清華博士牛人談如何搞科研 --轉載

首先就要從當初咱們爲什麼要讀博士、搞科研說起,現在看看無非下面兩點原因:
1、想搞個博士學位、自己學到有用的東西,爲今後出去混打下好的基礎、準備一個好名頭;
2、對科研感興趣,夢想進入科學的殿堂,像前輩高人那樣發現世界、解釋世界、發展世界。
當然了,還有別的一些考慮,例如家人的看法、現在找工作或工作的不如意等等,但總的來說,是離不開上面兩點——當然,有的人只是因爲其中某一點,有的人是兩點交織在一起。至於俺,那主要還是第一點,第二點原因也有、但不像第一點那樣佔主要地位——因爲俺這人比較現實,知道自己有幾斤幾兩,也知道夢想是不能當飯吃的。
既然分清了原因,那就很容易看出讀博士的目的是什麼——也就三點,一是搞到一個博士學位,二是學到有用的東西,三是做出一些研究成果。當然了,這三點也是相輔相成、交織在一起的。爲了實現這三點,怎麼辦?老套路——先是在老闆的指點下選擇一個科研領域的大門,在這大門的高門檻前碼上幾塊磚(最好碼牢實一點),踩在磚上跨進去,然後在門內的路上發現問題、解決問題、總結問題的本質,這套路俺是相信大夥都知道的,俺就不詳說了,只是仔細說說俺在具體細節上怎麼做的或者俺的一些看法。
入學後,老闆肯定會給你定一個研究方向(或大或小、或粗或細),那你就把相關的課程選好、相關的文獻找好,前者好辦,後者對初學者來說確實有點困難,那麼怎麼對付文獻這一關呢?俺當初也是費了半天勁,現在想想,覺得應該這麼辦——
首先,如果你實驗室裏有師兄、師姐幹過相關領域的研究,那就向他們要他們寫過的文獻綜述、報告、ppt文件等等,先看這些中文的資料墊墊底,也可以去找相關中文書籍來墊墊底——但對於比較前沿的研究就不一定有了,當然了,這就有個首要前提——要先摸透實驗室的人員情況及他們的科研方向和進展,具體做法就是多問他們——不要怕生、怕不好意思,俺當初剛進實驗室時也是怯生生的、半天不敢放半個屁,不過,俺們實驗室有個特點,就是大型設備多,每個新手都得經過長期培訓才能使用,培訓過程中自然會碰到很多問題,但又不能時時跑去問老師,俺沒轍、只好厚着臉皮拉到一個師兄/師姐就問,這樣就熟了起來——以及多聽seminar。當然了,大夥一定要注意保密原則,別把師兄/師姐們的一些未發表的原創性東西給漏了出去。如果實驗室裏沒有前輩搞過相關研究,怎麼辦?那就向定方向的老闆要幾份文獻或關鍵詞——老闆既然給你定了這個方向,那他肯定是事先曾從某個地方瞭解的,然後根據這些線索先到中國期刊網上去查——國內經常發些對國外新進展的綜述性文章,雖說國際上一般是由期刊向大牛約綜述性文章的稿,而國內不大規範、常常由一些學生爲了畢業而湊出來,但實在也是很有用的。這些也沒轍的話,可以試着向別的系、別的實驗室的師兄/師姐們求教,或者通過網絡向一些牛人們請教。當然了,這些方法可以同時進行的。墊了中文的底,那咱們就要上web of science查SCI收錄的英文文獻,畢竟,英文的國際期刊最全、最新,即使實在沒法墊中文的底,也得上。至於查英文文獻的方法,無非是以下三種——通過關鍵詞、通過有名的研究組、通過權威期刊,如何知道這些,請參見前面尋找中文資料的辦法。查英文文獻,標題和摘要是一定要看的,即使再多也要都看,看到感興趣的纔去看全文。
在通過課程、文獻來碼磚準備跨門檻的同時,還得碼實驗技術的磚——咱們剛進實驗室最好立即開始接受某些設備儀器的培訓、幫師兄/師姐們打打下手,學會必要的實驗手段(對於搞計算的,就要熟悉程序等等),同時,通過這些明白自己實驗室和相關合作實驗室所能達到、能被自己使用的實驗手段。碼完磚後,咱們就能跨進大門了,但進大門後咱們該幹什麼呢?這就要看看咱們在碼磚時的收穫了——比如,看文獻多看了幾篇後就能大概知道現在大夥在幹什麼、幹得怎麼樣、哪些還沒幹好、哪些還沒幹,這些沒幹好、還沒幹的地方就是咱們能幹和應該乾的,但還要結合周圍自己所能利用的實驗條件,看哪些是自己條件能做的或者是雖然不具備條件但在短期內能解決的,這樣,自己要做什麼就呼之欲出了,當然,這個過程要經常跟別人——老闆、前輩、同學、工程師等等討論,不能光自己拍腦袋想。
接下來就是你根據自己想做什麼定一個初步的研究路線或理論模型,根據這些你設計實驗、做實驗前的準備,這前面的上述階段既要做好、也要做快、決不能耗時間過多,更不能長期陷入文獻的汪洋大海和清談討論之中,一定要找到突破點來動手做——哪怕是特別小的突破點,因爲只要你一開始動手做了,就會有各種問題和收穫撲面而來,這樣就有機會發現更多的可做之物,但要記住,是突破點,不是重複別人的實驗,重複別人的實驗有時也是很重要的,但那是拿別人的東西來做自己的與衆不同的東西。設計實驗時,咱們不能想着一蹴而就,要把實驗分階段設計,一個階段、一個階段地出成果,每個階段的成果都能成文,這就慢慢積累了文章,也不能想着這實驗就一定能成功——當然,咱們得抱着一定要使它成功的勁頭去做,要多設計幾個——其中的幾個要和主實驗同時開始,另外幾個做備案,這是爲了東邊不亮、西邊亮。設計實驗時,也要查很多資料,例如原材料的一些性能參數、實驗參數的設置等等,但有時你就是費了老鼻子勁,有的資料也就是查不着,那就不能在這準備工作上耗時間太多,這是因爲,只有動手做了,纔會有更多的科研體驗和發現,而且,科研上沒有第二、只有第一,你自己獨立想出來的新東西說不定有人也在做,萬一他先報道了,你就是白做了。因此,只要主要資料查到了,一些次要資料實在在短期內查不出來,那就趕快去做。
