为论文排版犯愁？不如试试在Word里用LaTeX

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导读

软件开发商在文本编辑器里摈弃了原有的公式编辑器，转而支持LaTeX排版语言。这里是入门方法。

插图：The Project Twins

LaTeX还是Word？对于物理学家和数学家来说，选哪个是显然的。但是对于其他领域的科学家来说，LaTeX的好处常常被忽视。

LaTeX是一个开源的软件，用来撰写科学论文并精确排版。用LaTeX的感觉更像是写代码而非写文章。自从1985年出现以来，LaTeX在数学、物理和计算机等领域变得越来越受欢迎。

支持者喜欢LaTeX主要是因为它在文档布局上提供的控制力，它还象征着对商业软件开发商（特别是微软）的反抗。其他人则认为LaTeX太复杂了，除了要求最高的一些工作之外都是屠龙刀。2014年的一项研究（M. Knauff & J. Nejasmic PLoS ONE 9, e115069; 2014）询问了各个领域中的科学家，让他们比较Word和LaTeX。根据数据科学公司Altmetric的统计（Altmetric由霍尔茨布林克（Holtzbrinck）出版集团下的Digital Science公司所有，该出版集团持有《自然》杂志出版商施普林格·自然的一部分股份），这篇文章成为了第二年网上讨论最多的十篇论文之一，至今为止已经有24万余阅读数。

但是，在过去的几年里，这两个工具之间的界线变得模糊了。2017年，微软的Word里可以直接使用LaTex的语法编辑公式。去年，Word干脆把自己原本的公式编辑器也去掉了。其他文本编辑器也支持LaTeX中的一些要素，允许新上手的人自行选择使用多少LaTeX。

“对我来说，当我对排版有具体要求的时候就会选用LaTeX。”宾夕法尼亚大学的生物信息学家Casey Greene说，“Word则是‘差不多就行’的时候，或者是合作者用Word的时候。”

写公式

LaTeX和“所见即所得”的文本编辑器（Word、LibreOffice和OpenOffice都属于这一类）不同，更像是写代码。纯文本要用描述格式的命令包起来（比如 extit{文本}是斜体； extbf{文本}是粗体），表格则是一格一格地构建。源码之后会被编译成漂亮的PDF供人阅读。

公式被认为是LaTeX的强项（见下文“用LaTeX写公式”）。LaTeX的一个得意之处是一个巨大的数学符号库。（2017版的《LaTeX符号全集》中列出了1.4万个符号。）“我开始使用LaTeX的原因之一就是可以轻松地排版出漂亮的公式。” 韦仕敦大学的心理学家John Paul Minda说。

用LaTeX写公式

在LaTeX里写爱因斯坦的质能方程很简单，基本就是E = mc^2。

这里唯一的排版符号是脱字符^，表示上标。但是想要在LaTeX里正确显示公式，就必须用命令包起来。反斜线加方括号(\[E = mc^2\])让公式独占一行并居中显示。使用$符号包起公式($E = mc^2$)会让它显示在文本之中。

LaTeX文档通常会在开头描述页面大小（例如A4）和格式。要让数学命令生效，用户必须指定软件使用某个数学公式包，这有很多选项。ctan.org上有超过5000个库。LaTeX用户可以选用从J.R.R.Tolkien笔下的精灵文到蒙古文等等的任何字体；也可以让排版格式变成报纸样式。

对于更复杂的公式，用户就得学习命令的语法了。例如，分数的语法是rac{分子}{分母}，而在[a,b]区间积分是\int_{a}^{b}。因此，从[0,100]积分x2 + (1/2π)x的写法就是\int_{0}^{100} x^2 + rac{1}{2\pi}x dx。

基于浏览器的编辑器Overleaf提供了排版LaTeX公式的概述，参见go.nature.com/2eh1daz。

事实上，在2014年两个工具的比较里，公式是LaTeX唯一一个胜过Word的项目。论文作者指出，在文本和表格上，Word更快，也更不容易出错；不过LaTeX的用户说“使用文本编辑工具时获得了乐趣”更多一些。

即使是批评LaTeX的Daniel Allington——他是伦敦国王学院的计算社会科学家，曾经在博客上批判过所谓的“LaTeX癖”——也承认，LaTeX在处理公式上比其他工具更好。

但是，Allington指出，今天的科学家在使用LaTeX编辑公式时，仍然不能脱离所见即所得的工具。例如，Allington使用在线工具MathJax。他在里面写了几行网页版的LaTeX——不需要安装——MathJax就将公式显示在了网页上。

