麻省理工學院(MIT)研究生學習指導—— 怎樣做研究生(下)

接上文:

八、導師

導師應該有兩種類型,教學導師和論文導師,由於一些客觀原因,我們科裏的導師身兼兩職,既是教學導師又是論文導師。

教學導師的作用是作爲系方代表,告訴你對你的正式要求是什麼,如果你的進度慢了敦促你,批准你的課程計劃等。如果一切順利的話,你每年只需要見教學導師兩次,在註冊日那天。從另一方面講,如果你遇到了困難,教學導師替你向系裏反映或者提供指導。論文導師是監督你研究的人,選擇論文導師是你讀研期間最重要的選擇,比選題都重要得多。有很多領域的技術方面或者研究過程中的非正式知識,只能從導師那裏學到,在任何教科書上都找不到。導師與研究生的關係是非常個性化的,你的個人特點必須與導師的配合得很好,這樣你們才能合作成功。不同的導師具有不同的風格。

下面是一些需要值得考慮的因素(對四醫大而言,基本上在錄取時就確定了導師,下面亦可作爲與導師交流及課題選擇時的參考):

你需要多大程度的指導?有些導師會給你一個定義良好的適合做論文的問題,對解決方法進行解釋,並告訴你如何開展工作。如果你陷在某個地方了,他們會告訴你如何開展下去。有些導師則屬於甩手型,他們可能對你的選題毫無幫助,但是一旦你選好題目,他們對於引導你的思路具有非常大的作用。你需要考慮清楚自己適合獨立工作還是需要指導。

你需要多大程度的聯繫?有的導師要求每週與你見面,聽取你工作進展的彙報。他們會告訴你應該讀的論文,並給你實際的練習和項目做。而有些導師每學期與你的談話不會超過兩次。

你能承受的壓力有多大?有些導師施加的壓力是很大的。

聽取導師意見的認真程度如何?大多數導師會相當正式地建議你的論文題目。有些導師是值得信賴的,他們給出的建議,如果按照執行,幾乎肯定會做出一篇可接受的論文,如果不是令人興奮的論文的話。有些導師則一下子拋出很多思路,大部分是不切實際的,但是有一些,或許會導致重大突破。如果選了這樣的一位導師,你首先得把自己當作一個過濾器。

導師提供了什麼類型的研究組?有些教授會創造環境,把所有的學生聚集在一起,即使他們做的不是同一個項目。很多教授每週或者每兩週與自己的學生們會面。這對你有用麼?你能與教授的學生和睦相處麼?有些學生髮現他們更能與其他教研組的學生建立良好的工作關係。

你想參與大的項目麼?有些教授將大系統分解,每個學生負責一部分。這給了你與一組人討論問題的機會。有些論文項目包含了多個研究領域,需要你與兩個以上的教授建立密切的工作關係。雖然你正式的論文導師只有一位,但是有時候這並不反映實際情況。

導師願意指導其研究領域之外的論文題目麼?你是否能與導師一起工作,比你做什麼本身更重要。推理方面的教員指導過視覺方面的論文。但是有些教員只願意指導自己研究興趣領域內的論文,這對於那些欲獲得終身職位的年輕教員來說尤其如此。

導師願意並且能夠在會議上推薦你的工作嗎?這是導師工作的一部分,對你將來工作意義重大。上述這些因素,不同學校的情況很不相同。

研究生研一結束或研二學年開始階段,必須找導師對你的論文進行指導,下面是一些訣竅。查閱實驗室的研究總結,其中有一頁左右的篇幅描述了每個教師以及很多研究生目前在做什麼。如果你對某些教師的研究工作感興趣,查閱其最近的論文。在第一學期,與儘可能多的教師交談,去感受他們喜歡做什麼,他們的研究和指導風格是什麼。與預期導師的研究生交談,要保證與導師的多個學生交流,因爲每位導師在與不同的學生交流時有不同的工作方式和交流效果,不能被一個學生的看法所左右。很多教師所在研究組的會議對新同學都是公開的,這是非常好的瞭解導師工作方式的途徑。不要由於交流不好,浪費時間在自己並不想做的項目上。不要完全依賴你的導師,要建立自己的網絡,找一些能定期評審你的工作的人是很重要的,因爲研究時很容易走火入魔。網絡中的人可以包括自己實驗室或者外單位的研究生和老師。實驗室中有些同學只是名義上由導師指導,這對於那些獨立性很強的人來說很好。除非你確保自己沒有導師也行,且有牢靠的支持網絡,否則就不要這麼幹。

