前言:現在越來越多的本科生都希望能夠在本科階段做一些科研的工作。我自己在過去這些年也和很多優秀的本科生做了一些科研的項目,也有很多獲得了不錯的成果。與此同時,我也看到很多同學在這個階段往往有一些對科研的困惑。因此,我想分享一些想法和建議給對科研有興趣的同學們,怎么樣去進行一些科研的活動,以及可以做哪些事情。由于我自己的背景是運籌學方面(關于運籌學的基本介紹,參見ZHUANLAN.ZHIHU.COM/P/13),因此我談到的經驗可能更多的是在這個領域,但我想這些建議對其他學科也會大致適用。
首先,本科生嘗試做科研是一件很好的事情。本科教育在未來的社會更多的是教育的一個基礎。在這個階段,我認為對職業生涯最重要的兩個事情是
第一點(打好專業的基礎)通常可以由上課來實現,而科研經歷往往可以幫助做到第二點(這里,科研只是未來可做的事情的一種,我也非常推薦同學們接觸各種其他活動,比如公司的實習或者一些社會工作,這些都會幫助大家找到自己想做的事情)。從這個角度來說,相比于科研的結果,我認為本科生進行科研的更大意義在于:
能夠對這兩個問題有較為清晰的回答將會對未來的發展有很大的幫助:如果找到了自己感興趣的研究方向,則未來職業生涯的發展將會更加明確和順暢,很多事情也都更加有目標;而反之,如果發現自己不適合做科研,或者發現某些方向不是自己喜歡的方向,則可以避免在自己不是最喜歡的事情上花掉人生很重要的幾年時間。因此不管答案如何,能夠通過一些科研經歷回答這兩個問題都是非常有價值的。
科研一定是由興趣驅動的。沒有興趣的科研是很難長久的,也很難產生真正創新的工作。因此如果去做科研,一定要找到自己的興趣所在。當然,很多同學會問,作為一個本科生,沒有接觸過太多的學科和方向,怎樣才能知道有沒有自己感興趣的方向?又怎樣去尋找這樣的方向呢?那么接下來我就給大家一些這方面的建議:
1、 課程:其實很多時候對一個方向最原始的興趣還是來源于所上的課程。我想大家大學選的專業一般是本身對這個專業就有一定興趣。到了大二大三之后,逐漸會有越來越多的專業選修課(例如數學方面的話就會有統計,運籌學,計算數學,等等)。這些課程中,大家往往會感覺到某些更有意思,而有一些不是那么有意思。而在相對有意思的課程中,可能又會有幾個更具體的點更有意思(比如某個方法,某個應用問題等)。這些都可以看做最原始的興趣點。但很多時候大家可能沒有特別關注這些興趣點,只是認為是課程里相對有意思的東西而已。這里,我鼓勵大家對這些興趣點不要輕易放掉。有時候大家覺得這只是課本上的一部分,但實際上這些課本上的東西(已知的知識)和能夠去研究的東西的距離并沒有想象的那么遠。很可能比上課稍微復雜一些的問題就是一個值得研究的問題(也有可能是領域里大家在研究的問題)。因此,當大家感到對某個課上的內容有一定興趣的時候,不要隨便放過,可以去做一些進一步的探索。接下來我也會談一談有哪些可以做的進一步探索。
2、 學術報告: 很多學校都會邀請學者來進行學術報告或是講座(SEMINAR),而且近些年國內越來越多的學校也會從國外邀請知名的學者進行講座。當有了上面說到的一些初步的興趣方向之后,大家可以去關注一些學校(甚至外校)組織的各種學術報告。雖然這些報告的主要對象往往是老師和研究生,但作為想要去開拓視野了解一些領域的本科生也是非常有益的。去獲得這些信息,大家可以去加入一些學術報告的MAILING LIST,或者很多學校在校園里也會經常貼一些學術報告的通知。當看到一些和自己專業比較相關的報告題目的時候盡量能夠出安排時間去參加。
與研究生不同,本科生去聽講座可以更關注這些學術報告中所解決的問題和最終的結論,而不一定是方法的細節。具體而言,聽講座時候可以思考四個問題:
3)這個報告的工作中對解決這個問題獲得了什么樣的結果?
4)你覺得這個講座中談到的問題是否有意思而且有價值?你是否有興趣進一步了解?
