科研是不斷挑戰自我的過程，要堅持不懈充滿信心，失敗之時換個思路，或許能柳暗花明。
撰文 | 王威（哈爾濱工業大學（深圳）教授）
最近幾個月，課題組在化學領域的知名期刊《德國應用化學》（ Angewandte Chemie ） 連續發表兩篇論文，十分開心。想藉此機會和大家分享兩項工作背後，不為人所知的艱辛和曲折。或許與在科研中艱難前行的老師同學們有所共鳴。（註：《德國應用化學》是化學領域的頂級期刊，德國化學會旗艦刊物，JCR一區和中科院一區期刊，2020年影響因子15.34。）
先講講第一篇論文絕地反擊的故事。
也可以聽學生在B站的自述：一個平凡的理工科博士生近兩年的科研歷程
https://www.bilibili.com/video/BV1G34y1C7eU/）
論文網頁截圖
1
起
2019年入學的博士生彭奕鑫是一個四川都江堰的川娃子，雖然羞澀緊張時會臉紅，但樂觀大度有幽默感，還有好似山東大漢的濃眉大眼國字臉。
天將降大任於斯人也，必先苦其心志。奕鑫入學沒多久，疫情就從天而降，把我們都封在了家裡。雖然初出茅廬的奕鑫還很青澀，但有股子年輕人坐不住的熱忱。為了不在家虛度光陰，他決定學習模擬軟體，來研究一些課題組長久以來一直很好奇的關鍵科學問題。
我們之前實驗中發現，靠化學燃料運動的納米機器人會像微生物一樣形成團簇。如果我們把團簇想像成一個黑洞，周圍的小機器人就像試圖逃離黑洞的小飛船。有時「黑洞」吸引力很大，邊緣的「小飛船」就被進黑洞，黑洞會越長越大，吸力也越來越強。有時小飛船卻能逃脫「黑洞」的吸引。這背後的物理化學機制是什麼？團簇靠什麼吸引小船？又是什麼決定了一艘納米小船能否逃離團簇的「魔爪」？
電影《星際穿越》中飛船在黑洞邊緣的劇照（https://www.sohu.com/a/505775897_120099892）
奕鑫在科研方面的確有些天賦：他通過模擬「小船」和團簇周圍的化學物質和流體的分布，計算出了團簇吸力的大小，並和小船的驅動力比較，得出了一些有趣的結論。5月底返校以後，實驗結果也和模擬結果吻合的很好。一時間，課題就好像深圳的工地一樣，熱火朝天；論文的大綱也一版接一版不斷疊代。
左：模擬出的團簇周圍的化學物質濃度分布；右：實驗觀測到的團簇吸引周圍粒子
2
進
伴隨著蟬鳴，人在炎炎夏日也仿佛變得遲鈍了。進入暑假，項目的進展始終不溫不火，論文也不像之前突飛猛進了。眼見如此，我有點坐不住了，於是在8月底「逼」奕鑫立了一個flag：一個月內寫好論文初稿。
彼時，奕鑫的實驗還尚未完成，大綱也仍在打磨。要在一個月之內把所有的準備工作做好，並且寫幾千字的英文論文、做好圖，據奕鑫回憶，他當時頗感意外和沒信心。在小組會上被迫簽訂城下之flag的奕鑫的臉紅，現在仿佛仍在我的眼前。
其實，我心裡也沒有底，但我得咬咬牙，從背後把幼鳥踢下懸崖。
還好奕鑫不是一個人在戰鬥。在課題組其他幾位同學的大力協助下，終於在一個月期滿的當天，奕鑫把論文初稿發給了我，成功拔掉flag。
我完全可以想像奕鑫這一個月工作之辛苦。但我的科研同行們都應該能夠理解，這樣的要求和經歷，對於科研人員來說簡直就是家常便飯。百鍊成鋼，如何科學、高效的面對deadline也因此是博士生必須經歷的錘鍊。
奕鑫這個項目的文件夾
3
磨
既然論文初稿已寫好，似乎距離成功只有一步之遙？非也非也，所謂行百里者半九十，論文初稿只是漫長的收尾期的開始。
2020年9月，項目開始半年以後，奕鑫、我和美國的合作者開始跨太平洋、跨時區的修訂。這期間不只是修改語法、編輯圖片，也補充了更多的模擬和實驗結果，思考了更多的數據呈現形式，論文的寫法也不斷打磨。
歷經半年、幾十個版本的修訂，隨著奕鑫插入了最終的參考文獻，我也寫好了給編輯的投稿信（cover letter），2021年3月，在奕鑫開始這個課題之後整一年，論文投稿終於進入了倒計時。完工的「奕鑫一號」巨輪，好似打磨好的璞玉熠熠發光，在船塢等待我們敲破香檳，隨時準備揚帆起航。
4
破