九、論文

做論文將佔據研究生生活的大部分時間,主要是去做研究,包括選題,這比實際的寫作耗時更多。碩士論文的目的是爲做博士論文練兵。博士水平的研究如果沒有準備好的話,是很難進行的。碩士論文最本質的要求是展示自己的掌握程度:你已經完全理解了本領域最新進展,並具備相應的操作水平。並不需要你對本領域的最新知識有所拓展,也不要求發表你的論文。但我們實驗室的論文總是比較大氣的,因此很多碩士論文實際上都對本領域的發展做出了顯著的貢獻,大約有一半都出版了,這並不一定是好事情,很多人精力都集中於碩士的工作,所以我們也有這樣的名聲:碩士論文的質量往往比博士論文高。這有悖於碩士工作本來是爲博士研究做準備的原有目的。

論文的另外一個因素是所做研究要對領域有所貢獻,至少需要兩年,這使得研究生學習時間之長令人難以忍受。現在或許你感受不到匆忙,但當你已經在實驗室呆了七年後,你肯定迫不及待地想逃出去。碩士從入學到畢業平均時間是兩年半,如果某個碩士生的題目過於龐大,可將之分解,一部分來做碩士論文,另一部分給博士生作博士論文。想要了解碩士論文研究是什麼樣的,讀幾本最新的碩士論文。記住比較好的論文是那些出版的或者成爲技術報告的,因爲這標誌着該論文被認爲是擴展了領域的最新知識——換句話說,他們的論文遠遠超出了碩士論文的水平。還要讀一些通過的但是沒有出版的論文。博士論文必須對最新知識有所拓展,博士論文的研究必須具備可出版的質量。

選題是論文工作中最重要最困難的部分:好的論文題目不僅能夠表達個人觀點,而且可與同行交流。選擇題目必須是自己願意傾注熱情的,其遠景是你願意作爲一個科學家的理由,是你最爲關注的目標。或許你想造一臺可與之交談的計算機,或許你想把人類從計算機的愚蠢使用中拯救出來,或許你想展示萬物都是統一的,或許你想在太空發現新生命。遠景觀點總是比較大的,你的論文並不能實現你的遠景,但是可以朝着那個方向努力。

做論文時,最困難的就是如何將問題縮減至可解決的水平,同時規模又足以做一篇論文。題目太大太虛了,你會發現需要不斷的縮小題目的範圍。選題是一個漸進的過程,會持續到你宣佈論文已經完成那一刻爲止。實際上,解決問題通常比精確地描述問題要容易得多。如果你的目標是一個五十年的工程,那麼合理的十年工程是什麼,一年的呢?如果目標的結構龐大,那麼最核心的部件是什麼?如何最大程度的瞭解核心部件?一個重要的因素是你可以忍受多大程度的風險。在最終的成功和風險之間需要權衡。

好的論文選題要有一箇中心部分,你確信肯定可以完成,並且你和你的導師都同意這已經滿足畢業要求了。除此之外,論文中還有多種擴展,有失敗的可能,但如果成功了,會增加論文的精彩程度。雖然不是每一個論文選題都符合這個模式,但值得一試。有些人覺得同時在多個項目中工作可以在選題的時候選擇可以完成的那個,這確實降低了風險。另外一些人則願意在做任何工作之前,選一個單獨的題目。

可能你只對某個領域感興趣,這樣你的選題範圍就狹窄得多。有時候,你會發現系裏的老師沒有一個人能夠指導你選擇的領域,可能還會發現好像那個領域沒什麼很自然的選題,反而對別的領域有好想法。碩士選題比博士選題更難,因爲碩士論文必須在你所知不多沒有足夠自信時就完成。博士選題需要考慮的一個因素是是否繼續碩士階段所研究的領域,可能拓展或者作爲基礎,或者乾脆轉到另外一個領域。待在同一個領域事情就簡單了,可能只需要一到兩年就畢業了,特別是如果在碩士階段的工作中已經發現了適合做博士論文的題目。不足之處在於容易定型,改換領域則能增加知識的寬度。

