当你想用 Mac 做科研时…也许真的能行?——用于科研的 macOS 应用软件盘点

Mac 作为部分人心目中的「生产力工具」常被人推荐作为购买选择,却总是因为「macOS 没有适用软件」劝退大量潜在用户(另外一个主要原因是价格)。可是当我们仔细清点软件时,也许会发现可用的工具并没有那么少。

那么问题来了,我们是否也能用macOS 满足研究需要?这篇文章介绍了一些用于非计算机、互联网专业求学与科研目的的 macOS 常用软件和专业软件,说不定这篇短文就是说服自己下一台换 MacBook 的理由呢。以下观点仅为个人体验与评价,欢迎理性讨论。

零 在开始之前

macOS 下的正版软件,包括专业软件都会对学生、教育机构有优惠措施,但是依旧有一些软件对于学生非常昂贵(年供四位数起步),所以在选择时还是需要考虑成本问题。当然,实在无法解决时可以祭出最终兵器(Windows 虚拟机或 BootCamp 双系统),虚拟机除了需要计算、3D 绘图等情况外虚拟机的性能都够用。

在专业软件官网上,我们经常看到多平台版本,这类软件一般都可以放心使用。但是有些软件的操作逻辑会有所区别,限于篇幅和使用经验限制,这篇文章也无法覆盖所有软件的差别,还请见谅。

此外,有一些软件作为 Windows 平台下的同类软件竞品可能并不为以前的我们所知,需要进行一定的学习。但是这个过程并不困难,相比于被某些功能难题困扰在一个软件,换一个解决方案或许有奇效,投资于新事物上的精力回报比我们想象的更多。

一 那些 macOS 下的通用软件

有些软件是介绍 macOS 下的工作方法避不开的。这些软件涵盖了思维导图、时间管理、素材管理、便捷启动与通用文本、视频读取软件等,以下仅简要提及供各位同学参考,已有 macOS 用户可以直接看第二部分。

1. 必备软件

以下几个软件除了 Alfred 高级功能需要付费外均为免费,良心软件强烈推荐。

a) Alfred

便捷启动软件,不用翻「开始」菜单(LaunchPad)就能启动应用,深入配置后功能更为强大。带给你只属于 macOS 的全新体验!

b) IINA

免费的播放软件,用来看课件。

c) Typora

免费的文本编辑软件(Markdown 语法),适合轻度写作。和 TeX 相关软件可以结合使用。

d) Chrome

没错,虽然 Safari 和系统集成度极高,用起来很方便,有的时候还是需要 Chrome。

2. Office 套件

a) MS Word

用于写论文。把 Word 用好大多数时候都够了。(如果不会自己安装操作系统,可以忘记有个强大的写作排版软件系统叫 LaTeX)。

b) MS Excel

macOS 下的 Excel 缺失很多功能。所以强 Excel 依赖的同学还是需要虚拟机才能安心使用。

c) Keynote,PowerPoint

既然使用了 macOS,那么一定要试试 Keynote。比 PowerPoint 操作更简单,做出的效果下限更高。

3. 时间和日程管理

macOS 上存在感最高的软件类别之一(生产力之源),可用的软件非常多(大部分都是付费软件),无论是 Things,OmniFocus,OmniPlan,滴答清单,Focus……打开任何一个 Mac 应用推荐站都不会错过它们,用好了就不会后悔选择 Mac 生态啦。

4. 思维导图

另一类 macOS 上存在感高的软件,思维导图对于学习工作好处多多,比较知名的有XMind ZEN,MindMaster,MindNode,MindLine,商店搜索就能找到很多软件(大部分都要付费)。

5. 图片绘制软件

Adobe Photoshop 和 Illustrator 大概是做科研最常用的通用绘图软件。使用 PS 处理实际照片和组合图片,使用 AI 对实验数据图进行后期美化,和使用PPT组图相比效果下限更高,操作过程更便捷。(PPT 自带的组合对齐功能有待提高)。

