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如果你硕士很出色,博士也很出色,那你就会一直很出色

http://kaoyan.eol.cn  博士中国    2017-04-22    

  研究生阶段有多重要?《Science》有一次专访,我特意借此来谈谈研究生对于一个人的发展是非常重要的。他们几个人都非常公认的一条是:研究生是决定人以后成就高低的一个分水岭。研究生做得好了,很可能会决定你以后做得非常好。西方有一句谚语我一直是向学生推崇的,那就是:优秀是一种习惯。你研究生做得很出色,博士生做得也很好了,然后你就会一直做得好。

  怎么样开始从研究生就做得非常好呢?为什么研究生很重要呢?大家都知道,世界上一流的研究成果都是二十几岁那个年龄完成的。大家都认为,二十几岁的创造性最强,然后三十几岁就差一点。我特意去考证了一下,并没有发现二十几岁的创造力就最强。最后,我找到神经学家浦慕明先生讲过一句,他认为创造力随着年龄而衰退的原因是:年龄越大,接受的信息量越多,大量的信息会束缚你的创造力。听起来似乎有些道理,仔细想想似乎又不是怎么回事,因为你做任何事情都需要大量的信息,信息量少的话,恐怕也不利于你做出创造性成果,看来年龄和创造力的关系并不明确。那伟大的成功都是在二十几岁完成的原因到底是什么呢?我自己认为是:当你毕业后开始独立从事研究工作(一般到了教授这个阶段),你的大部分时间都会被项目、论文、填各种表格所占用,这样一来你就很难有足够的时间来思考你研究的问题。所以,我想说的是:在研究生这个阶段,你是可以集中注意力来做一件事情的,仔细思考你的研究问题,没有那么多的杂事来干扰你,因此你是可能做出重要的研究成果的。所以,研究生阶段非常重要,这是我报告的第一个point。

  第二个point是我一直在思考的,那就是读研究生什么是最重要的?我认为是独立思考能力。这个方面的例子非常多,大家可以看看爱因斯坦是怎么讲的,“不是把专业知识放在首位,独立思考和学会工作是更重要的。”华罗庚也有同样的论述,“科学的灵感不是凭空而来的”。我想做任何事情,都需要自己想想,如果是跟在别人后面,你不可能做得最好。

  第三个point我想就自己读研究生的经历和大家谈谈我哪些是做得还算可以的,哪些是做得不好的,给大家一些启发。第一个要努力。我读研究生是非常努力的,注意力高度集中,现在跃进楼的锁门的小董还在,你们可以向他考证。他每天晚上11点关门,最后一个人总是我。早上我不一定是去得最早的,但也是几个最早的之一,基本上星期六、星期天也是在的。我在国外读博士也基本上是这样,我三个Christmas,两个没有休息,还有一个走在路上被老板叫了回来。基本上Christmas都在干活。但一份耕耘,一份收获。第二个要大量的阅读文献,通过大量阅读了解研究背景,才能做得好。第三个是要脸皮厚,广泛的合作与交流。这方面平台是需要加强的,我们老师在一起讨论,觉得苦恼的一件事情是好不容易请了专家来做报告,但去听的同学并不多。实际上请专家来做报告是不容易的,需要花费时间和经费,而且我们请的人都是经过考虑认为值得请的人才会把他们请过来。我在美国读博士的时候,我记得非常清楚,一旦系里有报告的话,教授没有课的统统都去。一看到前面两排,教授全部坐满,然后后面是学生,每个人都会把这段时间腾出来听报告,听完报告后继续做实验。我觉得我们这方面的气氛不够浓,当然这有学科的问题,觉得有的报告跟我的方向差得远。对于与自己方向差得远的一般的报告,我觉得大家可以不去听,但是大师级的报告还是需要去听的,听别人思考问题的方法,你想人家能做到这个程度,肯定有自己的独特之处,而且不同的学科或许可以给你带来启发,这方面有很多例子。第四,做研究在和别人合作的时候,不要斤斤计较,吃小亏,占大便宜。因为任何事情总是难有绝对的公平,合作中总会有稍微吃亏的一方,我们重要的是应该考虑如何把事情做好。还有,要脸皮厚,这样可以让你少走弯路。我自己读研究生的时候总是积极去问问题的。第一年,老师觉得很好,夸奖了你一番;第二年,老师还是有热情;第三年,老师就开始害怕了,说:“不要来问我现在正忙。”但是我觉得这样的话,我的工作效率很高,因为我的问题可以随时得到解决。这些是我认为我做的还可以的,做得不好的呢?

