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科技论文要讲好科学故事 精选

已有 8179 次阅读 2023-7-31 21:16 |系统分类:观点评述

科技论文是科研人员展示自己的研究成果、交流学术思想、推动学科进步的重要方式。然而,很多科技论文却缺乏吸引力和说服力,无法引起读者的兴趣和共鸣,甚至让读者感到困惑和沉闷。这是为什么呢?一个可能的原因是,很多科技论文没有讲好故事。

什么是故事?故事是一种叙述方式,它通过设置情境、塑造人物、安排情节、营造氛围等手段,来传达作者的观点、情感和价值观。故事具有生动、有趣、引人入胜的特点,能够激发读者的好奇心、想象力和共鸣,从而增强读者的理解和记忆。故事也是一种说服方式,它通过展示证据、构建逻辑、提出问题、解决冲突等手段,来说服读者接受作者的观点、观察和结论。故事具有清晰、有力、有序的特点,能够帮助读者跟随作者的思路,从而增强读者的信任和认同。

那么,科技论文为什么要讲故事呢?科技论文的目的是向专业或非专业的读者介绍一个新的发现、理论或方法,以及它的意义、价值和影响。为了达到这个目的,科技论文需要在有限的篇幅内,清楚地阐述自己的研究背景、目标、过程、结果和结论,同时还要吸引读者的注意力、激发读者的兴趣、说服读者的判断。这些都是讲故事能够做到的事情。讲故事可以帮助科技论文:

  • 建立情境:通过介绍研究领域的现状、问题和挑战,来为自己的研究设定一个清晰而紧迫的背景,从而吸引读者关注自己的研究主题和动机。

  • 塑造人:通过展示自己或团队的角色、特点和贡献,来为自己的研究建立一个可信而有影响力的形象,从而激发读者对自己的研究方法和结果的兴趣和信任。

  • 安排情节:通过按照时间或逻辑顺序组织自己的研究过程、结果和分析,来为自己的研究构建一个完整而有条理的结构,从而帮助读者跟随自己的研究思路和论证。

  • 营造氛围:通过使用恰当的语言、图表和符号,来为自己的研究创造一个生动而有感染力的风格,从而增强读者对自己的研究内容和意义的理解和记忆。

  • 传达观点:通过总结自己的研究主要发现、贡献和启示,来为自己的研究提出一个明确而有说服力的结论,从而说服读者接受自己的研究观点、观察和建议。

如何讲好故事呢?这并不是一件容易的事情,需要科研人员不断地学习、练习和改进。幸运的是,有一些优秀的科技论文可以作为我们的参考和借鉴。例如,Nature杂志在2021年9月出版了一期专门介绍如何提升科技论文讲故事能力的文章,其中包括了以下几个方面的建议:

  • 选择一个有吸引力的标题:标题是科技论文的第一印象,也是吸引读者阅读的第一步。一个好的标题应该简洁、明确、有趣,能够概括自己的研究主题和亮点,同时也能够引起读者的好奇心和期待。例如,一篇关于人类起源的论文,可以用“Out of Africa: The origin of modern humans”作为标题,而不是用“Genetic and archaeological evidence for the origin of modern humans in Africa”。

  • 写一个有说服力的摘要:摘要是科技论文的第二印象,也是吸引读者继续阅读的第二步。一个好的摘要应该完整、清晰、有力,能够概述自己的研究背景、目标、方法、结果和结论,同时也能够突出自己的研究创新和贡献。例如,一篇关于新冠疫苗的论文,可以用以下这段话作为摘要:

新冠肺炎(COVID-19)疫情凸显了有效和快速部署疫苗的需求。在这里,我们报告了一个基于重组腺病毒5型(Ad5)载体的疫苗的开发和评价,该疫苗表达了严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)的刺突蛋白。我们显示,Ad5载体的新冠肺炎(Ad5-nCoV)疫苗在健康成人中是安全和耐受性良好的,并能够在人类中诱导显著的体液和细胞免疫应答。我们还证明,Ad5-nCoV疫苗能够在小鼠和恒河猴中提供对SARS-CoV-2挑战的完全保护,在仓鼠中提供部分保护。我们的结果表明,Ad5-nCoV疫苗是预防人类新冠肺炎的一个有希望的候选者。

The coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic has highlighted the need for effective and rapidly deployable vaccines. Here we report the development and evaluation of a recombinant adenovirus type-5 (Ad5) vector-based vaccine expressing the spike protein of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). We show that the Ad5-vectored COVID-19 (Ad5-nCoV) vaccine is safe and well tolerated in healthy adults, and induces significant humoral and cellular immune responses in humans. We also demonstrate that the Ad5-nCoV vaccine provides complete protection against SARS-CoV-2 challenge in mice and rhesus macaques, and partial protection in hamsters. Our results suggest that the Ad5-nCoV vaccine is a promising candidate for preventing COVID-19 in humans.

  • 利用一个有启发性的引言:引言是科技论文的第三印象,也是吸引读者深入阅读的第三步。一个好的引言应该广泛、深入、有趣,能够介绍自己的研究领域的背景、问题和挑战,同时也能够提出自己的研究动机、目标和假设。例如,一篇关于人工智能的论文,可以用以下这段话作为引言:

人工智能(AI)是指机器执行通常需要人类智能的任务的能力,例如感知、推理、学习、决策和沟通。AI在近年来取得了显著的进步,这得益于计算能力、数据可用性和算法技术的发展。然而,AI也面临着许多挑战和局限,例如伦理、社会和技术问题。AI的一个根本性的挑战是理解人类是如何思考、学习和沟通的,并设计能够模仿或增强人类能力的机器。这个挑战被称为人工通用智能(AGI),它旨在创造能够执行任何人类可以执行的智力任务的机器。AGI是一个长期的愿景,它需要来自计算机科学、神经科学、心理学、语言学、哲学和逻辑等领域的跨学科研究。在本文中,我们回顾了AGI研究的当前状态和未来方向,并讨论了该领域的一些开放性问题和机遇。

Artificial intelligence (AI) is the ability of machines to perform tasks that normally require human intelligence, such as perception, reasoning, learning, decision making, and communication. AI has made remarkable progress in recent years, thanks to advances in computing power, data availability, and algorithmic techniques. However, AI also faces many challenges and limitations, such as ethical, social, and technical issues. One of the fundamental challenges of AI is to understand how humans think, learn, and communicate, and to design machines that can emulate or augment human capabilities. This challenge is known as artificial general intelligence (AGI), which aims to create machines that can perform any intellectual task that humans can. AGI is a long-term vision that requires interdisciplinary research from fields such as computer science, neuroscience, psychology, linguistics, philosophy, and logic. In this paper, we review the current state of the art and future directions of AGI research, and discuss some of the open problems and opportunities in this field.

  • 组织一个有逻辑性的正文:正文是科技论文的主体部分,也是展示自己的研究过程、结果和分析的部分。一个好的正文应该详细、准确、有序,能够按照自己的研究设计和方法,逐步地呈现自己的研究数据、证据和论点,同时也能够与相关的文献和理论进行比较和讨论。例如,一篇关于量子计算的论文,可以用以下这段话作为正文的一部分:

我们在一个光子量子处理器上实现了一个用于解决线性方程组的量子算法。该算法基于量子相位估计技术,它允许我们估计给定矩阵的特征值和特征向量。我们使用一个四量子比特的线性光学网络将矩阵和向量编码成光子的量子态,并使用分束器、相移器和偏振分束器进行单量子比特和双量子比特操作。我们使用单光子探测器测量输出态,并使用经典后处理重构解向量。我们在两个例子上测试了我们的算法:一个2x2的矩阵代表一个简单的旋转,一个4x4的矩阵代表一个离散傅里叶变换。我们得到了高保真度和准确度的正确解,证明了我们方法的可行性和可扩展性。我们的结果表明,量子计算可以在解决线性方程组这一在科学和工程中有许多应用的问题上,提供显著的优势。