此外,Affinity 系列也可以作为优秀的竞品,对标 PS 和 AI 的分别是 Affinity Photo 和 Affinity Designer。下图是 Designer 的官方截图,具体界面和功能可以在官网查看。目前看来一次购买终身免费,而 Adobe 的全家桶的价格…… 四个月教育版订阅价可以购入上面的两款软件了(虽然还有 AE,PR,Acrobat 等软件的授权)

软件名称:Adobe Creative Cloud

软件类型:付费软件(订阅制)

学生优惠:$ 19.99 / 月

软件名称:Affinity Photo,Affinity Designer

软件类型:付费软件

软件价格:均为 328 元(有其他渠道更优惠)

6. 素材管理

a) EverNote(订阅制付费),OneNote(免费),Bear(免费/订阅制付费)

这两款知识管理软件在 macOS 下可用,而且好用。和 Windows 下一样可以满足保存文档和日常记录的需求。此外,macOS 下有更为强大的 DEVONThink(付费),如果对以上两款软件好感颇多,那么一定要试试苹果生态下的 DEVONThink。

b) Notion(学生个人免费)

版式清晰、插件丰富的素材和知识管理软件,还可以用来管理任务、制作博客,甚至可以远程协作。学生和教师可以免费用。缺点是国内访问速度一般……希望不会被墙。

c) Eagle(付费)

可以用来管理PPT、图片素材。如果对于绘图有较高要求可以考虑。

7. 词典软件

Mac 上的欧路词典很好用(付费)。但是开启取词功能后有时会导致复制出现问题,关闭就好了。还有其他的词典可以根据使用习惯选择。

二 macOS 下的专用软件

不同的专业方向对于应用的需求差别很大,所以本文提到的应用软件可能并不完全,还有更多软件支持在 Mac 中使用,欢迎补充。

1. RSS 订阅

获取最新科研资讯,就从阅读推送和文献更新开始。RSS 作为快被大多数人遗忘的网络功能,在这方面却有着顽强的生命力。Inoreader 可能是应用最为广泛的在线文献订阅平台,而如果想要在 Mac 上使用RSS 应用,老牌阅读软件 Reeder是不错的选择。除了自定义本地订阅外,Reeder 支持添加 Inoreader,The Old Reader,Feedly等十余种网上订阅源。

软件名称:Reeder

软件价格:68 元 小版本免费(数年更)

学生优惠:无

2. 文献阅读

那么在 macOS 上如何查看文献和毕业论文呢?笔者的建议是,比起购买 PDF 编辑软件,不如直接购买 MarginNote。所以以下推荐的软件除 MarginNote 外均为免费软件。(此处没有提到的 PDF Expert 也受到过众多同学推荐)。

a) 自带的预览功能

macOS 的预览功能十分强大,无论是空格快速预览还是自带的预览 App 都可以满足最为基本的 PDF 查阅需求。

b) Acrobat Reader DC

Adobe 自家的 PDF 阅读器,提供了和 Windows 版本 Acrobat Reader DC 同样的体验。缺点是不能编辑文档。

c) CAJ 云阅读

如果需要读天朝的硕博论文,那么知网的官方应用 CAJ 云阅读是不错的选择(也几乎是唯一的选择)。

d) MarginNote

几乎是市面上最为优秀的学习用文档阅读软件。除了支持常规的 PDF 阅读、编辑功能外,当开启学习模式后,还支持在一个文档中打开多个 PDF、EPUB 甚至 mp3、m4a、mp4、mov等多媒体文件,并将以上所有内容上的标注转换为一张可编辑的思维导图!即使是扫描的 PDF 也不要紧,可以框选图片,甚至可以 OCR 识别文字。不会的英文单词也不要紧,「研究」功能可以在软件内部直接开启搜索(连在线词典功能都加进来了)。如果对深度阅读有需求,那么一定要试试MarginNote。

(图片出处:https://sspai.com/post/47317 该文章也对 MarginNote 做了详细介绍)

