LaTeX学习笔记：开场白与索引
LaTeX 学习笔记：开场白与索引
从这里开始，我将会陆续记录自己在学习 \(\LaTeX\) 语言过程中所累积的心得体会，目的是帮助自己和读者更好地掌握基于这门语言的学术写作技巧。下面，让我们先来简单了解一下 \(\LaTeX\) 的前世今生。
LaTeX 的前世今生
事情得先从 \(\TeX\) 说起，众所周知，\(\TeX\) 是美国著名的计算机教授高德纳（Donald Ervin Knuth）[1]为撰写其伟大著作《计算机程序设计艺术》专门开发的一套排版系统语言。由于《计算机程序设计艺术》是一部讨论计算机算法的鸿篇巨作，其中涉及了大量的数学问题，所以为其开发的排版系统自然就在编辑复杂的数学公式方面具备了与生俱来的优势，这种先天优势使得它在数学、物理学和计算机科学等与数学表述密切相关的学术领域中非常流行，甚至很多人学习 \(\TeX\) 就是为了使用它在数学领域中的强大表述能力。
但 \(\TeX\) 的功能过于强大，它会要求我们在排版过程中精确描述到每一个细节，有时甚至是一个字母或标点也要照顾到。这对于大多数人来说，可能就学习成本太高，并且用起来太过繁琐和费时了。于是在上个世纪八十年代，美国计算机科学家莱斯利·兰伯特（Leslie Lamport）[2]在 \(\TeX\) 的基础上开发出了 \(\LaTeX\) 这个新的排版系统（截至 2025 年，\(\LaTeX2e\) 目前仍为主流版本，但官方已在逐步过渡到 \(LaTeX3\)）。从本质上来说，该排版系统其实就是一组封装了 \(\TeX\) 处理细节的宏，它可以让那些不了解排版和程序设计相关知识的人们也能使用 \(\TeX\) 所提供的强大功能，并在几天甚至几个小时之内就能排版出具有专业质感的印刷品，而不必深陷于琐碎的排版细节中。
在中文支持方面，现代 LaTeX 通常使用 XeTeX 或 LuaTeX 排版引擎。二者都支持 UTF-8 编码和系统字体，其中 XeTeX 在中文社区中应用更广，该引擎支持 UTF-8 编码和现代字体，可以直接使用本地计算机中安装的字体，这大大降低了 \(\LaTeX\) 的使用难度。
为什么要学习 LaTeX？
或许很多人都会问：在已经有那么多所见即所得（WYSIWYG）的文档编辑器（例如 Microsoft Word、WPS Office）的今天，我们为什么还要学习这种看起来古老又复杂的排版工具呢？在我个人看来，这个问题的答案不仅关乎写作工具的选择，更反映出我们对“学术写作”这一工作的理解。就我个人而言，选择学习 \(\LaTeX\) 的原因主要如下：
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可专注于写作的结构化思维。与传统的文档编辑器不同，\(\LaTeX\) 并不要求我们在写作的同时关心每个段落、字体、间距的具体样式，而是让我们先将注意力放在文档的内容及其逻辑结构（即标题、摘要、公式、图表、参考文献等）上，然后再通过命令和标记告诉它这些内容“是什么”，而不是“看起来像什么”。这种写作方式与程序员使用编程语言时的思维是相通的：可以很好地实现内容与形式的分离，表达与排版的解耦。这意味着，一旦文档结构清晰，格式就可以自动保持统一与专业。
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这是在学习一种项目管理思维。当我们使用它写作时，我们不只是“编辑文字”，而是在构建一个可复现、可维护、可自动生成的文本系统系统。它让学术写作拥有了版本控制、可移植性与长期可读性——这正是科学研究所追求的严谨与可验证性。对于科研工作者来说，\(\LaTeX\) 不仅是一种工具，更是一种思维方式：一旦掌握，你会发现它带来的不仅是排版的优雅，更是思考方式的变化。
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学术界公认的排版标准。世界上绝大多数顶级学术期刊与会议模板都是基于 \(\LaTeX\) 实现的，从《Nature》《IEEE Transactions》到 ACM、Springer 的论文集，几乎无一例外。它在数学公式、交叉引用、自动编号、参考文献管理等方面的表现，至今没有任何图形化编辑器能够完全替代。特别是在数学、物理、计算机科学、工程学等领域，\(\LaTeX\) 已经成为一种“默认语言”。随着国内外高校和出版社对 \(\LaTeX\) 支持的日益完善，越来越多的中文论文、学位论文模板、科研报告乃至书籍排版都已经提供了相应的 \(\LaTeX\) 模板。对于想要从事学术研究、技术写作、教材编辑或科研出版的人而言，掌握 \(\LaTeX\) 不仅是技能，更是一种职业素养的体现。
或许还会有人问，那么 \(\LaTeX\) 和我们日常写博客与技术文档的 Markdown 有什么区别呢？其实，其中的区别就在于“日常”与“学术”，Markdown 是一种轻量级标记语言，它允许人们使用易读易写的纯文本格式编写文档，然后转换成有效的 HTML 页面。Markdown 的语法简单，易于上手，非常适合快速编写和分享文档。然而，Markdown 并不能像 \(\LaTeX\) 那样处理复杂的数学公式，也不能像 LaTeX 那样生成高质量的 PDF 文档。因此，如果我们需要进行更为专业的学术写作，特别是涉及到数学公式和参考文献管理时，\(\LaTeX\) 是一个更好的选择。
总之，学习 \(\LaTeX\) 的过程，既是掌握一种排版工具的过程，也是训练逻辑表达与抽象思维的过程。它让我们在文字的世界中，以科学的方式组织思想，以优雅的方式表达知识。
学习笔记结构
在接下来的笔记中，我将按照以下结构进行介绍：
学习笔记索引
这一系列的笔记的内容将包括介绍它的前世今生，基本使用方式，以及在数学公式编辑、专业文献排版等方面的具体应用。下面是这一系列笔记的索引：
- [[LaTeX学习笔记：快速上手指南]]
- [[LaTeX学习笔记：数学公式编辑]]
- [[LaTeX学习笔记：专业文献排版]]
上述笔记将陆续更新在我于github上的计算机学习笔记库的[02_基础技术研究/00.计算机语言/02.标记语言/LaTeX]目录下，并予以长期维护，欢迎读者随时参考。
学习资源推荐
- 参考书籍：
- 《LaTeX入门》：作者是刘海洋，电子工业出版社于2013年出版，适合初学入门。
- 网络资源：
- LaTeX官方网站：官方文档和教程。
- CTeX官方网站：中文 \(\LaTeX\) 社区，提供中文文档和教程。
- TeX Live官方网站：最完整的跨平台 \(\TeX\) 发行版，包含 LaTeX、XeTeX、LuaTeX 等编译器与宏包集合。
- Overleaf：在线的 \(\LaTeX\) 编辑器，支持实时预览和协作编辑。
- CTAN：\(\LaTeX\) 的官方包仓库，提供了大量的宏包和模板。
- LaTeX wikibook：一个详细的 \(\LaTeX\) 学习指南，适合初学者。
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