武書(shū)連世界大學(xué)勝者排名2021年12月28日首次發(fā)布,2022年11月11日第2次發(fā)布,2023年第3次發(fā)布。
《武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名》,以“被評(píng)價(jià)大學(xué)兩兩之間論文引用對(duì)決,勝者在前”為原則評(píng)價(jià)世界大學(xué),得到“勝者排名”,從而揭示全世界數(shù)千所大學(xué)之間的學(xué)術(shù)依賴(lài)關(guān)系,顯示勝者對(duì)科學(xué)發(fā)展的引領(lǐng)作用。
論文引用是論文不可分割的部分,能夠反映學(xué)術(shù)成果間的相關(guān)性、依存性、繼承性,體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展循序漸進(jìn)的積累過(guò)程。但當(dāng)學(xué)術(shù)論文引用次數(shù)(包括論文被引用次數(shù)、論文他引次數(shù)、高被引作者人數(shù)、人均論文被引數(shù)、篇均論文被引數(shù)等,以及各種層次的論文發(fā)表數(shù)量)用于世界范圍的大學(xué)評(píng)價(jià)和學(xué)科評(píng)價(jià)時(shí),被引次數(shù)越多得分越高的計(jì)分方法,會(huì)直接導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的失真。失真的主要原因在于:
1、忽略了施引論文(A論文引用B論文,A論文稱(chēng)為施引論文,B論文稱(chēng)為被引論文)作者的單位層次,即使被層次差別很大的單位引用,被引次數(shù)多的大學(xué)仍然排在前面。
例如,A大學(xué)論文被美國(guó)100所非博士培養(yǎng)大學(xué)和中國(guó)100所非博士培養(yǎng)大學(xué)引用1000次;B大學(xué)論文被100所美國(guó)博士培養(yǎng)大學(xué)和中國(guó)100所博士培養(yǎng)大學(xué)引用900次,結(jié)果是A大學(xué)以被引用1000次排在B大學(xué)被引用900次前面。
2、沒(méi)有排除本校自引次數(shù),使得他引次數(shù)(他引次數(shù)指排除本校自引后的論文被引次數(shù),以下同)相近時(shí),本校自引次數(shù)多的大學(xué)排到前面。
例如,A大學(xué)被其他機(jī)構(gòu)(其他機(jī)構(gòu)指排除本校后的所有施引單位)引用800次,本校作者又引用本校論文200次,合計(jì)1000次;B大學(xué)被其他機(jī)構(gòu)引用850次,本校作者又引用本校論文100次,合計(jì)950次;結(jié)果A大學(xué)以被引用1000次排在B大學(xué)被引用950次前面。
上述失真隨著論文引用在大學(xué)評(píng)價(jià)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,出現(xiàn)了不少以跟蹤性研究和模仿性研究為主的大學(xué),世界排名超過(guò)許多至今仍在跟蹤和模仿的大學(xué),導(dǎo)致大學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果逐漸失去可信度。
例如,在2017-2021年共計(jì)13000多種學(xué)術(shù)期刊上,中國(guó)最好的理工類(lèi)大學(xué)清華大學(xué),論文被引次數(shù)和他引次數(shù)都大幅超過(guò)美國(guó)最好的理工類(lèi)大學(xué)麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院。清華大學(xué)以論文被引259630.8次、論文他引234445.9次均列世界第2名;麻省理工學(xué)院論文被引165097.2次列世界第10名,論文他引155465.4次列第8名;加州理工學(xué)院論文被引68388.4次列世界第96名,論文他引63465.5次列第88名。按論文被引次數(shù)和他引次數(shù)排名,麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院都排在清華大學(xué)后面,特別是加州理工學(xué)院排名遠(yuǎn)離清華大學(xué)。但是比較三校之間論文相互引用次數(shù)會(huì)發(fā)現(xiàn),清華大學(xué)引用麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院論文,數(shù)倍于麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院引用清華大學(xué)論文,也就是清華大學(xué)在與麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院論文相互引用的兩兩對(duì)決中為負(fù),清華大學(xué)名次應(yīng)該排在麻省理工學(xué)院和加州理工學(xué)院之后。說(shuō)明清華大學(xué)論文他引雖高居世界第2名,但其學(xué)術(shù)發(fā)展卻對(duì)世界第8名的麻省理工學(xué)院和世界第88名的加州理工學(xué)院存在相當(dāng)程度的依賴(lài)。
