谁是第一？Nature Index眼中的科研机构实力大比拼

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前段时间，Nature Index发表了2020自然指数年度榜单（Nature Index 2020 annual tables）。这个榜单有好几个子榜单，分别评价了不同国家和科研机构在自然科学以及各个学科的高水平科研成果的产出情况。在对这个榜单排名进行的分析前，我们先来普及一下，什么是自然指数以及自然指数排名的依据。

Nature Index的计算方法

自然指数（Nature Index）是依托于全球顶级期刊（2014年11月开始选定68种，2018年6月改为82种），统计各高校、科研院所（国家）在国际上最具影响力的研究型学术期刊上发表论文数量的数据库。它和大名鼎鼎的ESI（Essential Science Indicators）不同，ESI选取的文章不是顶级期刊论文，而是SCI和SSCI所收录的全球10000多种学术期刊的论文。由于数据库非常庞大，所以ESI通过计算论文数、引文数、篇均被引频次和单篇年均被引频次等多项指标，可以从不同角度评估各研究领域中最领先的国家、期刊、科学家、论文和研究机构，甚至可以判断不同学科领域的研究方向和趋势。Nature Index参照的是全球最顶级的期刊，他的比较范围是简单且高端的，更能看出一个国家和科研机构在顶级研究中的实力。

自然指数有三种计量方法来追踪作者的单位信息：

论文计数 (article count/AC) - 不论一篇文章有一个还是多个作者，每位作者所在的国家或机构都获得1个AC分值。
分数式计量（fractional count/FC）- FC考虑的是每位论文作者的相对贡献。一篇文章的FC总分值为1，在假定每人的贡献是相同的情况下，该分值由所有作者平等共享。例如，一篇论文有十个作者，那每位作者的FC得分为0.1。如果作者有多个工作单位，那其个人FC分值将在这些工作单位中再进行平均分配。
加权分数式计量（weighted fractional count/WFC）- 即为FC增加权重，以调整占比过多的天文学和天体物理学论文。这两个学科有四种期刊入选自然指数，其发表的论文量约占该领域国际期刊论文发表量的50%，大致相当于其它学科的五倍。因此，尽管其数据编制方法与其他学科相同，但这四种期刊上论文的权重为其他论文的1/5。

除此之外Nature Index还会对科研中的合作进行量化分析：一篇文章的FC值为1，这篇文章有A个作者，那么每个作者分到的FC为1/A，其中一个作者又属于B个机构，那么每个机构分到的分数是B/A；如果其中有C个作者来自同一机构，那么这个机构的FC值为C/A。AC代表的是数量，那么FC/AC的数值越大，代表这个机构独立研究的能力越强；FC/AC的值越小，代表这个机构与其他机构合作的程度越高。

但是，Nature Index评价体系的缺陷也很明显，比如Nature和Nature Communicaitons都是顶级期刊，发Nature和发Nature Communicaitons所获得的分值都是1。但两者的差距是存在的。除此之外，这样的评价体系更会向中科院这样的巨无霸研究机构倾斜。

排名分析

Nature Index的榜单按照领域分为：总体，化学，地球与环境，生物科学和物理。我们这里仅分析总体和化学。

总体排名