自然发表新论文

019年是《自然》创刊150周年。150年的漫长时光见证了科学发展的踌躇与磕绊，也见证了人类 历史 上一系列的重大科学突破。值此纪念之际，《自然》重新审视了十篇关键论文的重要性和影响力。

粒子探测深化了对基础物理学的理解。

ROCHESTER, G., BUTLER, C. Evidence for the Existence of New Unstable Elementary Particles. Nature 160 , 855–857 (1947) doi:10.1038/160855a0

1947年，科学家发现了一种此前从未见过的粒子——如今被称为中性K介子。该研究开启了对夸克等基本粒子的 探索 ，并最终促成了粒子物理学标准模型的建立。——Taku Yamanaka

单克隆抗体的制备。

KÖHLER, G., MILSTEIN, C. Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature 256 , 495–497 (1975) doi:10.1038/256495a0

1975年，《自然》发表了一篇论文描述了如何从细胞系制备具有已知特异性的抗体。该发现带来了重要的生物学见解，并促使自身免疫性疾病和癌症的临床治疗取得了成功。——Klaus Rajewsky

1925年，Raymond Dart手握名为“汤恩幼儿”（Taung Child）的非洲南方古猿化石。

DART, R. Australopithecus africanus The Man-Ape of South Africa. Nature 115 , 195–199 (1925) doi:10.1038/115195a0

1925年，《自然》的一篇论文报道了此前未知的南方古猿种的非洲化石。该发现颠覆了人们对于人类祖先与猿分化后的早期人类演化的认知。—— Dean Falk

过去35年发现的三个主要纳米级碳结构。

Kroto, H., Heath, J., O'Brien, S. et al. C60: Buckminsterfullerene. Nature 318 , 162–163 (1985) doi:10.1038/318162a0

1985年，科学家首次发现了拥有笼结构的碳分子 C60，为后来石墨烯和碳纳米管等材料的发现奠定了基础，被认为是纳米技术 历史 上的一次里程碑事件。——Pulickel M. Ajayan

南极的臭氧层

Farman, J., Gardiner, B. & Shanklin, J. Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction. Nature 315 , 207–210 (1985) doi:10.1038/315207a0

在南极上空意外发现大气臭氧层空洞不仅彻底改变了科学认知，还催生了20世纪最成功的全球环境政策之一。——Susan Solomon

膜片钳技术的各种用途。

NEHER, E., SAKMANN, B. Single-channel currents recorded from membrane of denervated frog muscle fibres. Nature 260 , 799–802 (1976)

膜片钳技术最初被用来记录细胞膜内离子穿过通道蛋白的电流，最后却成为了神经科学工具箱里的一项经典技术。——Alexander D. Reyes

7. 一类全新纳米材料的诞生

多孔固体MCM-41的合成。

Kresge, C., Leonowicz, M., Roth, W. et al. Ordered mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism. Nature 359 , 710–712 (1992) doi:10.1038/359710a0

将近30年之前，科学家利用一种简单的化学原理合成出了大量多孔材料，其中一些或能实现从生物医学到石油化工的应用。——Ryong Ryoo

理解分化细胞潜力的关键里程碑。

GURDON, J., ELSDALE, T. & FISCHBERG, M. Sexually Mature Inpiduals of Xenopus laevis from the Transplantation of Single Somatic Nuclei. Nature 182 , 64–65 (1958) doi:10.1038/182064a0

细胞分化可逆的发现挑战了原有的关于如何确定细胞身份的理论，它不仅为现代细胞身份重编程技术奠定了基础，还为新型再生疗法带来希望。——Samantha A. Morris

WATSON, J., CRICK, F. Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature 171 , 737–738 (1953) doi:10.1038/171737a0

上世纪50年代初，遗传物质的真实身份仍存在争议。DNA双螺旋结构的发现最终平息了这场争议，同时也彻底改变了生物学。——Georgina Ferry

太阳和飞马座51的行星系统。

Mayor, M., Queloz, D. A Jupiter-mass companion to a solar-type star. Nature 378 , 355–359 (1995) doi:10.1038/378355a0

1995年，天文学家探测到了一颗木星质量的超高温行星，其绕宿主恒星运行的轨道比水星绕太阳运行的轨道更近。这一发现改变了我们对行星形成方式的认识，开启了系外行星 探索 的新时代。——Eliza Kempton

