哈佛传奇教授Whitesides的论文写作之“道”

诺奖热门、创业牛人、哈佛Whitesides教你如何写论文

【编者按】本文是哈佛大学George Whitesides教授为指导其研究生和博士后论文撰写而做，最初以“Whitesides’ Group: Writing a Paper ”为题发表于Advanced Materials。Whitesides是美国科学院、美国工程院、以及美国艺术科学院三院院士，H因子最高的化学家，著作等身，名满天下，所获大奖数不胜数；培养出包括Craig Hill、John Rogers、翁啟惠、夏幼男等一大批杰出学者；也曾创立12家科技公司，总市值超过200亿美金。经征询Whitesides教授，知社学术圈重新编译本文并发布。我们相信该文不仅对研究生、博士后有益，对指导老师也非常值得借鉴。

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何谓学术论文？

一篇论文是集假设、数据及结论为一体的系统性阐述，并以此引导读者。论文是研究的核心部分。如果你的一项研究没有产生任何论文，那便等于没有做过一样。“有意义但未发表”就如同“从未存在”一样。

研究的目的在于确切表述并验证假设，从不断的论证中得出结论，并将结论向读者展示。切记，你的研究目的不是简单地“收集数据”。

论文并非只是研究结果的资料储存器，而且也是进一步开展研究的有效框架。如果明确了论文的目的和写作形式，那将对你组织和开展进一步研究大有裨益。一份好的论文提纲对于研究项目具有良好的规划指引作用。在研究的整个过程中，你需要写下提纲并对其进行适应性修改。研究初始，应有主要计划；工作结束，应有充分总结。比起简单收集数据并在完成后才对其进行整理写作的方式，在进程中及时理解、分析、总结并修正显得更为高效。

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论文提纲

2.1 为什么要写提纲？

在此，我必须强调提纲在论文写作、学术研讨及研究规划中的核心地位。我尤其相信，对于大家而言，以提纲为基础进行论文写作是最有效的方法。提纲是一份书面的行文计划，其中包括论文所依赖的数据。事实上，提纲不仅仅是列出各段的文字内容， 而是按照目的、 假说、 结论来精心组织和呈现数据。

提纲的文字以简练为宜。如果我们对提纲中的数据及结构这些细节达成一致意见，那么正文组织起来便相当容易。在提纲细节尚未敲定之时，进行正文写作是毫无意义的。论文写作时，大部分时间花费在正文写作上；而大部分思考是用在整理和分析数据上。动笔之前反复推敲并修改提纲，比起写完全文再反复全面修改，效率自然较高。

我所有的写作，包括论文、报告、项目申请书以及研讨会的幻灯片，都从提纲开始。我建议你们也学会如何使用提纲。

2.2 如何写好提纲？

最经典的方法就是拿出一张白纸，随意写下当时脑子里蹦出的与论文有关的任何点子。自问一些显而易见的问题：“我为什么要做这项工作？” “它的意义何在?” “我想要验证哪些假说?” “我实际验证了哪些假说？” “结果如何，是否产生了新的化合方法？” “我进行了哪些测试？” “有哪些化合物，它们是怎么表征的？” 并且勾勒出可能的反应式及图示。抓住这些主要想法非常重要。如果你的研究起初是为了证实一个假说，可是当你仔细审视手头的资料时却发现，这些数据似乎能更好地证实另外一个假说，也不要担心。将这些都写下来，从中选择一个假说、目标、数据相互匹配的最佳组合。时常，论文完成之时，其目的与最初的目的已经不一样了。要知道，很多优秀的科学往往是机会主义与修正主义的碰撞产物。

当你把这些都写在纸上后，拿出另一张纸，将这些思绪按照以下三个方面组织起来：

1.引言

为什么我要做这项工作？主要目的和假说是什么？

2.结果和讨论

结果是什么？化合物是怎样合成与表征的？测试了什么？

3.结论

所有这一切意味着什么？证实或否定了什么假说？我学到了什么？其意义何在？

接下来， 将以上各部分更好地组织起来。尤其着力于整理数据，尽可能用清晰简洁的图表来展示数据。这个过程可能比较慢，因为我可能5次甚至10次尝试以不同的方式去描绘一张图，以求达到最清晰最美观的程度。

最后，把所有这一切 - 内容提纲、表格、草图、方程式，安排好顺序。

当你已经掌握了所有需要的数据，或者明确知道自己还要收集哪些额外的数据，并且有了一个合理的构架，你对这些都感到满意时，请将提纲交给我。简要标注哪些地方还缺数据，你认为（或假设）这些数据大概是什么。如果你的假设是正确的，你将如何解释。我会仔细阅读你的提纲，提出我的观点和修改建议。通常情况下，我们需要四五个来回才能达成一致意见，期间经常还需要补做一些实验。我们的一致意见将确定所有的数据的最终形式或者接近最终形式，也就是说，提纲中的表格、图表等最终将成为论文中的表格、图表。

然后，你就可以开始动笔写，此时的你有信心在写作中用到大部分之前整理的数据。

高效利用你我时间的关键在于，项目开始时尽早彼此交换提纲和意见。千万不要等到数据都收集“完成”了才开始写提纲。研究永无“完成”之日，当研究项目初具雏形时，就应立即开始准备构思论文和提纲，这将节省很多的精力和时间。即使在正式组织成文前，我们突然决定补做重要的其他实验，提纲的写作对于研究仍有指导意义。

