如何读论文
1. 引子
做科研,读论文是必不可少的一环。但是,对于一个刚刚接触科研的学生来说,如何高效地读完一篇又长又晦涩的论文,并且真正有所收获,往往是一个棘手的问题。
在成为相关领域的泰斗之前,大多数时候,我们并不熟悉论文中涉及的知识。此时,如果像读教材一样从头读到尾,难免会被繁杂的公式所阻,或者为晦涩的术语所困;有时甚至会为了补充前置知识,循着参考文献一路读下去。折腾了许久,好不容易囫囵吞枣地读完一篇文章,回过头来却发现自己好像什么都没有学到。
读论文本身就是一件格外耗费时间和精力的事情。除了坚持下去的勇气,我们还需要掌握一些技巧,才能尽量达到事半功倍的效果。
于是乎,作为一名学术小白,笔者试图以李沐老师的《如何读论文》视频为蓝本,结合自己的一些经验,写出这样一篇文章,以供大家参考。视频中提到的“三遍阅读法”源自 S. Keshav 的短文 How to Read a Paper。笔者主要阅读机器学习领域的论文,不过其他学科的论文大抵也有相似之处,大家可以以此文为蓝本,再结合自己的学习经验进行调整哦。(PS:由于本人也起步不久,若有纰漏,欢迎指出 QAQ)
2. 论文结构
在了解如何读论文之前,我们需要先对论文的结构有一个简单的认识。
下图展示了论文的一般结构。不过,这种结构并非一成不变,而是会随学科、期刊和文章内容而调整。例如,有的论文会设置单独的 Discussion(讨论)章节,却不设置独立的 Conclusion(结论);有的论文则会把 Limitations(局限性)单独列为一个章节。这些都不是重点,只要掌握大致的结构,知道去哪里寻找需要的信息即可。
按照这种方法,我们大致可以把阅读分为三遍。必须注意的是,并非每篇论文都值得完整读上三遍。究竟读到哪一遍,应当取决于论文与你的研究问题有多相关,以及你希望从中获得什么。越重要、越相关的论文,越值得投入更多时间。至于每一遍具体该怎样读,将在下文提到。
3. Pass 1
第一遍的目标不是“读懂”,而是快速建立对论文的整体印象。
我们可以先阅读标题和摘要。标题是对论文内容最精炼的概括,可以帮助我们粗略判断这篇论文与当前研究方向的关联程度;摘要则会告诉我们文章试图解决什么问题、使用了什么方法,以及得到了怎样的结果。随后,可以阅读引言、各级标题和结论,弄清楚作者为什么要研究这个问题,以及最终给出了怎样的回答。结论虽然常常与摘要相似,但通常会更具体地概括主要发现,也可能提到局限性和未来工作。
此外,我们还可以浏览方法和实验部分的图表,理解大致的流程与结果。例如,大名鼎鼎的 Attention Is All You Need,就可以先通过那张流传甚广的 Transformer 结构图了解整体框架,再在后面的阅读中逐渐补充细节。
完成第一遍后,我们至少应当能够回答几个问题:这篇论文在研究什么?它为什么值得研究?作者大致做了什么?它与我的研究有什么关系?此时,我们只能对论文的质量作出初步判断,但已经足以决定它是否值得继续读下去——这也是第一遍最重要的任务。
4. Pass 2
当我们认为这篇文章与自己的目标比较相关时,就可以开始第二遍阅读了。这一遍需要从头到尾了解作者的论述,但仍然不必困在所有细节里:一时难以理解的公式推导、复杂证明和实现细节,可以先做上标记,暂时跳过。
再次遇到图和表时,我们就要认真辨认它们的含义。例如,方法流程图中的每一个模块分别做了什么,实验图的横纵坐标和单位是什么,表格比较了哪些基线,最优结果是否显著,以及结果是否真的支持作者的结论。图表往往是理解整篇论文的关键,但也不要只盯着加粗的最佳数字哦。
同时,可以把重要的相关文献标注出来。如果文章太难,一时读不懂,与其沿着所有引用漫无目的地挖下去,不如优先寻找综述、教程,或者作者引用的奠基性工作。这些材料通常更适合补齐背景知识,但它们也未必一定更简单,因此最好始终带着具体问题去查阅。
完成第二遍后,我们应当能够比较清楚地复述:论文解决了什么问题,为什么采用这种方法,实验如何验证它,以及它还存在哪些局限。此时,即使还没有完全搞懂所有细节,也该能够决定是否值得继续精读。
5. Pass 3
当我们准备读第三遍时,基本已经确定这是一篇对自己非常重要的文章。此时,我们需要追踪它完整的论证链条:作者提出了什么问题,做出了哪些假设,用什么方法解决,实验又是否真正支持结论。
读到关键公式时,可以尝试自己推导;读到方法时,可以想象如何把它写成代码;读到实验时,则要留意数据集、评价指标、对比方法、消融实验和超参数是否足以支撑作者的主张。重点不是机械地背下每一句话,而是尽可能重建作者完成这项工作的过程。