聽完之后,如果你能夠回答前三個問題,那說明這個方向至少是潛在你有能力去研究的方向。當然,這里最重要的是第四個問題。這是一個很主觀的問題,不同的人對同一個報告可能會有很不同的感覺。有的人可能會感覺很好,但有些人可能會覺得很無聊。這里覺得無聊也是一個很正常的感覺。但也有可能你在某一天就對某一個報告所吸引,發現其中的問題非常有意思。而這樣的情況往往一次就能產生很深遠的影響。(我知道的不少學生就是通過一次報告找到了一些感興趣的東西。)
3. 學術文章:學術講座往往能帶來對某個領域的一些了解,但畢竟通常來說講座的數量有限,而且也有很大的偶然性(取決于請到的人和他講的問題)。因此,除了講座以外,同學們還可以主動的通過一些其他方法獲得對一個領域或者方向更深入的了解。我有時候會建議找到我的學生去做的一件事情是去找到這個領域里最好的雜志(如在運籌學或者管理科學領域里就是MANAGEMENT SCIENCE或者OPERATIONS RESEARCH),去看認識的老師(比如本校的老師,或者你聽到講座的老師)發在這些雜志上的文章,或者去雜志的網站上去看最近的幾期的文章或者引用數較多的文章(國內多數大學都買了各領域最好雜志的權限,通常都可以下載來看)。在其中找到一些題目看起來比較有意思的文章去閱讀。在這個階段我建議可以先只看文章的INTRODUCTION章節(任何一個文章都會有一個INTRODUCTION的章節,而在最好的雜志的文章通常INTRODUCTION寫的應該也是比較清楚的)。讀完INTRODUCTION,和剛才講座類似,大家可以問自己四個問題:
3)這篇文章獲得了什么樣的結果?
4) 你覺得這篇文章的意義如何?你有興趣繼續看下去么?
同樣的,最后這個問題往往是最重要的。因為
1) 如果一篇文章你認為研究的目的和結論意義不大,則我認為沒有任何必要去閱讀后續內容;
2) 如果你發現在這個領域最好的雜志上90%以上的文章你都覺得意義不大也沒什么興趣,那么很可能這個領域不是很適合你。
這里我要說明的是,覺得一篇文章沒有意義或者沒有興趣完全是根據自己的感受的,覺得意義不大并不是你的問題(每個人都有自己主觀判斷的權力),也不是作者的問題(因為你看的已經是這個領域最頂尖的雜志,至少說明這個領域的有一部分人認為這個研究是有意義的,而且這些雜志的文章絕大多數也寫作也是比較好的),而是說明這個文章和你不適合。比如讓我去讀別的領域的雜志,也很有可能我會覺得90%以上文章沒什么意思。因此,這是在這個階段尋找自己潛在感興趣的領域和問題的重要判斷依據。
4. 老師:大家可能發現前面三個點都是講到大家靠自己去尋找一些可能感興趣的方向。然而在這個過程中,還有一個非常重要的資源,就是老師。這里老師通常是指自己學校的老師,但也可以是其他地方的老師。具體而言,在上課過程中如果發現了有比較有意思的點,那么大家可以去找到授課的老師向他了解有關的更多信息,可以讓老師去推薦一些報告或者文章;如果大家聽到了某一個老師做的報告很有意思,則可以嘗試聯系老師讓他推薦一些相關的文章;當然,如果發現對某個方向或者某個問題有一定興趣,那么就可以去看看學校里哪個老師可能和這個方向最相關,去主動聯系這個老師(并清楚的告訴他你的想法,比如你聽了哪個講座或者讀了哪個文章比較感興趣)。作為大學老師,幫助學生找到未來喜歡的事情是最重要的工作之一,因此我相信多數老師當看到有這樣想法的學生都會盡量給與學生最多的信息和幫助。我自己身邊也有很多這樣的老師。
第一部分總結:假設經過了以上這些嘗試之后,你找到了自己有些喜歡的一個方向或者問題,那么恭喜你,至少對第一個問題有了一個正面的回答。那么接下來還需要回答第二個問題:自己是不是真的適合去研究這個方向?關于這個問題,大家可以繼續看下面的討論。
當然也有可能大家做了很多嘗試之后發現還沒有找到自己很喜歡的東西。如果遇到這種情況也不用難過,一方面總是可以繼續尋找(可能因為只是還沒碰到那個方向),另一方面,也可能說明自己不一定要去往研究的方向發展(可能是科研的看待問題的角度和方式不是最適合你的)。即使是這種情況,其實也是很大的收獲,至少你對未來的選擇上有著一個更明確的認識。
如果你通過第一部分所說的方法找到了一個有一定興趣的方向,那么接下來你就可以去進一步的做一些科研的初步嘗試。這里所謂的初步嘗試還沒有到去真正的把科研做出來的這個階段,而是說去進一步的了解這個領域科研的內容和方式,同時去更進一步的確認這是否是自己想做的事情。當有了這個確認之后開展具體的研究往往也是很順的事情,往往也能獲得很好的結果。
