一个大大咧咧的研究生

　　马臻 　　复旦大学环境系教授、博士生导师。曾留学美国加州大学河边分校和橡树岭国家实验室，专长环境催化。已发表学术论文92篇，其中7篇发表在影响因子10～31的重量级刊物上。在报刊杂志上发表关于科研、教育和人生哲理的通俗文章89篇。兼任英国皇家化学会学术专著“Heterogeneous Gold Catalysts and Catalysis”编辑和中国科协《科技导报》“职场”栏目主持人。 　　小谢是我和别的老师联合培养的博士生（硕博连读）。他考进复旦后，学习非常积极。然而，接触一段时间后，我发现他也有些小毛病，这些毛病也许看起来都不大，但对做研究有很大的影响。我看在眼里，急在心里。 　　如果你看到文献中说A方法比B方法好，你也来试试，发现结论和文献完全一致，这有什么创新性？ 　　大大咧咧做实验 　　一天早上我到实验室，正掏出钥匙准备开门，发现门锁上已经插着一串钥匙。进门后，里面空无一人，凳子上放着小谢沉甸甸的书包，电脑键盘旁放着一罐敞开口的可乐和一个馒头，垃圾桶里堆满了豆浆袋子之类的杂物。过了一会儿小谢进门，我说，你怎么把钥匙插在门上，人却离开？现在有很多人游走在各个实验室“推销计算器”，见屋里没人就顺手牵羊。要知道，细节影响成败，不当心把饮料泼在手提电脑上会导致电路短路，不及时清理垃圾桶会招老鼠。实验室清洁卫生是做好实验的重要保证，一个脏兮兮的实验室是不会有高效率的。小谢一边听着，一边“嗯嗯”地点头。之后，我和小谢一起进行了“整改”。 　　刚开始时，小谢的这种性格让他在做实验时常出错。我们的研究是合成一系列沸石分子筛催化剂，然后测试它们催化分解空气污染物氧化亚氮的性能。测试时，含有氧化亚氮的混合气体不断通过装在反应器中的催化剂，反应温度阶梯型地升高，使用气相色谱分析流出反应器的氧化亚氮浓度，便可知催化剂效果好不好。一般情况下，一天可以测两个样品（催化剂）：上午九点装上样品测试，晚上七八点再换一个样品测试过夜。但小谢的样品测试耗时较长，如果上午装样，要到凌晨两三点才能测完。于是我就让小谢合理安排好时间，下午装样测试，到第二天上午取出实验数据，然后到下午再装下一个样进行测试，这样，一天只测一个样。小谢对我说，我这样安排会浪费些氦气（上午测完样到下午装样那段时间，气相色谱使用的载气――氦气空跑了）。我却说：“我不在乎浪费气体，只求做准每个实验。一瓶氦气一千多元，气相色谱空跑半天损失约50元，可要是实验做错了，一次一次地重做，我损失的是宝贵的时间！” 　　过几天我查看实验记录，发现对于同样一个样品，小谢测了几次才得到有用的结果。原来，他想多测几个样，凌晨脑子昏昏沉沉地去换样、测试，结果不是忘了开气体，就是没有让电脑自动记录数据，不是忘了运行升温程序，就是设错了程序段。 　　我说，你做实验贪多求快，没想清楚各种可能的情况和处理预案就仓促上阵，这样反而浪费时间，甚至会出安全事故。我不强调“多”，只求“准”，只求做的实验是经过慎密设计的。男生做实验，心也要像绣花针一样细！ 　　眉毛胡子一把抓 　　小谢慢慢改正了大大咧咧的习惯，科研也走上了正轨。为了在沸石分子筛催化分解氧化亚氮方面得到尽可能多的实验数据，他一再设计各种条件实验，试图穷尽各种可能。他设计了三种具有不同金属离子的沸石分子筛催化剂，对于每一种催化剂，都改变催化剂制备方法（三种），而对每一种制备方法，都试图改变催化剂硅铝比（三个）。可这样，样品多，数据杂，难理出头绪。 　　我对小谢说，做实验要动脑子。假设催化剂效果由三个因素（催化剂的金属离子组成、制备方法、硅铝比）影响，做实验不能像“魔方”那样制备3x3x3=27个样品。那样的话，假设每个样品需要做三个表征实验，那么需要进行27x3=81次实验。不但浪费时间，而且数据复杂，解释起来很困难。正确的做法是首先固定一种制备方法和一个硅铝比，制备具有不同金属离子组成的三个催化剂，筛选出最佳金属离子。然后基于最佳金属离子，固定一种制备方法，研究不同硅铝比的影响。发现最佳硅铝比后，再基于上述最佳金属离子，研究制备方法的优化（即尝试其他制备方法）。这样只需制备3+2+2=7个催化剂，然后再针对特定科学问题，有针对性地进行表征。 　　