西湖笔记|据说不仅仅是一篇论文,那我们发表一篇论文是为了什么?
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本科生:我要论文,更多的论文,更多的论文。
毕业生:我想要论文,更多的论文,JACSpapers。
博士后:我想要HIJ(高影响力期刊)的论文。
如果你也是学化学的,如果你也是搞科研的,看到这样的心路历程你是不是有很强的代入感?这是西湖大学工程学院材料科学教授黄家兴在成为独立PI之前的变化。
在西湖大学,无论是选拔学术人才,还是面试博士新生,我们一直强调“不唯论文”。然而,每一项科学发现、每一项成果转化的背后,都离不开学术论文的支撑。
不只是论文,不代表不看论文,也不代表不发表论文。
那么,我们为什么要出版这份报纸?作为一名博士、博士后或者年轻的博士生导师,你有没有想过这个问题?有人和你讨论过这个问题吗?
周二晚上,在我校研究生会主办的WeSalon活动上,黄家兴挖出了自己不同阶段的“第一篇论文”,首次披露了每一篇“第一次”发表前后的真实故事,让他对“发表论文的目的是什么”这个问题有了新的认识
这是《机智与智慧》齐飞分享的故事和观点,所以我们第一时间整理了这篇干货版评论。黄老师提醒,这只是他一家之言,但如果这样的分享和传播能激发大家对这个问题的思考,也是一件有意义的事情。
你准备好了吗?黄老师开始讲话。
01
本科阶段发表论文
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接受科研训练
我在中国科学技术大学学化学物理,学了五年,一般第五年进实验室。我是1999的大四学生,当时成绩一般。为了获得研究经验,我提前进入实验室,担任研究助理。当时我想,我的学习一般,说明我没有吸收到国家和社会的“输入”,但这不一定代表我的“输出”不好。
一开始我真的以为,能从一个小角色做起,帮助别人,甚至帮人洗一个烧杯,会很开心。后来带我的博士生可能是看我勤快,把我拉进了他的一份工作。文章写好之后,我认真读了一遍,偶尔帮忙改一两条,我也很乐意。我觉得我又扮演了一个小角色。最后他和我的导师愿意把我的名字列入作者,我觉得很荣幸。
人生中第一次,自己名字的拼音变了型,出现在国际期刊上,这对于当时的我来说是无比幸福的,对我个人的成长也有着重大的意义。
大约半年后,我的导师谢毅教授说,你不要满足于做博士生背后的宠臣,要自己折腾,并给了我一叠科研仪器设备使用时间票(我们称之为“白条”)。当时作为一个小本科生,我有了自己的“白条”,代表着导师对我无与伦比的信任,让我激动不已。
最后,我很幸运地有了一些自己的发现,也有机会开始写我的第一篇作者论文。我把这篇文章当成自己的宝贝。我在实验室里不加思索地保存了一个月,完成了人生中第一作者的第一篇文章——第一次发现了什么,解释了,然后写出来,扔了。
那时候文章是邮寄的,审稿人的意见是传真回来的。每次传达室的电话打进来,我都高兴得骑着自行车去看是谁的文章。让我惊讶的是,审稿人竟然说这篇文章写得很好——我至今不知道审稿人是谁,但我会永远记得他/她的鼓励。
回过头来看,这些文章的意义是什么?他们没有带来伟大的技术创新或理论突破,当然也没有改变世界,但他们确实在科学文献中记录了一种新的合成方法,为后人提供了借鉴。就我个人而言,这些经历给了我人生很大的正向动力,也为我以后的科研提供了非常难得的经验。按照今天流行的观点,那些论文大多属于“低影响力,或者说低影响因子论文”,但那些论文却让很多人在这个过程中接受了第一次不完善但相对完整的科研训练,为国内科研的快速崛起提供了人才库。
02
博士学习阶段发论文
做别人的垫脚石。
后来去了UCLA(加州大学洛杉矶分校)读博士。一开始,我是按照导师给的题目来做的。磨了两年多,纠结到差点被虐到转学。
幸运的是,在这个过程中,我的“真爱”出现了——我捣鼓出了一根导电的聚合物纳米纤维,但这篇文章发表得更早,成为我在博士阶段的第一篇文章,发表在美国化学学会杂志《JACS》上。科学和美国化学工程新闻(C & ampE News)为我们的工作写了一个亮点,我本人后来也在这个方向发表了第一作者的几篇文章。这是我的博士生导师十几年来写的第一篇JACS。对我来说,这简直就是“人生巅峰”。
当时,许多人认为我们是幸运的,这样一个简单的工作可以发送JACS:这是一个削减小合成,这使我感到如此。但是时间长了,我发现有很多人关注这篇文章。事实上,当我们合成或制备新材料时,方法论越简单、越通用,就会吸引很多人跳进去跟你学,这绝对是好事;如果你什么都不教给读者,人们也没有从你的工作中获益,那么即使你发表了《科学》《自然》这样的明星期刊,你也是一直自娱自乐吗?
