本文作者,David Matthews,《自然》特约作家。
翻译作家,斯威默,多尔塔数学网翻译组成员。
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各路供应商一直试图在文字处理软件中开发支持LaTeX排版语言的正式编辑器。下面介绍如何开始这项工作。
使用LaTeX还是Word?对于物理学家和数学家来说,答案是明确的。但是,对于其他领域的科学家来说,LaTeX的优点还没有得到充分的认识。
LaTeX是一个开源软件系统,可以制作和准确排版科学文稿,其工作方式就像写代码一样,而不是写作。自1985年成立以来,数学、物理、计算机科学等学科一直很流行。
支持者之所以喜欢LaTeX,是因为它提供了对文档排版的完全控制,或者表示了对一些商业软件开发者(特别是微软)的反抗。还有人认为LaTeX太复杂了,虽然使用它可以最大限度地完成自己的排版要求。2014年研究(m. knauff J. nejasmic PLoS one 9、e115069(2014)让不同领域的科学家评价微软word和乳胶。据数据科学公司Altmetric(Altmetric由Holtzbrinck出版集团下属Digital Science所有,Holtzbrinck出版集团在Nature出版社的Springer Nature拥有股份)称,该句已成为下一年网上讨论最多的十大企业。
但是在过去的几年里,这些编辑工具的界限已经模糊了。2017年,微软允许在Word中直接使用LaTeX的语法构建公式,2018年放弃了Word内置的公式编辑器。其他文本编辑器也开始支持LaTeX语法,以便新用户可以随意使用LaTeX。
“对我来说,当我想要正确的排版时,我会选择LaTeX。“差不多可以了”和我的搭档都使用Word的时候,我使用Word。”费城宾夕法尼亚大学的生物信息学家Casey Greene说。(阿尔伯特爱因斯坦,美国作家)。
编写正式代码
与" WYSIWYG of what-you-see "文本编辑器(如Word、LibreOffice和Open Office)不同,使用LaTeX编写文档与编写代码相同。将纯文本放在大括号中,描述文本格式的命令放在括号前面(例如,斜体为extit{text},黑体为extbf{text}),并一起生成表。然后源代码被编译成简洁流畅的PDF,以便于阅读。
正式写作被认为是LaTeX最擅长的方面(见《在LaTeX中编写方程》)。这种语言有很多显示数学符号的快捷方式。(2017年版的《LaTeX综合符号列表》 the comprehensive LaTeX symbol list包含约14,000个符号。)加拿大伦敦西部大学的心理学家John Paul Minda说:“我开始使用latex的原因之一是我很容易整理得漂亮。”
在LaTeX中建立方程式
在LaTeX中生成爱因斯坦著名的方程E=mc 2就像直接手写一样简单。
唯一的区别是“反向V字符”(),表示后面的数字是上标。但是为了在LaTeX中正确地展示方程,必须将方程内容包装在一个指令中。方括号和反斜线([e=MC 2])可以在包含方程式的行的中心显示方程式,如果使用美元符号($ e=MC 2 $ e=mc2)包含方程式,则方程式将放置在文本中,而不是单独的行中。
LaTeX文档通常在顶部包含明确文档长度和宽度(例如A4纸的大小)以及格式的命令。为了使数学命令生效,用户必须事先声明使用了什么数学软件包。TeX综合记录网有超过5000个工具包,供LaTeX用户使用各种文字,作者J. R. R. Tolkien(译者注,代表作品为《霍比特人》、《魔戒》)
对于更复杂的方程,用户必须学习要使用的命令的语法规则。例如,分数可以通过输入rac{numerator}{denominator}来创建,int _ {a} {b}表示间隔[a,b]的积分。这样可以将函数x2 (1/2)x的间隔[0,100]的积分写为int _ {0} {100} x 2rac {1} {2pi} x dx。基于浏览器的编辑器Overleaf在go.na中提供了编写LaTeX方程的概述。
根据2014年LaTeX与Word的比较研究,只能说LaTeX在官方编辑中表现比Word好。此外,文章作者还注意到
意到,尽管LaTeX用户“频繁说明他们有偏好的编辑器”,但如果处理文本和表格,Word被证明更为快速且用户更少犯错。
甚至一些LaTeX批评者例如伦敦国王学院的一位计算社会科学家Daniel Allington也得承认LaTeX编辑方程比其他工具更优秀。这位学者曾在他的博客上痛骂那些被他称为“LaTeX迷恋狂”的人。
但是Allington同时也指出,如今科学家可以在使用LaTeX的方程句法规则的同时而不必抛弃“所见即所得”的编辑器。例如,Allington使用了一款叫做MathJax的线上工具。他往一个网页表格中插入了几行LaTeX代码——不必进行任何安装——然后MathJax就在一个网页中生成了对应的方程。
