从化学“菜鸟”，到“影响因子之父”

谨以此文纪念“SCI之父”、科技情报学家和科学计量学家尤金•加菲尔德（Eugene Garfield 1925–2017）诞辰100周年

说起“影响因子”（Impact Factor），学术界几乎无人不晓。掌声也好，批评也罢，这一衡量学术期刊影响力的工具已经深刻影响了当代科学研究的评价体系，然而，很少有人关注它背后的发明者Eugene Garfield。他年轻时曾是一个在化学实验室中“制造麻烦”的学生，也曾是硕士毕业后单枪匹马发表一篇Science 论文的高人。在博士入学前，他还启发导师成功申请到一大笔国家基金。最终，Garfield成长为科学信息学的开创者之一，甚至为全球最大的搜索引擎提供了算法基础。这位改变了学术游戏规则的“影响因子之父”一生有哪些有趣的故事，本文试着为您讲解一二。

青年时代的Garfield。图片来源：Science History Institute

影响因子并不是Garfield职业生涯的起点，但无疑是他最具标志性的成就之一。这一工具源于他在1955年发表的一篇论文，首次提出通过分析引用关系评估科学研究的想法。

影响因子的辉煌起点：作为博士新生的Garfield以唯一作者身份在Science上发表了题为《科学的引文索引：通过思想关联实现文献记录的新维度》的论文

回顾Garfield的一生，他对科学文献的兴趣和职业轨迹，几乎可以称为一次“歪打正着”的奇妙旅程。Garfield于1925年出生在纽约布朗克斯区的一个移民家庭，父母都是在曼哈顿下东区出生的移民子女。父亲在母亲怀孕时不辞而别，幼年的Garfield随母亲和姐姐生活，母亲依靠各种零工和家庭成员的支持抚养孩子。

尽管家境窘迫，但母亲的五位兄弟在他的成长中扮演了重要角色，他们中有工会活动家和社会主义者，鼓励Garfield接触科学、音乐和无神论思想。其中一位舅舅在他14岁时送给他一本J. D. Bernal的著作《科学的社会功能》，对他日后产生“科学引文索引”的构想有着直接且深刻的影响。

John Desmond Bernal是将X射线晶体学应用在分子生物学中的先驱，作为积极的共产主义者也对科学哲学有深入研究。尽管Bernal本人没有获得诺贝尔奖，但他是1964年诺贝尔化学奖得主Dorothy Hodgkin的博士生导师，两人也曾有过短暂的恋人关系。图片来源：Wikipedia

从小就喜欢探索的Garfield，经济条件却不允许他拥有太多“科学装备”。他清楚记得，自己从未拥有过梦寐以求的化学实验箱（chemistry set），只能眼巴巴看着舅舅Bernhard的那套精美装备。“我舅舅完全浪费了这套实验箱，他最终居然学了商业管理！”Garfield曾这样吐槽。

20世纪40年代较为流行的Gilbert 化学实验箱。图片来源：Wikipedia

初中毕业时提前一年完成学业的Garfield以优异的成绩考入了彼得•史岱文森高中（Peter Stuyvesant High School）。然而，每天从布朗克斯到学校的长途通勤让他疲惫不堪，而高强度的科学课程更是令他捉襟见肘，后来只得转学至德威特•克林顿高中（De Witt Clinton High School）。他在高中期间成绩良好，尤其擅长数学和语言，还培养了对音乐的兴趣，学习了单簧管。

史岱文森高中以科学及数学见长，是全纽约最难考入的中学之一（左图为1907到1992年间史岱文森的校园大楼）。在Garfield获得哥伦比亚大学（Columbia University）图书馆科学硕士学位差不多同时，一位史岱文森毕业生Roald Hoffmann（右）进入哥大学习化学，后者于1981年获诺贝尔化学奖。Garfield和Hoffmann分别于1948年和1958年获哥大化学本科学位。图片来源：Wikipedia

高中快毕业时，Garfield随舅舅Nathan一家开车前往佛罗里达度假。由于这次“说走就走”的公路旅行，Garfield错过了几节关键课程，最终不得不在夏天上补习班弥补学分。不过，这场挂科风波也有意想不到的收获。在补习的同时，Garfield发现了一些“简单又实用”的课程，比如打字、记账和排版。他曾开玩笑说，“我的老师们或许觉得我是在逃避难度高的课程，但我管这叫战略性选择。”这些技能虽然看似和科学毫无关系，却在他未来的职业生涯中扮演了重要角色，尤其是为他在信息学领域的探索提供了得心应手的工具。

高中毕业后，Garfield怀着对“西部生活”的浪漫想象，申请了科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado, Boulder）并主修化学工程。但很快发现，这个专业并不像小说里描述的那么“英雄气概十足”。尤其是机械制图课程和在实验室里的漫长时光，让他几乎崩溃。

位于落基山脚下、海拔近两千米的Boulder可能让Garfield感受到更多的是荒凉和无聊（图为20世纪40年代科罗拉多大学校园）。图片来源：CU Website

