天天看点

李葆春:科技论文之美 | CCCF专栏

作者:CCFvoice

科技论文之美,不在于华丽的词藻,而在于简单明了,逻辑清晰,条理鲜明,甚至不需要作者提供源程序,仅仅依靠集中注意力通读论文本身的内容,就可以完美复现其提出的算法。本文以一篇诺奖获得者的经典论文为例,谈谈科技论文之美。

李葆春:科技论文之美 | CCCF专栏

据说,有一个简单的判据可以知道自己什么时候快博士毕业了——刚开始做研究时,看不懂论文,会觉得自己怎么这么无知;等快毕业时再看不懂,会觉得这篇论文怎么写得这么晦涩难懂,令人难以理解。这说明对待晦涩难懂的论文,自己的心态已经有了飞跃,开始有一种“一览众山小”的感觉。

乔布斯曾经说过,他理想中的产品,是科技和艺术的交融。我们写一篇科技论文,有没有这样一种可能,不仅通俗易懂,还能给读者一种艺术之美感呢?

你一定会说,那肯定是要多看在顶级会议上发表的论文啊,摘抄一些好词好句,多学习,多模仿,不就越写越有感觉了吗?

笔者认为,在顶级会议上发表的论文不一定是写得漂亮的优秀论文;而那些给人一种艺术之美感的论文,也不一定会在顶级会议上发表。学习和模仿什么论文,其实大有讲究。

来看六十多年前盖尔(Gale)和沙普利(Shapley)写的一篇经典论文“College Admissions and the Stability of Marriage”。短短七页的论文,开场就极其直白,颇有一种“环滁皆山也”的气势:

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.

为什么这么简单的一句话,竟然让笔者极为赏识呢?

首先,这句话开门见山,直接阐述这篇论文准备解决什么问题。笔者读过很多近年来的论文,往往第一页结束了,还在介绍背景、文献和现有算法,还没有真正讲清楚这篇论文到底想解决什么问题。其次,这句话极其简单,简单明了的语言,有助于读者轻松地看懂论文的思路,并且读完有一种豁然开朗的感觉。

其实不仅仅是开场,这篇论文通篇都非常易读易懂。即使读者最初对这个研究方向并不感兴趣,也会被好奇心驱动,一点一点地通读全文。

再来看看论文的结尾:

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,是不是有一种气势磅礴、更上一层楼的感觉?论文作者之一沙普利于2012年获得了诺贝尔经济学奖。他告诉我们,一篇论文如同一盘围棋,只要每一步推理计算精确,表达清晰,就可以说是数学;而这样的数学很多人看不懂,并非因为数学本身多么艰深,只不过是因为他们没有集中注意力罢了。

这段似乎与主题完全无关的结尾,提到的问题却是现在很多论文都普遍存在的。这些论文似乎包罗万象,通篇不仅有大量的公式和证明,还有各种算法。但是如果仔细读下来,不但没有体会到艺术之美,而且还不知所云,并且由于算法描述忽略了一部分细节而无法复现(reproducibility)。究其原因,在于论文作者并没有把推理过程和算法步骤通过数学和案例讲清楚,让读者读得云山雾罩,知其然而不知其所以然。

说到这里,我们应该已经发现,科技论文之美,其实不是因为用到了什么好词好句,而是因为文章逻辑清晰、条理鲜明,甚至不需要作者提供源程序,仅依靠集中注意力通读论文本身的内容,就可以完美复现其提出的算法。这有点儿像黑白照片,虽平淡无奇,却令人怦然心动。我们甚至可以说,一篇论文的语言越简单,甚至简单到一位不同领域的学者都可以看懂,就越有一种令人拍案叫绝的美感,离科技与艺术的交叉路口就越近。

你可能会问,如果论文写得太简单、太易懂,审稿人难道不会觉得论文水平太小儿科,没有内涵和新意吗?

当然有这种可能。不过,如果因为怕审稿人觉得论文没有内涵而把论文写得艰深难懂,不但有点儿本末倒置,审稿人也不一定会因为看不懂而给出很高的评价,对吧?而且,笔者一直坚信,一篇论文真正的内在价值,并不会因为一两位审稿人的负面评价就可以改变的。我们写论文,不是为审稿人而写,而是为读者而写。

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

如果一篇科技论文设计新颖,巧夺天工,算法步骤清晰,可以直接复现,开场和结论简洁明快,就是一篇“美”的论文。但凡美的事物,都让人有一种流连忘返的感觉,就像一场精彩绝伦的电影,看完一遍,还想再看第二遍。只不过与电影艺术不同,论文的美在于它开门见山式的简单,在于它步步为营式的精密,洗尽铅华,是一种超凡脱俗的美。

这样的论文,即使没有被顶级会议录用,那又何妨?

如果博士快毕业了,我们还可以说,这些注意力无法集中的审稿人,水平也未免太低啦。

就如同盖尔和沙普利大作中的最后一句话:For them the foregoing may serve as a useful illustration.

李葆春:科技论文之美 | CCCF专栏

李葆春

加拿大工程院院士、IEEE会士。多伦多大学教授。主要研究方向为云计算、分布式系统、安全与隐私以及网络等。

[email protected]

特别声明:中国计算机学会(CCF)拥有《中国计算机学会通讯》(CCCF)所刊登内容的所有版权,未经CCF允许,不得转载本刊文字及照片,否则被视为侵权。对于侵权行为,CCF将追究其法律责任

CCF推荐

【精品文章】

  • 浅谈完成一篇论文的科研历程与经验 | CCCF精选

继续阅读