软件类型:付费软件

软件价格:App Store 298 元 少数派或tb价格更低,两台设备;在 SetApp中包含

学生优惠:官网申请后优惠 40 %

3. 文献管理

十篇文献需要一个文件夹,一百篇文献需要五个文件夹,五千篇文献就需要一个文献管理软件了(并不是想说二百五十个文件夹,哈哈)。除了使用文献管理软件整理文献外,输出引用也是一大用途。以下工具均支持试用,毕竟目标是管理想想就头痛的海量文献,选择自己最顺手的就好了。因为 Papers 转为云端应用(更像是 ReadCube 加了 Papers 的名字)且功能和以下软件相比差距过大,就不在此推荐了(怀念 Papers 3)。

a) EndNote

鼎鼎大名的文献管理软件,软件体验和 Windows 下几乎相同,如果以前就在用它,没说的直接上手就好了。

但是。macOS 10.15 后依苹果系统要求 EndNote 进行了更新,旧的数据库都需要转换才能使用(如果数据库特别大,转换很可能会多次失败)。而且 macOS 版本的 EndNote 获取全文时十分卡顿,很影响体验。但这并不影响日常使用,而且它和 Word 的引用衔接依旧很好(和 Windows 下基本一致)。此外,EndNote 具有近乎无限的云储存空间,可以对数据库进行云备份或和 iPad 版 EndNote 同步。

软件类型:付费软件

软件价格:1200 元 小版本免费(年更),最多三台设备

学生优惠:官网申请后 900 元

b) Zotero

在写这篇文章之前,笔者只用过 Papers 3 和 EndNote。所以关于 Zotero 和 Mendeley的功能介绍可能缺乏经验(云作者)。除了具有 EndNote 具有的功能外,Zotero 支持浏览器插件剪藏,支持多人协作,但是不内置 PDF 阅读功能。具体的介绍可以参考以下文章,写的十分详细:

https://sspai.com/post/57943

软件类型:免费软件,云空间可以购买升级,但是也可以使用 WebDAV 服务

c) Mendeley

被 Elsevier 收购的老牌文献管理软件。如果想给投稿 Elsevier 的文章寻找引用参考文件,虽然可以在其他两个软件里自行编辑,但是官方只提供了 Mendeley 版本。除了类似于 EndNote 的功能外,内含 2 GB 的云文档存储空间,浏览器插件能够自动保存文献,也可以对本地文件夹进行监听。上面链接的文章也对 Mendeley 进行了介绍。

软件类型:免费软件

4. 数据分析处理、计算软件

同一专业不同方向的人聊工作内容都可能是「鸡同鸭讲」,更不要说不同专业的人了……还好数据处理、分析软件还是有一定共同选择的。

a) MATLAB

无需多言,MATLAB 可以在 macOS上运行。记得看看自己的学校是否已经购买了 MATLAB,这样就不用自掏腰包了。

软件类型:付费软件

学生优惠:本体套件 $ 55.00 模块每个 $ 6.00,最多 $ 361.00 (和 EndNote 的价格一比,好像也显得不那么贵了)

b) Mathematica

应用广泛的科学计算软件。

软件类型:付费软件

学生优惠:$ 181.00 单版本 / $ 81.00 按年订阅

c) SPSS Statistics

IBM 的经典统计软件,通信、金融、医学等领域有应用需求。

软件类型:付费软件(订阅制)

学生优惠:$ 39.95 / 99.99 / 259.99 /年(和包含功能有关,OnTheHub 价格)

d) R,Python

广泛应用在数据科学的 R 语言和目前势头正劲的 Python 语言,对于实验科学来说……距离比较远了orz。它们的软件生态很强大,结合各种工具包可以完成的不只是计算和绘图。

软件类型:免费软件

e) EViews

计量经济学软件包,用于处理时间序列的数据处理软件。

软件类型:付费软件

学生优惠:$ 49.95 (OnTheHub)