如果不考慮大學(xué)之間論文引用的相互對(duì)決,直接按論文被引次數(shù)和論文他引次數(shù)排名,世界大學(xué)論文被引次數(shù)前10名有7所中國(guó)大學(xué),前50名有27所中國(guó)大學(xué)。論文他引次數(shù)前10名也有7所中國(guó)大學(xué),前50名有26所中國(guó)大學(xué)。可見(jiàn),把論文被引次數(shù)或者他引次數(shù)作為大學(xué)評(píng)價(jià)的主要指標(biāo),中國(guó)會(huì)有7所大學(xué)進(jìn)入世界大學(xué)前10名,至少26所或者27所大學(xué)是世界一流大學(xué)。然而,中國(guó)是發(fā)展中國(guó)家,基礎(chǔ)科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平,特別是產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的掌握程度尚不支持當(dāng)下出現(xiàn)二十多所世界一流大學(xué),也不支持包括ESI學(xué)科排名在內(nèi)的所有評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)對(duì)中國(guó)大學(xué)各學(xué)科的世界排名。
使用“勝者在前”原則確定了各大學(xué)之間的勝負(fù)關(guān)系后,現(xiàn)有的各種世界大學(xué)排名和世界大學(xué)學(xué)科排名會(huì)出現(xiàn)顛覆性變化,這種變化是對(duì)過(guò)往評(píng)價(jià)失真的修正,也是對(duì)唯論文唯引用泡沫的擠壓。
有鑒于此,《武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名》完全放棄以各種論文引用次數(shù)評(píng)價(jià)大學(xué)的方法,而以大學(xué)之間論文相互引用產(chǎn)生的勝負(fù)關(guān)系評(píng)價(jià)大學(xué),得到以下全新的世界大學(xué)排名。
《武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名》采用名次加等級(jí)表示大學(xué)勝負(fù)位置。名次就是排名,等級(jí)分為A++、A+、A、B+、B、C+、C、D+、D、E+、E、E-,共5等12級(jí)。各等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下。
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勝者排名目錄:
一、武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名
(一)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名前100名
(二)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第101-500名
(三)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第501-1000名
(四)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第1001-2000名
(五)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第2001-3000名
(六)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第3001-4000名
(七)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名美國(guó)大學(xué)前50名
(八)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名中國(guó)大學(xué)前50名
(九)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名G7國(guó)家大學(xué)前10名
(十)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名金磚五國(guó)大學(xué)前10名
(十一)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名位居前100名的國(guó)家大學(xué)前5名
二、增加中文期刊后對(duì)中國(guó)大學(xué)的世界排名影響
三、數(shù)據(jù)采集和計(jì)分方法
四、“勝者在前”評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與過(guò)程詳解
(一)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
(二)基礎(chǔ)得分與初始排名
(三)勝者在前算法描述
附錄:中美英14所大學(xué)他引單位等級(jí)層次構(gòu)成對(duì)比
一、武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名
(一)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名前100名
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(二)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第101-500名
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(三)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第501-1000名
