后3—4年，但合作组年度平均被引次数明显高于用户组。而在图2（b）图中，合作组的论文在发表后10年的被引概率高于用户组的论文，表明合作组的论文可能对科学知识产生了更加长远的影响。

图2 2008—2023年合作组与用户组科技成果影响力时序演化分布

（a）图展示了两组论文在发表后X年平均被引用的次数；（b）图展示了两组论文在发表后X年被引用几率的累积值

因果相关性分析

相关性分析结果表明装置科学家参与和文章被引次数提升成正相关关系

计算结果显示自变量（装置科学家是否参与）同因变量（文章影响力）之间为正相关并显著，即装置科学家参与与被引次数提升存在正相关关系。

回归分析结果表明装置科学家参与促进了文章被引次数的提升

本研究中，自变量对因变量的影响始终为正，并显著，模型的R2也随着控制变量逐一纳入模型而升高，表明模型预测效果增强。因此，可以认为装置科学家的参与正向提升了文章的被引次数，即本文假设H1、H1a、H1b均成立。

稳健性检验结果表明装置科学家参与促进文章被引次数的提升结论可靠

本研究将自变量替换为装置科学家参与度，即装置科学家数量在团队中的占比，结果显示，装置科学家的参与提升文章被引次数的结论与前文一致。

4 结论与建议

当前，用户团队独立发表科研成果，仍是大科学装置成果产出的重要形式，装置科学家的参与程度虽有提升但仍然较低。从相似性吸引理论的视角来看，众多用户很可能出于认为团队内已有一定的技术知识基础或为了避免因跨群体沟通而引发的协同问题而选择不与装置科学家合作。但考虑到大科学装置日益复杂化的实验技术和分析方法，用户团队对装置科学家的知识需求会进一步扩大，因此在未来，与装置科学家合作应当成为用户团队高效利用大科学装置的最佳选择。

在认知多样性理论的框架下，装置科学家携带着用户科学家需要付出较高时间、经费成本才能获取到的专业知识，且这种专业知识对于用户科学家正确、高效使用实验站十分关键，具有不可或缺性和资源异质性。装置科学家的参与能为用户科学家填补知识和技术能力的欠缺，进而准确地完成实验，达成研究目标并发现重要科学结论。结合当前大科学装置运行中装置科学家与用户科学家的合作模式，本文提出如下4点建议。

建立装置科学家与用户科学家长效合作机制

鼓励装置科学家同用户科学家共同开展研究，形成知识异质性较高、互补能力较强的科学团队；并以长效合作机制化解跨群体沟通成本，共同产出具有高影响力的科学知识，进而促进大科学装置的产出效能提升。

进一步提升大科学装置用户服务水平

面向用户提供更详细的基本操作手册和技术咨询服务，一方面促进装置科学家与用户的研究合作；另一方面提升用户科学家的操作熟练度，缩小其关于实验设备使用的知识差距，降低协同成本，促进高质量成果产出和装置的高效使用。

加强机构内部（in-house）研究的支持力度

鼓励装置运行管理机构加强in-house研究的部署，培养一批既懂科研又懂实验技术的高水平科学家，基于大科学装置开展高水平前沿科学研究工作。一方面基于in-house研究科学家对实验技术相对熟悉的优势，牵引大科学装置实验技术的研发，不断提升大科学装置的技术能力；另一方面利用in-house研究科学家挖掘大科学装置实验技术的应用潜力，促进装置产出高水平成果，进而加速科学知识产出并增强装置服务能力。

研究建立符合装置科学家业务特点的考核激励机制

采取措施将装置科学家的服务效果和合作贡献纳入考核体系，不以论文作为唯一考核指标。建立适当的管理机制认可装置科学家在科研活动服务过程中的投入，保护装置科学家的劳动成果，以进一步培养凝聚高水平装置科学家人才，提高装置科学家与用户科学家开展合作创新的积极性。

致谢上海光源李红红老师在论文完成过程中给予悉心的指导和宝贵的意见，谨致谢忱。

作者简介

张明泽 中国科学院文献情报中心硕士研究生。研究兴趣：团队科学、科学学、大科学装置等。

李泽霞 自然地理学博士，中国科学院文献情报中心研究员。主要研究领域：科学学、大科学装置等。

文章来源

张明泽, 樊潇潇, 李云龙, 等. 装置科学家参与对重大科技基础设施产出成果影响研究. 中国科学院院刊, 2025, 40(8): 1-13.

DOI: 10.16418/j.issn.1000-3045.20240226001.

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来源：科学参考

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