科學論文的結構與撰寫 (Zen of Scientific Writing)

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這學期我選修了蔡東湖老師的「科學論文的結構與撰寫」。經過三個月洗禮，雖然研究進度一籌莫展，卻對發表 SCI 論文充滿自信。

我在這篇文章整理了課堂和講義提及的重要原則，但寫作能力其實要在實作中磨練。所以蔡老師建議我們以後閱讀論文，除了科學內涵以外，也要學著提煉文章的結構，收集常用的句型，畢竟：「寫 paper 沒那麼難，你看個五篇就會寫了。」

（科學論文的文章架構和句型模板可以參考廖柏森老師的著作。）

如何撰寫及發表學術論文

發表學術論文包含三件事：英文（論文）、科學（學術）和投稿（發表）。

不要讓語言阻撓你的科學

  • 科學家不只要會想、會做還要會寫。重點不是你不會做實驗，你很會做實驗，但不會寫 paper。
  • 語言和科學要分開，我們 focus 在科學，不要被英文困擾。我們要做科學家而不是文學家。
  • 各位一定要相信，自己的英文能力寫兩三篇 SCI paper 足足有餘。
  • 英文的問題，我們 consult English editor。如果要錢，就給他嘛。

科學不問對錯，只問合理

  • 科學沒有對或錯，只有合理不合理。所以不要在實驗室追求真理，要追求證據。
  • 拿到 PhD 不代表你有多厲害，那張紙證明的是你的熱情
  • 書是讀越多越厲害，不是讀越久越厲害。

投稿是科研的一部份

  • 做研究要有正確的心態，做完實驗朝發表 paper 的方向走。沒發表等於沒做，甚至比沒做更糟糕。想想花了多少時間，死了多少老鼠，辛苦做好久無論如何都要發表。
  • 沒有賣不出去的房子，只有還沒找到的買家和賣多少錢而已。
  • 發表了 research article，代表你對那個領域很熟悉，所以再補一篇 review article。
  • 一邊整理學位論文，一邊準備投稿。你論文都寫出來了，為什麼不寫成 paper？很多事只欠缺堅持。
  • 實驗我做，論文我寫，那沒做的人審什麼？合理性和你的邏輯。
  • Return 沒有看科學性，要 reject 才有檢視科學。而 revision 是投稿的重頭戲，我們的目標就是朝被接受的方向走，所以感謝 reviewer，在回覆裡面狗腿一下又怎樣。
  • Paper 被接受不是最高興的，自己的被接受，別人被 reject 更高興。

寫作準備

Writing is easy. All you do is stare at a blank sheet of paper until drops of blood form on your forehead.（寫作也沒什麼難的，不過是盯著一張白紙直到額頭滲出血來罷了）
by Gene Fowler

挑選期刊

  • 及早決定投稿期刊，及早按照規範寫，省得往後修改的麻煩。
  • 選錯期刊要不被編輯 reject，要不得不到良性回饋，要不接受了卻沒人看。
  • 挑期刊時看看引用過的文獻、查查領域內的排名、找找類似主題的論文。通常，學會期刊是最穩的。

不是寫論文，是修改論文

  • 把章節列出來，現在就開始寫，再慢慢修改，一定可以改。
  • 你不可能一口氣寫完一篇論文，一定會改很多次。寫論文修改三十到五十次，稀鬆平常。現在開始寫，改個五十次就一篇 paper 出來，為什麼不寫呢？
  • 每次寫完前要草記接下來你要寫什麼，方便下一次延續你的思路。

安排寫作計畫

  • 所謂寫作，就是空出時間寫作。
  • 從何處開始寫都行，至少是個開始。
  • 寫作要設定截止日，留下前置量，管理專注力，維持自律，保持流暢。
  • 只是草稿的文章不要投。然而沒有文章是完美的，盡力修改後就投稿。

論文架構

All scientists have an unwritten contract with their contemporaries and those whose work will follow to provide observations honestly obtained, recorded, and published. （科學家和當代人與繼承者有個約定，他們將提供正當取得、誠實記錄和嚴謹發表的結果。）
CBE Style Manual Committee

IMRAD 體系

科學論文遵照 IMRAD 體系，Introduction = WHY，Materials and Methods = HOW，Results = WHAT，Discussion = WHAT。

  • WHY：Why did the experiment? What question (problem) was studied?
  • HOW：How was the problem studied?
  • WHAT：What were the findings?
  • WHAT：What do these findings mean?