在Boulder，Garfield遇到了他的第一任妻子Faye Byron，一位比他年长七岁、聪慧且野心勃勃的物理系学生。他们的初次见面是在一场派对上，Faye的才智让Garfield深深着迷。由于对化工专业不满，Garfield选择退学，并在二战期间参加了陆军。他在第10山地师接受了滑雪部队的训练，据说他的主要目的是尽快“回到科罗拉多看我的女友”。最终因健康原因退役后，他利用退伍军人福利进入哥大攻读化学学士学位，并于1948年毕业。

在退学后和参军前的那段时间，Garfield在科罗拉多州Pando参与建设赫尔营军事基地（Camp Hale），经历了在高海拔地区恶劣工作条件下的体力劳动。可能连他自己也没想到的是，竟然在入伍之后又回到了自己亲手建设的军营受训。图片来源：History Colorado

毕业后，Garfield与Faye搬到加利福尼亚。Faye在加州大学伯克利分校攻读医学预科，并在劳伦斯辐射实验室工作。两人在此期间迎来了第一个孩子Stefan。但突如其来的是，Faye后来选择离开Garfield，与她在伯克利认识的一位物理学家再婚。Garfield坦言，这段婚姻的结束虽然令人痛苦，但也是一次重要的成长经历。他选择独自抚养年幼的儿子，并面对一系列社会挑战，比如如何在白天打工、晚上开出租的同时找到合适的托儿服务。他甚至因为性别歧视政策被拒绝使用公立托儿服务，这让他对社会规则的荒谬性有了更深刻的体会。

辐射实验室（左）是今天著名的劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）前身，时任伯克利物理系教授的罗伯特•奥本海默（J. Robert Oppenheimer）正是Faye下一任丈夫的博士导师。图片来源：AIP & Wikipedia

Garfield的化学生涯转折点来自于他的表弟Sidney Bernhard，当时正在哥伦比亚大学攻读博士学位。在Bernhard的推荐下，Garfield被物理有机化学的创始人Louis P. Hammett招为实验室助理。

Hammett（左）最闻名于世的成就是定量描述取代基效应的Hammett方程，现在还在研究有机反应机理中广泛应用，本文作者读书时也受益匪浅，运用该工具发表了一篇研究共振辅助氢键的论文（右）。图片来源：National Academy of Sciences & Chem. Commun., 2012, 48, 10490-10492

刚进入实验室时，Garfield的主要任务是协助进行酸碱催化研究，需要合成一系列有机化合物，然而他在实验室的初期表现堪称灾难。他回忆道：“有一次实验室发生了小爆炸，我吓得够呛，但Hammett教授很冷静，仿佛这是每天都发生的事。”

不过，Garfield很快发挥出他的另一项才能——整理和归档。当他发现实验室里有一个堆满化合物的“化学品储藏柜”时，他灵机一动：“为什么我要重新合成这些化合物？这些样品明明已经存在，我只需要重新纯化它们。”通过这种“取巧”的方式，他为实验室节省了大量时间和资源，还系统地为储藏柜创建了一个索引，帮助团队更高效地管理样本资源。

颇有化学天赋的Bernhard毕业后又追随1954年诺贝尔奖得主莱纳斯••鲍林（Linus Pauling）从事博士后研究，成为酶反应动力学专家，并执教于俄勒冈大学。图片来源：Wikipedia

这段经历不仅让Garfield参与了一篇发表在《美国化学会志》（JACS）的论文（尽管他认为自己被列为作者“纯属Hammett教授的慷慨”），还让他对化学文献的重要性有了更直观和深入的认识。他开始意识到，高效管理和检索文献能够极大地提升科研效率。而Hammett的实验室为Garfield提供了绝佳环境，Hammett是美国三大教育出版社之一麦格劳希尔（McGraw Hill）的顾问编辑，拥有丰富的专业藏书，甚至还有一整套《化学文摘》（Chemical Abstracts）。

Bernhard和Garfield在Hammett实验室合作发表的一篇JACS，这也是Garfield人生发表的第一篇论文。图片来源：J. Am. Chem. Soc., 1954, 76, 991-992

真正改变Garfield职业方向的是1951年在纽约举办的美国化学会年会。当时的他对自己的职业前景迷茫不已，既没有成为顶尖化学家的潜力，也没在实验室找到真正的归属感。会议期间，Garfield漫无目的地在分会场之间游荡，偶然走进了“化学文献分会”的会场。他原本只是想找个地方休息片刻，却被会议内容吸引住了——演讲者们正在讨论如何通过文献整理和技术手段优化科学研究。他听到台上的James Perry描述了一种新兴技术：用穿孔卡片存储和检索科学数据。

同为化学专业出身的Perry是现代信息科学的先驱之一，推动了计算机在文档索引、分类和检索上的应用，合著了《穿孔卡片：在科学和工业中的应用》一书。图片来源：PBWorks & OpenLibrary

“天啊，有人靠这个为生？”Garfield几乎难以相信。对他来说，这种工作简直是理想——既能结合科学背景，又避免了实验室里的各种化学爆炸。会后，他鼓起勇气走到Perry面前，开门见山地问道：“我怎么才能进入这个行业？”Perry对这位年轻人的直率态度印象深刻，告诉他：“别担心，我会帮你找机会。”

