Posted by Mr. Friday
又到了寫論文的季節。下面這篇文章不是我寫的，而是我求學時代看到的文章，算起來也是好幾年前了。這篇文章的作者，是時任台大資管系主任莊裕澤教授，在看過研究所同學的論文proposal之後，有感而發對實驗室同學寫下的信。當年這封信只在實驗室同學、學弟妹、好友間輾轉流傳，而現在這篇文章的刊出，已經過老師的同意，用意是希望與更多朋友分享。〈文章最後改了一點字句，主要是實驗室的相關細節資訊，刪去與本文主旨無礙〉
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Dear all:
今年的proposal我用較高的標準來衡量，因此大部份的人都得再花一點時間修正。我的用意是與其等到四、五月你們寫論文時再要求你們改進，不如利用這個寒假好好督促你們把論文的前三章寫得完整。我大致翻了所內今年提出的proposals，我們實驗室的成員大部份只在平均附近(或者低些)。我想如果再不嚴格督促你們，我們以後恐怕無法再以LAB成員自豪。
我大概跟你們提過如何寫proposal，但可能不是很有系統。為了讓你們能把proposal及論文寫好。我花了一點時間整理自己的心得，供你們參考。
論文大致上有五、六章。第一章是Introduction，這一章通常只佔論文整體篇幅的十分之一，卻是最關鍵的一章；它就像一個物品的包裝一樣，即使結果再好，但包裝差，也會讓整篇論文頓時失色。在國際會議論文的審稿過程中，很多委員往往僅從Introduction中評斷論文是否值得接受。Introduction要如何寫好是需要一些天份與努力的，基本上它就像在寫作文一樣，要有強而有力的開頭，在前一、二段就能帶領讀者進入你要研究的領域。接下來的幾個段落，你必須替讀者建立足夠的background，讓他們了解你論文的研究背景。Background建立好之後，你必須點出整個研究的動機，這是最關鍵的地方，動機不足，無法顯示你研究的重要性，變成無病呻吟，甚至連呻吟的聲音都聽不到，不曉得你到底要做什麼。動機點出來之後，通常就會說明你的研究成果及主要貢獻，也就是論文的價值之所在。在Proposal階段，這部分會以預期的方式來呈現。最後，你會花一段文字來說明整個論文的架構，並做為第一章的總結。
除了動機要強之外，第一章一般比較容易犯的毛病是研究背景給的不充分，以及與研究動機沒有連貫性，研究背景漫無邊際的討論，然後“天外飛來”你的研究動機。切記一點，寫研究論文邏輯一定要清晰，整個章節的構思邏輯是什麼、為何這個句子要承接上個段句子、這個段落要承接上個段落等等，一定要清楚的思考過。許多論文的敗筆在於論文東一段、西一段，段落之間沒有邏輯關聯，讓論文整體雜亂無章。如何避免這樣的問題，如果你沒有天份的話，只好靠後天的努力：對於論文返覆的讀取，不厭其煩的思考句子、段落之間是否有邏輯上的問題。我個人的經驗是，我自己寫過的文章，每讀一次都有新的體會與修正。一篇論文寫完之後，我都會再從頭到尾讀一次，修改到我最近一次讀過後沒有新的修正為止。這樣通常會經歷四、五回合以上。我最不喜歡見到的是學生論文寫完之後，從頭到尾連一次都沒看過就送給我，裡面錯誤百出，甚至連基本的連結 (cross reference)都錯，好像要我幫他校稿一樣。你們有些人也有這樣的毛病，這樣的毛病不改是做不好學問的。以後我看到這樣的論文馬上就退。我以前念書的時候跟指導教授meeting討論論文時總是戰戰兢兢，在給他看我的論文時我自己會來回看好多次，深怕犯一些明顯的文法或邏輯錯誤，或他曾經指正過我的錯誤，我也藉此訓練出比較獨立的研究能力。這裡我感覺大多數的學生都比較缺乏獨立的研究能力，有些則完全依賴指導教授替他修改論文，甚至覺得理所當然，這是相當不正確的研究態度。