Word用户也可以直接写LaTeX形式的代码，然后点一下就可以转化成排版好的公式。微软说他们支持“大部分”LaTeX表达式，不过他们的网站上列出了20个不支持的关键字（例如角度符号\degree）。

对于Google Doc的用户，Auto-LaTeX插件可以将LaTeX公式转换成嵌入式图片。东北大学的海洋与环境学家Katie Lotterhos说这一工具组合对她来说十分好用，因为她的大部分合作者都不知道怎么使用排版语言。不过缺点么，她说，在于软件将公式变成图片插入这一点。“对同行评议来说没问题，但是排版编辑就不喜欢了。”

LibreOffice（类似于Word的开源软件）也差不多，可以用一个叫TeXMaths的插件编辑公式，它会将LaTeX语法转换成PNG或SVG格式的图片。

熟练使用LaTeX

希望深入LaTeX的用户可以安装一个LaTeX软件包，例如Windows下的MiKTeX、Mac OS下的MacTeX，和Linux下的TeX Live。这些都是免费下载使用的，包含了将LaTeX“源代码”编译成PDF的工具。Word的最低价格是每月8.25美元买一个包含Word的Office软件包，不过微软发言人说他们会为一些科研机构的研究者们提供免费的在线版本Word。

LaTeX的软件包让作者可以用LaTeX撰写整个PDF文档。这就允许研究者们“完全控制”文档长什么样，Philip Judge说——这位科罗拉多州高海拔天文台的天文学家是LaTeX的支持者。对于牛津大学的演化人类学家Laura Fortuanto说，问题是Word“不可靠”——“你知道自己没做错事”的时候它会冒出些“随机的行为”——所以她在读博的时候才学习了LaTeX。

但用起来可能很累。“LaTeX的主要问题在于必须经常编译出来看结果是什么样，然后如果出错了就要花时间追踪错误。”牛津大学研究金刚石生长的Shannon Nicley说。

对Nicley来说，解决办法是Overleaf，这是一个基于浏览器的编辑器，供人们合作写作科学论文。（Overleaf同样是由Digital Science所有。）Overleaf会将文档的源码和实时编译出的PDF并排显示，也就是说用户可以快速看到自己的修改会如何在最终的成文上反映出来。这个工具对个人用户是免费的，但是以每月14美元的价格可以追加合作功能和同步到代码分享网站GitHub的功能。

所以LaTeX是一个值得掌握的工具么？这取决于研究者个人：你经常使用公式么？你需要对文档进行多精细的控制？你有多少时间可以用来学新的语言？

用LaTeX写作基本的文档是相对直接的。但是写表格就并非如此。和Word不同，表格不能直接画在页面上，而是必须用代码一行一行插入。在2014年的论文中，就30分钟的制表一项测试表明，即使是LaTeX的专家也比Word新手犯了更多错误，写了更少文字。“用LaTeX写表格简直令人打退堂鼓，即使是已经写过几十次也会这样。”Nicley说，“开一个Excel，把表格内容写进去，再直接复制粘贴进Word里就快多了，我还可以细调样式和内容。”

LaTeX并不是唯一一个编程式的文本排版选项。Allington经常使用Markdown，他说这比LaTeX“轻量”，因为排版命令更为直接。威斯康星大学麦迪逊分校的计算生物学家Anthony Gitter说，在Markdown里“基本没有会搞错的技术性语法。”正是因为如此，Gitter和他的同事——也包括宾州大学的Greenne——才选用了Markdown来撰写一篇生物和医药领域深度学习的公开综述。他警告说，在LaTeX里，某个合作者改了哪里导致文档无法编译成PDF的风险更大。

虽然如此，一些期刊和会议并不接受Markdown格式的论文，莫斯科物理技术学院的研究员Dmitry Fedyanin说。

例如，《自然》更喜欢Word格式的论文，因为该期刊的排版系统使用这个格式，《自然》的副责任编辑Simon Gribbin说。虽然如此，接收的论文中大约十分之一是LaTeX格式的；它们会在交给文字编辑之前会转换成Word，他说。

但是《自然-物理》的编辑就对文档格式有着更大自由度，这一学科里LaTeX更为普及。“物理学家‘就是用’LaTeX。”主编Andrea Taroni说，“想让他们换个编辑器就跟让猫排队一样难。”

原文以Craft beautiful equations in Word with LaTeX为标题发表在2019年6月11日的《自然》工具箱上。

© nature

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