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我写催化文章Discussion部分的体会
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我在写催化文章方面花了很多时间，但是要写下写文章的体会，就犹如会骑自行车的人要向别人讲解骑自行车原理般地困难。催化文章有两个部分最能反映学术水平，一个是Introduction，另外一个是Discussion部分。我暂且不多说两页快报和综述文章。两页快报也有讨论，只不过是浓缩的讨论。就标准的催化长文章来说，如果Results和Discussion部分合在一起写，说明作者没有什么好说的；而写得好的文章，Results和Discussion部分是分开的。Results部分反映的是实验事实，而Discussion反映的是自己的思考、解释、假说、论证，是更进一步的。可以说，Introduction部分如散文，Experimental部分如说明文，Results部分如记叙文，而Discussion部分如议论文。对于在Journal of Physical Chemistry C发表的催化文章，一般讨论部分占据发表时的一页，等于间行打字的四张纸。对于在Catalysis Letters上发表的文章，讨论部分可以稍微短一点，点到为止，意犹未尽。对于在Journal of Catalysis上发表的文章，讨论部分可以稍微长一点，写两个印刷页（等于间行打字的八张纸）是正常的。
为什么Discussion部分那么重要呢？看了一些大学招生的书，了解到（美国）大学招生面试的时候，希望看到学生不是只是说蓝天白云，也不是只是说自己去了什么博物馆，而是能体会到更加深层次的内容。这些深层次的内容包括：对社会的敏感性，具有社会意识，意识到在地球的不同地方的人的人生轨迹是不同的，具有哲学思维。同样，我看了一些关于科学研究方面的书，知道有种初级层次的科研叫做“收集邮票”，采集了数据，罗列一下，下次变换一个条件得到新的东西，再罗列一下，文章一篇接一篇地发，以至于读者说："So what? (又怎么样呢？不痛不痒的。)"。从阅读关于（美国）大学招生面试的书和关于科学研究的书，我联想到做催化研究，不仅仅要知道现象，而且要知道：（1）为什么有这个现象？怎么解释？结构和物性的关系是什么？（2）这个工作为什么有意义？这个工作在世界上同类工作中，处于什么地位？用通俗的语言说，就是别人有没有报道过？效果好到什么程度？结果惊人到什么程度？以上两大方面，就是Discussion部分的基本内容！
Discussion部分非常难写，需要对自己的Results部分非常熟悉，平时读了很多文献，思考了很长时间，才能把这一部分写好。写之前首先要思考我这篇文章的“卖点”(selling point)是什么？很多催化文章的卖点是建立了一种促进作用，即在催化剂里面加入一种添加剂，结果发现效果明显变好。这样的文章，讨论起来就要讲清楚为什么加了这种催化剂效果变好。好比说你做了光催化，发现加了某种东西效果好，那么发表文章必然要讨论为什么加了这个东西效果好？物理化学原理是什么？能否画出能带导带的示意图，并说明加了东西后发生什么变化？
比如，我根据第一作者的实验数据和自己的少量实验数据亲笔撰写第二作者文章的时候(http://www.springerlink.com/content/c240708740761372/fulltext.pdf W.F. Yan, Z. Ma, S.M. Mahurin, J. Jiao, E.W. Hagaman, S.H. Overbury, S. Dai*, Novel Au/TiO2/Al2O3.xH2O Catalysts for CO Oxidation, Catalysis Letters 121 (2008) 209-218. )，我就指出第一作者观测到的促进作用，然后分别提出三种不同的假说。我安排这三种假说的顺序是有讲究的：我支持哪种假说就把这种假说放在最后。我先举出一种假说，说这种假说粗看有道理，也能解释部分实验现象，但是它却不能解释另外的关键的实验现象。我接着举出第二种假说，也说这种假说粗看有道理，也能解释部分实验现象，但是它却不能解释另外的关键的实验现象。最后，我给出第三种假说，并详细举出证据来支持这个假说，进行详细论证。（有时候我写文章的时候还更进一步：做了新的对照实验来进一步验证第三个假说，即提供新的证据。）最后，我的结论是我支持第三种假说。
