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New Phys.: Sae Mulli 2024; 74: 728-738
Published online July 31, 2024 https://doi.org/10.3938/NPSM.74.728
Copyright © New Physics: Sae Mulli.
Jinhyuk Yun*
School of AI Convergence, Soongsil University, Seoul 06978, Korea
Correspondence to:*jinhyuk.yun@ssu.ac.kr
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
International collaboration is one of the most important factors in accelerating scientific advancement. In this study, we look at international collaboration in three representative physics journals published by national-level physical societies: Journal of the Korean Physical Society (JKPS), Journal of the Physical Society of Japan (JPSJ), and Physical Review (PR). The fraction of internationally collaborated papers in JKPS and JPSJ is similar, although it is significantly smaller than the PR. JKPS publishes nearly twice as many non-domestic papers as JPSJ; nonetheless, both journals are substantially smaller than PR. In the JKPS and PR, internationally collaborated papers earned more citations than other papers, but this trend is insignificant in the JPSJ. Our study implies that international collaboration is vital for the advancement in scientific publishing of domestic research society, which essentially will benefit the local scientific community.
Keywords: Network, Complex systems, Citation network, Coauthorship network, International collaboration
국제 협력은 과학의 발전을 촉진하는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 이 연구는 한, 미, 일 3개국의 국가 차원 물리학회에서 발행하는 대표적인 물리학 저널인 Journal of the Korean Physical Society (JKPS), Journal of the Physical Society of Japan (JPSJ), Physical Review (PR)의 국제 협력을 네트워크 관점에서 살펴보았다. 먼저 우리는 JKPS와 JPSJ의 국제 공동 논문 비율은 비슷하지만, PR에 비해서 적다는 것을 발견하였다. JKPS는 JPSJ보다 거의 두 배나 많은 해외 논문을 출판하지만, 두 저널 모두 PR보다 순 해외 논문 출판이 적다는 사실도 확인하였다. 인용 측면에서 JKPS와 PR에서는 국제 공동 논문이 다른 논문에 비해 더 많이 인용되었으나, JPSJ에서는 이러한 추세가 미미하였다. 우리의 연구는 국내 연구 학회의 과학 출판 발전을 위해서는 국제 협력이 필수적이며, 해외 협력의 증가가 본질적으로 한국 물리학계, 더 나아가 한국 과학계에 도움이 될 것임을 시사한다.
Keywords: 네트워크, 복잡계, 인용네트워크, 공저네트워크, 국제협력
현대 사회의 급격한 변화와 높은 복잡도에서 과학기술의 중요성은 나날이 더해가고 있다. 이러한 변화에 발맞추어, 한 국가를 넘어 여러 국가가 공유하는 문제 해결을 위한 과학기술 분야의 국제 협력이 점점 강조되는 추세이다. 인터넷과 기술의 발달로 지난 수십 년간 과학기술의 국제 협력은 점점 증가하고 있는데[1], 이러한 국제 협력은 국가 간의 지식과 자원을 교류하고 시장 규모를 확대하는 데에 기여하고 있으며, 한 국가의 과학기술 경쟁력을 좌우하기도 한다[2]. 또한 이러한 국제 협력 논문은 다른 논문들에 비해 인용 영향력이 큰 것으로 알려져 있다[3]. 최근 기후 변화, 에너지, 환경 문제, 빈곤 등 단일 국가가 풀 수 없는 문제가 증가하고 있으며[4, 5], 대형 강입자 충돌기 (Large Hadron Collider; LHC) 실험 등의 대규모 과학으로 풀 수 있는 새로운 문제의 대두로 기존에는 상상하기 힘들었던 수십 개 국가, 수천 명 이상이 참여하는 공동 연구(hyper-authorship)가 등장하기도 하였다[6, 7]. 즉, 국제 협력을 제외하고는 현재의 과학기술 발전을 이해하는 것은 불가능하다.
이러한 국제 학술 교류에서 공식적으로 정해진 공용어는 없으나, 링구아 프랑카(Lingua Franca)로 영어가 주로 사용되고 있다[8]. 국제적으로 사용되는 저널 색인 서비스인 Web of Science와 SCOPUS 모두 과반수가 영문 학술지이며, 영어로 작성된 논문이 압도적으로 많다[9]. 연구에 따르면 영문으로 작성된 논문의 인용 영향력이 독일어, 프랑스어 등 다른 과학 선진국의 언어로 작성된 논문에 비해 높다[10]. 또한 여러 국가에서 국제적으로 색인된 학술지에 출판하는 것이 자국어 논문을 출판하는 그것보다 평가 등에서 이점이 있다는 사실이 알려져 있다[11]. 이러한 이유로 대부분 국가의 학회에서는 그 나라 고유 언어의 저널뿐 아니라 영문 저널을 같이 발간하고 있다. 일례로 한국물리학회에서는 SCOPUS 등재 국문/영문 혼용 학술지 새물리(New Physics: Sae Mulli)와 SCIE 등재 영문 학술지 Journal of the Korean Physical Society (JKPS) 를 동시에 발간하고 있다. 이러한 영문 저널 들은 출판국 물리학계의 변화를 나타낼 수 있는 중요한 역할을 하며, 국제 협력 네트워크를 구축하는 데에도 중요한 역할을 하고 있다[12-15].
