我從這樣的小事出發(fā),滔滔不絕地給小謝傳授了很多經(jīng)驗(yàn)。小謝的眼睛里閃爍著求知的光芒,他獲得很大的啟發(fā),繼續(xù)投入后續(xù)研究。可做著做著,發(fā)現(xiàn)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和文獻(xiàn)中的說法不一致,便覺得很沮喪,懷疑自己辛辛苦苦做的實(shí)驗(yàn)全都報(bào)廢了。
小謝是我和別的老師聯(lián)合培養(yǎng)的碩士生。他從小學(xué)校考進(jìn)來后,非常有科研激情,工作特別勤奮。從我的辦公室窗口可以看到他晚上也在實(shí)驗(yàn)室挑燈夜戰(zhàn)。想到有些研究生懶懶散散,每天來得晚,回得早,還常說拉肚子了不能來實(shí)驗(yàn)室,我不禁覺得小謝是個(gè)可塑之才。我的任務(wù)一方面是幫他測試一些他合成的催化劑,另一方面協(xié)助他的導(dǎo)師指導(dǎo)他的科研和論文。在這個(gè)過程中,我發(fā)現(xiàn)了研究生常會遇到的問題,通過對這些問題的指導(dǎo),我得到了不少經(jīng)驗(yàn),他也從中獲得啟發(fā)。
我堅(jiān)持認(rèn)為,做實(shí)驗(yàn)之前要動腦子,規(guī)劃、設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)。舉個(gè)例子:小謝送來一些催化劑樣品讓我測試,一開始送來的都是0.2克,后來有一次說只合成出0.158克。我當(dāng)即把樣品退回去,說等你合成出0.2克再測試。他說,只是想看看有沒有催化效果。我說,做實(shí)驗(yàn),最后是要發(fā)表論文的。我默認(rèn)測試樣品得到的數(shù)據(jù),以后會用在論文里面。如果現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)條件(催化劑用量)不一致,即使得到了好的效果,以后還是要重新測試,這不是浪費(fèi)時(shí)間嗎?舉一反三比較的時(shí)候,也要求在一樣的條件下比較。比如三種不同的載體,上面的活性組分是同一種物質(zhì),于是做實(shí)驗(yàn)、作比較,要求活性組分的含量也是一樣的。而如果活性組分的含量不一樣,就很難說活性的區(qū)別是因?yàn)楹坎灰粯右鸬?,還是由于其他因素引起的。
做實(shí)驗(yàn)之前要動腦子,這個(gè)經(jīng)驗(yàn)太重要了!往往有些人做實(shí)驗(yàn)不動腦子,利用現(xiàn)有的儀器,不管三七二十一地表征樣品(即測試樣品的物理化學(xué)性質(zhì)),這些數(shù)據(jù)并不說明關(guān)鍵問題,而說明關(guān)鍵問題的數(shù)據(jù)卻“蜻蜓點(diǎn)水”或者沒有。比如說,要研究催化反應(yīng)或者催化劑,可以采用各種表征手段,但針對所要回答的科學(xué)問題,應(yīng)該有針對性地選用表征手段。有人拍了一堆電子顯微鏡,甚至連固體原料的電子顯微鏡都拍了,但這些又說明什么問題呢?你按照文獻(xiàn)里的方法合成了沸石分子篩,得到的當(dāng)然是和文獻(xiàn)里一致的形貌學(xué),但這些和催化反應(yīng)結(jié)果又有什么關(guān)系呢?充其量只是照著文獻(xiàn)合成出一樣的東西而已,更何況,只是材料的配比不一樣,為什么每個(gè)都要拍電子顯微鏡呢?