We implemented a quantum algorithm for solving linear systems of equations on a photonic quantum processor. The algorithm is based on the quantum phase estimation technique, which allows us to estimate the eigenvalues and eigenvectors of a given matrix. We used a four-qubit linear optical network to encode the matrix and the vector into quantum states of photons, and performed single- and two-qubit operations using beam splitters, phase shifters, and polarizing beam splitters. We measured the output states using single-photon detectors, and reconstructed the solution vector using classical post-processing. We tested our algorithm on two examples: a 2x2 matrix representing a simple rotation, and a 4x4 matrix representing a discrete Fourier transform. We obtained the correct solutions with high fidelity and accuracy, demonstrating the feasibility and scalability of our approach. Our results show that quantum computing can offer significant advantages over classical computing for solving linear systems of equations, which have many applications in science and engineering.

  • 写一个有启示性的结论:结论是科技论文的最后印象,也是总结自己的研究成果和贡献的部分。一个好的结论应该简明、重要、有趣,能够回顾自己的研究目标、方法和结果,同时也能够强调自己的研究创新、价值和影响。例如,一篇关于气候变化的论文,可以用以下这段话作为结论:

我们使用一个新颖的综合框架,结合了生物物理和社会经济模型,对气候变化对全球粮食系统的影响进行了全面的评估。我们发现,气候变化将在未来几十年内对粮食安全、粮食质量和粮食安全带来重大的风险,尤其是在低收入地区和易受影响的人群中。我们还识别了一些可能的适应和减缓策略,可以减少气候变化对粮食系统的负面影响,例如改善作物管理、提高灌溉效率、多样化粮食来源和减少粮食浪费。我们的研究为有兴趣了解和应对气候变化对全球粮食系统挑战的政策制定者、研究人员和利益相关者提供了一个有价值的参考。

We have presented a comprehensive assessment of the impacts of climate change on the global food system, using a novel integrated framework that combines biophysical and socio-economic models. We have shown that climate change will pose significant risks to food security, food quality, and food safety in the coming decades, especially in low-income regions and vulnerable populations. We have also identified some potential adaptation and mitigation strategies that can reduce the negative effects of climate change on the food system, such as improving crop management, enhancing irrigation efficiency, diversifying food sources, and reducing food waste. Our study provides a valuable reference for policymakers, researchers, and stakeholders who are interested in understanding and addressing the challenges of climate change for the global food system.

  • 使用一个有吸引力的插图:插图是科技论文的辅助部分,也是展示自己的研究数据和结果的部分。一个好的插图应该清晰、美观、有意义,能够有效地传达自己的研究信息,同时也能够增加自己的研究可视化和美感。

  • 添加有参考性的参考文献:参考文献是科技论文的补充部分,也是展示自己的研究依据和来源的部分。一个好的参考文献应该完整、规范、有用,能够准确地引用自己所参考和引用的文献,同时也能够提供给读者更多的相关信息和资源。

  • 附上一个有亮点的致谢:致谢是科技论文的礼貌部分,也是展示自己的研究支持和合作的部分。一个好的致谢应该简短、真诚、有感激,能够恰当地感谢自己的研究资助者、指导者、合作者、评审者和读者,同时也能够突出自己的研究亮点和优势。例如,一篇关于黑洞的论文,可以用以下这段话作为致谢(几年前我一个学生在写的小论文里边,也很郑重地致谢了霍金先生,希望我当时没有挖苦过她):

致谢 

我们感谢事件视界望远镜协作组为本研究提供了数据和软件。我们也感谢美国国家科学基金会、欧洲研究委员会和戈登·贝蒂·摩尔基金会的慷慨支持。我们感激我们的导师、同事和朋友们的宝贵反馈和鼓励。我们特别感谢史蒂芬·霍金教授,他在黑洞方面的开创性工作激励了我们进行这项研究。这项工作是为了纪念他。

Acknowledgements

We thank the Event Horizon Telescope Collaboration for providing the data and the software for this study. We also thank the National Science Foundation, the European Research Council, and the Gordon and Betty Moore Foundation for their generous support. We are grateful to our mentors, colleagues, and friends for their valuable feedback and encouragement. We are especially indebted to Professor Stephen Hawking, whose pioneering work on black holes inspired us to pursue this research. This work is dedicated to his memory.

    



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