几周后，Garfield真的接到了Perry的电话。这通电话为他打开了科学信息学的大门：他被推荐到约翰霍普金斯大学的威尔奇医学图书馆，参与“机器索引项目”，这也成了日后《科学引文索引》（SCI）理念的发源地。

历经辗转Garfield最终搬到了与图书馆一街之隔的一间小公寓，这也让他能够夜以继日地开展工作（图为威尔奇图书馆）。图片来源：Library of Congress

在威尔奇医学图书馆的工作中，Garfield全身心投入到医学文献的分类与检索技术研究。他与团队一起开发了主题词权威列表（SHAL），是如今医学主题词表（MeSH）的原型，并设计了文献索引的优化流程。在那里，他的“文献追踪与索引”的概念逐渐形成，而“引用索引”的想法则彻底改变了未来的科学研究方法。  

医学主题词表（Medical Subject Headings）由美国国立医学图书馆出版，是目前最权威最常用的标准医学主题词表。图片来源：NIH

威尔奇图书馆项目结束之后，Garfield也获得了哥伦比亚大学图书馆科学硕士学位，并打算攻读化学信息学方向的博士。但由于这个跨学科领域在当时过于超前，他在哥大甚至无法找到合适的教授组成指导委员会。幸好Garfield的一位好朋友当时在宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）结构语言学家Zellig Harris门下读博士，他得以和Harris见面并向Harris介绍了信息获取领域。这次简单的会面启发Harris将语言学本行和新兴的信息科学结合，很快获得了美国国家科学基金会（NSF） 50万美元（大约相当于今天的500万美元）的资助。自然Garfield也顺利和Harris达成一致，Garfield可以把哥大的学分转到宾大，并继续自己“化学语言学”的研究，最终他以题为《一种将化学名称翻译为分子式的算法》的博士论文，获得语言学博士学位。

Harris（左）也是著名语言学家、哲学家、认知科学家和社会评论家诺姆•乔姆斯基（Avram Noam Chomsky右）的博士导师，后者作为“师兄”在Garfield入学的那年博士毕业。图片来源：Wikipedia

早期从事化学相关工作的经历不仅改变了Garfield的职业方向，还激励他创立了科学信息研究所（ISI）。他推出的《当前内容》（Current Contents）和《科学引文索引》（SCI）成为科学家追踪研究进展和建立学术网络的工具。

在互联网普及初期，谷歌（Google）的创始人Larry Page和Sergey Brin将Garfield的引文分析方法运用到他们的PageRank算法中，用于评估网页的重要性。PageRank的核心理念与Garfield的思想如出一辙：通过引用关系量化信息的信誉和影响力，从而帮助用户在信息洪流中快速找到最重要的内容。正因如此，Garfield还被誉为“Google的祖父”。

谷歌早期PageRank算法中也有Garfield引文分析方法的影子。图片来源：Medium & Wikipedia

作为一项工具，影响因子无疑是革命性的。它帮助期刊编辑制定策略，指导科学家找到关键文献，甚至在科研资助和学术招聘中提供了便利。然而，这一工具也不可避免地引发争议：过于依赖影响因子的评价体系可能扭曲学术研究的目标，导致“追求高引用”成为部分研究的唯一目标。

Garfield本人对此并非没有反思。他曾多次强调：“影响因子是一把双刃剑，它的价值取决于如何使用。”另外，Garfield的本姓是Garfinkel，在意第绪语（Yiddish）中是“红色宝石”的意思，如果说影响因子的正面形象是一颗红色宝石，那么这颗宝石是否来自潘多拉魔盒，谁又能说的清楚？

参考文献：

Williams, Robert V. (July 29, 1997). Eugene Garfield, Transcript of an Interview Conducted by Robert V. Williams at Philadelphia, Pennsylvania on 29 July 1997. Philadelphia, PA: Chemical Heritage Foundation.

Garfield, Eugene Eli (1961). An Algorithm for Translating Chemical Names to Molecular Formulas (PhD thesis). University of Pennsylvania

Garfield, Eugene. "Citation indexes for science: A new dimension in documentation through association of ideas." Science 122, no. 3159 (1955): 108-111.

Su, Xin, Märt Lõkov, Agnes Kütt, Ivo Leito, and Ivan Aprahamian. "Unusual para-substituent effects on the intramolecular hydrogen-bond in hydrazone-based switches." Chemical Communications 48, no. 85 (2012): 10490-10492.

Bernhard, Sidney A., Eugene Garfield, and Louis P. Hammett. "Specific Effects in Acid Catalysis by Ion Exchange Resins. III. Some Observations on the Effect of Polyvalent Cations" Journal of the American Chemical Society 76, no. 4 (1954): 991-992.

Gallagher, Richard (2017). "Eugene Garfield – 1925–2017 – a life of impact". annualreviewsnews.org.

（本文由SulfuriumUranide供稿）