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(四)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第1001-2000名
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(五)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第2001-3000名
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(六)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名第3001-4000名
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(七)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名美國(guó)大學(xué)前50名
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(八)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名中國(guó)大學(xué)前50名
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(九)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名G7國(guó)家大學(xué)前10名
(G7指美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本、意大利、加拿大)
英國(guó)大學(xué)勝者前10名
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法國(guó)大學(xué)勝者前10名
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加拿大大學(xué)勝者前10名
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德國(guó)大學(xué)勝者前10名
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日本大學(xué)勝者前10名
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意大利大學(xué)勝者前10名
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(十)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名金磚五國(guó)大學(xué)前10名
(金磚五國(guó)指中國(guó)、俄羅斯、印度、巴西、南非)
南非大學(xué)勝者前10名
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印度大學(xué)勝者前10名
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巴西大學(xué)勝者前10名
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俄羅斯大學(xué)勝者前10名
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(十一)武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名位居前100名的國(guó)家大學(xué)前5名
(荷蘭有6所大學(xué)進(jìn)入勝者前100名,6所大學(xué)全部列出)
瑞士大學(xué)勝者前5名
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荷蘭大學(xué)勝者前6名
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丹麥大學(xué)勝者前5名
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瑞典大學(xué)勝者前5名
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澳大利亞大學(xué)勝者前5名
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二、增加中文期刊后對(duì)中國(guó)大學(xué)的世界排名影響
《武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名》來(lái)源期刊,絕大多數(shù)是英文期刊,對(duì)英語(yǔ)為母語(yǔ)或者官方語(yǔ)言是英語(yǔ)的國(guó)家的大學(xué)評(píng)價(jià)更準(zhǔn)確。對(duì)母語(yǔ)是非英語(yǔ)的國(guó)家而言,缺少足夠數(shù)量母語(yǔ)期刊會(huì)對(duì)其大學(xué)排名產(chǎn)生影響。
以中國(guó)為例,在保留13000多種期刊的基礎(chǔ)上,增加2000多種中文期刊后,中國(guó)各大學(xué)的世界排名和國(guó)內(nèi)排名都發(fā)生了變化,變化最大的是文科為主的大學(xué)。增加的2000多種中文期刊均為SCD(Science Citation Database)源期刊。SCD是武書(shū)連在2006年開(kāi)發(fā)完成,2010年上線的引文數(shù)據(jù)庫(kù),網(wǎng)址:www.yaxue.net。