我從這樣的小事出發(fā),滔滔不絕地給小謝傳授了很多經(jīng)驗(yàn)。小謝的眼睛里閃爍著求知的光芒,他獲得很大的啟發(fā),繼續(xù)投入后續(xù)研究??勺鲋鲋?,發(fā)現(xiàn)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和文獻(xiàn)中的說法不一致,便覺得很沮喪,懷疑自己辛辛苦苦做的實(shí)驗(yàn)全都報(bào)廢了。
聽了他充滿困惑的陳述,我見怪不怪地說,別把文獻(xiàn)當(dāng)成“爹”!文獻(xiàn)里的說法只是對那個(gè)作者所研究的體系有用,是不是能移植到自己的體系呢,這需要甄別。在我們的催化研究中,有兩個(gè)基礎(chǔ)問題:活性位是什么?反應(yīng)機(jī)理是什么?催化劑制備方法不一樣、組成不一樣、預(yù)處理?xiàng)l件不一樣、反應(yīng)條件不一樣,得到的關(guān)于價(jià)態(tài)的信息和反應(yīng)機(jī)理,都可能會不一樣。所以,得到和文獻(xiàn)不同的結(jié)果,這并不奇怪。
有的人搞科研有主觀導(dǎo)向性,還沒有收集齊全實(shí)驗(yàn)證據(jù),就假定文獻(xiàn)中報(bào)道的某種價(jià)態(tài)是活性中心。其實(shí),應(yīng)該讓實(shí)驗(yàn)事實(shí)來說話。當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己的數(shù)據(jù)無法用文獻(xiàn)來解釋而驚呆了的時(shí)候,要想想:我的催化測試結(jié)果是不是事實(shí)?這個(gè)催化劑比那個(gè)催化劑好,是不是事實(shí)?我的表征結(jié)果是不是事實(shí)?然后,從實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā),去尋求解釋,甚至做些額外的實(shí)驗(yàn)。而不應(yīng)該從別人的文獻(xiàn)結(jié)論出發(fā),去否定自己的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。
小謝從我的評論中得到很多啟發(fā),決定擱置爭議,繼續(xù)投入實(shí)驗(yàn),讓事實(shí)來說話。他使用儀器進(jìn)行了催化劑的一些表征,得到一些曲線。從曲線上,可以看到具有不同催化效果的催化劑,它們峰的位置和大小是不一樣的。按照常理,把這些催化劑效果的不同歸結(jié)于曲線上峰的位置和大小不同即可,可是我不喜歡生搬硬湊、牽強(qiáng)附會,于是又向他傳授了些批判性思維。
有時(shí)候我們研究了兩個(gè)催化劑,發(fā)現(xiàn)催化效果有些區(qū)別,然后進(jìn)行相關(guān)的表征,比如氫氣程序升溫還原、X射線光電子能譜等等。根據(jù)得到的結(jié)果,人們很容易建立起所謂的“關(guān)聯(lián)”,但這種“關(guān)聯(lián)”能不能站得住腳?這正好比如,兩個(gè)催化劑的顏色是不一樣的,能否把催化效果的不同歸結(jié)為顏色的不同?的確,催化劑的孔徑不一樣,價(jià)態(tài)不一樣,但酸堿性質(zhì)也不一樣,活性組分的分布和所處的環(huán)境也不一樣,也有可能成為影響催化效果的原因。構(gòu)建“關(guān)聯(lián)”時(shí),要分清楚哪些性質(zhì)起直接的作用,哪些因素是“二傳手”,哪些(比如催化劑的顏色)是無關(guān)的、催化劑自有的性質(zhì)。
聽了我的話,小謝領(lǐng)會到,催化劑性能和表征結(jié)果的關(guān)聯(lián)是表面現(xiàn)象,得挖掘背后的道理,并充分尋找文獻(xiàn)支持,使這種關(guān)聯(lián)能夠自圓其說。后來,他又來找我,讓我看看他的圖。只見他把一些數(shù)據(jù)刪除了,只留下能夠“自圓其說”的數(shù)據(jù)!我哭笑不得,又給他上了一課。