但我心中隱隱約約不太放心。因此，準備投稿之前，我再次仔細的讀了一遍論文。仔細思考後，一個讓人壓抑的念頭如同幽靈一樣慢慢爬上心頭：我們所提出的「黑洞」吸引「小飛船」的機制，並不能解釋我們所有的實驗現象，也和文獻中報道的一些實驗矛盾。這個錯誤對論文一擊必殺。而我們精心打造的巨輪，好像突然發現龍骨有致命傷一樣，尚未出海，就折戟沉沙。
望著擱淺的巨輪，我和奕鑫的心裡都十分複雜。奕鑫沮喪於一年以來的辛苦打了水漂。我沮喪於這麼晚才注意到這個問題，心中一半惱怒，一半羞愧。或許是功利和虛榮讓我們忽視了一直以來心中的隱憂，讓我們被自信自大蒙蔽了眼睛，而沉浸在一種「沖沖沖」的盲目推進中。
奕鑫仍不死心，花了近一個月的時間思考、查文獻、計算、做實驗，看是否能夠讓項目絕處逢生。可惜事與願違，只是讓我們更加確定我們的失敗。
很多年之前，類似的不幸也發生在我的身上。2009年的聖誕節，當時博士二年級的我突然發現，正在努力攻克的一個課題，被另一個課題組搶先發表。我永遠忘記不了當時晴天霹靂般的心情：沮喪於浪費了的時間，羞愧於我進展的遲緩，困惑於對方如何做的這麼快，茫然於我接下來要怎麼畢業。彼時彼刻，恰如此時此刻。或許，當年我的導師，心中也有鬱悶無處安放。
而對於在當時博士已經一年半的奕鑫來說，這樣的打擊不可謂不大：不僅浪費了寶貴的時間，也破壞了我們之前構思的畢業課題整體設計，因此連帶著影響到了畢業的進程。或許，這次挫敗，還動搖了奕鑫科研的信心和熱情。
一朵烏雲，似乎縈繞在奕鑫和我的頭頂。
5
立
逆境中往往能驗出金子真正的成色。度過了短暫的不眠之夜和踱步之後，奕鑫沒有一蹶不振，而是通過之前發現的關鍵問題，轉而從新的角度來思考實驗現象：為什麼我們提出的「黑洞」理論，能夠解釋部分實驗現象，但解釋不了所有？是不是不同種的「小飛船」和「黑洞」，有不同的相互作用規律？
奕鑫和我提出了新的猜想，設計了一些新的實驗來驗證。僅僅一個月後，奕鑫就得到了出乎意料高質量的實驗結果，和猜想十分吻合。這一結果讓我們大為興奮，於是奕鑫立刻開始全身心的投入了這項工作中。
仿佛把巨輪拆解後利用了原料一樣，之前擱淺的課題中的結果和模型很好的融入了新的工作中，充分發揮了餘熱。而且，因為之前的經驗，這一次論文的寫作和修改進度也大大加快了。又過了一個月，新的論文初稿就誕生了。
塞翁失馬焉知非福。2022年1月7號，論文正式被《德國應用化學》接收。在這篇新論文中，我們認識到「小飛船」可以分為兩類，驅動機制不同，對環境的影響也不同，因此得到了截然不同的團簇。比起擱淺的工作來說，這是更為普適、深刻的科學規律。
「奕鑫二號」這艘閃爍著別樣光輝的巨輪，攜帶著命途多舛的姊妹船的祝福，正式在學術的汪洋大海中揚帆起航。
奕鑫的朋友圈，被幾百個點贊淹沒了。我也是其中的一個。
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感悟
奕鑫的總結（https://www.bilibili.com/video/BV1G34y1C7eU/）
這個項目從死亡的邊緣絕處逢生，逆勢飛揚，一路披荊斬棘，最終能夠發表在化學旗艦刊物，為項目划上了強有力的休止符，是我和奕鑫之前絕沒有想到的神奇轉折和精彩樂章。真真正正的展示了不破不立，也衷心感謝編輯和兩位審稿人對這項工作的認可！
回顧這一篇論文的歷程，有很多感慨。從課題的構思，到最終發表，大概花了兩年時間，這對於當今許多材料、化學課題來說，可以說是龜速了。項目像小說一樣跌宕起伏：有輾轉反側，也有柳暗花明，有失敗的沮喪，也有看到精彩數據的心跳不已。或許也印證了科研大多是螺旋形上升的。
乘風破浪會有時，但機會總是留給有準備的人。多虧奕鑫兩年多以來不斷地深挖，閱讀了大量的文獻，不斷地思考，不斷地挑戰自己。最重要的是，在絕望時他沒有放棄，而是以輕舟已過萬重山的心態，放下了包袱，走出了新的天地。這對學生來說是一次升華，對我何嘗不也是一次震撼教育。
課題擱淺固然是不幸的，但是我們又是足夠幸運的，能夠從灰燼中尋找到金子。人不可能時時處處都幸運，但我相信有奕鑫這樣的準備和心態，即便我們今後遇到更多、更大的挫折，仍然能夠在激烈的競爭中尋找到自己的立足之地。願我們共勉！
王威課題組合影，前排蹲著的就是彭奕鑫同學