Agnes Pockels是18世纪自学成才的德国女科学家。她曾经说过,“我非常高兴地得知,我的作品正被他人用于。
他们的调查.我觉得每个人的作品都应该是后人的敲门砖,这应该是我们发表论文的一个基本目的。
03
博士后文章
学会啃硬骨头
我在加州大学伯克利分校杨培东教授的研究小组做了三年的博士生。
这是我博士后阶段的第一篇文章。我们发现漂浮在水面上的纳米颗粒有时会在干燥过程中自动排列成非常漂亮和规则的图案。我记得我第一次在扫描电镜下看到这些图案是在凌晨3点左右。伯克利的学生喜欢半夜上山做电镜,因为白天电镜太忙了。同组的富兰克林和我看着电子显微镜,怀着悲喜交加的心情看着山下的夜景:这么美的发现,恐怕我们是想不通了。
作为导师,杨老师没有和我们退缩。富兰克林和我每周都在纠结该怎么跟杨先生说。甚至投稿后我们觉得处理不好审稿人的意见,就去跟杨老师说算了,换个轻松的期刊。杨老师没有说话,我们却觉得有些惭愧。让我们咬咬牙再试一次。
当时有两种想法。一个是用蛮力,不用太多分析,野蛮重复100次。应该一直做下去吗?结果当我们尝试10次的时候,就快要崩溃了。后来觉得没什么好处,还是会试着认真理性的分析一下。有什么问题?我终于冷静下来,从头开始分析猜测,做了几次快速模拟实验。结果我发现我真的可能抓住了关键问题的蛛丝马迹。我跟本科史蒂夫说,晚饭后你要不要陪我熬夜?如果成功了,第二天早上我带你去吃早餐,在那家贵的餐厅吃早餐。
结果,实验进行得出奇的顺利。本来想熬到6点吃早饭,结果3点多不但吃完了,还发现了新的东西。然后我们两个在实验室坐到天亮吃早饭。
所以这篇文章的经历对我来说也是一种“转变”。我从本科到研究生的科研都是“流动”的。打不过我就跑。其实遇到问题心里更容易放弃,更容易退出,因为总可以再找一个。如果我们在一个好的时机进入一个热门领域,或者碰巧发现了一个“金矿”,它随时都会是“黄金”,但这就缺少了一种啃硬骨头的体验。这篇文章的过程让我意识到,硬骨头其实是可以啃的,而且经常被啃坏。有时候发现其实没那么难。我缺少的是一点坚持和自信。
04
在PI阶段发送文章
带着更多的新思维。
2007年9月,我在美国西北大学找到了一份教职。作为一个PI,我要开始自己做决定了,我是文章的最后一关。明显的变化是,我的时间有限,要上课,还要做很多其他的事情,一个人的精力有限;另外,作为一名助理教授,我觉得应该把自己捧到最高的标准,只发表“有用”的文章,争取每篇文章都有影响,可以考虑通过尽快发表自己的第一作者论文来培养学生找到成就感。
后来我们课题组逐渐形成了一些发表文章的哲学,还是那个问题:我们发表文章是为了什么?与他人分享我们的科学思想和发现,并教给他人一些东西,这是文章的精髓,也是最简单的目的。在这个阶段,我们开始有了一些新的思考:
(摘自黄家兴去年发表在《材料研究的账户》上的一篇编者按)
比如我们也可以通过发文章的方式指出并纠正领域内的错误认知。
除了常见的发表“新鲜事”的模式外,还能大胆指出并纠正一些错误,这当然要求我们的文章非常有说服力。比如十几年前,人们发现氧化石墨烯薄膜具有非常高的刚性,这归功于与二维材料相关的一些神奇性质,吸引了世界各地的许多研究人员跳入其中进行研究。然而,我们发现这其实是一个不幸的错误。早期的工作是利用氧化铝滤膜得到氧化石墨烯薄膜样品,氧化铝在弱酸性水溶液中会被腐蚀生成三价铝离子,从而交联带负电的氧化石墨烯。换句话说,有一系列关于氧化石墨烯奇妙性质的发现,其实都是基于被污染的样品,并不能反映材料本身的性质。
后来听一些老师说,他们的一些学生看到我们的文章都快哭了,因为他们终于明白为什么以前的作品不容易复读了。大家突然意识到整个建筑的基本假设在氧化石墨烯方向是不正确的。这篇文章的科学内容超级简单,基于一个几乎所有高中生都学过的无机化学反应,却纠正了对氧化石墨烯的一个基本特性的认识,成为我们的代表作之一,也衍生出一系列风格和功能相似的文章。