由于中文期刊發(fā)表的論文絕大多數(shù)作者單位是中國(guó)大學(xué),其中大量引用了世界其他國(guó)家大學(xué)的論文,為避免因語(yǔ)言不同影響中國(guó)大學(xué)與世界其他國(guó)家大學(xué)兩兩對(duì)決中的勝負(fù)率,增加的中文期刊與原有期刊,論文之間不產(chǎn)生引用關(guān)系。
表1 增加中文期刊前后中國(guó)42所“世界一流大學(xué)建設(shè)高校”排名對(duì)照
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表1最右一欄以未增加中文期刊的中國(guó)勝者排名為1計(jì)算,中國(guó)人民大學(xué)在沒(méi)有增加中文期刊時(shí),排全國(guó)第51名,增加中文期刊后,由于文科論文被國(guó)內(nèi)大學(xué)大量引用,勝者排名上升到全國(guó)第11名,是之前的4.6364倍。
中國(guó)政府確定的世界一流大學(xué)建設(shè)高校共42所,但表1增加中文期刊前后的中國(guó)勝者排名并不連貫,且最后一名都不是第42名,這是因?yàn)樵诓贿B貫的排名之間出現(xiàn)了非世界一流大學(xué)建設(shè)高校,例如上海科技大學(xué)排名中國(guó)第6,中國(guó)人民解放軍海軍軍醫(yī)大學(xué)排名中國(guó)第8。
三、數(shù)據(jù)采集和計(jì)分方法
《武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名》共收集全世界8210所大學(xué)2017-2021年在13000多種學(xué)術(shù)期刊發(fā)表的論文相互引用數(shù)據(jù)。13000多種期刊刊名見(jiàn)雅學(xué)資訊網(wǎng),網(wǎng)址:www.yaxue.net。
沒(méi)有全日制本科生或者專(zhuān)科生的大學(xué),如洛克菲勒大學(xué)、加州大學(xué)舊金山分校、西湖大學(xué)等不在評(píng)價(jià)范圍,該類(lèi)只招收研究生的大學(xué)列入后期的科研機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)中。
所有論文作者單位數(shù)小于等于4的,按單位數(shù)量計(jì)算得分;大于4的,計(jì)算前4個(gè)單位得分,第5單位及其之后不計(jì)分。每篇論文被引用1次得1分,不同作者單位順序得分計(jì)算公式見(jiàn)后文中的“勝者在前”算法描述。
如果作者單位只有1個(gè),該單位得1分;
如果作者單位有2個(gè),第1單位得0.6180分,第2單位得0.3820分;
如果作者單位有3個(gè),第1單位得0.5000分,第2單位得0.3090分,第3單位得0.1910分;
如果作者單位有4個(gè),第1單位得0.4472分,第2單位得0.2764分,第3單位得0.1708分,第4單位得0.1056分。
得分舉例1:某篇由清華大學(xué)獨(dú)立發(fā)表的論文,被另一篇由劍橋大學(xué)獨(dú)立發(fā)表的論文引用。
此兩篇論文,被引論文作者單位數(shù)為1,施引論文作者單位數(shù)為1,清華大學(xué)得到劍橋大學(xué)1分。
得分舉例2:某篇由北京大學(xué)(第1作者單位)和哈佛大學(xué)(第2作者單位)合作發(fā)表的論文,被另一篇由南京大學(xué)(第1作者單位)、麻省理工學(xué)院(第2作者單位)、浙江大學(xué)(第3作者單位)合作發(fā)表的論文引用。
被引論文作者單位數(shù)為2,北京大學(xué)得0.618分、哈佛大學(xué)得0.382分。
施引論文作者單位數(shù)為3,南京大學(xué)得0.500分、麻省理工學(xué)院得0.309分、浙江大學(xué)得0.191分。
北京大學(xué)得到南京大學(xué)0.500×0.618=0.309分,得到麻省理工學(xué)院0.309×0.618=0.191分,得到浙江大學(xué)0.191×0.618=0.118分。
哈佛大學(xué)得到南京大學(xué)0.500×0.382=0.191分,得到麻省理工學(xué)院0.309×0.382=0.118分,得到浙江大學(xué)0.191×0.382=0.073分。
同樣的方法計(jì)算出全世界8210所大學(xué)所有論文相互引用得分,截取他引得分最高的4000所大學(xué)作為評(píng)價(jià)學(xué)校。
統(tǒng)計(jì)完所有大學(xué)相互引用得分后,當(dāng)出現(xiàn)一所大學(xué)所有論文被另一所大學(xué)所有論文引用得分小于1(即不足1次完整引用)時(shí),將該引用值歸為0,之后獲得所有引用得分大于或者等于1的論文引用得分表。
四、“勝者在前”評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與過(guò)程詳解
(一)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