如果一個(gè)科學(xué)解釋或者說理論是對的,應(yīng)該能經(jīng)得起“診斷實(shí)驗(yàn)”的檢驗(yàn)。比如有三種催化劑,分別改變活性組分的含量,再做氫氣程序升溫脫附、X射線光電子能譜,看看它們在同一個(gè)體系中是否有關(guān)聯(lián)?有時(shí)候你測試了兩種催化劑,發(fā)現(xiàn)效果很好。你又測試了第三種催化劑,發(fā)現(xiàn)活性壞透了,就把這個(gè)催化劑的數(shù)據(jù)刪除了,就當(dāng)自己沒有研究過。其實(shí),這里面蘊(yùn)含著很多信息。你已經(jīng)研究了兩個(gè)催化劑,建立了所謂的“關(guān)聯(lián)”,如果的確是這么回事,第三個(gè)催化劑的數(shù)據(jù)應(yīng)該正好“嵌”入這個(gè)所謂的“關(guān)聯(lián)直線”中。你看看能不能“嵌入”?如果不能,說明你提出的“理論”根本不是這么回事。
于是,小謝補(bǔ)充了很多實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了深入而細(xì)致的數(shù)據(jù)分析,并寫出了文章的初稿,讓我?guī)退治龇治觥N乙豢茨歉遄?,雖然很高興我的名字在上面,但是頭大了一圈。我當(dāng)即不留情面地說:“如果這樣的文章投出去,準(zhǔn)保被斃了。”
寫論文水平高不高,首先看引言部分。寫引言,就是要把自己的論文給“兜售”出去。寫引言有基本的套路。根據(jù)《Write Like A Chemist》,首先要介紹你所要研究的領(lǐng)域,即背景知識介紹。其次,說你所研究的領(lǐng)域多么重要,即推銷、煽情。再次,介紹以往的工作,把它歸功于為你種樹,讓你來乘涼的前人。然后,解釋為什么你要做這個(gè)研究,即文獻(xiàn)里別人做了這個(gè)、做了那個(gè),但有什么缺陷?有什么空間需要你去填補(bǔ)?最后,介紹你現(xiàn)在的這個(gè)研究,做了什么,發(fā)現(xiàn)了什么,有什么意義和價(jià)值。而小謝啊,你的引言完全沒有章法,眉毛胡子一把抓地羅列看過的文獻(xiàn),讓人一看就煩。
另外,寫論文時(shí)最好把實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分和討論部分分開,實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分就是客觀事實(shí),討論部分可以有些個(gè)人觀點(diǎn)。不要在實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分摻太多的個(gè)人主觀臆測。討論部分當(dāng)然可以有自己的觀點(diǎn),但觀點(diǎn)應(yīng)該基于實(shí)驗(yàn)事實(shí),并結(jié)合文獻(xiàn)的證據(jù)。切忌“天馬行空”地脫離了實(shí)驗(yàn)事實(shí)去發(fā)表觀點(diǎn)。討論時(shí)也要拿捏好輕重,自己不確定的,不要花太多筆墨去討論。說不清的(機(jī)理),可以輕描淡寫說目前還不清楚,可能是什么機(jī)理,值得進(jìn)一步研究。討論時(shí)對文獻(xiàn)中的說法要用自己的語言概括地說明,主要談別人用什么方法得到什么結(jié)論,和我們的觀測一致還是不一致,要概括,不要長篇大論,不要把別人的推導(dǎo)過程也原樣敘述。當(dāng)你在組會上報(bào)告了你的發(fā)現(xiàn),聽眾有各種看法,你也不確定哪種對時(shí),你可以在討論部分把幾種可能的解釋都提出來,給出實(shí)驗(yàn)證據(jù)說A機(jī)理可能不成立,和什么實(shí)驗(yàn)事實(shí)不一致;B機(jī)理也不成立,是因?yàn)槭裁丛?;而C機(jī)理有可能,因?yàn)槭裁丛颍谖墨I(xiàn)中,誰誰誰用什么催化劑研究了什么反應(yīng),發(fā)現(xiàn)了類似的機(jī)理。雖然研究的體系不完全一樣,但解釋是相似的,具體的值得以后去研究。
聽了我的解說,小謝豁然開朗:原來做科研、寫論文,還有這么多學(xué)問!
責(zé)任編輯:曹曉晨