2.3 提纲的内容

提纲应当包括以下几个部分：

1.标题

2.作者

3.摘要

这部分先空出来，等到论文完成之后再撰写。

4.引言

第一段或者前两段应该详细写出来。开头尤其需要注意，最理想的状态是能够简洁明了地陈述研究工作的目的及意义。

总体上，引言由以下几个方面构成：

研究目的

• 研究的意义：为什么重要？

• 研究背景：有谁做过同样的研究？是以什么样的方式？我们之前做过哪些研究？

• 指引读者：读者能从中得到什么？哪些想法很独特且有意义？我们采取了哪些策略？

• 总结：读者应期待怎样的结论？完善的提纲版本应该包括实验部分的所有环节（具体到段落小标题）。

5.结果与讨论

结果和讨论紧密联系。这一部分应该根据主题进行行文组织。不同章节应设有加粗小标题，使得结构清晰，同时便于读者迅速浏览全文，找到自己感兴趣的部分。以下列举一些可用作章节小标题的短语：

• 烷基硫醇的合成

• 单层膜的表征

• 邻二醇结构的绝对构型

• 滞后现象与表面粗糙度的关系

• 温度对速率常数的影响

• 自交换速率随溶剂极化度而降低

尽量使章节小标题具体化并且信息丰富。例如，“自交换速率随溶剂极化度而降低”虽然比“速率测试”字数多，但是对于读者来说更有价值。总的来说，尽量概括出段落主旨：

• 初始材料的合成

• 产物的表征

• 表征方法

• 测试方法

• 结果（速率常数，接触角等）

提纲中，不要书写大量的文字，而是将数据安排在合适的位置：文字只是简明地提示每章的主要内容。

• 章节标题

• 图表（附说明）

• 示意图（附说明和脚注）

• 方程

• 表格（格式正确）

记住，论文是实验结果的集成，运用图表、方程式和图示清晰简洁地呈现。论文中的文字是为解释数据服务的，因而它是次要的。其余的更多信息则可以通过表格、方程式等去展现，这样的文章短小精悍，通俗易读。

6.结论

应将论文的总结论概括成一系列短语或简短的句子。不要重复结果部分已陈述过的结论，除非有必要作特殊强调。结论不是简单的总结，而是更新更高层次的分析阐述，应该清晰地表现出研究工作的意义。

7.实验部分

包括所有实验部分的章节标题，顺序与结果部分一一对应。

2.4 要点总结

• 尽早写作论文提纲。切勿等到研究“结束”；研究永无“结束”之时。

• 提纲应通过表格、方程式、图表、图示等易于理解的方式组织数据，而不是纯文字内容。

• 按照数据重要程度进行排序，而不按时间顺序。论文写作一个重要细节在于各部分权重之分配。初学者往往采取时间顺序来组织行文：他们对实验项目进行详尽的叙述，从宝贵的初始失败经历写起，直至达到成功的巅峰。这是极其错误的方式。应该从最重要的结果开始叙述，如果还有次要的结果，再依次叙述。读者通常不会关心你是如何得出一个问答的结论，而是关注结果本身。短篇幅显然更加易读。

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文体格式

• 勿将名词用作形容词：

  错误用法：

  ATP formation；reaction product

  正确用法：

  formation of ATP （ATP的形成）；product of the reaction（反应产物）

• “this”后面必须接名词，以便明确指代对象。

  错误用法：

  This is a fast reaction；This leads us to conclude

  （这是一个快速反应；这使我们得出结论）

  正确用法：

  This reaction is fast；This observation leads us to conclude

  （这个反应是快速反应；这个观察结果使我们得出结论）

• 描述实验结果一律要用过去时态。

  错误用法：

  Addition of water gives product.

  正确用法：

  Addition of water gave product. （加水后生成了产物）

• 尽可能使用主动语态。

  错误用法：

  It was observed that the solution turned red.

  正确用法：

  The solution turned red. or

  We observed that the solution turned red. (溶液变成了红色)

• 完整描述对比双方。

  错误用法：

  The yield was higher using bromine.

  正确用法：

  The yield was higher using bromine than chlorine. （用溴比用氯时产出率高。）

• 使用两倍行距，冒号、逗号和句末的句号后空两个英文字符，留出足够的页边距。

  假设我们在写作中统一使用美国化学学会的文体模式。你可以在以下三类文献资源中获得启发。

  1）期刊。阅读期刊中的文章，模仿其行文结构。

  2）本组论文。阅读本组论文，你会清楚了解到论文的结构形式。如果你的论文看起来不太一样，或许就不符合我们的标准。

  3）ACS写作指南。该书非常有用、详细，尤其是173-229页有关参考文献的部分。

同时我推荐Strunk和White所著The Elements of Style（《文体要素》），阅读此书找找文体格式用法的感觉。也可以在化学学会的图书馆借阅很多其他有关学术写作的书籍，这些书中有很多有益的建议，只是不够生动有趣。那里也有一些非常不错的有关图表设计的书值得一读。

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