優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展潮流及其體會。寫著寫著忽然發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偉風骨，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股價、預測復雜國際局勢譬如貿易戰下股價的變化趨勢。

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，在匯率處于下行區間時，上證綜指也有更大概率處于下降而非上漲態勢。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，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，網絡結構的關鍵節點與操作匯集其中，論文算法的流程步驟與結構創新一目了然。

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新點與革新效果，而有不通曉的地方再去細節處檢索研析，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，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