“勝者在前”系本評(píng)價(jià)唯一標(biāo)準(zhǔn),勝者指兩所大學(xué)之間被引次數(shù)多的大學(xué)。清華大學(xué)引用麻省理工學(xué)院1183.08次,麻省理工學(xué)院引用清華大學(xué)442.62次,麻省理工學(xué)院被清華大學(xué)引用次數(shù)多于清華大學(xué)被麻省理工學(xué)院引用次數(shù),麻省理工學(xué)院為勝者。該兩校論文引用相對(duì)值為1183.08÷442.62=2.6729,即清華大學(xué)引用麻省理工學(xué)院論文是麻省理工學(xué)院引用清華大學(xué)論文的2.6729倍,麻省理工學(xué)院排在清華大學(xué)前面。同理,北京大學(xué)引用浙江大學(xué)1034.63次,浙江大學(xué)引用北京大學(xué)1543.59次,北京大學(xué)被浙江大學(xué)引用次數(shù)多于浙江大學(xué)被北京大學(xué)引用次數(shù),北京大學(xué)為勝者。該兩校論文引用相對(duì)值為1034.63÷1543.59=0.6703,即北京大學(xué)引用浙江大學(xué)論文是浙江大學(xué)引用北京大學(xué)論文的0.6703倍,北京大學(xué)排在浙江大學(xué)前面。
如果不以?xún)伤鶎W(xué)校論文引用的勝負(fù)為標(biāo)準(zhǔn),而以他引次數(shù)計(jì)算,則清華大學(xué)排在麻省理工學(xué)院前面,浙江大學(xué)排在北京大學(xué)前面。見(jiàn)表2。
表2 全世界論文他引次數(shù)前10名大學(xué)
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全世界論文他引前50名的大學(xué),有26所中國(guó)大學(xué),其中前10名有7所中國(guó)大學(xué)。
表3是全世界論文他引前10名的7所中國(guó)大學(xué)與論文他引前50名的24所外國(guó)大學(xué),論文引用兩兩對(duì)決后的勝負(fù)關(guān)系表。表中各欄相對(duì)值大于1為中國(guó)大學(xué)負(fù),小于1為中國(guó)大學(xué)勝,如上海交通大學(xué)對(duì)新加坡國(guó)立大學(xué)相對(duì)值是1.6829,大于1,上海交通大學(xué)負(fù)于新加坡國(guó)立大學(xué)。
表3 論文他引前10名的7所中國(guó)大學(xué)與論文他引前50名的24所外國(guó)大學(xué)論文引用勝負(fù)一覽
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觀察表3,7所論文他引前10名的中國(guó)大學(xué),在與論文他引前50名中的24所外國(guó)大學(xué)的兩兩對(duì)決中,清華大學(xué)2勝22負(fù),其余6所中國(guó)大學(xué)全部負(fù)于27所外國(guó)大學(xué)。可見(jiàn),論文被引或論文他引作為評(píng)價(jià)指標(biāo)繼續(xù)下去,即使中國(guó)大學(xué)完全占據(jù)論文他引世界前10名,如果不能在兩兩對(duì)決中戰(zhàn)勝后面的幾十所外國(guó)大學(xué),則距離世界一流大學(xué)仍然遙遠(yuǎn)。
(二)基礎(chǔ)得分與初始排名
基于各大學(xué)論文引用得分表,得到各大學(xué)相互引用的6種狀態(tài):
A:引用其它大學(xué)得分小于被其它大學(xué)引用得分;
B:引用其它大學(xué)得分等于被其它大學(xué)引用得分;
C:引用其它大學(xué)得分大于被其它大學(xué)引用得分;
以上引用與被引用得分都不為0。
D:引用其它大學(xué)得分等于0,被其它大學(xué)引用得分大于0;
E:引用其它大學(xué)得分等于0,被其它大學(xué)引用得分等于0;
F:引用其它大學(xué)得分大于0,被其它大學(xué)引用得分等于0;
以上引用與被引用得分中任何一項(xiàng)出現(xiàn)0。
統(tǒng)計(jì)各大學(xué)上述6種狀態(tài)后,以6種狀態(tài)的出現(xiàn)次數(shù)確定每所大學(xué)基礎(chǔ)得分,所有大學(xué)基礎(chǔ)得分初始均設(shè)為0。
當(dāng)出現(xiàn)一次A或者D,基礎(chǔ)得分加1分;出現(xiàn)一次C或者F,基礎(chǔ)得分減1分,出現(xiàn)一次E,基礎(chǔ)得分減2分;出現(xiàn)B時(shí),基礎(chǔ)得分不變。
將所有大學(xué)基礎(chǔ)得分降序排列,得到初始排名。
(三)勝者在前算法描述
鑒于網(wǎng)頁(yè)版不適合在段落中顯示數(shù)學(xué)公式,故將字符上下標(biāo)統(tǒng)一標(biāo)記:
A_j、{AB}_i、A_{ij}代表“_”后單個(gè)字符或大括號(hào)中多個(gè)字符為“_”前單個(gè)字符或大括號(hào)中多個(gè)字符的下標(biāo);A^j、{AB}^i、A^{ij}代表“^”后單個(gè)字符或大括號(hào)中多個(gè)字符為“^”前單個(gè)字符或大括號(hào)中多個(gè)字符的上標(biāo)。
定義:Total(縮寫(xiě)為T(mén))為被評(píng)價(jià)的大學(xué)總數(shù),R為檢驗(yàn)半徑,F(xiàn)b為一個(gè)斐波那契數(shù),M為待檢驗(yàn)大學(xué),N為待檢驗(yàn)大學(xué)的當(dāng)前名次,E_M為待檢驗(yàn)大學(xué)的檢驗(yàn)范圍,U_k是當(dāng)前排名中第k名的大學(xué),{SE}_k為K大學(xué)在4000所大學(xué)中他引次數(shù)排名,Abs({SE}_A,{SE}_B) 為B學(xué)校引用A學(xué)校的絕對(duì)值,φ為黃金分割數(shù),μ為靜態(tài)阻力系數(shù),k為引用場(chǎng)力系數(shù)。
Fb∈{2,3,5, 8, 13, 21...}
? N ≤ Fb, R = N - 1; ? Fb < N < T - Fb+1, R = Fb; ? T - Fb+1 ≤ N, R = T – N
