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(xiě)作難點(diǎn)時(shí)，同學(xué)們感到困惑的是沒(méi)寫(xiě)作思路，寫(xiě)數(shù)萬(wàn)字的長(zhǎng)篇大作，常常寫(xiě)著寫(xiě)著就難以為繼了。

我發(fā)現(xiàn)，論文寫(xiě)作并非一氣呵成，更多的是一個(gè)動(dòng)筆之初率性而為、落筆之后細(xì)致推敲、反復(fù)增刪的過(guò)程，即論文可以嘗試不按照既定格式順序來(lái)寫(xiě)。在初次撰寫(xiě)金融序列預(yù)測(cè)研究的一篇論文時(shí)，我按照論文的模板順著寫(xiě)，先寫(xiě)金融序列分析意義，再寫(xiě)金融數(shù)據(jù)特點(diǎn)，又寫(xiě)時(shí)間序列分析緣起，最后寫(xiě)深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)與注意力機(jī)制發(fā)展潮流及其體會(huì)。寫(xiě)著寫(xiě)著忽然發(fā)現(xiàn)雖洋洋灑灑一大段，卻似花瓣閑落滿地，內(nèi)在聯(lián)系不緊密。導(dǎo)師點(diǎn)評(píng)“寫(xiě)得很認(rèn)真，但讀起來(lái)卻不能領(lǐng)會(huì)論文精要”。她指點(diǎn)我，寫(xiě)一篇好的論文，就像講述一個(gè)有趣的故事，講之前心中要有一個(gè)故事梗概，簡(jiǎn)明扼要地厘清故事的來(lái)龍去脈，概括核心觀點(diǎn)，讓讀者第一時(shí)間知道論文想要表達(dá)的重點(diǎn)，不然就可能廢話連篇、切不中要害。

我覺(jué)得老師說(shuō)的很有道理，便將初稿推倒重來(lái)，斟酌論文脈絡(luò)和核心觀點(diǎn)是什么。論文提出了一種金融序列預(yù)測(cè)的新算法。金融序列預(yù)測(cè)即從股票或者股票指數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，如開(kāi)盤(pán)價(jià)、閉盤(pán)價(jià)、成交量中挖掘信息，利用這些信息預(yù)測(cè)未來(lái)的股價(jià)。如果算法可以很好地依據(jù)歷史預(yù)知未來(lái)，投資者就可以據(jù)此明智地在股票交易中理性投資，規(guī)避重大風(fēng)險(xiǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，我引入新的研究思路：生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)，它包括生成器和判別器兩部分。前者好比不法分子，負(fù)責(zé)生成偽造數(shù)據(jù);后者好比警察，負(fù)責(zé)區(qū)分輸入來(lái)自真實(shí)數(shù)據(jù)還是生成器偽造的數(shù)據(jù)。兩者形成對(duì)抗博弈：判別器最開(kāi)始不知道怎么區(qū)分，要在不斷辨別真實(shí)數(shù)據(jù)和虛假生成數(shù)據(jù)之后，才能建立有效的判別標(biāo)準(zhǔn)。就相當(dāng)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(qiáng)，就會(huì)試圖彌補(bǔ)容易被警察識(shí)別的缺陷，制造更逼真的假鈔。最終警察的識(shí)別能力和不法分子造假鈔的能力都變強(qiáng)，假鈔就越來(lái)越逼真了。應(yīng)用在金融序列預(yù)測(cè)中，這個(gè)生成器就是在學(xué)習(xí)未卜先知的股票價(jià)格預(yù)測(cè)技藝。然而傳統(tǒng)的金融預(yù)測(cè)生成模型無(wú)法識(shí)別出什么樣的輸入因子是關(guān)鍵因素，生成效果很差，進(jìn)而判別器也無(wú)法相輔相成提升自己的鑒別能力，導(dǎo)致生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)無(wú)法很好地解決金融預(yù)測(cè)問(wèn)題。

我的最終解決辦法是，將注意力機(jī)制引入生成器。這個(gè)機(jī)制源于人類視覺(jué)的研究，簡(jiǎn)要說(shuō)就是人眼會(huì)在短暫一瞥后聚焦自己關(guān)注的信息，虛化或刪除其他不感興趣的信息。注意力機(jī)制可以讓對(duì)于預(yù)測(cè)更重要的因素得到更好的表達(dá)，進(jìn)而使得生成器與判別器易于達(dá)到強(qiáng)弱均衡，真正相得益彰，教學(xué)相長(zhǎng)。