Word用户也可以直接用LaTeX语法进行编写,然后点击将其转换成排版好的公式。微软声称Word支持“大多数”LaTeX表达式,然而它的网站列出了不支持的20个关键词(例如角度符号degree)。
对于谷歌文档用户,Auto-LaTeX附加组件可以将LaTeX公式转成嵌入图片。波士顿东北大学的海洋环境科学家Katie Lotterhos说,这些组合工具对她来说尤其有帮助因为她的大多数合作者不知道如何使用LaTeX。她补充道,有个缺点是,这种组合工具把公式以图片的方式插入文档“便于同行审议但对于排版人员来说并不常见”。
类似的,LibreOffice作为Word的免费替代品,它的用户可以用一个叫做TeXMaths的扩展工具编写公式,它能将LaTeX语法转换成一个PNG或者SVG格式的图片。
掌握LaTeX
希望进一步了解LaTeX的用户可以安装一个LaTeX软件包,例如在Windows平台运行的MikTeX,在Mac OS运行的MacTeX以及适用于Linux系统的TeX Live。这些软件都是免费下载和使用的,而且包括了将LaTeX“源码”编译成PDF的工具。虽然一个微软发言人声称他们确实为一些机构的研究人员提供了免费的线上Word版本,但是Word还是向每位使用更多Office软件套装的用户收取了每月8.25美元的费用。
这些LaTeX软件包为在LaTeX中编写整个PDF文档敞开了大门。Philip Judge作为一位LaTeX的支持者以及位于科罗拉多州博尔德的High Altitude天文台的一名天文学家,认为这样能让研究人员“真正控制”文档的外观。而对于英国牛津大学的进化人类学家Laura Fortunato来说,正是因为文字处理器的“不可靠”促使她在博士期间学习使用LaTeX,这种“不可靠”体现在当“你认为你编辑没有出错时”,这些文字处理器却可能会出现“随机的”错误。
但有时候用LaTeX编辑会让人感觉繁琐。“对我来说LaTeX主要的缺点是我必须不断地编译文本来查看文档是什么样子的,然后如果编译出错我就得花时间来追踪错误。”同样是牛津大学的钻石生长研究员Shannon Nicley这样说。
Nicley的解决方法是使用基于浏览器的编辑器Overleaf,它可以实现多人协作编辑科学文档(Overleaf也是属于Digital Science的产品)。Overleaf能够在显示文章源码的同时在旁边显示实时PDF,这意味着使用者可以迅速看到他们对源码的修改如何转为完成的文档。个人用户可以免费使用Overleaf,但如果想要使用更多功能就要每月支付14美元,例如协同办公以及实时同步到代码分享网站GitHub。
那么我们值得精通LaTeX吗?这取决于研究者:是否频繁使用公式,是否需要精细控制PDF,是否有时间去学习一门新语言。
LaTeX基本的文档编写相对直接。然而制作表格却并非如此。不像Word,LaTeX表格不能直接画出来放到页面上,必须一维一维地编程序。在2014年的调查中,即使是LaTeX专家,比起使用Word的新手,在30分钟的测试时间中用 LaTeX生成表格犯了更多的错误,编辑的文本也更少。Nicley说:“在LaTeX中生成表格让人望而生畏,即使你之前已经做了很多遍。对我来说更快的制作表格的方式是打开一个新的Excel表格,然后把表格的基本内容打出来,再直接复制粘贴到Word,这样我能很方便地调整表格的外观和内容。”
LaTeX并不是唯一的编程式的文档排版工具。Allington经常使用Markdown,他认为它比LaTeX更加“轻量级”,因为排版命令更加直接清晰。威斯康星大学麦迪逊分校的计算生物学家Anthony Gitter说,Markdown“几乎没有技术性的句法规则可供文档编辑参与者快速上手”。这是Gitter和他的同事包括宾夕法尼亚的Greene使用Markdown撰写生物和医药方面的深度学习公开评论的原因之一。Gitter警告说,文档编辑参与者的修改会让代码无法编译成PDF,这种事情在LaTeX的合作编辑中更加可能发生。
莫斯科物理技术协会的研究员Dmitry Fedyanin说,部分杂志和会议不接受Markdown格式的文档。
《自然》制片总编辑Simon Gribbin举例说,《自然》杂志更喜欢用Word写的递交的文章,因为杂志的排版系统要求这种格式。然而依然有大约十分之一被接受的文章是LaTeX格式的;Simon说这些文章在被发给技术编辑之前会被转成Word格式。
但由于《自然物理学》杂志包含了很多广泛使用LaTeX的学科,这些杂志编辑对文档格式的要求更加灵活。杂志主编Andrea Taroni解释说:“LaTeX正是物理学家们追求的编辑器,如果想让他们改用其他编辑器,无异于试图将一群乱跑的猫赶到一块。”
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