第二章是文獻探討。在寫這章前一定要仔細思考你要探討哪些相關文獻，這些相關文獻如何分門別類，然後在第二張開頭以約一頁的篇幅描述你要survey的內容、範圍與架構。當然，你得提供充分的理由說明為何你要做這樣的組織分類。文獻探討要做的好是一門學問，它並不是把一些相關的文獻看過，然後對每個文獻作摘要即可。把相關文獻做一個有系統的分類，本身就是一種貢獻。一般而言，每個研究領域都可以拉的很廣，你在有限的空間內不可能全部涉獵，因此，你得設定一適當的焦距，決定文獻探討的領域範圍。
在你設定的範圍內一定有許多文獻要探討，你得將這些文獻分門別類，每一類別選定一個最具代表性的文獻做這個類別的開端。接下來你得摘要這篇文獻的主要內容與貢獻，並且用比較簡單淺顯的方式讓讀者了解關鍵的技術。一般而言，這篇代表性的文獻後續多少有些follow-up繼續改進前人的結果。這時你大致不需要針對每個follow-up做仔細討論，只要用一、二句話摘要出每個follow-up改進之處即可。把比較重要的follow-up說明之後，你應該以一段話做為這個類別的結論。這一段話必須評論目前在這類別的研究成果大致為何，還有那些不足的地方，以及與你的研究有何關聯(如你會採用那些既有的技術，你的研究方法或成果與它們有何差異，你的研究對這個領域的貢獻為何)。
很多人的文獻探討只摘要了別人的成果，卻少了最後這一段，無法讓人了解你的survey與你的研究議題有何關聯，也不曉得你對前人的成果看法為何。另外一個比較常見的問題就是survey不深入犀利，講得都是很表面得東西，讓人家覺得看你的survey對這領域一點幫助都沒有。
對每個類別survey完之後你必須對這整個章節做一個結論。在這個總結裏，你必須匯整出這個領域裏目前的研究進展，還有那些不足的地方，並且從此支持你在第一章提到的研究動機，以承接下一章節。
第三章基本上是要描述你的研究議題與方法。你必須清楚的描述及定義你的問題。有些時候，問題與定義會牽涉到你的系統或演算法所植基於的model，因此你也必須定義你用的系統model為何，有那些假設的前題。接下來就是說明你的研究方法，所須的定義與所用的核心技術。接下來就是提出你對問題的解決方案，並分析討論它的優劣。在proposal的階段基本上不必具體的提出解決方法，只要討論你大致將採行的措施即可。但即使如此，在proposal的階段這一章也不能馬虎的做表面的探討。一定要具一定的深度，才可以讓committee 的成員相信你對於你的研究議題有足夠的了解。這一章寫深入，你未來修改甚至更換研究題目的機率就低。
第四章通常是對於你在第三章提出的問題解決方案做一實證，如系統模擬，比較你的方法效能為何、與既有的方法有何差異。
第五章就是對論文做一結論，在這裡你必須重覆你整個研究的動機，再敘述你的成果，然後說明你的研究價值與貢獻。每項研究總有不盡完美之處，你的大概也不例外。因此，接下來你就要討論你的研究成果或系統還有那些可以改進之處，據此引出未來研究方向。
第四、五章在proposal階段是不必要有的。另外，根據研究議題的差異與研究成果的大小，有些論文(特別是博士論文)在討論其研究成果時會分成兩個以上的章節來說明，因此論文總體而言會有五章以上。
論文最後必須附上參考文獻。這是大多數人最容易忽略的地方。因此，研究態度嚴不嚴謹也很容易從這個地方看出。我已經告訴過你們參考文獻要如何編排，應該會有那些欄位。你們要確實且詳盡的去建立每筆參考文獻。另外，參考文獻的數目應該要適中。碩士論文我認為應該在30筆到40筆之間。博士論文可能多達四、五十筆以上。但也不要過度誇大，把許多不相干的都放進來。當然，這些數目都不是絕對的，它會隨研究領域和議題有所差異。
我再花點時間跟大家談談怎樣做好survey的工作。(我用了約一天的時間整理這些東西，我的中打不好，昨晚打字打到清晨4點，只打了2/3，所以請你好好的看完！)
