優(yōu)秀論文也是精彩故事

姚力煒

故事梗概“四兩撥千斤”

在交流論文寫作難點時，同學們感到困惑的是沒寫作思路，寫數萬字的長篇大作，常常寫著寫著就難以為繼了。

我發(fā)現，論文寫作并非一氣呵成，更多的是一個動筆之初率性而為、落筆之后細致推敲、反復增刪的過程，即論文可以嘗試不按照既定格式順序來寫。在初次撰寫金融序列預測研究的一篇論文時，我按照論文的模板順著寫，先寫金融序列分析意義，再寫金融數據特點，又寫時間序列分析緣起，最后寫深度學習網絡與注意力機制發(fā)展潮流及其體會。寫著寫著忽然發(fā)現雖洋洋灑灑一大段，卻似花瓣閑落滿地，內在聯系不緊密。導師點評“寫得很認真，但讀起來卻不能領會論文精要”。她指點我，寫一篇好的論文，就像講述一個有趣的故事，講之前心中要有一個故事梗概，簡明扼要地厘清故事的來龍去脈，概括核心觀點，讓讀者第一時間知道論文想要表達的重點，不然就可能廢話連篇、切不中要害。

我覺得老師說的很有道理，便將初稿推倒重來，斟酌論文脈絡和核心觀點是什么。論文提出了一種金融序列預測的新算法。金融序列預測即從股票或者股票指數的歷史數據，如開盤價、閉盤價、成交量中挖掘信息，利用這些信息預測未來的股價。如果算法可以很好地依據歷史預知未來，投資者就可以據此明智地在股票交易中理性投資，規(guī)避重大風險。

為了實現這個目的，我引入新的研究思路：生成對抗網絡，它包括生成器和判別器兩部分。前者好比不法分子，負責生成偽造數據;后者好比警察，負責區(qū)分輸入來自真實數據還是生成器偽造的數據。兩者形成對抗博弈：判別器最開始不知道怎么區(qū)分，要在不斷辨別真實數據和虛假生成數據之后，才能建立有效的判別標準。就相當于不法分子制造假鈔，警察拿到了假鈔才知道這些假鈔和真鈔的區(qū)別，就能更好地鑒別假鈔。而不法分子隨著警察辨別能力的增強，就會試圖彌補容易被警察識別的缺陷，制造更逼真的假鈔。最終警察的識別能力和不法分子造假鈔的能力都變強，假鈔就越來越逼真了。應用在金融序列預測中，這個生成器就是在學習未卜先知的股票價格預測技藝。然而傳統(tǒng)的金融預測生成模型無法識別出什么樣的輸入因子是關鍵因素，生成效果很差，進而判別器也無法相輔相成提升自己的鑒別能力，導致生成對抗網絡無法很好地解決金融預測問題。

我的最終解決辦法是，將注意力機制引入生成器。這個機制源于人類視覺的研究，簡要說就是人眼會在短暫一瞥后聚焦自己關注的信息，虛化或刪除其他不感興趣的信息。注意力機制可以讓對于預測更重要的因素得到更好的表達，進而使得生成器與判別器易于達到強弱均衡，真正相得益彰，教學相長。

這段幾百字的故事梗概，源于我的深入理解和巧妙構思，與上萬字論文比，實在是很少一部分，但卻是全文核心重點，讓讀者一目了然。寫到這里，論文有了最誘人的部分，然后反復品讀。這里寫得意猶未盡，沒有展現最精妙的部分，就補充幾句;那里隱約感覺太過粗疏，讀者可能不太明晰，就繼續(xù)添加必要的補充說明。興之所至，仔細雕琢。

上證指數與中美匯率波動相關性圖示

上證指數與中美匯率呈相同變化交易日占比圖示

寫完了這些部分，就如描摹一匹駿馬，眼前仿佛已然勾勒出了它的奇?zhèn)ワL骨，而綜述，背景的寫法也變得清晰了起來。綜述部分要調研的內容，就是依托主線的相關技術發(fā)展沿革，在這篇論文中主要是對金融序列預測作縱向綜述，對注意力機制等相關技術做橫向簡述。結果分析部分即是寫上述的方法變革，相較之前方法的改進效果、實踐中仍然未能克服的缺陷、暴露的問題，這樣下來整篇文章就渾然一體，立體而生動了。