  第一,发展目标不明确,一会儿想去工业界,一会儿想去学术界。这样不行,因为你去不同的地方,发展的侧重点是不一样的,这样下来就会浪费你很多的时间和精力。还有我的研究方向也换来换去,一会这个,一会那个,最后工作虽然做了很多,但是深度不够。

  第二,发展不全面。我一直是非常重视做实验的,因为我们是实验科学,但是其他方面发展不够,比如写论文。现在回过头来看,写论文的重要性占一篇文章至少50%,比做实验还重要。一个东西你要把它卖出去,写论文是非常重要的,在研究生阶段你应该有意识的培养自己的写作能力。还有做报告,这个太重要了。大家知道,今年石墨烯获诺贝尔奖了,获奖者(Geim)年轻的时候做报告能力很一般,后来可能经常出去做报告,做报告的能力非常了不得,在获奖前夕被请到了瑞典做了一个报告,后来评奖委员会的评价很多就来自于他的报告。这些能力和习惯需要大家在研究生阶段去培养,培养好了,你将受益无穷。

  第三,独立思考。我觉得自己在这一块是非常糟糕的,我的研究方向不明确是为什么呢?导师让做啥就做啥,工作做了很多,但是不深。主要是自己缺乏独立思考,自己没有往深处挖。

  最后我想从你读研究生起到研究生毕业的四个方面来讲,可能是蜻蜓点水地谈一谈,供大家参考。我刚才说了,我基本上不重复自己的报告,08年我在费城开会的时候,就有一个化学领域非常有名的学者做报告,他刚讲了两句话,我旁边就有人讲:这个故事我已经第四次听他。这给人的印象非常不好。当然主讲人也有自己的难处,研究工作更新没那么快,又要拿到各个地方去讲。

  我讲的四块,第一块是目标。做任何事情目标明确了,你才能做得好,就好像打靶子一样,你方向弄错了,就会越打越远,根本打不中目标。读研究生的目标是什么?

  

  图:学习的四个阶段

  我引用了国外教授的说法,这里画了一个圆,人类就是这么一个圆,内部代表已知,外部代表未知。小学的时候你学了一点点,到了中学又多了一点点,大学的时候,你又学了一点,然后你有了一个专业的方向,到了研究生,你要大量的阅读文献,你要在这个方向上更加往一处去钻,你要接触到本专业最前沿的东西,这个是目前人类知道的极限。那么,你研究生到底要干什么呢?你必须在这里选一个点,这个点需要跟导师商量,这就是你的研究方向,你需要在这个方向有所作为?有什么作为呢?在三年或五年里,你需要对这个点苦苦的思考,因为这个点导师也不知道。终于有一天你突破了这个点,突破这个点的大小和个人修养有关。这个时候,你把人类的知识向前推进了一步,这个时候你就毕业了。所以,研究生就是要突破这个点,突破这个点你就毕业了,这个点越大,那么你的研究就是越成功的。大家毕业的时候想想,自己能否做到这一点,我觉得这个是读研究生的目标。当然,读研究生有很多的目标,但我觉得这个是一个核心的点。研究生最重要的是做研究,导师只是在后面起一个保障作用,真正冲锋陷阵的应该是你,在你的毕业答辩的时候,你应该比在做的所有人更清楚你的研究,因为这是你开拓的点。最后,人要有自知之明,要正确的定位自己。不要因为这个点而把整个图给忘了,实际上在人类知识的推进中,每个人做的贡献是非常有限的。