Survey是做好論文的第一步，也是關鍵的一步。Survey的目的大家都知道，就是要對研究的議題有個深入且廣泛的了解，這樣才知道目前在這領域裡研究的進展已經到什麼地步，state of the art是什麼，有那些的子題及技術已經被探討，從而也可以知道那些還可以開發，那些技術可以被你的研究議題拿來應用。Survey 做的不好，最致命的打擊就是在你對你的研究議題一頭埋入，花了許多心血，好不容易熬出一些成果之後，突然才發現別人早已經發表同樣或類似的成果。
怎樣才能把survey做的深入且廣泛呢？我的方法是你要知道在這領域裡主要的國際會議是什麼，然後把這些會議近幾年來(至少三年)所發表過的論文的title及abstract瀏覽一次，找出跟研究議題比較相關的論文(注意：是「議題」，不是「領域」)。這樣初步找出來的論文大概從十來篇到二、三十篇，甚至也可能更多。接著，你得把這些論文的Introduction看一遍，對它們做個初步的瀏覽，然後把這些論文依它們與你的研究議題的相關性做個大致的排序。接下來就是依序把這些論文仔細的研讀，每篇論文的重點是什麼，關鍵的技術又是什麼，都得弄得很清楚。我的經驗是：因為剛開始對研究議題較不熟悉，前面幾篇念起來通常較吃力。可是隨著研讀的論文愈多，你就會發現愈來愈輕鬆。
在這個階段，你每篇研讀的論文大概都是夠水準的論文(因為他們是發表在主要的國際會議)。在研讀這些論文的時候，你得看它們探討那些相關的文獻，這些文獻你大致都得知道，並且就其中與你研究議題最相關的論文，你也得找出來仔細的研讀，並且重覆這樣子的工作一直追溯下去。你不用擔心這樣做會無止無境，因為當你從最近的一篇論文開始往前追朔，大概不超過三、四代，你就會發現不必再追朔，因為再往前追朔，你會發現它們要麼與你的研究議題愈來愈遠，要麼就是你研究領域的基本知識。如果是你研究領域應具備的基本知識，而你還不了解，那你應該回頭再修一些課把基礎打好，不該這麼早就進入你想研究的議題上。
根據這個經驗法則，你會發現你在survey的階段只要把握一個原則：把與研究議題相關的最近幾篇論文拿出來，看看這些論文所引用的文獻有沒有你不知道的，如果沒有，那麼比這些論文早的文獻你大概都沒遺漏了。如果有，就把它們找出來仔細的研讀。隨著你研讀的論文愈多，你的功力就愈增加。當你發現拿到一篇新論文時只要看完它的Introduction之後，你就知道這篇論文的重點及猜出它用的主要技術之後，你的功力已經提昇到可以進入研究議題的階段了。在這個階段，如果論文的研讀夠深入及廣泛，你往往也可以發現新的研究議題。
你的survey還不能在這裡停止，因為你的觸角可能尚未含蓋所有關於研究議題的文獻。你目前只有survey與研究議題相關的主要國際會議(以及會議論文所引用到的相關文獻)，這些會議通常不超三到五個。目前的國際會議相當多，而且有些會議的研討議題又廣，因此有可能兩個會議的主軸不一樣，但卻含蓋類似的子題。舉例來說，假設你要研究的是peer-to-peer系統上的資訊搜尋，你大概會找專門探討peer-to-peer系統的國際會議。這個目前大概有二、三個。可是你知道那裡還有呢？我告訴你至少還有二、三十個可能：專門討論分散式系統裡的國際會議(這至少有五到十個，其中first tier的約三、四個，其餘為second tier)，討論平行運算的國際會議(這至少也有五個)，討論網路與通訊系統的國際會議(這至少十個以上)，討論資料庫與資訊檢索的國際會議(這至少也有五個)，相信了吧！而且還有好多新的workshop你從未聽過的。
你一定會問：一、我怎麼知道有那些可能相關的國際會議；二、我怎麼有辦法消化完這些會議的論文？
第一個問題得從你第一階段的論文研讀著手。在研讀這些論文的時候，你得注意它們發表在那裡，從而知道有那些可能相關的國際會議。