5. 绘图软件

笔者把一些轻处理重绘图的软件也放在这边,比如 OriginPro,Prism 等。此外在以下网站下有一个 macOS 下绘图软件清单:

https://hannahsmac.magnet.fsu.edu/Mac%20OS%20X/OSXGraphingSoftware.html

a) GraphPad Prism

医学、生物类专业常用的专业绘图、分析软件。高颜值。建议没有使用过的同学尝试一下。软件内置了许多教程,按照提示一步一步来就可以掌握基础内容。

软件类型:付费软件(订阅制)

学生优惠:$ 108 /年

b) OriginPro

理工科常用数据分析、绘图软件并没有 macOS 版本,但是 OriginLab 提供了一个可以在 macOS 下查看文档和复制数据的 OriginViewer,可以在官网获取。想要寻找替代软件时,可以尝试 SciDAVis 或 QtiPlot,也可以去试试 Prism。当然,对于不爱折腾的同学也许装个虚拟机会更适合。

c) AutoCAD for Mac

功能强大的二维绘图软件。AutoDesk 的几大软件(如 AutoCAD,Fusion,3DS MAX,MAYA 等)均可以在申请了学生资格后免费使用,但是只有 AutoCAD、Fusion 360、MAYA、BIM 360 四款软件(和附带软件)有 macOS 版本。当然,使用这类绘图软件的一大问题是插件和周边软件,这是 macOS 难以解决的问题。

软件类型:付费软件(订阅制)

学生优惠:免费获取(三年认证)

d) Cinema 4D

Maxon 出品的三维建模、动画软件,近年来越来越受到大家的喜爱。当然,在科研方面的主要应用可能只有画封面图了……在网络上有许多绘图教程,可以留意一下(比如哔哩哔哩上的独孤嘌呤)。需要注意的是,Cinema 4D 的常用 GPU 渲染器均基于 NVIDIA 的 CUDA 开发,所以使用 macOS 版本的 Cinema 4D 会出现无 GPU 渲染器可用的情况(毕竟是 AMD 的显卡)。生态是大问题。

软件类型:付费软件(订阅制)

学生优惠:免费获取(半年认证)

e) MarvinSketch

ChemAxon 公司的化学结构式绘制软件,可以使用它作为 ChemDraw 的替代品,毕竟 ChemDraw 的学生版价格足够买一个 MacBook 了…… 而且 Marvin 看起来比 ChemDraw 的功能更加全面。

如果只是绘图,那么不需要 license 也可以使用;如果需要进行更多的操作(比如 NMR 预测),那么就需要申请一个 license 了。学生认证持续两年,不需要花钱。

软件类型:付费软件(订阅制)

学生优惠:免费获取(两年认证)

6. 其他部分专用软件

希望没有提到的 macOS 软件各位同学能够继续补充(但是价格太贵的可能不会补充上来了)。

a) Olex 2

全平台的开源晶体解析软件,同时可以使用 macOS 版本的 SHELX 模块,都是免费的。此外,Platon 和 Mercury 也是可以在 macOS 上使用的(XQuartz 依赖),也就是说晶体学软件基本都可以(除了 Crystal Impact 的 Diamond,可以尝试使用 Crystal Maker 替代部分功能)。

软件类型:免费软件

b) Findings

用于记录电子版实验记录。笔者尝试过使用 Findings,因为可定制化能力一般,所以最后放弃了。个人感觉不如尝试一下 Notion,应该会有更好的体验(不只能写实验记录)。但是,电子版实验记录并不能方便地记录所有实验信息(除非抱着 iPad 做实验,做完实验还要对 iPad 消毒),纸质记录还是无法被替代的。类似的还有 Manuscript 软件,用于写手稿。(截图来自官网)

软件类型:付费软件,有免费版

软件价格:€ 39.00,在 SetApp 中包含

学生优惠:€ 23.40(40 % 优惠)

三 好用的网页端应用和部分常用网站

网页端应用的好处在于不限定平台,甚至在 iPad 上也可以用。只是有些专用网站需要学校图书馆购买的权限。

1. 在线思维导图

也许在线版本的思维导图已经足够你使用了。无论是 MindMaster,还是幕布,都可以在网页端进行绘制。

2. 在线协作平台

比如 Trello,Teamambition 等平台都可以尝试。但是科研工作协作功能的应用没有信息类相关行业广泛,小组内部整合资源还是不错的,小组负责人倒是可以考虑一下。