方法與結果成對，簡介與討論配對。簡介要提出問題，討論應回答問題。

論文的類型

  • 科學論文是經同儕審查的論文。不要看人家在大會上報告很威風，會議論文的壽命只有一天，沒有同儕審查都是 non qualified。
  • 但同儕是誰？老師和同學是你的 colleague，不是你的 peer。只有研究相同題目的人才是 peer。
  • 好的科學家會重視研究的整體性，不會把一篇 paper 拆成好幾篇。一篇好的 original article 可以抵五篇 short communication，科學本來就是這麼無情。
  • 什麼都沒有的時候，搬一台電腦到圖書館就可以寫 review paper，所以一定要會寫review。
  • 不知道敵人在哪所以要小心點。會議論文我都亂寫，以免哪天被當重複投稿，要命。
  • 如果你有很厲害的點子，也許能得到諾貝爾獎那種，要盡快用任何形式發表。
  • 筆離開紙就留下版權，你不需要申告，但是需要舉證。

撰寫科學論文不是寫小說或散文

  • 自己做的用過去式，別人做的用過去式。所以摘要、結果與方法用過去式，簡介用現在式，討論視情況而定。
  • 科學論文寫得艱澀又冗長就只有一命運，reject。
  • 想要避免抄襲的話，寫筆記要紀錄引用來源，寫論文時別參考文獻。文獻等核對內容的時候才拿出檢查。

作者序、標題與摘要

決定作者序不是小事

  • 作者順序，自己放在第一個，學長姊其次，老師放最後面。研究生無論如何一定要 keep 自己是 first auther。
  • 要怎麼 keep？把文章寫出來，idea 我出的，實驗我做的，paper 我寫的，誰是老大？
  • 不要說沒人會寄信給你，論文作者的地址是辨識身分的途徑。
  • 不要讓無關的人掛名，稀釋你對論文的貢獻；也不要隨便找人掛名，損害自己的名譽。
  • 簽了名，就要負責。
  • 出點子的、給想法的、設計實驗的放作者；執行的、借器材的、諮詢的放致謝。
  • 作者的順序要在做實驗之前就講好，論文發表時也要所有的作者同意，否則朋友可能變敵人。

標題

  • Title should be sexy（標題必須性感），review 才適合寫大題目。
  • Keyword 可以補充文章沒出現過的字。
  • 要假設你的論文會被不同時代、不同知識背景、不同閱讀媒介的專業讀者閱讀，所以有時效性的不要寫、艱澀難懂的術語不要寫、縮寫不要寫、廢話不要寫。
  • 然後，不要裝可愛。

摘要

  • 摘要就是迷你論文，全文的 README (IMRAD)。
  • 摘要獨立於論文，網路檢索往往只看得到摘要，因此要self contained。
  • 不只要學會寫摘要，也要會畫圖，圖畫得好，一副要被人引用的樣子。不過賣得出去就好，管他不漂亮。
  • 標題是標籤，不需要是完整的句子，所以標題用字和字序很重要。
  • 結論可以在標題講一次、摘要講一次、簡介講一次、討論講一次。
  • 沒做的實驗不要寫進摘要。

簡介與討論

方法和結果是死的，Introduction 和 Discussion 才是重頭戲

簡介

  • Introduction 的目標是 introduce 這篇論文。

  • 撰寫 introduction 的重點在擺放概念的位置，還有提醒讀者「要來了」的轉折詞。

  • 如果你不曾寫過論文，那就寫成漏斗狀：(1) 概述主題，(2) 依照時間順序描述前人的工作，(3) 解釋既有不足和研究問題，(4) 提出假說、研究目的和原創性。

  • 文獻回顧：如果你對主題比 reviewer 還清楚，他還敢給你 reject 嗎？

  • 原創性：如果不確定有沒有人做過，就寫出你找了多少文獻，讓 reviewer 幫你補充。

  • 研究問題：提出的問題要合理要可被理解否則讀者不會有興趣。

  • 研究目的：研究目的其實就是結論。

討論

  • 好的 data 若沒有好的討論也會被退稿。
  • 討論的目的是回答 Introduction 提出的問題，不要節外生枝產生更多困惑。
  • 結果不須解釋意義，討論也非重述結果，Discussion 要探討觀察與事實之間的關係。
  • 不要讓讀者讀完了有種「又怎樣」的想法。
  • 討論不理想結果的句型要記住，為討論而討論的內容雖然不切題，但也討論了啊。
  • 要把例外和限制講清楚，不要蒙混過關或睜眼說瞎話。
  • 不要羞於討論結果的理論含意或應用價值，因為那是你的遠見和貢獻。
  • 分清楚 future work（希望）、comming work（即將）和 upcomming work（已經）。