那么如何進一步去了解呢?我建議大家最簡單的方法就是選取在第一部分中你找到的最有意思的一兩篇文章(老師推薦的文章或者自己找到的文章),進行詳細的閱讀。這里指的詳細閱讀是真的非常詳細的閱讀。是要去盡最大努力把每一個細節都能夠了解的閱讀。要做到讀完之后可以在不看這篇文章的前提下,把所有結果可以講述清楚,并且主要的推導進行復現。當然,如果確實有些地方發現自己的基礎不夠,可以先跳過去,但不可以簡單的因為繁雜跳過去,一定要盡了最大努力。
如果你按照這樣去做,讀一篇文章到這個程度需要多少時間呢?正常來說可能需要幾天非常集中精力的時間。如果你一天之內就完成了,那只有兩種可能,一種是你是多年不遇的天才,另一種是你其實并沒有理解文章里真正有價值的內容。這里,你要知道一個事實:任何一篇最好的期刊上的文章,都凝聚了作者少說半年到一年的時間,多則幾年的心血(而且一般都是在這個領域里已經很有經驗的研究者)。因此說一篇文章要么有很強的技術深度,要不有很深入的對領域的理解。如果一個接觸這個領域不久的本科生一天之內能夠全部看懂且能夠自己把主要部分重現出來的話,那豈不是說明這些學者投入的時間都是浪費的。所以說,太短的時間是不可能的。當然,這里我在第一部分強調過一定要去讀最好的文章。如果科研一上來讀了太多簡單的文章,會讓人覺得科研很容易或者很隨意,對科研的本質產生了錯誤的理解,最后誤入歧途。
這里也講一些我自己的故事:我還能回想起十幾年前我在上大學剛剛接觸到研究時候的經歷。我上課接觸到了一些比較有意思的問題,去找老師探討,老師給了我幾篇文章去看。那段時間每天從一早就來到自習室里,一直到晚上,一行一行去理解,有些細節比較深的地方可能好幾個小時就看著一頁紙上的公式,并且進行自己的推導和計算。一方面是需要非常投入的,一方面也是很有驅動力的(因為對問題有興趣)。我相信真正做科研的人們都會在某個階段有著類似的經歷。因為只有這樣的經歷才能讓人體會到研究的本質。
如果你按照上面說的去做了,那么通常來說結果主要有兩種:
1)無法堅持下去:隨著閱讀的深入,你可能發現文章中過多的細節讓自己很難完全掌握,到了一定程度之后即使盡了最大努力也無法理解其中的內容。更重要的是,你并不享受這樣的過程。坦率的說,這種情況會比較常見。很多同學在科研的開始都有著很好的理想,也覺得很多問題聽起來很有意思,但真正去仔細閱讀文獻之后發現并不是那么回事。研究的論文不是小說,讀文獻也跟看帖子完全不同。科學的文章中作者的每一步每一句話都必須完全嚴謹,因此閱讀起來也需要逐字逐句的理解。這樣的細致程度可能已經超過了絕大多數人能夠享受的范疇。如果真是這樣,雖然這個研究未必最適合你,但你也有了很大的收獲,至少知道了科研的感受,也對自己未來的規劃有個更明確的認識(再次強調一下,做研究只是未來很多條路里的一條,甚至是比較小眾的一條,比起做研究,去把學到的知識在實際中應用可能是適合更多的人的道路,因此即使在最初的時候想去做研究而最后發現不是很適合也沒什么關系,更不用一定要去堅持)。
2)享受這個過程并且自主的能夠把文章認真的看完:如果真的能夠看進去,通常應該能感受到科研的文章邏輯是非常縝密的。通過作者的敘述和推導可以理解到整個的思路,以及每一步的原因。看到最后應該會感受到一種腦海里能夠自然的浮現整個的文章內容的感覺,也應該感覺到文章寫的是比較完整的,而且也很詳細的解決了一定的問題(再次注意這里我們強調讀的一定是領域里最好的文章)。最重要的,會有一種對自己能夠寫出類似的文章的希望——這是非常重要的。因為你如果未來從事這個領域的科研,那么最后你的目標就會是寫出很多類似的文章,如果你覺得這樣的文章是非常漂亮的非常精彩的,那么就說明你未來從事科研就會有極強的動力;反之,如果你如果感覺文章是枯燥的無聊的,那很難想象你未來能夠說服自己把一生的事業放到這個上面。
當然,很多時候讀完一篇文獻的感受可能處于這兩者之間,這也是因為很多時候自己的基礎還不充足,不能完全體會文章中的全部意義。但如果至少能夠對文章整體感到贊賞,而且能夠回答一些對文章的基礎的問題,那么就說明自己至少這方面是有潛力的。那么在這個時間點,就可以真正開始去嘗試進行研究,包括可以去找老師要具體的研究題目(如果文章是老師給你的),或者至少可以明確的告訴老師你的興趣、想法,讓老師可以給你更加具體的指導。
就像我最開始所說,越來越多的本科同學現在開始接觸科研,尤其是對我自己的領域也很感興趣。這是令我非常高興的事情。對老師來說,我們核心的目的是把自己認為有價值有意思的東西傳遞下去,讓更多的學生能夠見識到更豐富的事物,在未來做出對他們更加適合的選擇。而對學生來說,在這個階段有很多的機會和選擇,同時也會有一定挑戰。我希望在這一點上此文能夠有所幫助。