發(fā)表論文是為了什么

文/黃嘉興（西湖大學(xué)工學(xué)院講席教授）

我本科是在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)念的化學(xué)物理專(zhuān)業(yè)。1999年我上大四，當(dāng)時(shí)成績(jī)一般，為了獲取研究經(jīng)驗(yàn)，就提前進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，充當(dāng)科研助理的角色。

本科階段發(fā)論文：接受完整的科研訓(xùn)練

一開(kāi)始我在實(shí)驗(yàn)室里打下手，帶我的博士生也許是看我還算勤快，把我“拉”進(jìn)了他的一項(xiàng)工作。他的文章寫(xiě)完后，我就抱著使勁讀，偶爾能幫忙改動(dòng)一二就好開(kāi)心，覺(jué)得自己又起到了一點(diǎn)兒作用。最終他和我的導(dǎo)師謝毅教授把我的名字寫(xiě)進(jìn)了作者欄里。人生第一次看到自己名字的拼音出現(xiàn)在國(guó)際期刊上，我開(kāi)心得不得了，這對(duì)我個(gè)人成長(zhǎng)的意義是非常重大的。

半年以后，謝毅教授說(shuō)你不如自己折騰折騰。我茶飯不思地在實(shí)驗(yàn)室里關(guān)了一個(gè)月，完成了人生中第一篇第一作者的文章——第一次自己發(fā)現(xiàn)一個(gè)東西、解釋一個(gè)東西，再把它寫(xiě)出來(lái)、投出去。

那個(gè)年代文章是郵寄的，審稿人的意見(jiàn)會(huì)用傳真?zhèn)骰貋?lái)。每次傳達(dá)室電話(huà)一來(lái)說(shuō)有傳真，我都好開(kāi)心，趕緊騎著自行車(chē)過(guò)去，看看是誰(shuí)的文章。驚喜的是，審稿人竟然說(shuō)這篇文章寫(xiě)得挺好的（It's well written）！迄今為止我都不知道這位審稿人是誰(shuí)，但是我會(huì)一直記得他的鼓勵(lì)。

這次寫(xiě)論文的經(jīng)歷，為我提供了一次雖不完美，卻相對(duì)完整的科研訓(xùn)練，給我后來(lái)的科學(xué)研究奠定了良好的基礎(chǔ)。

讀博階段發(fā)論文：成為別人的墊腳石

后來(lái)我到了UCLA（加州大學(xué)洛杉磯分校）讀博士，一開(kāi)始做的是導(dǎo)師給的題目，磨了兩年多，做得很糾結(jié)，差點(diǎn)就被虐到轉(zhuǎn)學(xué)。

好在這個(gè)過(guò)程中，我找到了“真愛(ài)”——我搗鼓出一個(gè)導(dǎo)電高分子納米纖維，寫(xiě)出的文章成了我在讀博階段的第一篇一作文章，發(fā)在美國(guó)化學(xué)會(huì)志JACS上。Science和美國(guó)化學(xué)工程新聞（C&E News）還為我們的這個(gè)工作總結(jié)了創(chuàng)新和亮點(diǎn)，我后來(lái)又沿著這個(gè)方向?qū)懗隽藥灼谝蛔髡叩奈恼?。?duì)我來(lái)說(shuō)，這簡(jiǎn)直就是“人生巔峰”了。

當(dāng)時(shí)很多人覺(jué)得我們運(yùn)氣好，做的只是一種小小的合成，這么簡(jiǎn)單的工作也能發(fā)JACS，后來(lái)連我自己都這么覺(jué)得了。但時(shí)間久了我發(fā)現(xiàn)，這篇文章有很多人在跟進(jìn)。

阿格尼斯· 波克爾（Agnes Pockels）是我很敬佩的一位18世紀(jì)自學(xué)成才的德國(guó)女科學(xué)家，她曾說(shuō)過(guò)這樣一句話(huà)：“我最大的快樂(lè)是我的工作成果被其他人應(yīng)用在科研中?！蔽覀兒铣苫蛑苽湫虏牧?，方法越簡(jiǎn)單、越普適，就能吸引越多人投入進(jìn)來(lái)跟著做，這絕對(duì)是一個(gè)好事。我們每個(gè)人做的工作都應(yīng)該是后人的“墊腳石”，這應(yīng)該是我們發(fā)表論文的一個(gè)基本目的。

博后階段發(fā)文章：學(xué)會(huì)啃硬骨頭

我曾在UC Berkeley（加州大學(xué)伯克利分校）楊培東教授課題組做了三年博士后。

這是我在博后階段的第一篇文章，我們發(fā)現(xiàn)飄在水面的納米顆粒在干燥過(guò)程中有時(shí)會(huì)排列成非常漂亮且規(guī)整的花紋。我記得第一次在掃描電鏡下看到這些花紋大約是凌晨3點(diǎn)，我和同組的Franklin看完電鏡，看著山下的夜景悲喜交加：這么漂亮的發(fā)現(xiàn)，但恐怕我們?cè)趺匆哺悴幻靼琢恕?/p>