這段幾百字的故事梗概，源于我的深入理解和巧妙構(gòu)思，與上萬(wàn)字論文比，實(shí)在是很少一部分，但卻是全文核心重點(diǎn)，讓讀者一目了然。寫(xiě)到這里，論文有了最誘人的部分，然后反復(fù)品讀。這里寫(xiě)得意猶未盡，沒(méi)有展現(xiàn)最精妙的部分，就補(bǔ)充幾句;那里隱約感覺(jué)太過(guò)粗疏，讀者可能不太明晰，就繼續(xù)添加必要的補(bǔ)充說(shuō)明。興之所至，仔細(xì)雕琢。

上證指數(shù)與中美匯率波動(dòng)相關(guān)性圖示

上證指數(shù)與中美匯率呈相同變化交易日占比圖示

寫(xiě)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(fēng)骨，而綜述，背景的寫(xiě)法也變得清晰了起來(lái)。綜述部分要調(diào)研的內(nèi)容，就是依托主線的相關(guān)技術(shù)發(fā)展沿革，在這篇論文中主要是對(duì)金融序列預(yù)測(cè)作縱向綜述，對(duì)注意力機(jī)制等相關(guān)技術(shù)做橫向簡(jiǎn)述。結(jié)果分析部分即是寫(xiě)上述的方法變革，相較之前方法的改進(jìn)效果、實(shí)踐中仍然未能克服的缺陷、暴露的問(wèn)題，這樣下來(lái)整篇文章就渾然一體，立體而生動(dòng)了。

論文是一種有生命力的工具，是學(xué)者研究、思考的心血結(jié)晶，自然要圍繞學(xué)者自身的思維主線來(lái)展開(kāi)，所謂綱舉而目張，綱不是論文精細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母袷剑菍W(xué)者對(duì)科學(xué)研究本質(zhì)的思考。總之，寫(xiě)論文可以先完整準(zhǔn)確地把最核心的東西擺出來(lái)，寫(xiě)得粗一些也行，然后對(duì)這個(gè)粗糙胚子修修補(bǔ)補(bǔ)，再精雕細(xì)琢，最后開(kāi)展格式調(diào)整等修飾工作。

實(shí)例開(kāi)口勝于雄辯

論文寫(xiě)作中，用言語(yǔ)很難表達(dá)的、晦澀艱深的理論推導(dǎo)、辨析，往往可以用清晰了然的實(shí)驗(yàn)、實(shí)例詮釋，誠(chéng)所謂事實(shí)勝于雄辯，簡(jiǎn)單質(zhì)樸的實(shí)例勝過(guò)萬(wàn)語(yǔ)千言。

剛?cè)雽W(xué)撰寫(xiě)一篇專利文章時(shí)，我寫(xiě)道“顯然，我們可以獲知”“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)清晰地證明”。我的導(dǎo)師看后哭笑不得，指點(diǎn)我：這個(gè)結(jié)論對(duì)你是顯然的，并不意味著對(duì)每個(gè)讀者都是顯然的。導(dǎo)師說(shuō)，將并非顯然的論斷，轉(zhuǎn)化為人人均可會(huì)意的結(jié)論時(shí)，最好讓事實(shí)開(kāi)口說(shuō)話。