  总结一下,研究生和本科生的本质区别是什么,本科生是学习知识,研究生是学习创造知识。那么如何创造知识呢?一个是独立思考,一个要有开阔的视野,开阔视野很重要的一点是要多听学术报告,因为学术报告在那么短的时间内给你传递那么大的信息量,你要去看文章得看多少文章啊!特别是大师级的报告是非常开阔视野的,这种报告,我建议大家一定要去听听。我觉得现在我们能请到这样大师级的人物来做报告,是因为我们国家的科研实力上来了,这种人物一般是很难请到的。最后一点是要有扎实的基础,一步一个脚印的来,不能投机取巧,做研究是最不可以投机取巧的。以上是我的理解。

  第二块我宏观上想讲一下研究思想和态度,毕竟我们大家属于不同的专业,不能谈太多专业的东西。研究就像一次长征,导师给你一个方向,这个方向导师也不一定吃的准,吃的准的让你去做那肯定是很一般的。越是吃不准的可能越是一个重要的方向,没有人做过。这就可能导致这个方向不一定是行得通的,所以你要灵活执行。这个时候你不能死板地按导师的要求按部就班的去做,你非常需要独立思考,思考了你才找到你的方向能不能做,需不需要调整,有时甚至是大的调整,这是和长征第一个相似的地方。第二个相似的地方是,目标你需要调整,但一定要明确。你需要明确你要调整的结果是什么,为什么要调整。然后你要有必胜的信念,特别是做大的未知的方向肯定会遇到很多困难,如果你相信你这个东西是好的,那就要坚持下去。

  我这里想讲一下四渡赤水,关于这个长征故事,刘老师肯定比我懂得更多。四渡赤水从军事的角度来说,我觉得它是一次非常重要的战役,它实现了从被敌人牵着走到牵着敌人走这样一个转变,做研究也可能是这样,因为一个事情要反反复复好几次。重要的是,你不要让导师牵着鼻子走,因为是你在做研究,导师只是知道其中的一些方面,他不可能比你更清楚。也就是说你需要自己主动地去做研究。

  这方面我想给大家讲几个故事。第一个是爱因斯坦的成绩单,大家或许听过爱因斯坦三个小板凳的传说,根据我的考证,这完全是杜撰的。爱因斯坦从小到大成绩一直非常出色,不是大家想象的三个小板凳那样。这是他的高中成绩单,瑞典1898年,满分是6分,你们可以看到他的成绩是非常出色的。

  第二个小故事是石墨烯,Geim是俄罗斯人,不论是他去英国还是美国都会碰到国籍的问题,所以一开始处境也是非常的艰难,没有研究经费。他想大家都在做碳纳米管,这个东西很热,我为什么一定也要跟大家一样去做它呢?我能不能把碳纳米管打开看看会怎么样?然后他就开的脑筋来做这个事。开拓一个新的领域肯定或遇到很多很多的困难,但是如果你觉得他值得去做,就不要轻易放弃。Novoselov只比我大两岁。他们两个人,Geim顶住了来自经费、考核等方面所有的压力,而Novoselov则非常认真地去做研究,这一点和研究生阶段是非常相似的,什么经费呀都是导师在做,你需要做的是一心一意地做研究。石墨烯是获得了诺贝尔物理奖,这个学物理的都应该知道,学化学、材料的也应该知道,这里我就不做点评了。

  第三个是,它是诺贝尔化学奖,关于它的发现,你去考证,在naturenanotechnology专门有篇文章,你去看看挺有趣的,有时候对大家做研究会有一些借鉴。最先发现是埃克森公司的三个人,他们做完、发了一篇很一般的文章,然后Smalley看到了,他觉得这个东西很有趣,他就买了跟埃克森公司一样的仪器,按照一样的方法得到了,这是他们在nature上发表的文章,画了一个足球和实验示意图,copy埃克森公司的,然后一张质谱图。就这样一篇文章,他获得了诺贝尔奖,为什么呢?回过头来看看,你需要知道什么东西是金子、什么是沙子。埃克森公司的人把它当沙子一样扔掉了,而Smalley则做了一系列研究来了解的性质。所以你要做研究的有心人,机会总是给有准备的人。