楊教授作為導(dǎo)師，沒(méi)有和我們一起退縮，我和Franklin每次周會(huì)都會(huì)糾結(jié)該跟楊教授講什么。甚至投稿之后，對(duì)審稿人反饋的意見(jiàn)，我們也覺(jué)得搞不定，就跑去跟楊教授說(shuō)要不就算了吧，換個(gè)普通的期刊投投？楊教授沒(méi)說(shuō)話(huà)，我們倒有點(diǎn)自慚形穢了，咬咬牙再試試吧。

當(dāng)時(shí)有兩個(gè)思路，一個(gè)是用蠻力，不用分析太多，野蠻重復(fù)它100次，應(yīng)該總能弄出來(lái)吧？結(jié)果試到第10次的時(shí)候，我們就快崩潰了。要不就試試認(rèn)真理性地分析一下，問(wèn)題到底出在哪里？我冷靜下來(lái)，從頭分析、猜想，又做了幾個(gè)快速模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，還真有可能抓到了關(guān)鍵問(wèn)題的蛛絲馬跡。我跟我?guī)У谋究粕鶶teve說(shuō)，要不要吃完晚飯之后陪我熬夜拼一把？結(jié)果實(shí)驗(yàn)出奇地順利，我們本來(lái)想熬到早上6點(diǎn)吃早飯，結(jié)果凌晨3點(diǎn)多就弄完了，還有了其他新發(fā)現(xiàn)。

寫(xiě)這篇文章的經(jīng)歷對(duì)我來(lái)說(shuō)也是一次“蛻變”，我從本科到研究生時(shí)代的科研是“行云流水”型的，碰到難題就不干了，因?yàn)榭偰苷业搅硪粋€(gè)。如果我們?cè)谝粋€(gè)熱門(mén)領(lǐng)域的好時(shí)機(jī)進(jìn)入，或者恰巧發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“金礦”，那隨手一挖都是“金子”，但這樣就缺少一個(gè)啃硬骨頭的經(jīng)歷。寫(xiě)這篇文章的過(guò)程讓我意識(shí)到，硬骨頭其實(shí)是啃得動(dòng)的，而且只要把硬骨頭分解開(kāi)來(lái)，它其實(shí)沒(méi)有那么難，我缺的只是一點(diǎn)兒堅(jiān)持的精神和信心。

PI階段發(fā)文章：有了更多新的思考

2007年9月，我在美國(guó)西北大學(xué)找到了一份教職。作為一個(gè)PI（首席研究員），做科研要開(kāi)始自己做主，我就是文章的最后一關(guān)了。此外，我的時(shí)間開(kāi)始變得有限，我要上課，要做很多其他的事情。作為助理教授，我認(rèn)為應(yīng)該以最高標(biāo)準(zhǔn)來(lái)要求自己，只發(fā)“有用”的文章，爭(zhēng)取每篇都有影響，還要考慮培養(yǎng)學(xué)生，讓他們盡快發(fā)表自己的第一作者論文，找到成就感。

后來(lái)我們課題組慢慢形成了一些發(fā)表文章的哲學(xué)，也還是圍繞那個(gè)問(wèn)題：我們發(fā)表文章是為了什么。將我們的科學(xué)思想及發(fā)現(xiàn)與人分享，教會(huì)別人一些事情，這是發(fā)文章的要義，也是一個(gè)最樸素的目的。此外，我們開(kāi)始有了一些新的思考。

比如，我們可以通過(guò)發(fā)文章去指出和糾正領(lǐng)域內(nèi)的錯(cuò)誤認(rèn)知。

除了常見(jiàn)的發(fā)表“新東西”的模式，我們也可以大膽地指出和糾正一些錯(cuò)誤，當(dāng)然這要求我們的文章有很強(qiáng)的說(shuō)服力。舉一個(gè)例子，十多年前人們發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯薄膜具有非常高的剛性，這被歸結(jié)于一些與二維材料有關(guān)的神奇性質(zhì)，吸引了全世界眾多研究人員一起研究。但我們發(fā)現(xiàn)，這其實(shí)是一個(gè)不幸的錯(cuò)誤。早期的工作中，氧化石墨烯膜樣品是使用氧化鋁過(guò)濾膜得到的，而氧化鋁在弱酸性的水溶液中會(huì)被腐蝕而生成三價(jià)鋁離子，從而將帶負(fù)電的氧化石墨烯交聯(lián)了。也就是說(shuō)，前面一系列關(guān)于氧化石墨烯奇妙性能的發(fā)現(xiàn)，其實(shí)是基于被污染的樣品，并非反映了這個(gè)材料本身的性質(zhì)。

