基于复杂网络的学科知识交流网络研究

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1、基于复杂网络的学科知识交流网络研究摘要：以复杂网络理论为基础，构建学科知识交流网络模型，从个体和网络整体两个方面对模型的特征进行度量与分析，找出促进网络模型知识流动的有效方法，探讨阻碍提高学科知识交流以及共享的原因，为学科发展提供可靠的量化依据。关键词：复杂网络；知识交流网络；测度中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）11-0057-028现实世界中的许多系统都可以采用网络的形式描述，即看做由大量节点和连接节点的边组成的集合。知识是所有高校赖以生存和发展的基础，学科是高校进行教学、科研、人才培养等依赖的基本功能单位，是高校进行教育教

2、学、科学研究、人才培养的基本组织形式。学科发展是提升高校核心竞争力的最直接动力。用节点表示学科成员，两节点的连边表示学科成员间的知识交流，就构成了最简单的学科知识交流网络模型。网络中每个节点所代表的知识水平（知识存量）高低不同，所具有的知识内容也存在差异性。在学科知识交流网络模型中，知识从知识水平高的节点向水平低的节点流动，知识水平高的节点就称为知识的供给者，即知识源，知识水平低的节点被称为知识的接受者；或者是节点之间不同知识内容的相互交流。因此，学科成员间的知识交流与合作，就表现为网络上的知识传播行为。研究学科知识交流网络的结构，发现其内在特性，寻找促进网络间知识流动的

3、有效方法，提高网络知识交流过程中的稳定性，对学科的建设与发展具有极其深刻的意义。一、学科知识交流网络节点重要性度量及其分析1.节点度节点度是衡量学科成员在网络中的影响力和重要性的指标，采用与其进行知识交流的成员数量来测度，用ki表示第i个节点的度。节点度越大，表明与该节点进行知识交流的成员越多，可以认为是知识的主要供给者与传播者。因此，在网络中的影响力也越大，对学科发展具有重要作用。节点的平均度是指所有节点度的平均值，用表示，定义为：其中，ki表示第i个节点的度，n表示学科知识交流网络中总节点数，即总成员数。节点的平均度是衡量网络成员之间知识交流广泛程度的重要指标。节点的

4、平均度越大，表明网络中的知识交流越频繁，知识交流范围越广，学科的学术氛围越浓厚，成员之间的知识交流与科研合作越密切。2.节点介数8在一个网络中，连接两节点的路径中边数最少的称为最短路径。节点介数表示网络中所有的节点对之间通过该节点的最短路径条数占所有最短路径的比例。[1]节点i的介数定义如下：其中，表示节点j，k的最短路径中经过节点i的最短路径数量，表示节点j到k的最短路径总数量，n表示网络的总节点数。在学科知识交流网络中，节点介数反映了某个学科成员对其他成员之间进行知识交流的控制能力，体现了在整个网络中的作用和影响力，是重要的全局几何量，具有很强的现实指导意义。节点介数

5、越高，表明经过该节点的最短路径数越多，该学科成员作为网络中的知识传播的媒介作用越明显，可以通过提高知识传播的速度和质量来增强学科成员间的知识流动效果，在网络知识交流中具有很重要的影响力，对于发现和保护关键资源与人才具有重要的意义。学科组应该为具有高介数的成员提供更为宽松的科研和学术交流平台，使其有足够精力和优越条件为学科的知识交流充分发挥作用。二、学科知识交流网络整体特征分析1.平均路径长度平均路径长度是指网络中所有节点对间最短路径的边数平均，定义为：8其中，dij表示节点i到节点j间的最短路径的边数，n表示网络的总节点数。平均路径长度描述了网络中节点间的分异程度，表示任

6、意两个学科成员之间平均需要经过多少个中间成员才能实现知识的交流与共享。学科知识交流网络的平均路径长度越短，表明成员之间实现知识交流所需要经过的中间成员数越少，越有利于知识的快速传播。而且较少的中间环节在传播过程中能够极大地减少原有知识的损失，促进各成员间知识交流的深度与广度，对于提升学科建设的知识创新能力具有重要作用。2.聚集性聚集性表达了网络连接的聚集程度，即节点的紧邻之间也是紧邻的程度。通常用群聚系数来描述网络中节点的聚集情况。定义为：其中，C表示整个网络的群聚系数，Ci表示节点i的群聚系数，也称为“网络密度”。[2]群聚系数越大，表明网络中成员间的联系越密切，成员间

7、的知识交流与共享程度越高，越有利于成员间知识的交流传播，减少知识的交流成本以及传播过程中知识的损失。3.节点度相关性节点的度和它的邻居节点的度的相关性是重要的信息来源，当考虑整个网络中度为k的节点的邻居节点平均度时，可以得到：8其中，表示度为k的点与度为k’的节点连接的条件概率。[3]如果随着k增大而增大，表明具有大的连接度的节点往往与其他具有大的连接度的节点相连接，则称网络具有度匹配相关性；如果随着k增大而减小，暗示了具有大连接度的节点更容易与小连接度的节点相连接，则称网络具有度非匹配相关性。如果学科知识交流网络具有度匹配相