做實驗的過程也要快,還是因爲上一段所說的原因,而且大家想想,這實驗可是自己設計的、作出來的東西可是屬於自己的,自己設計的東西在自己的手裏從原材料逐漸變成最後有價值、有美感的東西是多麼爽啊!打個比方——哪個父母不盼着自己的孩子早日出生?俺雖然沒有老婆、沒有孩子,但每次想到這些,就坐不住了,只有早日作出來(當然不是老婆和孩子了,指的是實驗)、心裏才踏實,因此,俺經常在實驗進行階段連續作戰。其實,大家也可以想想,以後咱們寫文章、評獎學金、甚至以後到科研院所找工作也是靠它們的,能不盡心做嗎?
做實驗的過程既要快,也要恰當的停一停,什麼時候停呢?無外乎實驗總是成功不了和有了重大結果的時候。一個實驗重複了四五次,總是達不到預期結果,怎麼辦?其實,"達不到預期結果"有兩種情況,一是沒有任何有意義的結果出現、實驗做完後樣品就是一團糟,一是有了結果出現、但跟預期不一樣——這一種實際是你很可能中了大獎、遇到了新東西,碰到這兩種情況,都要去跟老闆、前輩、同學、其他老師討論,看如何解決——一般說來,就是回頭檢查實驗各步、根據檢查和討論分析結果重新設計實驗,或者通過新的角度解釋跟預期不同的實驗結果。解決好了,自然休提、接着做就是——特別是中大獎的那種,解決不好,怎麼辦?解決不好其實也有兩種情況,一是怎麼做都沒轍、就是不行、也沒辦法摸出頭腦;二是估計自己換個花樣做可能解決,但或者是因爲實驗條件在短期內達不到,或者是因爲科研動態或自己的考慮對實驗設計有了新的變動,從而覺得即使解決了也沒多大意義。碰到這種情況,俺的個人建議是,乾脆放棄,趕緊轉做別的,或者不完全放棄、利用原有實驗基礎改作別的。其實,真正做科學研究,是要碰到問題就要把它完全弄清楚,但咱們畢竟有個人精力的限制,更重要的是有畢業的壓力、不能老被一個問題絆住,否則的話,即使你費九牛二虎之力最後解決了,說不定黃花菜都涼了。就像一個老師曾經說過,搞科研是要坐冷板凳,但是坐冷板凳首先你要坐得起,否則,冷板凳還沒坐出結果,你倒先凍死了,那就不對了。咱們還是把這些沒解決的問題放到以後解決吧。當然了,咱們也不能一碰到障礙就扭頭不幹了、轉到別的,總得經過一定的努力,權衡利弊後再考慮是否放棄。
有一定的結果後也要停一停實驗,對這些結果進行分析,其實這是最重要的階段。如果用預先設計實驗的理論、模型能很好解釋結果,那沒什麼說的,接着做下一階段的研究,把這個理論、模型完善。如果不行的話,就試試改換角度或模型——這跟上面說的碰到跟預期不一樣的結果情形差不多。這個階段值得注意的是,一定要小心謹慎,一方面,對實驗數據的分析討論要多跟他人交流交流、不要侷限於自己的知識結構——俺當初分析一個自己不大懂的拉曼光譜時就出了錯誤,周圍的老師也不大懂、沒發現,後來還是化學系的老師指出了,一方面,對於多麼小、不起眼的結果也要進行分析——俺有一次做了一個預備性的實驗,只是打算把它的結果用於後來的階段、爲其服務,做完之後,就想攢篇小文章了事,趕緊做後面的重要實驗,但老闆不幹,一定讓俺把這個實驗的結果說出個爲什麼,這樣,俺就被逼出了一篇比較重要的論文,但俺最佩服的還是王中林大牛,你看人家能把ZnO的那些環、圈、波浪、彎折等蹊蹺八怪的結構解釋得這麼清楚,而且,這種結構往往在產品中只佔一小部分,常常被俺們忽略了。
實驗一階段一階段地做完了,理論模型被逐步完善、能跟實驗結果相解釋,這就算是一個實驗課題的成功,但要記住,咱們博士生的培養是要有系統性的,這些實驗應該是從基層到上層逐步來的,同類實驗要多做幾次、以驗證每一階段的理論,但不能只着重於換湯不換藥、在同一階段倒騰來倒騰去,一定要向高裏做。俺目前正在往高裏做,還沒到完善理論模型的地步,那就不多說了。
另,在做實驗、分析結果的同時,咱們也不要忘了調研文獻,一方面是爲了跟蹤國際動態,一方面是爲了吸取知識,說不定你百思不得其解的東西,別人新發表的論文涉及到了,可以用來指導自己。


好了,俺就談這些——實際上,俺覺得自個講的這些大夥都應該早已知道不少,而且俺目前主要在做實驗,對於博士培訓的系統化和講究理論深度,俺也在想辦法進行中、正在試圖摸出個頭腦、很有不足,建議大家注意. 

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