后來(lái)聽(tīng)有的老師說(shuō)，他們有些學(xué)生看到我們這篇文章時(shí)，幾乎是淚流滿(mǎn)面的，因?yàn)榻K于明白為什么前人的工作不好重復(fù)了。大家突然意識(shí)到，在氧化石墨烯這個(gè)方向上，整座大廈的基礎(chǔ)假設(shè)是不正確的。這篇文章的科學(xué)內(nèi)容超級(jí)簡(jiǎn)單，就是基于一個(gè)高中生都學(xué)過(guò)的無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)，但它卻糾正了人們對(duì)氧化石墨烯一個(gè)基本特性的認(rèn)識(shí)，成了我們的代表作之一，也催生了我們后續(xù)一系列具有類(lèi)似風(fēng)格和功能的文章。

又比如，我們可以通過(guò)發(fā)表論文去發(fā)聲、去呼吁。

疫情期間憋在家里的時(shí)候，我寫(xiě)了一篇文章，目的是想分析一下對(duì)病毒的常見(jiàn)誤解，分享一些從物質(zhì)科學(xué)角度對(duì)疫情中的科學(xué)問(wèn)題的分析。當(dāng)時(shí)我跟一個(gè)非常有名的流感病毒學(xué)家聊了一次，他跟我說(shuō)，病毒顆粒的尺寸是100納米，戴口罩沒(méi)有用，是擋不住的。我當(dāng)場(chǎng)就呆住了，病人呼出來(lái)的病毒絕對(duì)不是一個(gè)個(gè)裸露的顆粒啊，它們是被一堆亂七八糟地從呼吸道里出來(lái)的東西包起來(lái)的?？谡忠獡踝〉牟皇且粋€(gè)個(gè)100納米的顆粒，而是幾十微米、甚至幾百微米的飛沫液滴或者飛沫核。他也呆住了，想了想說(shuō)：你說(shuō)得對(duì)。

這件事對(duì)我來(lái)講就是一針強(qiáng)心劑，我發(fā)現(xiàn)原來(lái)專(zhuān)門(mén)研究病毒的人，竟然也有這樣的認(rèn)知盲點(diǎn)，看來(lái)這方面需要有人做些事情。于是我找了幾位學(xué)生一起學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)、調(diào)研文獻(xiàn)，也有幸認(rèn)識(shí)了一些國(guó)內(nèi)一線的醫(yī)生和生物醫(yī)學(xué)專(zhuān)家，寫(xiě)了篇《呼吁物質(zhì)科學(xué)和工程方面的研究人員主動(dòng)思考與疫情相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題》的論文，并在武漢解封那天在線上發(fā)表。

當(dāng)然，發(fā)論文有時(shí)候還可以玩得很有趣。

有一次我們受邀對(duì)中科大俞書(shū)宏老師的一個(gè)工作作評(píng)價(jià)，內(nèi)容是用細(xì)菌來(lái)合成纖維素納米復(fù)合材料。我們意識(shí)到，俞老師這個(gè)工作之所以做得好，是因?yàn)樗麄兒苤t卑地把自己與細(xì)菌放到了同一個(gè)時(shí)間和空間尺度上，與細(xì)菌一起同步進(jìn)行合成。這個(gè)亮點(diǎn)一下子讓我們想到了小黃人（minions），頓時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)有趣的標(biāo)題“Working with Minions（和小黃人一起工作）”。我們實(shí)在太喜歡這個(gè)創(chuàng)意了，所以不惜花了幾百美元找人制圖，又花了幾百美元取得電影公司的形象授權(quán)。這應(yīng)該是所有科學(xué)文獻(xiàn)上第一次出現(xiàn)小黃人的形象。這實(shí)在很有趣，但其實(shí)里面也隱含著科學(xué)意義。

最后回到：發(fā)表論文是為了什么？

“大學(xué)”這個(gè)含義里的科研，是要為全人類(lèi)創(chuàng)造公共知識(shí)產(chǎn)品，我們工作的價(jià)值往往體現(xiàn)在它能讓多少科學(xué)家的工作受益，以及最終怎樣回饋社會(huì)，因?yàn)榇髮W(xué)里的科研帶有教育屬性。

所以，我和我的學(xué)生們發(fā)表論文的根本目的，是廣義的“教育”——把我們的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、心得還有思想，分享給其他的研究者，以及那些異時(shí)異地的好朋友們，讓他們能從中受益，以更好地推進(jìn)他們的工作。