報告的內容佈局

(Ingredients of a scientific report)

適用於計畫提案、執行計畫、成果報告、及論文撰寫,也適用於閱讀論文與聽演講時重點的掌握與融會貫通

(1)戰略佈局--以圖的方式表現的話,應包含三欄,左邊為所有的實驗控制技術(例如雷射控制技術和靶的技術),右邊為所有的中間產物和最終產物的診斷技術,中間為所解析的物理或達成的目標。將所有過去已發表的以藍線連結左欄和右欄並於線上標示其解答之問題(即其已用何實驗控制技術配合何診斷技術解決何問題),然後以紅線連結標示此計畫要利用何控制技術配合何診斷技術以解決何問題。

 註:要在戰略上建築大的領先空間,必須從三方面著手,
(a) 物理上的優勢 (superiority in ideas):即能發掘並探討他人沒有注意到的重要題目。
(b) 技術上的優勢 (superiority in tools):即善用我們極富彈性 (long-time-scale pulse shaping, short-time-scale pulse shaping)且品質極佳的雷射系統以及全方位的製程和診斷技術來探索別人已知道但無能力探索的題目。
(c) 構思上的優勢 (superiority in designs):即利用巧妙的構思來設計實驗,漂亮的釐清或實現別人知道且也有設備但卻沒有想到如此設計以解決困難之處的題目。

(2)戰術邏輯佈局--針對戰略佈局的每一個紅線題目擬定一個戰術邏輯佈局。以證明某一物理機制而言,即要包含足以證明的 null, exclusive, necessary, signature;以達成某一產物而言,則包含三部曲(i) 以最有效率的 search pattern 達到產物最佳化(先固定最不敏感者,變化最敏感者),注意是要達到 absolute maximum 而非 local maximum、(ii) 在最佳點的產物性質的完全解析、及 (iii) 用以最佳點為中心一次改變一個參數來驗證機制和影響(null, exclusive, necessary, signature)。

註:證明一個現象的物理機制是何者時,證據可包含兩大類: exclusive method  and null test, necessary behavior and signature (sufficient condition) 。Exclusive是指排他性法則,即將所有已知可能的機制逐一排除後,剩下唯一無法排除的便很可能是。Null test 是用來簡單的檢驗結果是否符合應有的特性及簡單的排除一些可能的因素(即靠開、關某個條件或物件來看結果是否產生變化)。Necessary behavior and signature則是該實驗的中間產物(診斷)或最終產物隨某參數的變化是否符合該機制的理論預測,如果是較普遍的行為,則是一種必要條件 (necessary behavior),如果極為特殊,則可作為充分條件 (signature, i.e., sufficient condition)。最好的實驗是能有強烈的 signature以及符合其他的 necessary behavior,否則至少要有 exclusive method and null test 來作為宣告的依據。當然,證據越多越具說服力,犯錯的可能性也越低。

(3)戰術時間佈局--擬定時間上如何安排以最有效率的執行此計畫,例如同時多工的進行一個戰略佈局裡的多個戰術佈局,擬定各段落目標結束轉向的時機,以求最大戰果。可以程式執行流程圖的格式表示,且應延展到正式laser time 之前可以進行的工作。戰術的時間佈局是執行時現場指揮的依據,包含涵蓋數輪laser time大尺度的時間佈局及單一輪的時間佈局。

(4)戰鬥佈局--對於大家所熟悉的技術不須多加描述,但對於所需引入的所有新技術則須闡述其達成的方法,例如如何製造出所需的特殊的靶,如何產生你所需的數道脈衝,及如何達成所需高準確度的 spatial overlap, temporal overlap。

註:戰鬥技能分實驗控制與診斷兩大部分,實驗控制包括(1)雷射控制(含其量測),例如產生 copropagating prepulse、產生preformed plasma waveguide、產生線聚焦、產生traveling wave、、、等,與(2)靶的控制(含其量測),例如製造coated target、製造長條狀 gas jet、製造 tape taget、、、等,診斷包括(1)中間產物的診斷,例如 ne, Te, Z的空間分布的時間演化、、、等,與(2)最後產物的診斷,例如量測 X-ray pulse和 electron pulse的 energy, pulse duration, source size和divergence angle、、、等。所有的診斷其實都一種通訊,就是實驗者和實驗反應物之間的通訊,各種不同的通訊方法即是不同的調變解調方法(modulation - demodulation)而已,反應物會將你想要的該資訊調變在它本身發生的訊號上或你送入的 probe上,而你要獲取此資訊則是必須應用與此調變程序對應的解調變程序將它抽取出來。對一個新的診斷技術(通訊技術),應注意其新點為何,例如 (a)由 scanning 改為 single-shot (降低需要的 repetition rate),(b) 由一對多個解變成一對一的解(提高 unambiguity),(c) 降低雜訊造成的誤差(提高抗干擾力),(d) 提高 sensitivity(降低所需的訊號強度),(e) 提供額外的 dimension的解析力,(f) 提高 resolution, dynamic range, field of view,(g) 降低架設的複雜度及成本。

當完成實驗寫論文時,戰略佈局則是論文的 abstract和 introduction,戰鬥邏輯佈局則是論文主體的實驗結果的邏輯佈局,戰鬥佈局則是論文主體的實驗設計細節。