본 연구에서는 이러한 국제 협력의 중요성에 발맞추어 오픈 데이터인 Microsoft Academic Graph[16]의 인용 정보를 활용해 2000년부터 2020년까지 한국, 일본, 미국의 3개 국가 물리학회가 발간하는 영문 학술지의 국제 협력 네트워크를 분석하였다. 먼저 학술지마다 논문에서 함께 일한 저자를 통해 국제 공저자 네트워크를 구축하였으며, 이러한 논문의 영향력을 이해하기 위해 논문간 인용 네트워크도 구축하였다. 이렇게 수집한 데이터를 기반으로 각 학술지의 국제 협력 논문 출판 현황을 먼저 분석하였으며, 국제 협력 여부에 따라 논문의 영향력이 어떻게 달라지는지를 분석하였다. 또한 국가 간 협업 네트워크의 구축을 통하여 각 학술지에서 파트너에 따라 인용 영향력이 어떻게 달라지는지를 분석하였다. 이를 통해 점점 심화하는 경쟁 속에서 한국 물리학회가 나아갈 길도 모색해 보고자 하였다.
본 연구에서는 인용 정보 서지데이터로 Microsoft Academic Graph(MAG)의 2021년 2월 15일 자 덤프를 사용하였다[16]. 이 데이터는 Microsoft Academic의 SQL DB를 특정 시점에서 추출한 것으로, 논문, 특허, 학회 프로시딩 등의 과학기술 문서들에 대한 서지정보를 TSV(tab-separated values) 형태로 제공해 준다. MAG 데이터는 검색 용 데이터이므로 이를 분석을 위한 형태로 전처리 가공할 필요가 있다. 먼저 이 데이터에서 3개국 물리학회의 저널 데이터를 추출하였다. 먼저 저널 정보를 획득하기 위해 원 데이터 덤프에서 mag/Journals.txt 파일의 데이터를 추출하였는데, 각 저널의 고유 id를 나타내는 JournalId 필드에서 각 물리학회의 저널에 해당하는 아이디를 가지는 경우만 필터링하였다. 다음 Table 1의 저널명에 해당하는 아이디를 찾기 위해 MAG에 수록된 모든 저널의 영문 이름을 소문자로 변환한 NormalizedName 필드를 사용하여 각 학회의 공식 영문 저널명에 맞추어 한국 물리학회는 korean physical society (JKPS), 일본 물리학회는 physical society of japan (JPSJ), 미국 물리학회는 ∧physical review의 형태의 문자열을 검색하였다. 여기에서 ∧는 저널 이름의 맨 처음에 위 형태가 나타나는 경우만을 나타낸다. 각각의 아이디와 저널명은 아래 Table 1에 기술하였다. Table 1의 physical review special topics accelerators and beams와 physical review accelerators and beams는 동일 저널을 나타내나 데이터 기간 중 저널의 이름이 변경되어 두 개의 별도로 아이디로 나타났는데, 본 연구의 방법론상 결과는 차이가 없다.
Table 1 . List of target journals.
Journal ID | Normalized Journal Name | Country | Number of Papers |
---|---|---|---|
28330355 | journal of the korean physical society | Korea | 12420 |
119212824 | journal of the physical society of japan | Japan | 13874 |
164566984 | physical review a | United States | 49129 |
6791298 | physical review b | United States | 113352 |
118093565 | physical review c | United States | 20846 |
133490392 | physical review d | United States | 60340 |
35412551 | physical review e | United States | 49627 |
137042341 | physical review x | United States | 1860 |
24807848 | physical review letters | United States | 72675 |
2764823912 | physical review accelerators and beams | United States | 1085 |
2764453006 | physical review applied | United States | 3512 |
2786256796 | physical review materials | United States | 2529 |
149266522 | physical review special topics accelerators and beams | United States | 2132 |
184542645 | physical review special topics physics education research | United States | 373 |
다음으로 논문의 정보를 가지고 있는 mag/Papers.txt 파일에서 JournalId를 통해 논문을 추출하였다. 또한 추가적인 정보로 각 논문의 아이디인 PaperId, 논문의 종류를 나타내는 DocType (저널 논문의 경우 모두 Journal 로 나타난다), 출판 연도를 나타내는 Year 필드도 같이 추출하였다. 이후 Year 필드를 통해 2000년부터 2020년까지의 논문만 추출하였는데, 이 기간 데이터상에는 JKPS의 경우 12,420개, JPSJ의 경우 13,874개, Physical Review의 경우 377,460개의 논문이 존재한다 (Table 1). JKPS와 JPSJ는 각각 한 개의 저널이므로 그대로 사용하였고, APS의 Physical Review의 경우는 여러 저널이 있으나 Physical Review를 모두 합쳐 한 개의 덩어리로 간주하였다.