第二個問題：如何消化與你的研究議題可能相關的國際會議內的論文？你把與研究議題相關的最近幾篇論文找出來，看它們是在那一年發表的。如果你研究的是熱門議題，你找到的應該是去年或今年的論文；如果你的議題冷門，那最近一篇論文有可能是好幾年前的事。不過不管是冷是熱，你都只需把相關的國際會議最近一、二年的會議議程拿來看看，有沒有與你的研究議題相關的論文發表，有的話把論文找出來仔細研讀一下這篇論文有什麼突破，另外，也注意一下這篇論文引用的參考文獻有沒有你尚未讀過的，沒有的話表示你前階段的survey做的很仔細，有的話你就得把這些遺漏的論文找出來研讀，並且用前面提到的方法再去追朔這篇論文三、四代以內的參考文獻，以及論文出處，找出是否還有其他的相關國際會議，並且一樣得把這些會議近一、二年的議程拿來看看是否有相關的論文發表。這些過程一定會收斂的，而當你發現沒有新的論文被你找出來之後，你的survey工作大概已經做的差不多了，可以準備收工全心投入研究議題上。通常而言，你在第二階段找到的論文不會太多，大多數的論文在survey的第一階段都會看到。收工之前，為防萬一，你再到Google、Siteseer及幾個主要的digital library，如IEEE，ACM，Springer等去search一下，確定沒有漏網之魚。如果你survey的深入，你應當知道要下那些關鍵字去查詢。這個步驟也可以確保如果你研究的是冷門議題，在你看到的最近一篇的論文，到近一、二年的國際會議這期間，有沒有其他的論文你沒有注意到的(因為你最後一階段的survey工作只注意相關會議最近一、二年的議程，而你看到最近的論文可能是好幾年前的東西)。
在這裡我好像都沒提到期刊論文。一般而言，期刊論文通常比較完整，但刊登的結果往往是二、三年前的東西。就資訊科技而言，二、三年內的研究進展可能很大，因此比較新的結果通常先發表在國際會議上，發表之後，經過幾回合的修正才會投稿到期刊。所以你survey的論文比較新的東西很少會在期刊上發現。但反之，比較久的成果，有可能已整理發表於期刊上。如果是如此，那你在研讀這個成果時，最好是找已發表於期刊上的論文研讀，這樣會得到比較完整清楚的資訊。
整個survey的階段會看完幾篇論文?這當然看你的研究議題而定。但三十篇以上是跑不掉的。如果加上你只瀏覽Introduction 的部分，那可能在五、六十篇以上。
最後，我要你們做一件事情：
在一星期之內，把survey的工作按照我上面講的步驟重做一次。星期六之前，請你整理一個清單摘錄下列資訊，並email給我 (記住：做完整之後再email給我；我不要片段片段的接收你們的資訊)：
1. 與你研究議題相關的國際會議及期刊有哪些。
2. 你找到哪些論文，論文格式請整理成bib檔格式(記住：我要的是bib檔格式，且要非常完整正確。如何做到，可以問實驗室學長。我也會請他整理一份心得告訴大家。)
3. 在你找到的論文裡，請用另一份表格整理下列資訊：請就這些論文依其與你研究議題的相關性分成三類：密切相關、相關、略為相關。同時請標記哪些是你已經仔細的研讀過的，哪些是你只瀏覽Introduction ，但有把握住整篇論文的重點。若有尚未看完的論文，也請標記。
4. 請把你列出來的所有論文電子檔以下列方式命名：
年代-會議或期刊縮寫(若不知，請以第一作者的Last Name代之)-Title的摘要。
例如：2003-SIGCOMM-Peer-to-Peer Information Retrieval Using Self-Organizing Semanticverlay Networks.pdf
然後請你上傳這些檔案到ftp，你的個人目錄底下的paper 子目錄內。我會就你整理的清單去判斷你的survey是否足夠，再來決定你的proposal及論文應該還要做哪些工作。
Joung
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相關資訊：莊裕澤教授
Categories: Mr. Friday, Research