作者 | 青暮、蔣寶尚
編輯 | 青暮
AI科技評論昨天推送了一篇文章《那些堅持做科研的年輕人,現在怎麼樣了?》,講述了國內青年科學家遭遇的種種困境,某種程度上算是一篇勸退文。
不知同學們看過那篇文章後,是否還保留著「成為科學家」的赤子之心。如果是的話,點個讚。只是讀博中難免遇到令人心焦頭疼的問題,那就是延畢,上面這篇文章也提到,這是個大概率事件。怎麼才能順利畢業呢?
放心,只要完成了博士該完成的科研訓練,畢業就不是難題。在這篇文章中,我們將為同學們讀博指路。
很多打算讀博、即將讀博或正在讀博的同學們可能對此都還很困惑,也許在徘徊著不知如何前進,也許在後悔走錯了路,甚至懷疑自己讀了個假博。
每個博士研究生都希望付出後能獲得飛躍式的成長,並不留遺憾。畢竟讀博是一項沉沒成本很高的人生投資,也就是說,過程中的每一個選擇都需要你付出巨大的努力,但不一定能帶來收穫。
而在這個知乎問題下,不少過來人分享了自己的經歷和觀點。
AI科技評論選取了一些高贊回答,並整理如下,希望能對同學們有所啟發,少走彎路。
1 數學很重要
讀博之前,首先確保自己有足夠好的基礎,包括數理基礎和編程基礎,英語能力自然不用多說。同時,博士期間要兼顧課程和科研,對兩者的平衡也是很重要的。
良好的數理基礎
無數次的實踐證明,沒有良好的數理基礎,很多時候研究都走不深。如果數理基礎薄弱,在短期內也可能做出一些好的成果,但是長遠來看研究的深度和持續性高質量原創輸出是很難的。
這也是為什麼我們經常看到很多大牛本科出身是數學系的。數學系四年的高強度訓練對以後做研究是非常有益的,其實像工科領域用到的所謂「很難的」數學基本上95%的情況不會超過數學系本科範圍。
知乎網友@王源分享了自己刷數學基礎的經歷:
我個人本科自動化專業,數學基礎也很一般。在博士階段頭一年就意識到數學的重要性,於是博士階段頭三年都會刷一些數學系本科的課程。目前把數學分析,實分析,應用泛函分析,線性代數,拓撲學,常微分方程,統計推斷都刷過了,像抽象代數,微分幾何,數論這些自己暫時用不上就沒刷。
即使是僅僅刷了一部分數學系本科課程,而且自學也趕不上科班出身的那麼紮實,但已經讓我獲益匪淺了。至少對比大多數工科生,你會發現自己看問題的深度往往比他們深,同時你掌握了基本的數學知識後,和大牛們溝通起來障礙也小了很多。
良好的編程實踐能力
在資訊時代計算機的時代,編程能力毋庸置疑是非常重要的。編程實踐能力不單單指你能把算法寫成代碼就完事了,還涉及如何設計出高效的代碼,如何讓你的代碼更加健壯,以及如何讓你的代碼更加易懂易用。
大多數工科非計算機的學生在編程上還是比較淺嘗輒止的,因為單就發論文而言很多時候不需要很高超的程序設計能力,只要能把算法運行起來就行。這樣做確實在短期內是完全沒有問題,而且就短期來看是非常省事省力的。
但某一天當你打開一年以前自己編的代碼的時候,你就發現自己竟然看不太懂了。這是因為沒有文檔和注釋,當初編程時也未考慮到程序的易讀性。糟糕的設計模式也使得當你想稍微改進一下算法的時候,想要復用以前的代碼變得異常困難,只好把以前寫過的代碼又重新再返工一遍。
至於想把自己的工作傳承給師弟師妹們的時候也變得異常困難(你自己過1年都看不懂更不用說讓別人理解你的代碼),所以後面的師弟師妹們又不得不重新再來一遍。大量的時間浪費在了無意義的重複中,自然對前沿方向的探索就時間不足。
好的研究是站在巨人肩膀上的,好的研究是需要繼承的。@王源談到,對於「繼承」可以從兩個方面來理解:一個是繼承別人的,一個是繼承曾經的自己的。
平衡上課和科研
關於平衡上課和科研,知乎網友@刀客特李分享道,要選擇足夠有代表性的專業課,並保證課程的成績大部分為優秀。在博士第一年和第二年的時候。每個學期要至少選2門專業課(指的是海外博士,國內的話,可能是4門以上),同時做科研工作。這個過程其實是比較痛苦的。