각 논문의 저자 정보는 별도의 데이터인 mag/PaperAuthorAffiliations.txt에 존재하는데, 여기에서 논문마다 저자의 고유 아이디인 AuthorId, 소속기관의 아이디인 AffiliationId, 이 저자가 몇 번째 저자인지를 나타내는 AuthorSequenceNumber 필드를 추출하였다. 이외에 각 기관의 정보는 mag/Affiliations.txt에서 가져올 수 있는데, 각 기관 아이디마다 정제된 기관명(NormalizedName)과 기관의 주소에 나타나는 국가 정보(CountryISO)를 함께 추출하였다.
논문의 인용 네트워크를 구축하기 위하여 mag/PaperReferences.txt 파일에서 피인용 논문의 정보를 가지고 있는 PaperReferenceId와 그 논문을 인용하는 PaperId 필드를 추출하였다. 이 두 가지 모두 mag/Papers.txt의 PaperId와 매칭되는 값으로, 위에서 구한 논문 정보와 결합하여 논문의 출판 연도와 출판 저널 등을 확인할 수 있다. 피인용 정보 분석을 위해서는 각 물리학회 저널의 피인용 정보만 필요하므로 PaperReferenceId가 위에서 찾은 JKPS, JPSJ, Physical Review에 출판된 논문인 경우만 남겼으며, 논문 정보의 출판 연도 정보를 이용하여 논문별 출판 후 2년간의 피인용수를 별도로 구하였다.
가장 먼저 2000년부터 2020년까지 논문 출판 추이를 분석하였다. JKPS의 경우 2000년 106개의 논문으로 시작해 2008년 1,050개 까지 급격히 증가하였다가, 점차 감소하여 2020년에는 386개의 논문이 출판되었다. JPSJ의 경우 2000년 666개 논문이 출판되었고, 2008년 1,203개의 논문으로 그 양이 급격히 증가하였다가 2020년 현재 369개로 감소하였다. Physical Review의 경우 2000년 14,324개 논문이 출판되었고 2020년 19,130개의 논문으로 출판 양이 증가한 것을 확인할 수 있었는데 (Fig. 1(a)), 항상 단조 증가한 것은 아니며 2012년에 19,808개로 최대치를 찍은 이후 2015년 17,921개로 감소하였다가 2020년 19,130개로 점차 회복되었다. 최근 다양한 원인으로 동아시아 2개국 저널을 선택하는 비율이 감소하였다고 추정할 수 있다.
다음으로 각 저널의 저자 수 분포를 확인해 보았다 (Fig. 1(b)). Physical Review의 평균 저자 수가 12.779명(표준편차 105.098명)으로 가장 많았으며, JPSJ의 경우 평균 4.158(표준편차 4.082명)명으로 그다음을, JKPS는 평균 4.100명(표준편차 4.155명)의 근소한 차이로 가장 적은 평균 저자수를 보였다. 반면 중간값의 경우 모두 3명으로, Physical Review의 높은 평균 저자수는 두꺼운 꼬리 분포(heavy-tailed distribution)의 영향으로 추정할 수 있다. 실제로 보완누적분포함수(Complementary Cumulative Distribution Function)에서 Physical Review의 꼬리가 훨씬 두꺼운 것이 나타났으며(Fig. 1(b)), JKPS 논문의 최대 저자수는 125명, JPSJ의 최대 저자수는 158명인 것에 반해 Physical Review는 데이터상 최대 5,097명의 저자를 가진 논문이 존재했다. 세 저널 모두 시간이 지날수록 저자수는 증가하는 추세를 보였는데 (Fig. 1(c)), JKPS의 경우 2000년 평균 3.349명의 저자가 공저하였으나, 2011년 5.800명으로 증가하였다 일부 감소하여 2020년 4.132명이 되었다. 이는 JPSJ도 크게 다르지 않아 2000년 3.080명에서 2009년 최대 5.355명으로 증가하였고, 이후 일부 감소하여 2020년 4.008명 수준이 되었다. 반면 Physical Review는 2010년대 이후 매우 급격히 저자수가 증가하여 2000년의 6.023명부터 2012년 18.362명까지 3배 증가하였고, 2020년 기준 13.270명으로 다른 두 저널에 비하여 매우 높은 수준을 유지하였다. 이를 종합하면 큰 비용이 들어가는 대규모 협업 논문의 투고는 Physical Review에 집중되고, JKPS와 JPSJ의 경우 대형 과학 시대의 도래에도 큰 혜택을 받지 못하였다 할 수 있다. 위의 두 결과는 Physical Review가 미국물리학회에서 발행되고 있으나, 실질적으로 전 세계 물리학계를 모두 대표하는 저널로의 역할을 하고 있는 현실을 잘 보여준다.