此外,还可以换一个角度想象:如果这件事由我们来做,会采用什么方法和实验?作者的假设是否合理?有没有遗漏的对比?结论能否推广到其他数据或场景?哪些地方还有改进空间?到了这一步,我们已经不只是在接收论文中的信息,而是在尝试与作者对话。
重中之重,是在脑海里把整个研究过程重新走一遍,就如同自己又做了一次一样。至此,我们应当已经掌握了论文的大部分关键细节;即使关上文章,也能较为完整地复述它的研究问题、方法、证据与局限。
6. 补充
6.1 关于 Appendix(附录)
一般不需要一开始就把附录连着看完。附录通常放的是正文容纳不下的细节,例如完整的实验设置、更多消融实验、超参数、证明、数据集说明、额外结果和实现细节。有时附录甚至比正文还长,此时过早扎进细节,反而容易什么都记不住,还白白浪费时间。
可以按照这个原则判断:第一次读论文时先跳过附录;当准备复现、质疑结果、尝试改进,或者正文某处写着“details in Appendix”时,再去查阅对应部分。如果只是想理解“这篇论文做了什么”,正文通常已经足够;如果要真正开展研究,尤其是复现和比较实验,附录往往非常重要,因为许多关键的训练设置和额外实验只会出现在那里。
请注意:不要“读附录”,而要“查附录”。先在正文中发现问题,再带着问题去寻找对应章节,这样效率最高。
6.2 工具
有一款专门用于管理和阅读论文的软件,名为 Zotero。它可以方便地导入、整理文献和添加标注;阅读论文时,还可以直接预览文中引用的图、表和参考文献,不必频繁跳转。具体使用方法请自行探索,上手还是很快的。
我们阅读论文的全流程中都可能能使用到 AI 工具,例如查找有关文献、解释相关段落等等,学会使用 AI 可以帮助我们大幅度提高生产力和学习效率。读完论文后,也可以让 AI 生成一段文字或图片总结,提炼论文的重要内容,并将其记载在 Zotero 的笔记部分,帮助我们在下次复习时快速回忆内容。不过,不要忘记温故知新:这些总结只能作为辅助,仍然要定期回到论文原文复习和思考。请注意仔细辩驳 AI 产生的相关信息,有时它会给出虚假的参考文献或者不合主题的解释,请格外注意。
6.3 英语问题
我不了解其他专业是否经常需要阅读英文文献,但至少我的研究方向是需要的。这对我们这些非英语母语者提出了更高的要求。除了努力提高英文阅读能力之外,也可以借助一些小工具。例如,我常常会把难以理解的长难句或专业术语交给 ChatGPT,让它拆解句子结构、解释术语,并结合上下文说明含义。用好 AI 工具,确实可以大幅提高学习效率。
不过,AI 给出的解释也可能存在错误,尤其是涉及公式、实验设置和冷门术语时。因此,最好把它当作一位辅助讲解员,而不是论文作者本人;关键结论仍然应当回到原文、公式和实验中核对。
此外,我还会用到 Zotero 的翻译插件。开启划词翻译一类的功能后,选中不认识的词语或句子,通常就能直接看到常用含义,不必反复复制到浏览器中搜索。不过,这类工具往往只会给出词语最基础的释义。当一个词有多种含义时,仍然需要结合上下文仔细辨析。如果遇到专业术语,或者很难把握整个句子的准确含义,我还是更推荐让 AI 帮忙拆解,再回到原文核实。一举两得,但不能全盘托付。
当然——最好的办法还是努力学好英语咯~(学好英语这辈子都不可能了啦 QAQ)
7. 总结
说到底,读论文并不是一开始就应当埋头苦读,从第一页坚持爬到最后一页,而是一个不断筛选、不断深入的过程。第一遍,我们判断“它值不值得读”;第二遍,我们弄清楚“它究竟做了什么”;第三遍,我们追问“它为什么这样做,以及做得是否可靠”。每读完一遍,都应该留下一个更加清晰的答案,而不是只在文献阅读量上默默加一。
当然,三遍阅读法也不是必须严格执行的规章制度。无关紧要的论文,看完摘要和结论便可以潇洒离开;真正重要的论文,读上三遍之后也可能仍然需要反复查阅。最重要的始终不是“我今天读了几篇”,而是“这篇论文帮助我解决了什么问题,又给我留下了什么新的问题”。
希望我们都能少一点从头读到尾却一脸茫然的时刻,多一点关上李玲玲后恍然大悟的快乐。科研之路漫漫,论文也永远读不完,那就先从真正读懂眼前这一篇开始吧~
如果还有什么可以补充的内容,欢迎在评论区指出哦~
感谢你的阅读,希望这篇文章对即将踏上科研之旅的你有所裨益!
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