哈佛神级教授Whitesides的论文写作之“道”
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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。
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。
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：
为什么我要做这项工作？主要目的和假说是什么？
结果是什么？化合物是怎样合成与表征的？测试了什么？
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：
这部分先空出来，等到论文完成之后再撰写。
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）。
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。
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。
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。
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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