이러한 저자수의 차이가 투고 논문의 협업 형태의 차이에서 오는 것이 아닌가 하는 가설을 세울 수 있다. 이러한 가설을 확인하기 위하여, 3개국 물리학회 영문 저널의 출판 논문의 협업 형태를 확인해 보았다. 먼저 모든 논문을 크게 4가지의 카테고리로 나누었는데, 각각 단독 저자 논문 (Single Authored; SA), 단일 기관 내 협업 논문 (Coauthored, Single Institution; CA-SI), 단일 국가 다기관 협업 논문 (Coauthored, Multi Institution; CA-MI), 국제 협업 논문 (International Coauthored; INT) 으로 구분하였다 (Fig. 2). 이중 SA, CA-SI, CA-MI의 경우 동일 국가의 저자들이 출판한 논문이며, INT의 경우만 2개 이상의 다른 국가 기관 소속 저자들이 협업한 논문이다. 먼저 JKPS와 JPSJ의 경우 비율 구성이 서로 유사했는데(Fig. 2(a–b)), CA-MI가 가장 많았고 (JKPS
반면 Physical Review는 위의 두 저널과는 큰 차이를 보였는데 (Fig. 2(c)), 국제 협업 논문 (INT)이 가장 높은 비율을 차지하였으며 (
다음으로 출판 논문의 저자 국가와 저널의 출판 국가를 비교하여 보았다 (Fig. 3). 여기에서는 저널의 출판 국가를 기준으로 국내 저자가 한 명이라도 있으면 국내 논문(Domestic Paper), 아니라면 해외 논문(Foreign Paper)으로 분류하였다. 예를 들어 JKPS의 경우 대한민국(ISO2: KR) 저자가 한 명이라도 있으면 Domestic, 아니면 Foreign으로 분류된다. 재미있게도 Fig. 2의 협업 구조에서는 JKPS와 JPSJ의 형태가 매우 유사하게 나타났으나, 해외 논문의 비율은 크게 차이가 나는 것을 확인할 수 있었다. JKPS의 경우 대략 1/5(
이러한 출판 경향의 차이가 인용수에는 어떻게 다르게 나타날까? 이를 이해하기 위해 논문의 출판 후 2년간 피인용수를 살펴보았다. 2020년까지 논문 데이터가 존재하므로 2년간 피인용을 확인하기 위해 출판 연도를 2000년부터 2018년까지로 제한하였는데, 이 기간에 JKPS 논문은 2년 평균 0.813번, JPSJ는 평균 3.305번, Physical Review는 21.920번 피인용되었다. 이 값은 Web of Science 등에서 구할 수 있는 값보다 큰 값인데, 이는 Microsoft Academic Graph의 범위가 Web of Science나 SCOPUS보다 넓기 때문이다[17]. 연도별 변화를 살펴보면 JKPS는 2000년부터 2010년까지 증가 추세를 따르다 10여 년간 큰 변화가 없으며, JPSJ는 위 기간 중 요동이 있으나 전체적으로는 큰 변화 없이 유지되는 추세이다 (Fig. 4(a–b). 반면 Physical Review의 경우 2000년대 초반에는 정체하던 중이었으나, 2010년 이후부터 급격히 피인용수가 증가하는 것을 확인할 수 있었다 (Fig. 4(c)). 이러한 추세는 출판 후 5년 혹은 10년을 고려하여도 거의 같은 것을 볼 수 있었으며, 이에 이어질 분석에서는 Impact Factor 등의 지표에 주로 영향을 주는 2년간의 인용수를 사용하였다[18].