E_M = [N - R, N) ∪ (N, N+R]; E_{M+} = [N - R, N); E_{M-} =(N, N+R]
μ=1/φ, k=φ, φ= 0.61803398875......
1、大學(xué)論文被引次數(shù)計(jì)算方法
計(jì)算公式:作者單位數(shù)為L(zhǎng)時(shí)第j個(gè)單位對(duì)該論文得分A_j貢獻(xiàn)如下:
A_j = φ^j / [1+φ-{1+φ}^{1-L}], 1 ≤ j ≤ L ≤ 4
2、數(shù)據(jù)處理中基礎(chǔ)得分計(jì)算方法
計(jì)算任意大學(xué)M基礎(chǔ)得分S_c時(shí),先將大學(xué)M的初始基礎(chǔ)得分設(shè)為0(S_c=0)
對(duì)于任意非M的其它大學(xué)Q,
當(dāng)Abs({SE}_Q, {SE}_M)和Abs({SE}_M, {SE}_Q)都不等于0時(shí):
if Abs({SE}_M, {SE}_Q)/Abs({SE}_Q, {SE}_M)>1, S_c +=1;
if Abs({SE}_M, {SE}_Q)/Abs({SE}_Q, {SE}_M)=1, S_c +=0;
if Abs({SE}_M, {SE}_Q)/Abs({SE}_Q, {SE}_M)<1, S_c -=1
當(dāng)Abs({SE}_Q, {SE}_M)和Abs({SE}_M, {SE}_Q)中存在0時(shí):
if (Abs({SE}_M, {SE}_Q)>0)&(Abs({SE}_Q, {SE}_M)=0), S_c +=1;
if (Abs({SE}_M, {SE}_Q)=0)&(Abs({SE}_Q, {SE}_M)=0), S_c -=2;
if (Abs({SE}_M, {SE}_Q)=0)&(Abs({SE}_Q, {SE}_M)>0), S_c -=1
遍歷所有非M的其它大學(xué)從而計(jì)算出M的最終基礎(chǔ)得分S_c。
3、勝者在前檢驗(yàn)方法
定義:作用力方向函數(shù)Dt(M, j)
? j∈[1, N), i = U_j,
if Abs({SE}_i, {SE}_M) > Abs({SE}_M, {SE}_i), Dt(M, j) = - 1;
if Abs({SE}_i, {SE}_M) < Abs({SE}_M, {SE}_i), Dt(M, j) = 1;
if Abs({SE}_i, {SE}_M) = Abs({SE}_M, {SE}_i), Dt(M, j) = 0
? j∈(N, T], i = U_j,
if Abs({SE}_i, {SE}_M) > Abs({SE}_M, {SE}_i), Dt(M, j) = 1;
if Abs({SE}_i, {SE}_M) < Abs({SE}_M, {SE}_i), Dt(M, j) = - 1;
if Abs({SE}_i, {SE}_M) = Abs({SE}_M, {SE}_i), Dt(M, j) = 0
定義:無(wú)關(guān)聯(lián)檢驗(yàn)函數(shù)Zero(M, j)
? j∈E_M, i = U_j,
iff Abs({SE}_i, {SE}_M) = Abs({SE}_M, {SE}_i) = 0, Zero(M, j) = 1
定義:檢驗(yàn)范圍E_M中的每一個(gè)大學(xué)對(duì)待檢驗(yàn)大學(xué)M產(chǎn)生作用力F(M, j)
? j∈E_M, F(M, j) = [1+1/({j-N}^2+|j-N|) ] * R / (R+1)
定義:UpForce(縮寫(xiě)為UF)為在N名次前R個(gè)大學(xué)對(duì)大學(xué)M產(chǎn)生的檢驗(yàn)范圍平均合力;DownForce(縮寫(xiě)為DF)為在N名次后R個(gè)大學(xué)對(duì)大學(xué)M產(chǎn)生的檢驗(yàn)范圍平均合力。
UF = {∑_j[Dt(M, j) * F(M, j)]} / R, j∈E_{M+}
DF = {∑_j[Dt(M, j) * F(M, j)]} / R, j∈E_{M-}
定義:UpStiction(縮寫(xiě)為UpSt)為大學(xué)M當(dāng)前開(kāi)始向上變動(dòng)排名所存在的檢驗(yàn)范圍平均靜態(tài)阻力;DownStiction(縮寫(xiě)為DnSt)為大學(xué)M當(dāng)前開(kāi)始向下變動(dòng)排名所存在的檢驗(yàn)范圍平均靜態(tài)阻力。
{UF}_0 = {∑_j[Zero(M, j) * F(M, j)]} / R, j∈E_{M+}
{DF}_0 = {∑_j[Zero(M, j) * F(M, j)]} / R, j∈E_{M-}
UpSt = [2 - {UF}_0 - 1/{R+1}^2] * [{UF}_0 +1/{R+1}^2] / μ
DnSt = [2 - {DF}_0 - 1/{R+1}^2] * [{DF}_0 +1/{R+1}^2] / μ
定義:懲罰補(bǔ)償機(jī)制Pullback
排名變動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力由各大學(xué)相互引用中的“勝者在后”產(chǎn)生,而排名變動(dòng)的目的是為了趨近于“勝者在前”,但實(shí)際變動(dòng)中會(huì)出現(xiàn)某些排名變動(dòng)后更遠(yuǎn)離“勝者在前”。為減少“勝者在后”的影響,對(duì)發(fā)生此類(lèi)情況的大學(xué)設(shè)置懲罰阻礙來(lái)修正;同樣對(duì)于已有懲罰阻礙的大學(xué),每一次正確的變動(dòng),即更趨近于“勝者在前”,都通過(guò)減少其懲罰阻礙來(lái)給予補(bǔ)償。