  第四个讲讲白矮星的发现者钱得拉塞卡,我为什么知道这个人呢?在40、50年代,他每天开车3个小时去给一个班上课,风雨无阻,那个班只有2个人,那2个人后来都获得了诺贝尔奖,他们是杨振宁和李政道。所以我知道这个人名字,他是一位印度裔科学家,他还有个叔叔非常厉害,也获得过诺贝尔将,那就是拉曼。

  最后一个故事讲讲朗道,他说过一句话:“漂亮的姑娘是谁?”我在给本科生上课的时候问过他们这句话中漂亮的姑娘是谁,他们说是居里夫人。朗道的漂亮的姑娘是指相对论和量子力学,他说漂亮的姑娘都已经被别人带走了,那我就做点别的吧!科学家有两类,一类是按部就班的,A推出B,B推出C,C推出D,最后得到一个伟大的发现;另一类就是像朗道和玻尔那样的,他们拿到一个东西不做分析不做推测而是凭直觉,一眼就看出结果,他们是怪才,这类科学家是极其罕见的。他最后做的东西的重要性虽然比相对论和量子力学的重要性大大降低,但他非常专心的去做,最后得到了诺贝尔奖。有一个“朗道十件”,这个学物理的人应该知道。这是他生日的时候,别人送给他的一块刻写了他做出的十件大贡献的板。他做了很多成果,基本上是做一行就做到最好,做一行爱一行,全力以赴。这是朗道的一个优点,我觉得这点是非常重要的,不能做一行扔掉一行。朗道的另外一个优点是敢于挑战权威。有一次爱因斯坦做报告,我刚才讲过,朗道凭直觉就能看到很多东西的结论,他直接就说爱因斯坦的方程是不对的,后来爱因斯坦想了半天,觉得朗道是对的。你想那个时候爱因斯坦是绝对的权威,而朗道才不过是个小伙子,站起来就敢指出权威的错误,我觉得做研究就需要这种勇气。他做得不对的一点,这个故事不知道大家有没有听过。1956年,苏联物理学家沙皮罗已经发现了宇称不守恒,他当时也写了论文,然后给朗道看,因为那个时候发表论文是需要人推荐的,朗道觉得这个东西不可能,匀称应该是守恒的,把论文丢在一边。几个月后,杨振宁和李政道就发表了宇称不守恒的论文,这让人觉得非常可惜。回过头来看,除了朗道的学霸作风外,沙皮罗也应该反思,认为自己的东西是对的为什么不敢坚持呢?朗道说错了,他也是可以发表论文的。这里有一个正面的例子,就是前面提到的那个印度人,他获得诺贝尔奖的成果是在30年代做出来的,当时他在剑桥大学,但他的成果不被当时的一个天文学的权威认可,那个权威每次开会都批判他,但他一直坚持自己的观点,后来他去了美国,那个反对他的权威也去世了,80年代获得了诺贝尔奖。有一次我在网上看到了一个有趣的说法:新的理论战胜旧的理论不是因为新的理论的人说服了旧的理论的人,而是因为旧的理论的人死了,新的理论的人教育了下一代。所以,我一直跟学生强调一点:要锻炼身体,不锻炼身体不行,我给大家举过很多例子,包括双螺旋的发现,最先做出来的是一位女科学家,她追求完美,一直没有发表,后来英年早逝,发诺贝尔奖的时候她已经去世了,没有机会得诺贝尔奖。

  刚才讲的是仰望星空的话,接下来讲讲怎样开展实验工作,这是我个人的一些感想。要有做它你就把他做到最好的心态,得出的实验结果也要有正面的态度,你希望它是A,可能结果是一个“-A”,很多时候,相反的结果也是很重要的,甚至更重要。有一次,我听一个报告,也是一个大科学家,他说:“你得到一个相反的结果,很可能就要做出一个重大的发现。”要把你的精力放在一些大的科学问题上,不要纠缠于一些细节。还有,要做大量的实验,如果你的实验连自己都说服不了,即使发表了文章,行家一眼就能看出你的工作质量,当你以后发展得很好的时候,这对你的声誉会有很大的影响。所以,实验要做得多一些,这样你才能更了解自己的工作是怎么回事。当然,有很多实验失败是找不出原因的,我做阴离子聚合的时候,一直找不出为什么做不出来,后来有一天突然做出来了,后来就一直做得出来。所以,有时候失败的原因太多,找不出来,那么最简单的方法就是去重复它。我觉得实验科学就是这样,你需要勤奋地去做,做出来是有一定的概率的。茅以升先生说过:“勤奋是成功之母。”大家到了读研究生阶段,都很聪明,你能比别人做得更好就在于你付出的更多。