这样，这个Discussion部分的结构就是：指出促进作用==>提出三种假说==>分别否定两种==>最后支持一种。那么，支持最后一种假说的逻辑并不是“因为前面两种都不对，所以第三种就一定对”，而是“因为我据具体给出了证据支持第三种，所以第三种是可行的。”在科学上的假说不是一定正确的，因为现在结论基于现在的实验事实，将来可能出现新的实验事实来修正现在的假说，因此所谓“正确”的假说应该用“可行的”(feasible)来形容。
那么，也许各位读者要问：“为什么不直接介绍第三种假说而要浪费时间介绍前面两种假说，并说它们不对呢？”答案在于两个字：“思辩”。在写文章的人产生第三种假说之前，往往在和合作者（或者说科研团队）讨论的时候，别人和自己都会提出一些问题，一些思想的火花。这样的解释（第一和第二种假说），读者也会想到，如果写文章不分析清楚，读者脑子里有疑惑。而如果写清楚了，审稿人就觉得很舒服，逻辑分明，条理清楚，道理分析得很透，说明写文章的人想了不少东西。现在说清楚了，以后到外面去做报告就不容易被问倒了。同样，根据波普尔的科学哲学观，很多命题是无法“证实”的，但是是可以“证伪”的，因为只要指出一个例子反对这个命题就可以“证伪”，所以“分别否定两种假说”的过程，是“证伪”的过程，是反映科学哲学观和科学素养的。
在论证的时候，条理要清楚，结构要明确。每一段第一句话都是总起句，一段表达一个意思。而且第一句话不是陈述，不是"Fig. x shows that..."，而是"The first explanation for the promotional effect is that..."。论证有一定的句群结构，为了更好开展论证，介绍大家一本Learning Express出版的Reasoning Skills in 20 Minutes a Day，网上搜索书名，有免费下载的。这本书介绍了常见思维方法、逻辑方法和逻辑陷阱。读了这本书，逻辑分析和逻辑推理能力自然就有提高。
以上我讲了写Discussion的一种套路：根据一种现象，提出三种（或者几种）解释，然后分别讨论。现在我要介绍的是另外一种套路：在催化剂当中加入一种添加剂，得到实验数据，然后分别讨论这种添加剂的几种作用。(http://dx.doi.org/10.1016/j.apcata.2007.05.019 Z. Ma, S. Brown, S.H. Overbury, S. Dai*, Au/PO43-/TiO2 and PO43-/Au/TiO2 Catalysts for CO Oxidation: Effect of Synthesis Details on Catalytic Performance, Applied Catalysis A: General 327 (2007) 226-237.) 当然对应一个添加剂的作用，有时候是正面的作用和反面的作用交织在一起，并不是一面倒地说“这个东西就是好”，而要把这些正面和反面作用分割开来讨论。
如果有的文章写了Discussion部分以后，感到实在没有东西讨论怎么办？没有东西讨论不要紧，注意的是不要把实验结果再复述一遍，但是可以Results部分的实验结果进行归纳，找出规律来。这是写Discussion的第三招，见我写的http://www.springerlink.com/content/g4126503523861u2
Z. Ma, F. Zaera*, In Situ Reflection-Absorption Infrared Spectroscopy at the Solid-Liquid Interface: Decomposition of Organic Molecules on Polycrystalline Platinum Substrates, Catalysis Letters 96 (2004) 5-12。归纳是必须的，能够理清线索，但是不要和Abstract和Conclusions部分重复。