每個(gè)大學(xué)在初始排名S_0的初始懲罰阻礙都為0,且在排名變動(dòng)過(guò)程中懲罰阻礙Pullback(縮寫(xiě)為Pb)始終保持大于等于0。每次排名變動(dòng)后,先計(jì)算懲罰阻礙Pb,再進(jìn)行是否變動(dòng)以及變動(dòng)方向的檢驗(yàn),而懲罰阻礙會(huì)在變動(dòng)的檢驗(yàn)中作用于當(dāng)前對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)范圍平均合力UF或DF上,目的是基于變動(dòng)錯(cuò)誤而阻礙其繼續(xù)變動(dòng)。
定義:過(guò)往狀態(tài)記錄Moment
過(guò)往狀態(tài)記錄包括:過(guò)往排名變動(dòng)狀態(tài)、過(guò)往UF、過(guò)往DF;其中排名變動(dòng)狀態(tài)有三種:-1(排名上升),0(排名不動(dòng)),1(排名下降)。
每個(gè)大學(xué)在初始排名S_0的初始過(guò)往排名變動(dòng)狀態(tài)都是0,每一次迭代過(guò)程都會(huì)在確認(rèn)當(dāng)前排名變動(dòng)狀態(tài)后,更新過(guò)往狀態(tài)記錄為當(dāng)前排名變動(dòng)狀態(tài)、當(dāng)前UF、當(dāng)前DF,并在下一次迭代中起到對(duì)過(guò)往排名變動(dòng)狀態(tài)的繼承作用。
排名變動(dòng)狀態(tài)為0的大學(xué)會(huì)因?yàn)槠渌髮W(xué)的變動(dòng)而發(fā)生實(shí)際變動(dòng),排名變動(dòng)狀態(tài)不為0的大學(xué)也會(huì)因?yàn)槠渌髮W(xué)的變動(dòng)而不發(fā)生實(shí)際變動(dòng)。這兩種情況在更新至過(guò)往狀態(tài)記錄時(shí),對(duì)當(dāng)前排名變動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行修正:一是被動(dòng)發(fā)生實(shí)際變動(dòng)時(shí),當(dāng)前排名變動(dòng)狀態(tài)為0,更新至過(guò)往排名變動(dòng)狀態(tài)時(shí)依舊為0;二是本應(yīng)變動(dòng)但未發(fā)生實(shí)際變動(dòng)時(shí),當(dāng)前排名變動(dòng)狀態(tài)為1或-1,更新至過(guò)往排名變動(dòng)狀態(tài)時(shí)設(shè)為0.5。過(guò)往排名變動(dòng)狀態(tài)為0.5等同于在當(dāng)前檢驗(yàn)半徑中無(wú)法變動(dòng)時(shí),先設(shè)置初始過(guò)往變動(dòng)狀態(tài)為-1,若能變動(dòng)則將當(dāng)前變動(dòng)狀態(tài)變?yōu)?1,若不能變動(dòng)則將初始過(guò)往變動(dòng)狀態(tài)設(shè)為1,再檢測(cè)是否能變動(dòng),若能變動(dòng)則將當(dāng)前變動(dòng)狀態(tài)變?yōu)?,若不能變動(dòng)則將當(dāng)前變動(dòng)狀態(tài)保持為0。
初始排名S_0的初始過(guò)往排名變動(dòng)狀態(tài)都是0時(shí)為靜止初始狀態(tài),而設(shè)定一個(gè)以初始過(guò)往排名變動(dòng)狀態(tài)驅(qū)使排名發(fā)生變動(dòng)的狀態(tài)稱(chēng)之為運(yùn)動(dòng)初始狀態(tài),即每個(gè)大學(xué)在初始排名S_0的初始過(guò)往排名變動(dòng)狀態(tài)可設(shè)置為-1、1、0.5,并將過(guò)往UF和過(guò)往DF設(shè)置為最大(即等于檢驗(yàn)半徑R)。
定義:引用場(chǎng)力G
? j∈[1, N) ∪ (N, T], i = U_j,
G(M, j) = k * (1/|j-N|) * Abs({SE}_M, {SE}_i) / ∑_j[Abs({SE}_M, {SE}_i)]
G_{up} = ∑_j[Dt(M, j) * G(M, j)] / R, j∈[1, N)
G_{dn} = ∑_j[Dt(M, j) * G(M, j)] / R, j∈(N, T]
if G_{up} < 0, G_{up} = 0; if G_{dn} < 0, G_{dn} = 0;
計(jì)算出的引用場(chǎng)力G作為阻力的修正量,即:
UpSt = UpSt - G_{up}; DnSt = DnSt - G_{dn} ;
if UpSt < 0, UpSt = 0; if DnSt < 0, DnSt = 0
4、勝者在前迭代方法
S_q是對(duì)所有大學(xué)的某一次排名,根據(jù)當(dāng)前排名S_q,對(duì)任意大學(xué)M,可以獲取其當(dāng)前排名N,并經(jīng)過(guò)勝者在前檢驗(yàn)得出該大學(xué)當(dāng)前排名的UF、DF、UpSt、DnSt。在檢驗(yàn)變動(dòng)前讀取懲罰障礙Pb以及過(guò)往狀態(tài)記錄中的pastMove、pastUF、pastDF:
If pastMove = 0, Pb = Pb;
If (pastMove = -1)&(UF>0), Pb += UF – pastUF;
If (pastMove = 1)&(DF>0), Pb += DF - pastDF
之后的變動(dòng)檢驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)三種情況:
(1)UF≤UpSt+Pb & DF≤DnSt+Pb;
(2)(UF≤UpSt+Pb & DF>DnSt+Pb)|(UF>UpSt+Pb & DF≤DnSt+Pb);
(3)UF>UpSt+Pb & DF>DnSt+Pb
情況(1)該大學(xué)繼承上一次的排名變動(dòng)狀態(tài);情況(2)若UF>UpSt+Pb則排名上升,若 DF>DnSt+Pb則排名下降;情況(3)若UF>DF+Pb則排名上升,DF≥UF+Pb則排名下降。
情況(1)迭代方式
讀取過(guò)往狀態(tài)記錄,從而獲取上一次的排名變動(dòng)狀態(tài)pastMove、pastUF、pastDF。
pastMove = 0:
排名不變,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為0。
pastMove = 1:
若(DF-DnStPb) | [ (DF-DnSt=UF-UpSt+Pb)&(DF≠0)] | (pastDF≤DF+Pb),排名不變,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為0;否則,排名下降,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為1。
pastMove = -1:
若(UF-UpStPb) | [ (UF-UpSt=DF-DnSt+Pb)&(UF≠0)] | (pastUF≤UF+Pb),排名不變,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為0;否則,排名上升,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為-1。
pastMove = 0.5:
若(DF-DnSt≠0)|(DF≠0)],排名上升,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為-1;若{(UF-UpSt≠0)|(DF≠0)]} | [ (DF-DnSt=UF-UpSt)&(DF≠0)],排名下降,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為1;否則,排名不變,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為0。
情況(2)迭代方式
UF > UpSt + Pb:
排名上升,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為-1。
DF > DnSt + Pb:
排名下降,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為1。
情況(3)迭代方式
UF > DF + Pb:
排名上升,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為-1。
DF ≥ UF + Pb:
排名下降,將排名變動(dòng)狀態(tài)記為1。
由某個(gè)檢驗(yàn)半徑Fb、當(dāng)前排名S_q以及上述迭代方式,對(duì)任意大學(xué)M,基于其當(dāng)前排名N,得到其當(dāng)前排名變動(dòng)狀態(tài);按當(dāng)前排名從高到低依次將各大學(xué)的排序由1到T賦值,并在各大學(xué)當(dāng)前排名變動(dòng)狀態(tài)乘ε(1<ε<1.5)加上該排序值后由小到大重新排序,從而獲得新的大學(xué)排名S_{q+1};將S_q和S_{q+1}中各大學(xué)排名進(jìn)行對(duì)比得到實(shí)際排名變動(dòng),并用實(shí)際排名變動(dòng)來(lái)修正排名變動(dòng)狀態(tài),再將當(dāng)前排名變動(dòng)狀態(tài)、當(dāng)前UF、當(dāng)前DF更新至過(guò)往狀態(tài)記錄,而這個(gè)從S_q變成S_{q+1}的過(guò)程記為一次完整的迭代。
基于上述完整迭代,對(duì)初始排名S_0連續(xù)迭代p次,使得S_0變成S_p。當(dāng)排名收斂到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)時(shí),即在迭代p次后,再迭代i次,S_{p+i} = S_p (i≤10),將此稱(chēng)為在p次收斂,并將S_p作為迭代收斂結(jié)果。
多檢驗(yàn)半徑迭代收斂:從較大檢驗(yàn)范圍的整體收斂逐步到較小檢驗(yàn)范圍的局部收斂。
檢驗(yàn)半徑序列是取自斐波那契數(shù)列中大于等于2小于T/2的數(shù)列,檢驗(yàn)半徑由大至小依次對(duì)初始排名S_0連續(xù)迭代p次直至收斂到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),S_p作為此檢驗(yàn)半徑下迭代收斂結(jié)果的同時(shí)將作為下一個(gè)檢驗(yàn)半徑的初始排名S_0繼續(xù)迭代,直至最小可收斂檢驗(yàn)半徑,從而得到最終結(jié)果S_{final}。
《武書(shū)連2023世界大學(xué)勝者排名》全部使用公開(kāi)數(shù)據(jù),歡迎對(duì)大學(xué)評(píng)價(jià)有興趣的任何機(jī)構(gòu)和個(gè)人用同樣的方法重復(fù)、檢驗(yàn)、質(zhì)疑、商榷,也歡迎在不改變“勝者在前”原則的基礎(chǔ)上,自行建模檢驗(yàn)。
附錄:中美英14所大學(xué)他引單位等級(jí)層次構(gòu)成對(duì)比
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