怎麽設計高水平實驗, 發高水平文章 (zt)

        在當今商業高度發達的年代，你不僅要有過硬的產品（真正的實驗突破），也要學會去包裝和做增值服務（係統性地設計實驗），更要懂得去推廣自己的產品（寫一篇好的文章）。

一 選擇自己領域中熱門和能夠突破的方向

　　要想在Nature 或者Science （以下簡稱NS）上發表文章，首先要對自己領域最近10年有哪些文章發表在這些刊物上，並進行分類。以氧化物燃料電池領域為例，在2002-2012年區間總共有8篇文章發表在這兩個雜誌上。如果你研究的小領域沒有文章在NS或者Nature的子刊上，那說明雜誌編輯認為你的領域不具有很廣的關注度。同時，要分析是些什麽樣的突破發表在NS上。比如在這8篇文章，有6篇文章直接與燃料電池的陽極材料有關。這說明如果你能在陽極的研究中有所突破，存在在NS上發表的可能性。再進一步分析其細節，你會發現更多的規律。比如，燃料電池陽極的最主要的問題是碳氫燃料在高溫下的裂解導致碳沉積和硫在鎳表麵吸附導致陽極硫中毒。早前的SN上的文章主要關注怎樣防止在陽極上的碳沉積，在2006年首先出現了一個新的陽極材料同時有抗碳沉積和抗硫中毒。這篇文章給了我一個啟發，說明現有的陽極材料必須能夠同時解決這兩個問題，才有可能在NS上出現。當然這也是合理的，因為碳氫燃料包含碳和硫。

　　當然，並不是說你知道這些趨勢，你一定能夠在這樣上麵有所突破，但是能夠給你一個非常具有指引性的思路。比如說，當時我的研究課題是做電解質的，因為師兄畢業需要移交陽極的課題，我學習了一段時間。我把我所研究的新電解質去做陽極的抗硫測試，發現具有不可思議的抗硫性能。在我多次重複加以確認之後，我意識到了其重要性。其實當時有人建議說可以用這個結果在Advanced Materials上投一篇文章，但是在我分析這些年在SN上發表的氧化物燃料電池文章，我決定繼續研究該陽極的抗碳沉積特性，然後進一步優化。這個做法非常重要，使我後來衝擊Science奠定了重要的基礎。

二、係統性的設計實驗

　　據我了解，很多最為關鍵或者突破的實驗數據都是意外得到的，或者超過自己預期的 （當然也存在像Goodenough教授這種牛人能夠從理論上設計材料）。當你獲得比以前文獻中更好的性能時，就要開始考慮怎麽設計一係列係統的試驗，以能夠將來寫出一篇有完整故事情節的文章。因為現在已經不是“酒香不怕巷子深”的年代了，除非你的結果能夠改變人類的認知，否則都需要思考圍繞該突破的實驗設計。其工作量大約是一般長文的2~3倍。除了最為關鍵的4個圖放在正文，其餘的將放到補充材料裏麵。

　　實驗該怎麽設計才會對主編和審稿人的口味？當然不同領域有不同的文章結構。一個簡單的方法就是你盡可能把自己領域中不同小方向在Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition 和Advanced Materials 上麵的文章綜合起來。比如，這些雜誌上有專注於合成的、有專注於表征的或者專注機理理解的文章。你如果能夠把這些文章的最有特色的東西有機的糅合在一起，你的文章就已經高於這些雜誌的檔次了。以催化和表麵化學為例，SN上的實驗設計思路一般來說就是一個比較新穎的納米結構，比較高檔的表征（如STM或同步輻射）、優異的性能和分子動力學的理論計算。如果你去詳細比較SN上某一篇文章每一小部分和JACS上類似的的全文，你會發現其實JACS上的水平更專。根據這個思路，你就可以設計完整的實驗，尋找合作對象，相互促進，最終達到一個完美的實驗結論。我的那篇Nature Communication 就是以這種思路設計的。當時需要對我們現有性能的理論解釋，我們尋求了與布魯克海文國家實驗室的合作。他們給我們提供了很好的思路，繼續優化實驗，與他們的理論達到了較好的融合。雖然在投Nature主刊40多天後被拒，但是審稿人對實驗設計非常肯定：This paper has really nice science；The science is top notch等等。這篇文章本身的實驗結果沒有我Science上那篇文章的突破大，但是好的實驗設計讓這篇文章被子刊接受。

三、撰寫完整且吸引人的文章

　　當你做完大部分實驗或計算之後，就要開始著手寫論文了。對於Natured子刊、JACS和Advanced Materials這類雜誌來說，論文撰寫的重要性我覺得至少占40%。也就是說如果你能夠切入一個非常有吸引力的角度，你可以讓你的實驗結果發到更好的雜誌。對於NS來說，我覺得實驗的設計更為重要。如何能夠寫好一篇文章，我認為首先應該拋棄兩個錯誤的看法。第一：不要鄙視爛的結果都能夠發在好雜誌上。你需要思考如果你拿這些數據能夠把文章寫成怎樣。你要學習你沒有想到的“點”。比如說，性能可能並沒有非常突出，但是他/她提出了一個非常有啟發性的假設。第二：不要認為審稿人誤會你的評語愚蠢。我知道審稿人在審閱時（包括我在審Advanced Materials時）速度是非常快的。如果一個領域的評審人在短時間內都沒有看出你的創新點，說明你沒有表達清楚。我經常聽到有人抱怨“我這篇文章其實和以前不一樣，審稿人卻認為沒有新東西”或者“我的性能明顯要比別人的文章好，不知道為什麽審稿人沒有注意到”等等。出現這種情況後，要重新審視自己的文章。思考怎樣寫別人不會忽視我的重點，怎樣寫不會讓人誤解。一個小竅門是讓你的同學（大方向一致但不是一個小領域的）快速瀏覽一下你的文章，讓他指出不確定的東西，然後加以改正。

　　我覺得寫文章最重要也最難寫的就是Introduction。這是審稿人看得比較認真而且容易理解的部分。而且我發現一個規律，越好的雜誌，審稿人越喜歡攻擊introduction。可能是因為你的實驗設計已經很好，不太容易有問題。但是對於introduction，審稿人卻非常容易下手。比如這篇文章沒有新意，或者你在introduction提到的問題，在正文中沒有解決等等。在讀好文章時一定要學習他們在組織introduction時的思路。其次，一定要有一個吸引人的標題。不要過於中立。我以前投一篇文章的時候，剛開始擬定為Sulfur Poisoning Behavior of ....。後來偶然看到Berkeley物理係的一片不相幹的文章，用了New Insights into ..。我就把這個模式套用到我的文章上，我導師認為這個標題立馬讓文章檔次提高。我的一個經驗，經常收集那些好文章的title （不需要局限你的領域），以備將來時靈活運用。至於正文，隻要圍繞你的Introduction，反複強調你的創新性（一定要“反複”，因為審稿人會忽視），一般沒有什麽問題。另外，因為審稿人是帶著尋找問題的模式去評判文章的，所以在正文中的每一句話不要過度發散，否則很容易招致不嚴謹或者補充數據的評語。

後記: 這三個部分分享了很多關於提升自己成果的經驗，但是大家不要進入一個誤區：為了發文章而做實驗。 發牛文更多是因為你的研究熱情和辛勤付出，因為科研成果的內核還是你能否真正解決前人未能解決的問題。當然，從營銷學角度，我們去探尋並運用這些規律也是無可厚非的。

(楊磊)