在归纳完以后，讲清楚在别人的文章里面有没有得到类似的结论？用别人的结论能否间接证明自己的观点？然后，客观地分析自己的工作，指出还有什么问题有待下一步研究，对未来进行简短展望。在这里，比较自己和别人的工作非常重要，这叫"to put our results in proper perspective"。不同小组做的东西不完全一样，有的不是直接证实，而是间接证实，间接关联，间接有启发。把这些事情说出来，审稿人会觉得作者看了很多文献，也给同行应该有的承认，态度非常端正；审稿人还会觉得什么？他们还会觉得你的（“惊人的”）结果是“正确的”、“对的”、“吻合”的。让我们这么分析审稿人的心理学，你加了某种东西，发现转化率从40%提高到80%，得到了“惊人”的结果。那么审稿人就会想：“对不对啊？”他会有一种警惕意识和怀疑态度。但是如果你说：“某某某报道他们加了另外一种东西，也发现转化率从40%上升到85%。”，那么审稿人就觉得轻松了，危机过去了。 这里我向大家推荐我主要根据第一作者的实验亲笔撰写的第二作者文章的讨论部分: H.G. Zhu, Z. Ma, S.H. Overbury, S. Dai*, Rational Design of Gold Catalysts with Enhanced Thermal Stability: Post Modification of Au/TiO2 by Amorphous SiO2 Decoration, Catalysis Letters 116 (2007) 128-135. http://www.springerlink.com/content/g81727p87611622r/fulltext.pdf )。
真正写Discussion部分的时候，需要对这个课题很深的理解，需要静下心来，需要灵感。有时候写不出来的时候，写在电脑里面任意写，写得多糟糕都不要紧。然后把文章打印下来，在纸头上用红笔修改，然后在电脑上修改，再打印......在写文章写到1/5, 1/4, 1/3, 1/2, 3/4的时候不断打印，不断加内容，直到最后基本轮廓定了，然后再打印再修改。有时候把成型的文章丢在一边，过了几个星期再去看，又能改动很多，就是到公园里去过以后再修改文章，也会有新的灵感。写Discussion部分的时候，感觉非常重要，以上我虽然讲了三种套路，但是事实上，很多催化文章的讨论部分是以上三种讨论的叠加或者排列组合。如果Discussion部分可以讨论的东西很多，可以把它分为Section 3.1, Section 3.2, Section 3.3分别来讨论，加上小标题。还有一种提高写Discussion能力的绝招是写综述，看了文献，写了很多综述以后，再写Discussion，就如屡平地了。因为我在写综述的时候(Z. Ma, F. Zaera*, Organic Chemistry on Solid Surfaces, Surface Science Reports 61 (2006) 229-281. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfrep.2006.03.001 )体会到那些的综述等于拓展的Introduction部分加上拓展的Discussion部分，基本结构单元是说谁谁谁做了什么，最后指出有什么意义。有了这种基本结构单元的训练，再写一般催化文章的Discussion就简单了。
最后再次说明，我以上说的只是针对一般催化杂志的，不适用于Science和其它两页快报。我更喜欢一般的催化杂志，是因为它们能给我抒发自己观点的舞台，没有篇幅限制。
为什么Discussion部分那么重要呢？看了一些大学招生的书，了解到（美国）大学招生面试的时候，希望看到学生不是只是说蓝天白云，也不是只是说自己去了什么博物馆，而是能体会到更加深层次的内容。这些深层次的内容包括：对社会的敏感性，具有社会意识，意识到在地球的不同地方的人的人生轨迹是不同的，具有哲学思维。同样，我看了一些关于科学研究方面的书，知道有种初级层次的科研叫做“收集邮票”，采集了数据，罗列一下，下次变换一个条件得到新的东西，再罗列一下，文章一篇接一篇地发，以至于读者说："So what? (又怎么样呢？不痛不痒的。)"。从阅读关于（美国）大学招生面试的书和关于科学研究的书，我联想到做催化研究，不仅仅要知道现象，而且要知道：（1）为什么有这个现象？怎么解释？结构和物性的关系是什么？（2）这个工作为什么有意义？这个工作在世界上同类工作中，处于什么地位？用通俗的语言说，就是别人有没有报道过？效果好到什么程度？结果惊人到什么程度？以上两大方面，就是Discussion部分的基本内容！
Discussion部分非常难写，需要对自己的Results部分非常熟悉，平时读了很多文献，思考了很长时间，才能把这一部分写好。写之前首先要思考我这篇文章的“卖点”(selling point)是什么？很多催化文章的卖点是建立了一种促进作用，即在催化剂里面加入一种添加剂，结果发现效果明显变好。这样的文章，讨论起来就要讲清楚为什么加了这种催化剂效果变好。好比说你做了光催化，发现加了某种东西效果好，那么发表文章必然要讨论为什么加了这个东西效果好？物理化学原理是什么？能否画出能带导带的示意图，并说明加了东西后发生什么变化？