有的論文題目很新奇,有的則很普通。前者開創了新領域,探索了以前未曾研究過的現象,或者爲很難描述的問題提供了有效的解決方法;後者則完美地解決了定義良好的問題。兩種論文都是有價值的,選擇哪一種論文,取決於個人風格。

無論選什麼樣的題目,必須是前人未曾做過的。即使是同時有人做的工作,也不好。有很多東西可作,根本無需競爭。還有一種常見的情況,讀了別人的論文後感覺很驚慌,好像它已經把你的問題解決了。這通常發生在確定論文題目過程中。實際上往往只是表面類似,因此將論文送給某個瞭解你的工作的高人看看,看他怎麼說。另外,每個論文的“將來的工作”部分,是很好的論文題目來源。

選好題後,你必須能夠回答下列問題:論文的論點是什麼?你想說明什麼?你必須分別有一句、一段、五分鐘的答案。如果你不知道自己在幹什麼,別人也不會嚴肅對待你的選題,更糟糕的是,你會陷在選題——再選題的圈子裏而不能自拔。開始作論文研究後,一定要能夠用簡單的語言解釋每一部分的理論和實現是如何爲目標服務的。記住,一旦選好了題目,你必須與導師就論文完成的標準達成清晰的一致。如果你和他對論文具有不同的期望,最後你肯定死得很慘。必須定義好“完成”的測試標準,像一系列的能夠證明你的理論和程序的例子,這是必須做的,即是你的導師並不這麼要求。如果環境發生了根本的變化,測試也要隨之改變。用實例檢驗是最簡單的測試方式。做論文的過程中,有很多浪費時間的方式,要避免下列活動(除非確實跟論文相關):語言表達的設計;用戶接口或者圖形接口上過分講究;發明新的形式化方法;過分優化代碼;創建工具;官僚作風。任何與你的論文不是很相關的工作要儘量減少。一種衆所周知的“論文逃避”現象,就是你突然發現改正某個操作系統的BUG是非常吸引人也很重要的工作,此時你總是自覺不自覺的偏離了論文的工作。要記住自己應該做些什麼(本文對於部分作者來說就屬於論文逃避現象)。

十、研究方法論

研究方法學定義了什麼是科研活動,如何開展研究,如何衡量研究的進展,以及什麼叫做成功。不同的方法論定義了不同的研究學派。方法是工具,使用即可,不要讓他們來使用你,不要把自己陷於口號之中:“在問爲什麼之前,先搞清楚計算的是什麼”。 實際上,要在自己研究領域取得成功,你必須擅長各種技術方法,還必須具備懷疑的態度。例如,你必須能夠證明定理,同時你還必須思考該定理是否說明了什麼。

很多優秀的篇章都是巧妙地在幾種方法論中取得平衡。例如,你必須選擇一條在太多理論(可能與任何實際問題都無關)和繁瑣的實現(把實際的解決方法表達得語無倫次)之間的最佳路線。你經常會面臨區分“乾淨”和“骯髒”的研究決策。你應該花時間將問題在某種程度上形式化嗎?還是保持問題的原始狀態,此時雖然結構不良但更接近實際?採用前一種方法(如果可行的話)會得到清晰確定的結果,但這一過程往往是繁瑣的,或者至少不會直接解決問題。後者則有陷入各種處理的漩渦之中的危險。任何工作,任何人,必須做出明智的平衡。有些工作像科學:你觀察人們是怎樣學習算術的,大腦是如何工作的,袋鼠是如何跳的,然後搞清楚原理,形成可檢驗的理論。有些工作像工程:努力創建一個更好的問題解決方法或者算法。有些工作像數學:跟形式化打交道,要理解屬性,給出證明。有些工作是實例驅動的,目標是解釋特定的現象。最好的工作是以上幾種的結合。方法具有社會性,看看別人是如何攻克類似難題的,向別人請教他們是如何處理某種特殊情況的(內容有些難於理解,可儘量體會)。