3. 各类科研搜索引擎和数据库

把它们放在此处有些牵强,但是专用搜索引擎和数据库,如 SCI 相关的 Web of Science,物理相关的 arXiv,生化相关的SciFinder,SciVal,医学相关的 Medline,工程相关的Engineering Village 等等(可能有遗漏)可能是平时打开最多的网站。谷歌学术和知网也是好去处,还有一些依托于以上内容的搜索聚合站点,如 iData,科塔学术导航等等不再列举了。

4. 各类资讯站和公众号(略)

四 这些正版软件去哪里获取

其实正版软件并不都是贵到买不起……(虽然也有1000欧元起步的专业软件)以下列举了一些学生可用的正版软件购买渠道。

1. 软件官网

有些软件提供免费学生版(如 Cinema 4D,Autodesk 系列软件),有的提供折扣版本(Adobe Creative Cloud,GraphPad Prism),还有的如 OriginPro 可以获取免费受限版,也可以获取低价受限版,这些在各自的官网都可以搜索到。当然,苹果的硬件也是有教育优惠的,每年九月开学季还会附送(可以出了回血的)Beats耳机。

搜索时建议使用英文关键词,用必应或者谷歌,否则可能找不到谁是官网……

2. OnTheHub

一个国外的教育折扣软件平台,软件包括 EndNote,Adobe Creative Cloud,SPSS,EViews,Minitab 等。看起来对于SPSS的折扣是最多的(零点一折四舍五入不要钱),其他的一般在五到八折左右。

3. SetApp

这个套件里包含许多 macOS 上的优秀软件,比如 CleanMyMac,Ulysses,MindNode,Downie,Mosaic,Gemini,Folx,XMind 8 等等。特别地,MarginNote 和 Findings 在 SetApp 中都能找到。在OnTheHub可以七折购买单个电脑授权(标准授权是两台电脑,有点坑),如果能找到人组队多人购买会更便宜。

4. 数码荔枝

Windows / macOS 正版软件电商,偶尔会有促销,并没有学生优惠。

五 最终兵器——Parallel Desktop 或 BootCamp

当所用的软件没有 macOS 版本,或是 macOS 版本价格已经够买一个 MacBook Pro 或 Mac Pro 时(比如 Gaussian,COMSOL,VASP,STATA,Material Studio 等,以上部分软件有 macOS 版本,但本文都没有提及),也许你需要一个 Windows 双系统或虚拟机。使用macOS 自带的 BootCamp 功能安装 Windows 10,和直接使用一台 Windows PC 完全没有差别,除了电脑有一个不太灵光的 Touch Bar,和可能的驱动问题导致的偶尔爆音或蓝屏。

如果习惯了 macOS 下的清爽高效却偶尔需要用 Windows 软件,Parallel Desktop 也许更适合你。普通模式下可以像切换桌面一样切换 macOS 和 Windows环境,融合模式下 Windows 软件看起来就像是启动在 macOS 的原生应用一样。缺点是对内存有一定要求,选择 16 GB 以上可以保证基础的使用,而且电脑的文件图标会变得凌乱(右键打开方式也是)。

综上,希望这是一份「良心」的 macOS 科研应用指南。不只有应用推荐,还有可能遇到的问题,毕竟软件生态确实是阻碍使用 Mac 的一大理由。Mac 不适合所有人,但是不一定不适合读完这篇文章的你。受限于篇幅和个人认知,文章有许多疏漏之处,欢迎提出建议和批评。

参考文章:

1. https://sspai.com/post/47317

2. https://sspai.com/post/57943

3. https://post.smzdm.com/p/644906/

4. https://hannahsmac.magnet.fsu.edu/Mac%20OS%20X/OSXGraphingSoftware.html

5. 还有一些少于200字的知乎上的文章参考(仅仅列举了软件名称),在此表示感谢。