  要养成一个良好的习惯,这方面我自己非常糟糕,也吃了很多亏。我在复旦读硕士的时候,做了很多工作,还有一些是非常重要的工作。大家都知道写论文是有一定的滞后性,由于实验记录本很糟糕,出国后再来看这些实验数据,想不起来是这些数据是在什么样的条件下得到的,实验条件不好写导致不能发表文章,因为条件是不能乱写的,否则别人重复不出来,那就是造假。当时我觉得这些实验条件我肯定是记得住的,当时也确实记得住,重复实验的时候也不需要看实验记录本,但是人的记忆总是有一定局限性的,过了一年后就有些搞不清楚了,这个时候你就不能发表文章了,损失就大了。所以要养成一个好的实验习惯。我特意去找了一下做得好的实验记录。我认为,做实验科学,必须要有两个实验记录本,一个是计划本,一个是记录本。计划本就是实验之前的一个计划,我明天要做什么,我一个星期之后要做什么等等,然后还要思考一下做这些实验需要多少时间,有哪些步骤,需要注意哪些事项等等,这样的话你做实验的思路会很清晰,这样一来可以提高效率,也可以增加实验安全,做实验没有计划,手忙脚乱很容易出安全事故。做实验的时候,更要仔细,每一步都要写得很清楚,应该包括时间、温度、天气,中国的实验室和美国的不一样,不是恒温的,这些都是有影响的。这样记录好了,你写论文也会非常方便,因为都写好了呀!你写毕业论文或发表论文的时候都会非常快,别人重复你的实验也会很有效率,这点我极力向大家推荐。

  

  图:实验计划本与实验记录本

  “信息量跟创造力成反比”我不赞成,我认为还是要大量阅读文献,你都不知道别人在做什么,怎么能比别人做的更好呢?你都不知道别人的东西,你怎么知道自己的东西是好的还是不好的。所以要了解最新的信息,也就是本领域最顶尖的那些期刊。现在有一个趋势,就是好的成果都往最顶级的期刊上聚集。《nature》确定其在科学领域权威的位置就是50年代,在此之前都没有人知道《nature》是个啥东西。现在就是这样,美国也是这样,好的成果都往《nature》、《Science》上仍,拒下来后再投其它的期刊。而且现在文献太多,所以你可以就看这些权威的期刊。不能说100%,绝大多数好的成果都在这些期刊上,这样可以节省你的时间。

  还有一点,我要讲的是要积极参加学术报告,不要闭门造车。这个我觉得我们老师也要反思,老师事情很多,但来听听报告应该是还有时间的,学术报告是很好的一个交流机会,这方面我们需要慢慢改善。同学的话就更需要参加了,因为老师的交流渠道很多,而学生很好。特别是一些大师,你跟别人提提问,聊一聊,对你以后也很有帮助的。比如你想去他那里读博士后,或者对以后你独立做研究的非常重要的network,network就是这样慢慢建立起来的,不是一下子建立起来的。所以,你需要抓住机会去跟别人聊,总有一些人,你会发现别人对你的印象很好,这样,当你碰到了困难的时候,别人是很乐于帮助你的。

  最后我希望我不会看到这样的场景:

 

  这是从《Nature》上找到的,他有PhD,做了3年的博士后,我算了一下至少11年,11年才发表了6篇文章,所以他只能是workforfood,这个是比较可怜的,希望我们的研究生以后是workforfun,是你在享受它你才去做它,这样你才能做得最好。所以我希望,很多年以后能够看到真正的证书,这是什么证书呢?2005年诺贝尔化学奖,得主是RobertH.Grubbs,我希望在这里能看到真正的证书。那么多年后是多少年呢?我希望不是一万年。谢谢大家!

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