十一、情感因素

研究是艱苦的工作,很容易對之失去興趣。一個令人尷尬的事實是在本實驗室讀博的學生只有很少比例最後獲得學位。有些人離開是因爲可以在產業界賺到更多的錢,或者由於個人的原因;最主要的原因則是由於論文。本節的目標是解釋這種情況發生的原因,並給出一些有益的建議。

所有的研究都包含風險。如果你的項目不可能失敗,那是開發,不是研究。面對項目失敗時是多麼艱難啊,很容易將你負責的項目失敗解釋爲你自己的失敗,雖然,這實際上也證明了你有勇氣向困難挑戰。在人工智能領域很少有人總是一直成功,一年年地出論文。實際上,失敗是經常的。你會發現他們經常是同時做幾個項目,只有一些是成功的。最終成功的項目也許反覆失敗過多次,經歷過很多由於方法錯誤的失敗之後,才取得最終的成功。在你以後的工作生涯中,會經歷很多失敗。但是每一個失敗的項目都代表了你的工作,很多思想,思考方式,甚至編寫的代碼,在若干年後你發現可用於另外一個完全不同的項目。這種效果只有在你積累了相當程度的失敗之後纔會顯現出來。因此要有最初的失敗後纔會成功的信念。研究所花費的實際時間往往比計劃的要多得多,一個小技巧是給每個子任務分配三倍於預期的時間(有些人加了一句:“……,即使考慮了這條原則”)。

成功的關鍵在於使得研究成爲你日常生活的一部分。很多突破和靈感都發生在你散步時。如果無時無刻地都潛意識的思考研究,就會發現思如泉涌。成功的研究者,堅持的作用一般大於天資。“嘗試”也是很重要的,就是區分淺薄和重要思路的能力。你會發現自己成功的比例是很隨機的。有時候,一個星期就做完了以前需要三個月才能完成的工作,這是令人欣喜的,使得你更願意在本領域工作下去。其他一些時候,你完全陷在那裏,感覺什麼也做不了,這種情況很難處理。你會覺得自己永遠不會做出任何有價值的東西了,或者覺得自己不再具備研究者的素質了。這些感覺幾乎肯定是錯誤的,你需要的是暫停一下,對糟糕的結果保持高度的容忍。

通過定期設置中短期的目標,例如每週的或者每月的,你有很多工作要做。增加達到這些目標的可能性有兩種方法,你可以把目標記在筆記本中,並告訴另外一個人。你可以與某個朋友商定交換每週的目標並看誰最終實現了自己的目標,或者告訴你的導師。有時你會完全陷在那裏,類似於寫作過程的思路阻塞,這有很多可能的原因,卻並無一定的解決方法。

如果範圍過於寬泛,可嘗試去解決流程中的子問題。

有時候對你研究能力的懷疑會消磨掉你所有的熱情而使得你一事無成。要牢記研究能力是學習而得的技能,而不是天生的。

如果發現自己陷入嚴重的困境,一個多星期都毫無進展,嘗試每天只工作一小時。幾天後,你可能就會發現一切又回到了正軌。

害怕失敗會使得研究工作更加困難。如果發現自己無法完成工作,問問自己是否是由於在逃避用實驗檢驗自己的思路。發現自己最近幾個月的工作完全是白費的這種可能,會阻止你進一步開展工作。沒有辦法避免這種情況,只要認識到失敗和浪費也是研究過程的一部分。

看看Alan Lakien的書《How to Get Control of Your Time and Your Life》,其中包含很多能使你進入充滿創造力的狀態的無價方法。