又比如，我在論文中寫(xiě)道：“可以明晰，匯率這一因素對(duì)于預(yù)測(cè)股票市場(chǎng)的波動(dòng)有顯著意義”。為了說(shuō)明這一點(diǎn)，我曾考慮引用很多經(jīng)濟(jì)學(xué)理論來(lái)演繹佐證，但總感覺(jué)缺乏說(shuō)服力。在文獻(xiàn)檢索中，我翻閱到一篇SCI文章，它統(tǒng)計(jì)了股票市場(chǎng)變化趨勢(shì)，與匯率變化趨勢(shì)相同的交易日，占所有交易日的比例。數(shù)據(jù)顯示，兩者的變化有著很強(qiáng)的相關(guān)性，背后的原理是匯率通過(guò)國(guó)際資本流動(dòng)、國(guó)際貿(mào)易收支等途徑作用于股票市場(chǎng)，在預(yù)測(cè)股價(jià)變化趨勢(shì)以進(jìn)行投資決策時(shí)，將匯率納入考慮，可以更好地綜合更長(zhǎng)時(shí)間維度下，宏觀經(jīng)濟(jì)變化趨勢(shì)影響;同時(shí)有助于更好預(yù)測(cè)上證綜指等綜合宏觀股指、預(yù)測(cè)對(duì)外貿(mào)易型企業(yè)股價(jià)、預(yù)測(cè)復(fù)雜國(guó)際局勢(shì)譬如貿(mào)易戰(zhàn)下股價(jià)的變化趨勢(shì)。

論文中給出的圖表如上：2017到2019年間，上海證券綜合指數(shù)的波動(dòng)與中美貨幣匯率的波動(dòng)呈現(xiàn)很高的相關(guān)性，在匯率處于下行區(qū)間時(shí)，上證綜指也有更大概率處于下降而非上漲態(tài)勢(shì)。隨著時(shí)間窗口的加長(zhǎng)，匯率變化與上證綜指的一致性甚至逼近80%，這有力說(shuō)明了引入?yún)R率對(duì)于金融序列預(yù)測(cè)的作用。

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

YOLACT算法原理結(jié)構(gòu)圖

不同實(shí)例分割算法實(shí)時(shí)性與分割精度對(duì)比圖示

在人文社科的論文撰寫(xiě)中，社會(huì)調(diào)查等實(shí)例也有著非常大的說(shuō)服力。“沒(méi)有調(diào)查就沒(méi)有發(fā)言權(quán)”，設(shè)計(jì)科學(xué)合理、開(kāi)展落到實(shí)處的社會(huì)調(diào)查結(jié)論，可以勝過(guò)一切詭辯，往往是論文寫(xiě)作的壓艙石，點(diǎn)睛筆。

學(xué)術(shù)論文的寫(xiě)作過(guò)程，也是翻譯的過(guò)程：將科學(xué)實(shí)踐抽象的、錯(cuò)綜復(fù)雜的語(yǔ)言，翻譯為具體淺顯的、凝練有條理的語(yǔ)言。翻譯講究的信、達(dá)、雅，正對(duì)應(yīng)學(xué)術(shù)論文臻于至善的不同層次。對(duì)應(yīng)于翻譯中準(zhǔn)確傳達(dá)內(nèi)涵的“信”，恪守學(xué)術(shù)誠(chéng)信，俯身傾耳，永葆對(duì)真理的敬畏與虔誠(chéng)之心正是做好學(xué)術(shù)的基石所在。

即使是“雄辯”，每一句話也應(yīng)仔細(xì)斟酌，寧缺毋濫。字字落到實(shí)處，句句藏在心間，才能真正妙筆生花。如何將科研誠(chéng)信融入寫(xiě)作的一字一句中呢？應(yīng)在用語(yǔ)上客觀嚴(yán)謹(jǐn)，避免使用帶有主觀判斷與情感色彩的夸張?jiān)~、加強(qiáng)詞，避免使用復(fù)雜的疊句與從句，這樣可以減少冗余信息對(duì)讀者理解論文的干擾，也能夠讓研究結(jié)果更自然、更令人信服地呈現(xiàn)。

學(xué)術(shù)論文應(yīng)當(dāng)在主體部分盡量闡述客觀的、無(wú)可辯駁的事實(shí)，而不應(yīng)當(dāng)夾雜個(gè)人的價(jià)值判斷與情緒色彩，應(yīng)當(dāng)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(zhǔn)確的數(shù)據(jù)充盈于論文字里行間，讓主題始終留在讀者心中。

萬(wàn)千數(shù)據(jù)盡收?qǐng)D表之窗

工科生經(jīng)常要和數(shù)據(jù)打交道，特別是在對(duì)海量的、錯(cuò)綜復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理分析時(shí)，僅靠邏輯來(lái)構(gòu)思論文寫(xiě)作，往往是艱難的。不妨透過(guò)圖表之窗，盡收萬(wàn)千數(shù)據(jù)于眼底，讓圖表反客為主，從中窺見(jiàn)論文奧義。

