怎么做科研?
舒其望老师当时和我说,“博士阶段其实也还是打研究基础的阶段。现在的年轻人都太心急了,博士期间好好练真本事、学会怎么独立做研究才是最关键的。”在博士阶段,研究生和博士生在课题上很难有创新,一般只能在方法上有创新,所以对大多数人来说,很难期望博士期间就能发出大文章。所以我们在这里聊聊该怎么在博士期间打好科研基础。 目前主要的建议是:
1. 锻炼自己的创造力。 创造力的一个关键在于你的周围要有优秀的人。导师是至关重要的,你需要有好的导师在你身边带领你、指导你。与优秀的人一起工作——优秀的人总是能创造良好的环境——知识也在水平和垂直方向自由流动。因此要慎重选择导师。这个过程有助于培养你的独立精神,锻炼你的思维能力以及你对于什么重要、什么不重要的判断能力,等等。不只是选择导师,还要选择好的研究所,因为通常好的导师都在好的研究所。另一个秘诀是要使自已充分暴露在不同的环境当中。去接触不同的文化,换一种语言环境,学习不同学派的思维方式,学习完全不同的知识,将你已经学到的知识与你将在新环境中学到的知识结合起来。创造力指的是提问的能力,提出正确的问题的能力。要做到这一点,你必须身处合适环境,充分暴露在多元的科学氛围之中。同时,你还要有好的导师指导。并且,你要不断问自己:我从事的研究是否新颖?总体来说,我的研究是不是重要?
2. 个人的学习能力在科研中也是重要的。 根据我的观察,老师们普遍反映,招收学生的时候主要考虑两点:兴趣以及基本素质。兴趣很大程度上决定了“选题”是否合适;兴趣和基本素质一起决定了“个人的天赋及努力”。基本素质体现在科研里主要就是“做事利不利索”,效率高不高。不过需要指出,科研中需要的学习能力和本科在课程中取得好成绩的能力完全是两码事。科研中的学习能力关键是会不会用学过的知识,会不会思考问题,会不会对问题做分析、解决问题,这才是本质。老师只能起到点拨作用,不能代替你学习。要积极主动,保持好奇,不断提出问题,积极主动去思考,积极主动去找别人讨论。另外,科研还强调动手能力,学习不能只是“学”,有输入一定要有输出。读了文章要积极动手尝试和验证,自己做一些分析,然后再和导师讨论。关于如何从科研的视角来开展学习,使得学过的知识尽可能都能在科研中发挥作用,真正转化为实际的生产力,我将在网页中另外开辟一个专栏,称为“面向科研的学习方法总论”。我将在这个板块中详细讨论这部分内容。
3. 进组之后,要认真思考如何成为老师心尖上的人,这样才能获取最大的帮助。 不过要想成为这样的人,显然你就得有自己的独到之处了。
4. 做科研的时候遇到困难,很多难题,万万不能一举解决,需要多次迭代。这个时候,产生消极、沮丧的情绪是非常正常的,自己要学会克服;在面对未知的时候,很容易会产生恐惧和担忧,但作为研究生,必须勇敢。 要努力保持阳光积极的心态。遇到了挫折,被打击自信心,最好的恢复办法就是战胜它。另外,保持良好的身体素质也非常重要。
5. 一方面直觉非常重要,可是另一方面又要及时吸取新的观念修正自己的直觉。一个领域里可能真正经常采用的、有效的方法和思想其实并不多,并且很多东西就算在不同学科之间也是相通的。 博士期间,一定要积极和老师、师兄师姐们沟通并寻求帮助,积极和同行交流,学会提问,积极请教。和同学讨论是极好的真正学习的机会。
6. 从事应用领域需要学会合作。 等到了找教职的时候,除非牛到一定程度,否则其实大家的论文基本差不多,拼的基本上还是合作者的推荐。在博士期间也需要自己去寻找合作者,光靠导师其实是不够的。一个团队和一个人的工作效率还是存在本质的区别的。一般来说,氛围比较好的课题组团队内都会有合作。有些时候课题组内合作,互相结合长处可能会有难以想象的创造。而跨团队合作的挑战主要有三点:1.如何去认识相关的团队;2.一般合作是通过学生交互形成的,但这需要双方都主动抽出时间投入,否则也很难有很好的合作;3.国内的合作一般都通过学生,导师之间很少有很长期的合作,似乎是因为某些限制。
7. 对于科研人员来说,做presentation和writing的能力都非常重要,因为做学术大概1/3的时间都在和别人交流。 尤其是在国外,有很多的seminars和office hour可以互相交流,这是非常不错的和老师套近乎、获得指导的方式(所以提前练好英语能力也很重要)。对于做presentation的能力可以参加点workshop。
8. 做科研的时候,一定要对做的每一件事情非常清楚。 永远不要把所谓“不验自明”的定律视为是必然的。尤其是使用工具的时候,一定要知道工具的各种特性、具体含义。时间有限的情况下,确实也要学会使用相关的工具。但是一定不能浮于表面。一般来说,都是具体实现工具之后才会有深刻了解,否则认识和了解不深入,会留下定时炸弹。
9. 时刻记录想法,定期整理与总结。博士第一年就开始积累、写 research notes。这些 notes 里包括数学推导、仿真实验。科学有些时候是需要一种联系,需要你对于一些数据精准的、快速的反应,所以要通过动笔加深自己的印象。
10. 解决具体的问题,往往需要从已知的地方开始做,从终点和起点两头一起去思考。另外,把问题扩大化会引导出好的新发展方向,思考具体的实例有助于概念的理解。科研中大部分做的往往都是准备工作,而量变引起质变,大量准备工作之后,突破口往往就会产生。
11. 博士阶段由于缺乏积累,一般还是以解决问题为主。到了博士毕业的时候,博士生应当已经有一定的积累,比较好的博士生在毕业的时候已经能找一些问题来做,这就是发现好问题、提出好问题的能力。这个能力不是一蹴而就的,需要平时就开始训练、积累。