다음으로 앞의 III2절에서 관측한 협업 종류가 피인용수에 주는 영향을 확인하여 보았다. JKPS와 JKPS는 Fig. 2의 4가지 구분과 피인용수에는 크게 차이가 없음을 확인할 수 있었는데, JKPS는 국제 협력 논문(INT), JPSJ는 단일 국가 내 협업 논문(CA-MI)이 다른 논문들에 비해 미세하게 더 많은 인용을 받았으나 그 차이는 미미하였다 (Fig. 4(d–e)) 반면 Physical Review의 경우 국제 협력 논문(INT)이 다른 논문들에 비하여 훨씬 많은 인용을 받은 사실을 확인할 수 있었다(Fig. 4(f)). 세 저널 모두 자국 연구자가 포함되어 있을 때 더 많은 인용을 받은 것을 확인할 수 있었는데 (Fig. 4(g–f)) 이는 각 저널이 국제화 정도는 다르나, 출판 국가 학계 중심 저널의 역할을 충실히 수행한다고 볼 수 있다.
그렇다면 이런 국제 협력은 모든 국가 간의 동반관계에 이익을 줄까? 이를 이해하기 위하여 저널별로 논문 출판 수 상위 10개 국가 간의 협업이 피인용수에 주는 영향을 분석해 보았다. 먼저 다음과 같이 저널 기준의 이익을 계산하였는데
여기에서
이러한 패턴은 마치 국제 협업이 인용수 측면에서는 큰 이익을 가져오지 못하는 것처럼 보이게 할 수 있다. 하지만 실제로는 각 국가가 출판하는 논문의 분야나 저자들의 유명세에 따라 평균 인용 정도가 달라질 수 있으므로, 추가적인 분석을 위해 특정 국가의 평균 인용수 대비하여 협업을 통해 얻은 피인용 이익을 아래와 같이 정의하였다:
여기에서
최근 급변하는 R&D 환경과 출판 저널의 증가, 오픈 액세스 등으로 전통적인 저널의 위기가 찾아오고 있다[20, 21]. 또한 약탈 저널의 대두로 학술 출판 투명성의 위기가 찾아오고 있다는 평가도 받고 있다[22, 23]. 이러한 시대에 한 국가의 학회를 대표하는 학술지들은 학계의 지지를 바탕으로 높은 수준의 연구를 출판하여 상업적 학술 출판의 부작용을 줄이는 데에 크게 기여하고 있으나, 출판 환경의 변화로 여러 어려움을 겪고 있다.
한국물리학회의 대표 영문 저널인 JKPS도 지속적인 투고 수의 감소 와 기초과학의 전체적인 침체 등으로 어려움을 겪고 있다[24]. 본 연구에서는 JKPS가 나아갈 길을 묻기 위하여 세계 물리학계의 실질적 대표 저널의 역할을 하는 Physical Review와, 한국과 지정학적으로 비슷한 일본의 JPSJ를 벤치마크 대상으로 삼아 JKPS의 현실과 비교하였다. JKPS는 JPSJ보다는 국제화가 잘 되어있으나, Physical Review에 비하면 미비한 수준이다. JPSJ와 JKPS의 경우 다국가 협업 논문이 단일 국가 논문보다 피인용수 측면에서 더 나은 결과를 보였는데 이러한 결과를 토대로 국제화는 JKPS의 발전을 위하여 필수 불가결함을 알 수 있었다. 하지만 안타깝게도 이러한 국제 협업 논문의 수는 지난 20년간 큰 차이가 없었음 또한 확인할 수 있었다. 본 연구에 따르면 2011년과 2013년에 해외 논문이 일시적으로 증가하였는데, 이는 JKPS의 정책과 외부 환경 변화 (Impact Factor 재발표 및 Springer 출판 계약)에 기인하였다 추정된다. 하지만 현 논문의 방법론으로는 명확한 검증이 어려우므로 이러한 부분들에 대한 후속 설문 연구 등으로 해외 논문의 투고를 늘리는 정책적 방법에 대한 고찰 또한 필요하다. 현재 대한민국 대학 교육에서 물리학은 기초과학 학과 통폐합, 취업 위주의 학과 선택으로 인한 선호도 감소, 저출산 등으로 인하여 위기를 맞고 있다[25]. 우리나라를 대표하는 물리학 저널로서 JKPS의 위상이 높아지는 것은 한국 물리학계의 지속적인 발전을 위하여 필수적이라 생각하며, 이 논문의 결과가 그러한 발전 방향에서 보탬이 되길 기원한다.
이 논문은 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행된 지역지능화혁신인재양성사업(IITP-2024-RS-2022-00156360,