更重要的是，像“魔方”那样做实验，不是科学研究，而是技术测试！科研不能仅仅是条件实验，更要提供深入的见解。只研究催化剂制备方法的影响，就越来越难发文章了。因为这只是说明表观的现象，没有阐明现象背后的原因。即使阐明了现象背后的原因，也不一定能发好文章，因为别人不一定感兴趣。好文章和坏文章有很大的区别，你发坏文章，也要花很多时间来写，甚至还要花大量时间来对付退稿，所以应该注意创新性。如果你看到文献中说A方法比B方法好，你也来试试，发现结论和文献完全一致，这有什么创新性？ 　　好事多磨的投稿 　　经过我的点拨，小谢明白了做实验不能“眉毛胡子一把抓”，要加强实验设计，做有用功。过了一段时间，小谢积累了很多实验数据，可我发现他还是在走“死循环”：一开始做了一个课题（沸石分子筛催化分解氧化亚氮），但这个课题还没有完成，兴趣就转移到另外一个课题（氧化铁促进氧化硅微球转变为纳米线）。再过一阵，又做了第三个课题（企业委托横向课题）…… 　　我对小谢说，要经常整理数据。只有这样，你才能知道已经有哪些数据，还需要做哪些实验才能把课题完成。否则，到了以后写文章时，有可能发现补数据所需的样品已经丢弃了，或者仪器不巧坏了，甚至别人抢先一步发表了类似的文章。这些情况在实验室里是经常会发生的，带来的影响会很大。并且，整理数据、写文章的过程也是你梳理、思考的过程，你会发现思路越来越清晰。我读硕士至今做实验步步为营，常进行阶段性的整理，已发表80多篇科研论文，同时，也常看到有些人做实验东一榔头西一棒子，最后一事无成。 　　小谢听了我的话，觉得很有道理。他说自己也意识到了这个问题，但如今已经做了三个课题，该先整理哪篇文章呢？我对他说，可以先把已经完成90%的课题完成，投稿；然后把已经完成60%的课题完成，投稿，而不是把每个课题都做到90%就戛然而止。小谢挠头又问：“我白天都在忙着实验，到了晚上就累了，写文章没精力怎么办？”我回答，在实际操作中，甚至可以先把实验停一停，利用全天时间写文章，而不是仅仅利用晚上时间，断断续续地写文章。 　　在我的督促下，小谢整理了第一篇文章（研究内容是沸石分子筛催化分解氧化亚氮）。整理完后，他又开始纠结：从评奖学金的角度看，当然希望文章发表在高档次的SCI杂志，但这也意味着漫长的审稿过程，甚至可能被反复退稿；而如果投低档SCI杂志，又觉得亏了。 　　我说，你要在做好科研的基础上把文章发表在合适的杂志上，在杂志档次和发表效率之间找到最佳平衡点。如果你的这篇文章创新性没那么强，实验结果不具有通用性和冲击力，还不如找一个合适的杂志“卖”了得了，不值得一个劲地往高档次杂志投却老是退稿。以前我做博士后期间，导师也老喜欢把文章往高档次杂志投，有一次我参与的文章投了五个杂志都被枪毙了，耗费了两年时间，信心也被整没了。 　　后来，小谢的另一位导师还是把我们的这篇合作文章投到了影响因子6.0（难度较高）的《应用催化B：环境》。那位导师投这个杂志主要考虑影响因子高，想冲一冲，结果被退稿。初次投稿就被枪毙，小谢如被一盆冷水从头淋到脚。我安慰他说，只要文章是真金白银，最后总能找到一个地方发表。于是，我们把这篇文章转投影响因子3.2（难度适中）的《微孔和介孔材料》，三个多月后得到审稿意见，修改后接收。 　　第二篇论文（研究内容是氧化铁促进氧化硅微球转变为纳米线）投了影响因子3.9的《晶体工程通讯》。这是我的主意，主要考虑文章内容适合这个杂志。但一个月后，审稿人不同意我们的学术观点，作退稿处理。我们反思了问题，认为是实验不充分，便补做了实验，投了更高档的《材料化学杂志A》。编辑一看到这篇文章曾被同一个出版社的《晶体工程通讯》退稿，就不乐意送审，直接退稿。获悉这个“噩耗”，小谢信心都没了，我对他说，对自己的科研成果要有信心。后来这篇文章改投到《微孔和介孔材料》，经过四个多月审稿，最终被接收。 　　有了两次投稿经历，小谢将第三篇文章（研究内容是纳米片状沸石分子筛催化分解氧化亚氮）直接投送影响因子3.7的《分子催化杂志A：化学》，两周后收到审稿意见，修改后顺利接收。这时，小谢正处于五年制硕博连读的第三年，手头还有三篇文章正在撰写。应该说，进展还是挺快的。看着自己的辛勤努力变成了一个个铅字，小谢笑得比谁都开心。 　　责任编辑：曹晓晨