比如，我根据第一作者的实验数据和自己的少量实验数据亲笔撰写第二作者文章的时候(http://www.springerlink.com/content/c240708740761372/fulltext.pdf W.F. Yan, Z. Ma, S.M. Mahurin, J. Jiao, E.W. Hagaman, S.H. Overbury, S. Dai*, Novel Au/TiO2/Al2O3.xH2O Catalysts for CO Oxidation, Catalysis Letters 121 (2008) 209-218. )，我就指出第一作者观测到的促进作用，然后分别提出三种不同的假说。我安排这三种假说的顺序是有讲究的：我支持哪种假说就把这种假说放在最后。我先举出一种假说，说这种假说粗看有道理，也能解释部分实验现象，但是它却不能解释另外的关键的实验现象。我接着举出第二种假说，也说这种假说粗看有道理，也能解释部分实验现象，但是它却不能解释另外的关键的实验现象。最后，我给出第三种假说，并详细举出证据来支持这个假说，进行详细论证。（有时候我写文章的时候还更进一步：做了新的对照实验来进一步验证第三个假说，即提供新的证据。）最后，我的结论是我支持第三种假说。
这样，这个Discussion部分的结构就是：指出促进作用==>提出三种假说==>分别否定两种==>最后支持一种。那么，支持最后一种假说的逻辑并不是“因为前面两种都不对，所以第三种就一定对”，而是“因为我据具体给出了证据支持第三种，所以第三种是可行的。”在科学上的假说不是一定正确的，因为现在结论基于现在的实验事实，将来可能出现新的实验事实来修正现在的假说，因此所谓“正确”的假说应该用“可行的”(feasible)来形容。
那么，也许各位读者要问：“为什么不直接介绍第三种假说而要浪费时间介绍前面两种假说，并说它们不对呢？”答案在于两个字：“思辩”。在写文章的人产生第三种假说之前，往往在和合作者（或者说科研团队）讨论的时候，别人和自己都会提出一些问题，一些思想的火花。这样的解释（第一和第二种假说），读者也会想到，如果写文章不分析清楚，读者脑子里有疑惑。而如果写清楚了，审稿人就觉得很舒服，逻辑分明，条理清楚，道理分析得很透，说明写文章的人想了不少东西。现在说清楚了，以后到外面去做报告就不容易被问倒了。同样，根据波普尔的科学哲学观，很多命题是无法“证实”的，但是是可以“证伪”的，因为只要指出一个例子反对这个命题就可以“证伪”，所以“分别否定两种假说”的过程，是“证伪”的过程，是反映科学哲学观和科学素养的。
在论证的时候，条理要清楚，结构要明确。每一段第一句话都是总起句，一段表达一个意思。而且第一句话不是陈述，不是"Fig. x shows that..."，而是"The first explanation for the promotional effect is that..."。论证有一定的句群结构，为了更好开展论证，介绍大家一本Learning Express出版的Reasoning Skills in 20 Minutes a Day，网上搜索书名，有免费下载的。这本书介绍了常见思维方法、逻辑方法和逻辑陷阱。读了这本书，逻辑分析和逻辑推理能力自然就有提高。
以上我讲了写Discussion的一种套路：根据一种现象，提出三种（或者几种）解释，然后分别讨论。现在我要介绍的是另外一种套路：在催化剂当中加入一种添加剂，得到实验数据，然后分别讨论这种添加剂的几种作用。(http://dx.doi.org/10.1016/j.apcata.2007.05.019 Z. Ma, S. Brown, S.H. Overbury, S. Dai*, Au/PO43-/TiO2 and PO43-/Au/TiO2 Catalysts for CO Oxidation: Effect of Synthesis Details on Catalytic Performance, Applied Catalysis A: General 327 (2007) 226-237.) 当然对应一个添加剂的作用，有时候是正面的作用和反面的作用交织在一起，并不是一面倒地说“这个东西就是好”，而要把这些正面和反面作用分割开来讨论。