圖表具有直觀醒目、涵蓋信息密度高的特點(diǎn)。其一，將文章最核心的分析步驟轉(zhuǎn)化成圖表，可以達(dá)到主旨突出、層次清晰的目的;其二，把文章中的結(jié)果對(duì)比融入圖表，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)比鮮明，數(shù)據(jù)躍然紙上的效果;其三，用圖表承載歷史數(shù)據(jù)，可以直觀看清發(fā)展脈絡(luò)。同學(xué)們可以圍繞這些圖表展開(kāi)論述，深入補(bǔ)充圖表中呈現(xiàn)的規(guī)律、闡釋反映的結(jié)論，并針對(duì)各個(gè)圖表間的聯(lián)系與差異進(jìn)行討論，以增強(qiáng)文章的邏輯性與層次性。

我曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)一篇《基于深度學(xué)習(xí)的圖像實(shí)例分割研究》的論文，其中研究主題圖像分割是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的一個(gè)基本任務(wù)，應(yīng)用場(chǎng)景廣闊。比如說(shuō)在自動(dòng)駕駛中，圖像實(shí)例分割技術(shù)是車(chē)輛的“火眼金睛”，對(duì)車(chē)輛攝像頭捕捉到的整個(gè)圖像不同像素進(jìn)行語(yǔ)義標(biāo)注，將車(chē)道的中心線、標(biāo)志線、車(chē)輛、行人、樹(shù)木劃分出來(lái)，汽車(chē)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(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)很瑣碎，要說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的細(xì)微更改、網(wǎng)絡(luò)的超參數(shù)設(shè)置、方法革新被迫做出的權(quán)衡取舍等內(nèi)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(huà)。首先呈上一幅相關(guān)領(lǐng)域圖像分割方法的對(duì)比圖作開(kāi)胃小菜，該圖對(duì)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(xié)。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(jìn)而承上述圖表，論文給出了本方法的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，清晰地展示了算法做了什么樣的結(jié)構(gòu)改動(dòng)，是如何對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)上述效果的，可以稱得上是定場(chǎng)詩(shī)。

在深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖往往就是整篇論文的靈魂，清晰優(yōu)美的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖可以讓人瞬間心領(lǐng)神會(huì)、拍手稱妙，而簡(jiǎn)易含糊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，只會(huì)讓讀者摸不著頭腦，只得細(xì)細(xì)品讀揣摩。下圖也是YOLACT中的一幅網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與操作匯集其中，論文算法的流程步驟與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新一目了然。

深度學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)超參數(shù)繁多，不同的超參數(shù)組合會(huì)有著不同的算法效果，對(duì)于不同的分割目標(biāo)，算法也存在優(yōu)劣，比如有的網(wǎng)絡(luò)更善于分割行人、車(chē)輛等大個(gè)子，而在寵物、盆栽等小物件分割上表現(xiàn)乏力。這些豐富的信息可以很好地封存在一個(gè)表格中，比如橫向坐標(biāo)是輸入圖像尺寸、訓(xùn)練優(yōu)化方法，縱向坐標(biāo)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(jié)果分析與細(xì)致的方法對(duì)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(diǎn)與革新效果，而有不通曉的地方再去細(xì)節(jié)處檢索研析，研析起來(lái)就會(huì)十分順暢。

圖表在論文寫(xiě)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(diǎn)與獨(dú)特的作用。一般來(lái)說(shuō)，流程圖總括全文，明晰思路;思維導(dǎo)圖抽絲剝繭，鞭辟入里;而餅狀圖能夠突出重點(diǎn);散點(diǎn)圖可以觀察兩個(gè)變量之間關(guān)聯(lián);折線圖較好展示數(shù)據(jù)變化趨勢(shì);箱線圖直觀檢驗(yàn)離群差異點(diǎn)講故事的時(shí)候，講者喜歡調(diào)動(dòng)肢體語(yǔ)言，眉飛色舞的神態(tài)往往能讓故事更加跌宕起伏，讓聽(tīng)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(xué)術(shù)語(yǔ)言。

責(zé)任編輯：王新偉