因為其實光是上課、完成作業、期中和期末考試就不容易了。國外的研究生課程通還要組隊做project,做presentation,一個學期3門課已經苦不堪言,4門課還能同時做TA或RA的已經是到了極限。但是這是博士頭兩年的必經過程,必須要訓練這個同時handle多門課程+項目,且不耽誤自己科研的能力。
閱讀文獻是科研過程的每天必做功課,並且要有大量的積累。
首先要訓練每天花時間看文獻。如果不能保證每天都看,也要保證每周有看一定數量。讀文獻講究方法。了解本領域最近進展,只看文章的標題和Abstract,遇到感興趣的和重要的留下來重點關照。@刀客特李說,幾年博士生涯下來,讀過的文章已經超過幾千篇,精讀文章超過幾百篇。
要積累如此大量的文獻閱讀量,快速閱讀的能力是不可或缺的,知乎網友@浩浩耗分享了自己是如何從這方面進行鍛鍊的。
和很多科研小白一樣,@浩浩耗一開始閱讀文獻是非常低效的:
我剛開始進入科研圈的時候,看文獻巨慢,我喜歡從abstract到result一字一字的讀,什麼?你說discussion,其實到現在我也最討厭讀discussion,因為太費腦。
有一次因為在會議中回答不出導師的問題,導師威脅說給一個月的時間,如果到時還是回答不出來,就在兩周內讀完相關領域的所有文獻,@浩浩耗嚇的趕緊逼著自己一個月讀完了100篇文獻。
按我之前那種龜速閱讀法,就算蹲坑我也看文獻也不可能看完啊。所以沒辦法,只有逼著自己開啟浪讀模式,記得當時給自己規定的是,一篇paper不能超過20min,並且之後要自己閉卷用英文把這篇文章的key point寫出來。當然一開始非常痛苦,但越到後面發現速度越快,當然一個月後的項目討論也比較順利,並且我發現從此以後看文獻的技能好像進入了下一個等級。
這裡@浩浩耗提到了快速閱讀文獻是訣竅是訓練總結的能力,@刀客特李也提到了相同的觀點:
平時讀文獻,看新聞,聽報告,或是自己的靈感,遇到好的點子都可以隨時記錄下來。這樣保證自己處於本領域或本行業的最前沿。同時業保證自己在做手頭項目的同時,還有新的想法和工作可以展開。
3 實驗可復現是基本要求
科學研究成果的基本要求是實驗的可復現性,這也是科學自身的定義。知乎網友@雷風恆強調道,「一個博士的實驗是可以復現的,這是基本要求了。」數據的表徵和分析需要深厚的功底,確保拿到的數據是真實可用的,並且解析是客觀公正的。而實驗和數據分析的最終目的是從現象中找到本質,不能唯象的去解釋。
為了使實驗結果清晰易懂,優秀的做圖能力也是不可或缺的,@刀客特李分享了自己做過的一些原理展示圖。
@刀客特李調侃道:
這個是畫圖的訓練,我覺得博士下來,除了科研,還把自己訓練成一個美工了,哈哈。專業畫圖軟體有PS、AI、CAD、3D軟體等。
此外,@刀客特李還分享了一些做實驗的記錄手稿。@刀客特李表示,做到必有實驗日期、實驗目的、實驗過程、實驗現象,還有實驗結果。要有產品ID、測試結果、對應的頁碼。
實驗記錄本中的名字-代號-ID,和測試儀器以及個人電腦中的文件夾名字可以對應,方便隨時查找。好好打理實驗記錄本,有助於從數據中挖掘出有用的信息,從失敗的結果中分析出可能的原因,也方便日後寫文章時查找。
當然了,最後也少不了各種數據分析工具的訓練,包括Origin、Matlab、Python等。
4 把握研究方向,成為領域專家
博士需要自己的大領域有一個整體的把握,同時對自己的小方向有細緻入微的認識,這也是做科研的基本功。
@雷風恆分享道:
我老師曾經說過,導師就是告訴學生哪可能有金礦,學生去挖。選題的意義不言而喻。往大了說,決定了方向是否有意義。往小了說,影響了一個人的發展前景。選題要選好,作為學生要兼顧課題組基金情況、科學意義以及滿足自己發文章畢業。
除了閱讀文獻和做實驗,還要積極參加學術會議或行業會議,嘗試在會議中做報告(最好是英文的國際報告)或poster。
有了足夠的文獻閱讀和做實驗的經驗後,你才能成為領域專家。就是說至少有某一個小領域,你能站在世界前沿水平。怎麼樣就算足夠呢?@王源表示,從主觀角度來講,就是:
在這個小領域內你是非常非常自信的,你一出手就是碾壓的存在。
這需要你對這個小領域內經典paper和近期前沿的paper都非常熟悉,而且自己也動手實踐過。這個小領域其實基本上就是你發paper的點了。
5 學術成果展示和社交密不可分
科研不是只有埋頭做研究,還要讓他人知道你的研究成果,所以學術交流即成果展示也是博士期間不可或缺的一環。
@刀客特李談到,作為博士,勢必要在系裡、學校裡登臺演講;在國際會議如MRS、ACS、IEEE等大場合登臺演講;還有qualify、預答辯、答辯。「不利用這些機會把自己鍛鍊成一個合格的演說家,真的不算是完整、全面的科研訓練啊。」
成果展示和社交是密不可分的,另外,學術圈是一個相對封閉的圈子,圈子裡的同行是相對固定的,所以在學術圈混,是需要一定的「混」圈子能力。
那麼怎麼樣去在學術圈社交呢?@王源提到:
在學術圈社交的先決條件是你自己先得具有相當的學術能力,所以對低年級博士來說首要任務是多發高質量論文,提升自己的能力,而不是搞所謂的社交。只有你具備相當能力後別人才會來和你進行平等的學術社交,否則只能是單方面「跪舔」或者單方面「施捨」。高年級博士生在學有所成的基礎上可以刻意的進行一些學術社交活動,拓展自己的人脈關係也是非常好的。
社交除了必要的情商,中英文學術口語表達與溝通能力也非常重要。規範的表達,通俗的解釋能力提升學術效率。這方面的練習方法可以有很多種,例如多聽報告,多看美劇.......
關於交流學術成果,有個前提是做一個好的PPT。Nature曾經有篇文章,從13個維度,手把手教研究者如何做報告。主要是針對內容過於繁雜的學術演講,給出了13點建議,例如:
1、不要「一視同仁」,演講前做調研,做出滿足多樣化人群的報告。
2、明確中心思想,製作PPT之前,用一兩句話寫下你想傳達的信息。
3、圖片非常重要。圖片比文字、說話更有衝擊力。
4、照顧後排的視覺效果。避免使用複雜的圖表,尤其是排版密集、字體過小、表格較多的展示
5、打破經驗法則。演講界盛傳的「一分鐘一張PPT」的經驗只在少數情況下適用
因篇幅有限,更多內容,請移步《Nature:13個維度,手把手教「研究er」如何做報告》
博士要具有良好的寫作能力。因為作為博士,寫文章並發表是基本操作。無論是繼續搞科研,還是進入工業界,寫作能力都是必須要具備的。@雷風恆介紹到:
論文撰寫有點像八股文了,語法把控推薦grammly免費版。results and discussions部分是很精華的一部分,需要對數據的解釋有很高的把控。
另外,他還介紹了一個寫論文的網站,名為科研者之家,此網站從寫作,到選刊,最後回覆意見都有一些輔助工具。部分功能如下圖所示:
網址:http://www.home-for-researchers.com/static/index.html#/
關於如何寫論文,之前AI科技評論也曾根據人大趙鑫老師的講座,整理了一篇文章《如何以初學者角度寫好一篇國際學術論文?》。
這篇文章從常見的寫作錯誤邏輯引入,例如:「因為模型A好使,所以用A做某任務」、「因為任務B沒有人做,所以我做了」、「之前的人做了什麼工作,我做了什麼工作,我的好」。然後詳細介紹了引文、相關工作、定義、模型、實驗、摘要結論等寫法,以下是幾個要點:
1、引文非常關鍵,是你整個論文的門面,摘要基本上是沒啥大用,只要不是寫的太差,審稿人不會因為摘要拒掉論文,但是引文寫不好,卻100%會被拒掉。
2、相關工作的寫法是:首先必須覆蓋所有的相關工作,這在於平時的積累。一定要分類整理,不要簡單的羅列「A做了什麼,B做了什麼」,重在總結。
3、定義部分寫作:介紹清楚所有術語;給出所有符號的含義以及使用方式;形式化地描述清楚任務。總結起來有三點:好看、好記、成體系。
4、模型的部分在論文中佔比非常多,記住邏輯很重要,常見的方式有這麼幾種:總分式、總基礎版本、增強版本。