再比如,我们也可以通过发表论文来发出声音和呼吁。
这是最近的一个例子。疫情在家的时候写的这个东西。目的是分析大家对病毒的常见误解,分享一些从材料学角度对疫情中科学问题的分析,指出一些值得做的研究问题。
当时我和一位非常著名的流感病毒学家聊天。他当着我的面跟我说,病毒颗粒100纳米,戴口罩也没用。我当场愣住了。患者呼出的病毒绝对不是裸露的颗粒。它们被包裹在一堆从呼吸道出来的东西里。当然,口罩要阻挡的不是100纳米的颗粒,而是几十微米甚至几百微米的液滴或液滴核。他愣住了,想了一会儿,说,你说得对。
这件事对我来说是一剂强心针。我发现以前研究病毒的人其实也有这样的认知盲点。看来需要有人在这方面做点什么了。于是我在当时的群里找了以前的同学一起学习基础知识,研究文献,也有幸认识了一些国内一线的医生和生物医学专家。在西北大学的家令开始前,我一起写了这篇论文(呼吁材料科学与工程的研究者积极思考与疫情相关的科学问题),并在武汉解封的当天在网上发表。
当然,发论文有时也很有趣。
我们曾经受邀评价中国科学技术大学俞书宏先生的工作,他利用细菌合成纤维素纳米复合材料。我们意识到余先生做得很好,因为他们谦逊地把自己和细菌放在同一个时空尺度上,和细菌同步合成。这个亮点突然让我们想起了小黄人,一个有趣的标题“和小黄人一起工作”就应运而生了。我们很喜欢这个创意,于是花了几百块钱找人画图,花了几百块钱拿到电影公司的形象授权。这应该是所有科学文献中第一次出现奴才的形象。真的很好玩,其实也隐含着科学意义。
发表论文的另一个好处是可以结交异地的朋友。
2016年,受日本学术振兴会邀请,在日本进行JSPS巡回演讲,从南到北参观了7所大学和研究所。在此之前,我基本上不认识日本学界的朋友。我被提名为京都大学教授,是因为几年前我审阅了自己的一篇论文,非常喜欢。我主动参观了我的实验室,先考察了我的“人品”,然后热情邀请我去日本访问。在名古屋大学,我遇到一个名师,直截了当地问我,说他的研究兴趣好像和我没有重叠。我不知道当我遇见他的时候我想要谈论什么。几句话后,他兴奋地打开书柜,翻出几张纸,说,这个“黄”是你吗?原来不久前他碰巧看了我十几年前读博士期间发表的几篇论文,没想到我直接送上门了!自然而然,我们聊得很开心,成了朋友。后来去了筑波的国立材料研究所。做完报告后,一位知名教授上来跟我道歉,说他审阅了我的一篇论文,拒绝了,但刚听完我的话,他就意识到自己没有仔细阅读我的文章,草率地做出了错误的判断。他的坦诚让我感动,也让我感叹从这张纸上画出的命运。当然,从那以后我们就成了好朋友。
最后,让我们回到我们的问题:我们发表论文是为了什么?
我不觉得每一篇文章都要改变世界。也许我们有时候并没有意识到自己论文背后更高的意义,但是你要守住的底线和初心,就是不要用“刷单”的心态去对待自己或者别人的每一篇文章。恭喜你做了一篇“大文章”,这很自然,但没必要为了一篇“小文章”而妄自菲薄。文章无论大小,作为第一作者,一定要对自己的作品了如指掌,总结承担,随时能讲解。
除了大学,还有很多地方,比如一些直接面向重点目标和任务的公司或机构,也进行高水平的科技研发。我觉得大学里的科研是有本质区别的。“大学”意义上的科学研究是为全人类创造公共知识产品。我们工作的价值往往体现在它能让多少科学家的工作受益,最终如何回馈社会。毕竟大学的科研是有教育属性的。
所以,我和我的学生发表论文的根本目的是广义上的“教育”——把我们的发现、发明、经验和想法传授给未来异地的其他研究者和好朋友,让他们从中受益,推进他们的工作。所以我们出版是为了分享、教导和教育。