論文是一種有生命力的工具，是學者研究、思考的心血結晶，自然要圍繞學者自身的思維主線來展開，所謂綱舉而目張，綱不是論文精細嚴謹的格式，而是學者對科學研究本質的思考。總之，寫論文可以先完整準確地把最核心的東西擺出來，寫得粗一些也行，然后對這個粗糙胚子修修補補，再精雕細琢，最后開展格式調整等修飾工作。

實例開口勝于雄辯

論文寫作中，用言語很難表達的、晦澀艱深的理論推導、辨析，往往可以用清晰了然的實驗、實例詮釋，誠所謂事實勝于雄辯，簡單質樸的實例勝過萬語千言。

剛入學撰寫一篇專利文章時，我寫道“顯然，我們可以獲知”“實驗數據清晰地證明”。我的導師看后哭笑不得，指點我：這個結論對你是顯然的，并不意味著對每個讀者都是顯然的。導師說，將并非顯然的論斷，轉化為人人均可會意的結論時，最好讓事實開口說話。

又比如，我在論文中寫道：“可以明晰，匯率這一因素對于預測股票市場的波動有顯著意義”。為了說明這一點，我曾考慮引用很多經濟學理論來演繹佐證，但總感覺缺乏說服力。在文獻檢索中，我翻閱到一篇SCI文章，它統(tǒng)計了股票市場變化趨勢，與匯率變化趨勢相同的交易日，占所有交易日的比例。數據顯示，兩者的變化有著很強的相關性，背后的原理是匯率通過國際資本流動、國際貿易收支等途徑作用于股票市場，在預測股價變化趨勢以進行投資決策時，將匯率納入考慮，可以更好地綜合更長時間維度下，宏觀經濟變化趨勢影響;同時有助于更好預測上證綜指等綜合宏觀股指、預測對外貿易型企業(yè)股價、預測復雜國際局勢譬如貿易戰(zhàn)下股價的變化趨勢。

論文中給出的圖表如上：2017到2019年間，上海證券綜合指數的波動與中美貨幣匯率的波動呈現很高的相關性，在匯率處于下行區(qū)間時，上證綜指也有更大概率處于下降而非上漲態(tài)勢。隨著時間窗口的加長，匯率變化與上證綜指的一致性甚至逼近80%，這有力說明了引入匯率對于金融序列預測的作用。

我受此啟發(fā)，在接下來的科研中，廣泛采用相關性分析方法、敏感性分析方法處理了很多這種難以說清道明的結論。

YOLACT算法原理結構圖

不同實例分割算法實時性與分割精度對比圖示

在人文社科的論文撰寫中，社會調查等實例也有著非常大的說服力。“沒有調查就沒有發(fā)言權”，設計科學合理、開展落到實處的社會調查結論，可以勝過一切詭辯，往往是論文寫作的壓艙石，點睛筆。

學術論文的寫作過程，也是翻譯的過程：將科學實踐抽象的、錯綜復雜的語言，翻譯為具體淺顯的、凝練有條理的語言。翻譯講究的信、達、雅，正對應學術論文臻于至善的不同層次。對應于翻譯中準確傳達內涵的“信”，恪守學術誠信，俯身傾耳，永葆對真理的敬畏與虔誠之心正是做好學術的基石所在。

即使是“雄辯”，每一句話也應仔細斟酌，寧缺毋濫。字字落到實處，句句藏在心間，才能真正妙筆生花。如何將科研誠信融入寫作的一字一句中呢？應在用語上客觀嚴謹，避免使用帶有主觀判斷與情感色彩的夸張詞、加強詞，避免使用復雜的疊句與從句，這樣可以減少冗余信息對讀者理解論文的干擾，也能夠讓研究結果更自然、更令人信服地呈現。

學術論文應當在主體部分盡量闡述客觀的、無可辯駁的事實，而不應當夾雜個人的價值判斷與情緒色彩，應當將自己的心得與驕傲放在摘要與展望部分，真正做到讓純粹、準確的數據充盈于論文字里行間，讓主題始終留在讀者心中。