5、實驗部分的一般流程包括介紹數據集合、評測指標、評測流程,還有主幹的實驗分析,還有模型的細緻分析,還有定性的分析。
6、摘要這部分是花費時間最少的,在這無需太多的細節,不需要代入,講清楚任務、方法和創新點就可以了。
7、在總結部分,切記英文語法可以用現在完成時,過去時,但不能混著用。總結一下具體任務,解決方案,實驗結果,未來擴展即可。
最後,寫論文的完整流程,如下:
7 思維嚴密與完成一件事情的方法論
博士的本質是專業的訓練以及科學方法體系的建立。博士應該做到兩點,一是在自己的專業領域足夠專業;二是博士讀完,應該建立科學的方法體系,而方法體系具有一般適用性,主要目標是:應該學會如何完成一件事情。
另外,博士期間還需要鍛鍊嚴密的邏輯思維,那麼該如何訓練?@浩浩耗分享了自己的經歷:
我們組會日常的一個訓練叫做hypothesis talk, 其實就是向全組展示,你選擇的研究方向是基於一個什麼樣的假設,然後大家圍繞你的假設以及實驗設計提出一系列的問題。
其實這個很重要,因為基本上如果你要基於這個假設來開展你的項目,那麼這個假設的好壞可以說就基本決定了你這個項目的上限,或者說的更直白一點,能發什麼等級的paper。
@浩浩耗還提到,博士四年,印象中聽到老闆說的最多的一句話是,只有當不管最終的實驗結果是否支持你的hypothesis,你都能基於這個結果開展下一階段的研究時,這才是一個好的hypothesis(用人話說,不管結果好壞,paper都能發)。
經過四年摧殘,@浩浩耗論證了這麼一個「真理」:邏輯這東西是沒有上限的,只要持續摧殘,它依然能有所提高。
8 心態:保持幸福
博士要有良好的心態。一般博士學位的獲取,少則需要四年,多則五六年,一定要保持健康的身心。在這幾年,也就是博士階段絕大多數人都會遇到瓶頸。例如,工科博士剛畢業半年的@王源舉了幾個例子:
導師完全放養不知道研究方向是什麼?寫了第一篇文章發給導師被罵寫得是什麼垃圾。投了文章被審稿人拒稿,感覺自己做的研究沒什麼意義,博士進入第三年或者第四年還沒有發出paper整天焦慮的不行,看到和自己一起入學的同學發paper的發paper,準備畢業的準備畢業,自己什麼進展也沒有就更加焦慮到不行。
另外,美國埃默裡大學曾做過一番關於研究生自殺行為的調查。結果顯示,在調查的301名研究生中有7.3%的人有過自殺念頭,2.3%的人有自殺計劃,1.7%的人在自殺中受過傷。
德州大學也曾有類似的研究,他們對2279名研究生進行調查後發現:研究生的抑鬱和焦慮程度是普通人群的6倍多。
如何調整心態呢?首先要找到幸福的含義,具體到不同的群體,對幸福有不同解讀,多年之前流傳的那句,「幸福就是貓吃魚,狗吃肉,奧特曼打小怪獸」詮釋了幸福的動態含義。
另外,心態、行為決定感受,能夠讓人感到幸福的一些操作包括:
1、參加活動,使其能夠處於「心流狀態」,即專注於某項事情,忘記了時間和周圍的世界;
2、做一些能夠展現性格優點的任務,持久快樂的真諦來源於不斷實踐自己的性格優點,例如熱愛學習、堅持不懈;
3、有完成任務的內在動力;
4、有成長的心態,相信幾乎所有的技能都是可以學習的;
5、時間比金錢更加珍貴,金錢可以「買」到自由的時間;
6、把錢花在體驗上面,而不是花在購買物質方面;
7、善待他人、加強社會關係;
8、吃好、睡好、玩好,有規律的健身以及有活在當下的心態。
參考資料:
https://www.zhihu.com/question/384512106?utm_source=wechat_session&utm_medium=social&utm_oi=26684480815104&utm_content=group3_questions&utm_campaign=shareopn
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