天天看點

李葆春:科技論文之美 | CCCF專欄

作者:CCFvoice

科技論文之美,不在于華麗的詞藻,而在于簡單明了,邏輯清晰,條理鮮明,甚至不需要作者提供源程式,僅僅依靠集中注意力通讀論文本身的内容,就可以完美複現其提出的算法。本文以一篇諾獎獲得者的經典論文為例,談談科技論文之美。

李葆春:科技論文之美 | CCCF專欄

據說,有一個簡單的判據可以知道自己什麼時候快博士畢業了——剛開始做研究時,看不懂論文,會覺得自己怎麼這麼無知;等快畢業時再看不懂,會覺得這篇論文怎麼寫得這麼晦澀難懂,令人難以了解。這說明對待晦澀難懂的論文,自己的心态已經有了飛躍,開始有一種“一覽衆山小”的感覺。

喬布斯曾經說過,他理想中的産品,是科技和藝術的交融。我們寫一篇科技論文,有沒有這樣一種可能,不僅通俗易懂,還能給讀者一種藝術之美感呢?

你一定會說,那肯定是要多看在頂級會議上發表的論文啊,摘抄一些好詞好句,多學習,多模仿,不就越寫越有感覺了嗎?

筆者認為,在頂級會議上發表的論文不一定是寫得漂亮的優秀論文;而那些給人一種藝術之美感的論文,也不一定會在頂級會議上發表。學習和模仿什麼論文,其實大有講究。

來看六十多年前蓋爾(Gale)和沙普利(Shapley)寫的一篇經典論文“College Admissions and the Stability of Marriage”。短短七頁的論文,開場就極其直白,頗有一種“環滁皆山也”的氣勢:

Introduction. The problem with which we shall be concerned relates to the following typical situation: A college is considering a set of n applicants of which it can admit a quota of only q.

為什麼這麼簡單的一句話,竟然讓筆者極為賞識呢?

首先,這句話開門見山,直接闡述這篇論文準備解決什麼問題。筆者讀過很多近年來的論文,往往第一頁結束了,還在介紹背景、文獻和現有算法,還沒有真正講清楚這篇論文到底想解決什麼問題。其次,這句話極其簡單,簡單明了的語言,有助于讀者輕松地看懂論文的思路,并且讀完有一種豁然開朗的感覺。

其實不僅僅是開場,這篇論文通篇都非常易讀易懂。即使讀者最初對這個研究方向并不感興趣,也會被好奇心驅動,一點一點地通讀全文。

再來看看論文的結尾:

What, then, to raise the question once more, is mathematics? The answer, it appears, is that any argument which is carried out with sufficient precision is mathematical, and the reason that your friends and ours cannot understand mathematics is not because they have no head for figures, but because they are unable to achieve the degree of concentration required to follow a moderately involved sequence of inferences.

你瞧,是不是有一種氣勢磅礴、更上一層樓的感覺?論文作者之一沙普利于2012年獲得了諾貝爾經濟學獎。他告訴我們,一篇論文如同一盤圍棋,隻要每一步推理計算精确,表達清晰,就可以說是數學;而這樣的數學很多人看不懂,并非因為數學本身多麼艱深,隻不過是因為他們沒有集中注意力罷了。

這段似乎與主題完全無關的結尾,提到的問題卻是現在很多論文都普遍存在的。這些論文似乎包羅萬象,通篇不僅有大量的公式和證明,還有各種算法。但是如果仔細讀下來,不但沒有體會到藝術之美,而且還不知所雲,并且由于算法描述忽略了一部分細節而無法複現(reproducibility)。究其原因,在于論文作者并沒有把推理過程和算法步驟通過數學和案例講清楚,讓讀者讀得雲山霧罩,知其然而不知其是以然。

說到這裡,我們應該已經發現,科技論文之美,其實不是因為用到了什麼好詞好句,而是因為文章邏輯清晰、條理鮮明,甚至不需要作者提供源程式,僅依靠集中注意力通讀論文本身的内容,就可以完美複現其提出的算法。這有點兒像黑白照片,雖平淡無奇,卻令人怦然心動。我們甚至可以說,一篇論文的語言越簡單,甚至簡單到一位不同領域的學者都可以看懂,就越有一種令人拍案叫絕的美感,離科技與藝術的交叉路口就越近。

你可能會問,如果論文寫得太簡單、太易懂,審稿人難道不會覺得論文水準太小兒科,沒有内涵和新意嗎?

當然有這種可能。不過,如果因為怕審稿人覺得論文沒有内涵而把論文寫得艱深難懂,不但有點兒本末倒置,審稿人也不一定會因為看不懂而給出很高的評價,對吧?而且,筆者一直堅信,一篇論文真正的内在價值,并不會因為一兩位審稿人的負面評價就可以改變的。我們寫論文,不是為審稿人而寫,而是為讀者而寫。

What, then, to raise the question once more, is a beautiful paper?

如果一篇科技論文設計新穎,巧奪天工,算法步驟清晰,可以直接複現,開場和結論簡潔明快,就是一篇“美”的論文。但凡美的事物,都讓人有一種流連忘返的感覺,就像一場精彩絕倫的電影,看完一遍,還想再看第二遍。隻不過與電影藝術不同,論文的美在于它開門見山式的簡單,在于它步步為營式的精密,洗盡鉛華,是一種超凡脫俗的美。

這樣的論文,即使沒有被頂級會議錄用,那又何妨?

如果博士快畢業了,我們還可以說,這些注意力無法集中的審稿人,水準也未免太低啦。

就如同蓋爾和沙普利大作中的最後一句話:For them the foregoing may serve as a useful illustration.

李葆春:科技論文之美 | CCCF專欄

李葆春

加拿大工程院院士、IEEE會士。多倫多大學教授。主要研究方向為雲計算、分布式系統、安全與隐私以及網絡等。

[email protected]

特别聲明:中國計算機學會(CCF)擁有《中國計算機學會通訊》(CCCF)所刊登内容的所有版權,未經CCF允許,不得轉載本刊文字及照片,否則被視為侵權。對于侵權行為,CCF将追究其法律責任

CCF推薦

【精品文章】

  • 淺談完成一篇論文的科研曆程與經驗 | CCCF精選

繼續閱讀