萬千數據盡收圖表之窗

工科生經常要和數據打交道，特別是在對海量的、錯綜復雜的數據進行梳理分析時，僅靠邏輯來構思論文寫作，往往是艱難的。不妨透過圖表之窗，盡收萬千數據于眼底，讓圖表反客為主，從中窺見論文奧義。

圖表具有直觀醒目、涵蓋信息密度高的特點。其一，將文章最核心的分析步驟轉化成圖表，可以達到主旨突出、層次清晰的目的;其二，把文章中的結果對比融入圖表，可以實現對比鮮明，數據躍然紙上的效果;其三，用圖表承載歷史數據，可以直觀看清發(fā)展脈絡。同學們可以圍繞這些圖表展開論述，深入補充圖表中呈現的規(guī)律、闡釋反映的結論，并針對各個圖表間的聯系與差異進行討論，以增強文章的邏輯性與層次性。

我曾經寫過一篇《基于深度學習的圖像實例分割研究》的論文，其中研究主題圖像分割是計算機視覺的一個基本任務，應用場景廣闊。比如說在自動駕駛中，圖像實例分割技術是車輛的“火眼金睛”，對車輛攝像頭捕捉到的整個圖像不同像素進行語義標注，將車道的中心線、標志線、車輛、行人、樹木劃分出來，汽車就可以像人一樣敏捷地躲避行人，沿路順暢通行。這篇論文實驗細節(jié)很瑣碎，要說明網絡結構的細微更改、網絡的超參數設置、方法革新被迫做出的權衡取舍等內容，因此比較難以全面條理地闡述。而圖表的加入則破解了這一難題，讓整篇論文變得栩栩如生，宛如一幅層次分明的山水畫。首先呈上一幅相關領域圖像分割方法的對比圖作開胃小菜，該圖對比主流方法的圖像分割速度與精度，鮮明地突出了本方法的快速與高效，以及不可避免的在分割精度上的妥協。在YOLACT算法論文中，即給出了這樣的示例，橫軸是不同算法的速度，縱軸是不同算法分割掩膜的精度，一目了然，新算法（如圖：梅花部分）具有非常優(yōu)越的快速性而僅犧牲了少量的分割精度。

進而承上述圖表，論文給出了本方法的網絡結構圖，清晰地展示了算法做了什么樣的結構改動，是如何對應實現上述效果的，可以稱得上是定場詩。

在深度學習領域中，網絡結構圖往往就是整篇論文的靈魂，清晰優(yōu)美的網絡結構圖可以讓人瞬間心領神會、拍手稱妙，而簡易含糊的網絡結構圖，只會讓讀者摸不著頭腦，只得細細品讀揣摩。下圖也是YOLACT中的一幅網絡結構圖，網絡結構的關鍵節(jié)點與操作匯集其中，論文算法的流程步驟與結構創(chuàng)新一目了然。

深度學習的網絡超參數繁多，不同的超參數組合會有著不同的算法效果，對于不同的分割目標，算法也存在優(yōu)劣，比如有的網絡更善于分割行人、車輛等大個子，而在寵物、盆栽等小物件分割上表現乏力。這些豐富的信息可以很好地封存在一個表格中，比如橫向坐標是輸入圖像尺寸、訓練優(yōu)化方法，縱向坐標是不同組合的效率與精度，仿佛是一份解渴去乏的冰飲，如果可以輔以詳盡的結果分析與細致的方法對比，那么讀者“按圖索驥”，粗略閱讀就可以掌握論文核心創(chuàng)新點與革新效果，而有不通曉的地方再去細節(jié)處檢索研析，研析起來就會十分順暢。

圖表在論文寫作中大放異彩，不同圖表也蒙著不同的面紗，具有鮮明的特點與獨特的作用。一般來說，流程圖總括全文，明晰思路;思維導圖抽絲剝繭，鞭辟入里;而餅狀圖能夠突出重點;散點圖可以觀察兩個變量之間關聯;折線圖較好展示數據變化趨勢;箱線圖直觀檢驗離群差異點講故事的時候，講者喜歡調動肢體語言，眉飛色舞的神態(tài)往往能讓故事更加跌宕起伏，讓聽眾興致盎然，而直觀清晰的圖表，就如人有千姿百態(tài)，可以稱得上是文字之外的第二種學術語言。

責任編輯：王新偉