注：排名不分先后

要想在Nature 或者Science （以下简称NS）上发表文章，首先要对自己领域最近10年有哪些文章发表在这些刊物上，并进行分类。以氧化物燃料电池领域为例，在2002-2012年区间总共有8篇文章发表在这两个杂志上。如果你研究的小领域没有文章在NS或者Nature的子刊上，那说明杂志编辑认为你的领域不具有很广的关注度。同时，要分析是些什么样的突破发表在NS上。比如在这8篇文章，有6篇文章直接与燃料电池的阳极材料有关。这说明如果你能在阳极的研究中有所突破，存在在NS上发表的可能性。再进一步分析其细节，你会发现更多的规律。比如，燃料电池阳极的最主要的问题是碳氢燃料在高温下的裂解导致碳沉积和硫在镍表面吸附导致阳极硫中毒。早前的SN上的文章主要关注怎样防止在阳极上的碳沉积，在2006年首先出现了一个新的阳极材料同时有抗碳沉积和抗硫中毒。这篇文章给了我一个启发，说明现有的阳极材料必须能够同时解决这两个问题，才有可能在NS上出现。当然这也是合理的，因为碳氢燃料包含碳和硫。 当然，并不是说你知道这些趋势，你一定能够在这样上面有所突破，但是能够给你一个非常具有指引性的思路。比如说，当时我的研究课题是做电解质的，因为师兄毕业需要移交阳极的课题，我学习了一段时间。我把我所研究的新电解质去做阳极的抗硫测试，发现具有不可思议的抗硫性能。在我多次重复加以确认之后，我意识到了其重要性。其实当时有人建议说可以用这个结果在Advanced Materials上投一篇文章，但是在我分析这些年在SN上发表的氧化物燃料电池文章，我决定继续研究该阳极的抗碳沉积特性，然后进一步优化。这个做法非常重要，为后来冲击Science奠定了重要的基础。 二、系统性的设计实验 据我了解，很多最为关键或者突破的实验数据都是意外得到的，或者超过自己预期的 （当然也存在像Goodenough教授这种牛人能够从理论上设计材料）。当你获得比以前文献中更好的性能时，就要开始考虑怎么设计一系列系统的试验，以能够将来写出一篇有完整故事情节的文章。因为现在已经不是“酒香不怕巷子深”的年代了，除非你的结果能够改变人类的认知，否则都需要思考围绕该突破的实验设计。其工作量大约是一般长文的2~3倍。除了最为关键的4个图放在正文，其余的将放到补充材料里面。 实验该怎么设计才会对主编和审稿人的口味？当然不同领域有不同的文章结构。一个简单的方法就是你尽可能把自己领域中不同小方向在Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition 和Advanced Materials 上面的文章综合起来。比如，这些杂志上有专注于合成的、有专注于表征的或者专注机理理解的文章。你如果能够把这些文章的最有特色的东西有机的糅合在一起，你的文章就已经高于这些杂志的档次了。以催化和表面化学为例，SN上的实验设计思路一般来说就是一个比较新颖的纳米结构，比较高档的表征（如STM或同步辐射）、优异的性能和分子动力学的理论计算。如果你去详细比较SN上某一篇文章每一小部分和JACS上类似的的全文，你会发现其实JACS上的水平更专。根据这个思路，你就可以设计完整的实验，寻找合作对象，相互促进，最终达到一个完美的实验结论。我的那篇Nature Communications 就是以这种思路设计的。当时需要对我们现有性能的理论解释，我们寻求了与布鲁克海文国家实验室的合作。他们给我们提供了很好的思路，继续优化实验，与他们的理论达到了较好的融合。虽然在投Nature主刊40多天后被拒，但是审稿人对实验设计非常肯定：This paper has really nice science；The science is top notch等等。这篇文章本身的实验结果没有我Science上那篇文章的突破大，但是好的实验设计让这篇文章被子刊接受。 三、撰写完整且吸引人的文章 当你做完大部分实验或计算之后，就要开始着手写论文了。对于Natured子刊、JACS和Advanced Materials这类杂志来说，论文撰写的重要性我觉得至少占40%。也就是说如果你能够切入一个非常有吸引力的角度，你可以让你的实验结果发到更好的杂志。对于NS来说，我觉得实验的设计更为重要。如何能够写好一篇文章，我认为首先应该抛弃两个错误的看法。第一：不要鄙视烂的结果都能够发在好杂志上。你需要思考如果你拿这些数据能够把文章写成怎样。你要学习你没有想到的“点”。比如说，性能可能并没有非常突出，但是他/她提出了一个非常有启发性的假设。第二：不要认为审稿人误会你的评语愚蠢。我知道审稿人在审阅时（包括我在审Advanced Materials时）速度是非常快的。如果一个领域的评审人在短时间内都没有看出你的创新点，说明你没有表达清楚。我经常听到有人抱怨“我这篇文章其实和以前不一样，审稿人却认为没有新东西”或者“我的性能明显要比别人的文章好，不知道为什么审稿人没有注意到”等等。出现这种情况后，要重新审视自己的文章。思考怎样写别人不会忽视我的重点，怎样写不会让人误解。一个小窍门是让你的同学（大方向一致但不是一个小领域的）快速浏览一下你的文章，让他指出不确定的东西，然后加以改正。 我觉得写文章最重要也最难写的就是Introduction。这是审稿人看得比较认真而且容易理解的部分。而且我发现一个规律，越好的杂志，审稿人越喜欢攻击introduction。可能是因为你的实验设计已经很好，不太容易有问题。但是对于introduction，审稿人却非常容易下手。比如这篇文章没有新意，或者你在introduction提到的问题，在正文中没有解决等等。在读好文章时一定要学习他们在组织introduction时的思路。其次，一定要有一个吸引人的标题。不要过于中立。我以前投一篇文章的时候，刚开始拟定为Sulfur Poisoning Behavior of .。后来偶然看到Berkeley物理系的一片不相干的文章，用了New Insights into ..。我就把这个模式套用到我的文章上，我导师认为这个标题立马让文章档次提高。我的一个经验，经常收集那些好文章的title （不需要局限你的领域），以备将来时灵活运用。至于正文，只要围绕你的Introduction，反复强调你的创新性（一定要“反复”，因为审稿人会忽视），一般没有什么问题。另外，因为审稿人是带着寻找问题的模式去评判文章的，所以在正文中的每一句话不要过度发散，否则很容易招致不严谨或者补充数据的评语。 后记：这三个部分分享了很多关于提升自己成果的经验，但是大家不要进入一个误区：为了发文章而做实验。 发牛文更多是因为你的研究热情和辛勤付出，因为科研成果的内核还是你能否真正解决前人未能解决的问题。当然，从营销学角度，我们去探寻并运用这些规律也是无可厚非的。