如果有的文章写了Discussion部分以后，感到实在没有东西讨论怎么办？没有东西讨论不要紧，注意的是不要把实验结果再复述一遍，但是可以Results部分的实验结果进行归纳，找出规律来。这是写Discussion的第三招，见我写的http://www.springerlink.com/content/g4126503523861u2
Z. Ma, F. Zaera*, In Situ Reflection-Absorption Infrared Spectroscopy at the Solid-Liquid Interface: Decomposition of Organic Molecules on Polycrystalline Platinum Substrates, Catalysis Letters 96 (2004) 5-12。归纳是必须的，能够理清线索，但是不要和Abstract和Conclusions部分重复。
在归纳完以后，讲清楚在别人的文章里面有没有得到类似的结论？用别人的结论能否间接证明自己的观点？然后，客观地分析自己的工作，指出还有什么问题有待下一步研究，对未来进行简短展望。在这里，比较自己和别人的工作非常重要，这叫"to put our results in proper perspective"。不同小组做的东西不完全一样，有的不是直接证实，而是间接证实，间接关联，间接有启发。把这些事情说出来，审稿人会觉得作者看了很多文献，也给同行应该有的承认，态度非常端正；审稿人还会觉得什么？他们还会觉得你的（“惊人的”）结果是“正确的”、“对的”、“吻合”的。让我们这么分析审稿人的心理学，你加了某种东西，发现转化率从40%提高到80%，得到了“惊人”的结果。那么审稿人就会想：“对不对啊？”他会有一种警惕意识和怀疑态度。但是如果你说：“某某某报道他们加了另外一种东西，也发现转化率从40%上升到85%。”，那么审稿人就觉得轻松了，危机过去了。 这里我向大家推荐我主要根据第一作者的实验亲笔撰写的第二作者文章的讨论部分: H.G. Zhu, Z. Ma, S.H. Overbury, S. Dai*, Rational Design of Gold Catalysts with Enhanced Thermal Stability: Post Modification of Au/TiO2 by Amorphous SiO2 Decoration, Catalysis Letters 116 (2007) 128-135. http://www.springerlink.com/content/g81727p87611622r/fulltext.pdf )。
真正写Discussion部分的时候，需要对这个课题很深的理解，需要静下心来，需要灵感。有时候写不出来的时候，写在电脑里面任意写，写得多糟糕都不要紧。然后把文章打印下来，在纸头上用红笔修改，然后在电脑上修改，再打印......在写文章写到1/5, 1/4, 1/3, 1/2, 3/4的时候不断打印，不断加内容，直到最后基本轮廓定了，然后再打印再修改。有时候把成型的文章丢在一边，过了几个星期再去看，又能改动很多，就是到公园里去过以后再修改文章，也会有新的灵感。写Discussion部分的时候，感觉非常重要，以上我虽然讲了三种套路，但是事实上，很多催化文章的讨论部分是以上三种讨论的叠加或者排列组合。如果Discussion部分可以讨论的东西很多，可以把它分为Section 3.1, Section 3.2, Section 3.3分别来讨论，加上小标题。还有一种提高写Discussion能力的绝招是写综述，看了文献，写了很多综述以后，再写Discussion，就如屡平地了。因为我在写综述的时候(Z. Ma, F. Zaera*, Organic Chemistry on Solid Surfaces, Surface Science Reports 61 (2006) 229-281. http://dx.doi.org/10.1016/j.surfrep.2006.03.001 )体会到那些的综述等于拓展的Introduction部分加上拓展的Discussion部分，基本结构单元是说谁谁谁做了什么，最后指出有什么意义。有了这种基本结构单元的训练，再写一般催化文章的Discussion就简单了。
最后再次说明，我以上说的只是针对一般催化杂志的，不适用于Science和其它两页快报。我更喜欢一般的催化杂志，是因为它们能给我抒发自己观点的舞台，没有篇幅限制。
论文写作
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