結論

  • 作者要為每個結論簡述證據，所以結論不要下得像宇宙那麼大，不然會讓研究被質疑。
  • 實驗沒做過的不要放進結論，也不要過度延伸結果 ，那沒有你的事。
  • 你能做的是在一個地方聚焦事實。

方法與結果

The greatest invention of the nineteenth century was the invention of the method of invention.（十九世紀最偉大的發明是創造了發明的方法。）
A. N. Whitehead

實驗記錄

  • 做錯做慢都 OK，千萬不能造假。
  • 筆記包含自己寫的內容 (print materials) 和引用的內容 (quoted meterials)。
  • 不要相信人的記憶力。東西還在，記憶猶新，實驗邊做，paper 邊寫。
  • 做研究時的想法要記錄，寫論文時才有底稿和素材。
  • 可重複 (Repeatability) 是同個人使用相同方法和器材得到相同結果 ；可再現 (Reproducibility) 是不同人使用相同方法和不同器材得到相同結果。
  • 實驗記錄要讓自己能重複，論文的方法要讓別人能重現。

方法

  • 相較於藝術和玄學，科學的價值是可以被重現。所以方法被認為無法重複或重現就會被退稿。
  • 方法可以出現在實驗記錄、論文的簡介和論文的方法中。你要在 Introduction 裡陳述並捍衛自己的實驗設計，在 Materials and Methods 給出細節，讓潛在的競爭對手可以重複。
  • 方法的架構是：大處依照時間順序排列，小處依照方法類型分區，說明採用的方法後簡述原理。
  • 舊方法要引用，新方法要詳述，改良的方法除了引用也要稍微解釋。
  • 不管怎麼樣，以第三人稱描述方法最保險。
  • 石器時代結束了，但石頭一顆也沒少。High tech depends on low tech.

結果

  • 如果方法和討論寫得好，結果應該是最短的 section。
  • 科學論文不精簡，那只會得到一個字，redundancy，也只有一個命運，rejection。
  • 撰寫結果只有三個原則：簡述實驗、呈現數據、時態用過去式。
  • 數據得整理，文、圖、表擇一，方法結果要對應，確保行文一致性。
  • 圖表沒有對錯，只有合適不合適，用在什麼場合。
  • 結果呈現的原則：趨勢畫圖，數據製表，一般撰文。
  • 文、圖、表各自獨立，圖表要 self-contained。
  • 給老闆完整的資料，但給編輯代表性的資訊。
  • 但不要只給老闆數據，你要寫成一個 section paraghragh。因為一旦你的 data 跟其他人做的混在一起，你的貢獻就沒了。

引用與致謝

  • Credit 要給原創者，不是給 review 的人，review 的人沒有做實驗。
  • Idea 只要不是自己的，一定要引用，寧可多引用給 reviewer 篩選，也不要少東少西。
  • 引用要從優，挑選重要的一手文獻。
  • 如果文獻值得引用，要在文中讓讀者了解原因。
  • 完稿後要確認文內引用和參考文獻一一對應。
  • 致謝跟科學論文沒什麼關係，因為禮貌是文明社會的生活型態。
  • 公開的書面致謝是科學的玩法。
  • 誰幫助你就感謝誰，但別謝過頭，反而損害自己的貢獻。

結論：科學論文寫作十訓

  1. 不要讓語言阻礙科學。
  2. 科學不問對錯，只求合理；實驗室沒有真理，只有證據。
  3. 做完實驗一定要發表論文，論文發完發綜述。
  4. 科學論文由 WHY、HOW、WHAT、WHAT 組成 (IMRAD)，簡介與討論呼應，方法與結果配對。
  5. 寫作時，自己做的用過去式，別人做的用現在式。
  6. Introduction 的目標就是 introduce 這篇論文：概述主題、文獻回顧、提出問題、說明目的。
  7. 實驗紀錄要能重複，論文方法要能重現。
  8. 撰寫結果只有三個原則：簡述實驗，呈現數據，文圖表擇一。
  9. 結果不須解釋意義，討論也非重述結果，Discussion 要探討觀察與事實之間的關係。
  10. 引用的榮耀屬於知識創造者，而非知識整理者。