在數學中,如果你證明了某個定理,你就確實做了某些事情;如果該定理別人都證不出來,那麼你的工作是令人興奮的。但不同的實踐者、子領域和學校會強調不同的標準。這樣的一個後果就是你不可能令所有的人都滿意。另外一個後果就是你無法確定自己是否取得了進展,這會讓你覺得很不安全。對你工作的評價從“我所見過最偉大的”到“空虛,多餘,不明所以”不一而足,這都是很正常的,根據別人的反饋修訂自己的工作。有幾種方法有助於克服研究過程中的不安全感。被承認的感覺:包括畢業論文的接受,發表論文等。更重要的是,與儘可能多的人交流你的思路,並聽取反饋。首先,他們能貢獻有用的思路;其次,肯定有一些人會喜歡你的工作,這會使你感覺不錯。由於評價進展的標準是如此不確定,如果不與其他的研究者充分的交流,很容易盲目。特別當你感覺不太好時,應該就你的工作進行交流。此時,很容易看不到自己的貢獻,總是想:“如果我能做,肯定是微不足道的。我的所有思想都太明顯了”。實際上,當你回頭看時,這些雖然對你是很明顯的,對別人卻並不一定是明顯的。將你的工作解釋給很多門外漢聽,你會發現對你來說平淡無奇的東西原來那麼難!獲得反饋和支持是非常重要的。一項對諾貝爾獲獎者進行的關於懷疑自己問題(在你研究的過程中,你一直覺得自己是在做震驚世界的工作嗎?)的調查表明:獲獎者們一致回答他們經常懷疑自己工作的價值和正確性,都經歷過覺得自己的工作是無關的、太明顯了或者是錯誤的時期。任何科學過程中常見和重要的部分就是經常嚴格的評價,很多時候不能確定工作的價值也是科學過程不可避免的一部分。有些研究者發現與別人協作比單打獨鬥工作效果更好。

很多來到實驗室的學生都是以前所在學校最厲害的人。到了這裏後,會發現很多更聰明的人,這對於很多一年級學生的自尊形成了打擊。但周圍都是聰明人也有一個好處:在你把自己不怎麼樣的(但自己又沒有覺察到)想法發表之前就被其他人給打倒在地了。更現實的講,現實世界中可沒有這麼多聰明人,因此到外面找一份顧問的工作有利於保持心理平衡。首先,有人會爲你的才能付費,這說明你確實有些東西。其次,你發現他們確實太需要你的幫助了,工作帶來了滿足感。反之,實驗室的每一個學生都是從四百多個申請者挑選出來的,因此我們很多學生都很自大,很容易認爲只有我才能解決這個問題。這並沒什麼錯,而且有助於推進領域的發展。潛在的問題是你會發現所有的問題都比你想象的要複雜得多,研究花的時間比原先計劃的多得多,完全依靠自己還做不了。這些都使得我們中的很多人陷入了嚴重的自信危機。你必須面對一個事實:你所做的只能對某個子領域的一小部分有所貢獻,你的論文也不可能解決一個重大的問題。這需要激烈的自我重新評價,充滿了痛苦,有時候需要一年左右的時間才能完成。但這一切都是值得的,不自視過高有助於以一種遊戲的精神去作研究。人們能夠忍受研究的痛苦至少有兩個情感原因。一個是驅動:對問題的熱情。你做該研究是因爲離開它就沒法活了,很多偉大的工作都是這樣做出來的,雖然這樣也有油盡燈枯的可能。另外一個原因是好的研究是充滿樂趣的。在大部分時間裏,研究是令人痛苦的,但是如果問題恰好適合你,你可以玩一樣的解決它,享受整個過程。二者並非不可兼容,但需要有一個權衡。要想了解研究是怎麼樣的,遭到懷疑的時候應該如何安慰自己,讀一些當代人的自傳會有些作用。Gregory Bateson的 Advice to a Young Scientist,Freeman Dyson的Disturbing the Universe, Richard Feynmann的Surely You Are Joking, Feynmann和George Hardy的A Mathematician's Apology,以及Jim Watson的The Double Helix。

當你完成了一個項目——例如論文——一兩個月後,你可能會覺得這一切是那麼不值。這種後衝效果是由於長時間被壓抑在該問題上,而且覺得本可以做得更好。總是這樣的,別太認真。等再過了一兩年,回頭看看,你會覺得:嘿,真棒!多棒的工作!

全文完

系列文章 轉自 善科問答 http://www.mysanco.com/wenda/index.php?class=discuss&action=question_item&questionid=3057

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