如何做科研

如何做科研或如何科技创新？我觉得这个题目很大，不好讲：如果真的要展开的话，很多东西都可以讲，比如如何选题，如何做实验，如何写文章等等，不是短时间能讲完的。并且，很多东西也没有标准答案，每个老师都会给你讲一套他自己做科研的方法，有的也许是泛泛而谈，比如要勤奋刻苦、善于观察等等。这些东西很难取得立竿见影的效果。第三个原因是，学校有很多做科研相当出色的老师，我自己的科研并不是做得最好的。不过，经过长期的训练，还是有些感想和经验。我不是教你怎么做实验，也不是教你怎么写论文，而是大范围地说些学习和科研的思维方法。什么是化学家的人生? 当开花的时候一定要灿烂地开，卑微一点没有关系；当结果的时候一定要饱满，小一点没有关系。就是不要等到结果的季节，花苞尚未含!恋爱，只能自己参与，别人无法分享。伤痛，只能自己承受，别人无法分担。知识可以积累，但是知识的芬芳，只能自己去体会。人生，如果不能快乐渡过，没有下一次机会。 关于学习 杨振宁认为，一个学者的taste的形成要比style要早一点。如果一位学子大学毕业的时候没有形成自己的taste，这位学生的发展肯定不乐观。有一个非常年轻、聪明的学生，来自南京一所著名高校。他虽然很聪明，比如说杨振宁问他几个量子力学的问题，他都会回答，但杨振宁问他：这些量子力学问题，哪一个你觉得是妙的？他却讲不出来。对他讲起来，整个量子力学就像是茫茫一片。杨振宁对于他的看法是：尽管他吸收了很多东西，可是他没有发展成一个taste。所以杨振宁觉得他的前途发展不是最乐观，没有接受。该学生后来进入普林斯顿大学学习。入学时，学校就对新生进行了博士资格考试，该生通过，且通过者仅有一位。立即成了该校教授眼中的“娇子”，争相收入门中。后来的发展出乎物理系所有教授的意料。尽管助教工作很出色，几乎没有不会的习题，但在研究小组中研究工作总也进不了状态。升前大在研究小组热火朝天的气氛中，他居然三年都产生不了新想法。导师很着急，但也很负责。在第三年末，导师找了一位电子工程系的教授联合培养，商量安排一个体力大于智力的博士论文题目，勉强进入了博士论文阶段。 因为学一个东西不只是要学到一些知识，学到一些技术上面的特别的方法，而是更要对它的意义有一些了解，有一些欣赏。假如一个人在学了量子力学以后，他不觉得其中有的东西是重要的，有的东西是美妙的，有的东西是值得跟人辩论得面红耳赤而不放手的，那我觉得他对这个东西并没有学进去。他只是学了很多可以参加考试得很好分数的知识，这不是真正做学问的精神。他没有把问题里面基本的价值掌握住。学一个学科，不但要掌握住它们里面的知识、定理和公理的意义、精神及其重要性，等到你觉得这些东西重要到一个程度时，你才是悔迟真正把这些东西吸收进去了。我想一个思考比较成熟的、书念得很好的学生，如果能够在一个早的时候接触到一些风格比较合适或者是比较重要的文章，并吸收了它们的精神，这对他将来选择正确的问题和正确地解决问题的方法会是有很大帮助的。关于科研：现在学生可以参加的项目有哪些？全国大学生“挑战杯”竞赛、“中国青少年科技创新奖”，“宝钢优秀学生奖”，上海市大学生“挑战杯”竞赛，上海市“科创杯”竞赛，“上汽教育杯”竞赛，上海市陈嘉庚青少年发明奖竞赛，还有上海市“市长奖”。学校里有各种各样的项目，比如团委科创项目、“挑战杯”孵化项目、教务处科研项目、学院今年也推出科技成果竞赛，为申报学校科研项目做准备。各种项目报名的人很多，但是我时常有些疑惑：有多少人是真正出于科研兴趣而申请这些项目，而有多少人是为了评奖学金、保送研究生、简历上好看一点而申请的？如果你说你申请了这些计划，没有被入选，还能坚持在实验室做实验并出了成果，那才是科研的诚心，没有诚心，科研是不会长久的。和诚心相关的是激情。有激情倒并不是让大家成天不睡觉做实验，而是说你要有科研的热情，有主观能动性，真正把研究当作你自己喜欢做的事，并且用星云大师的话说：“做什么像什么”。有了这种激情和“做什么像什么”的习惯以后，以后无论你做科研还是上台讲课吵竖，都能做好。 做科研除了要有诚心和激情，还要有好正确的思维方法。 学生科研最关键的一步是如何找研究课题。但这一步没法教（不象解题有固定技巧和步骤），只能自己悟。各人会有不同经历和不同的找课题的办法。有的人善于找热点课题；有人找课题全凭兴趣和感觉；有人的研究课题主要来源于听报告和读论文。我鼓励年青学子多听学术报告。你至少可以看一看和欣赏 how the best science is done。听报告可以启发你扩展研究方向。有的课题想法来源于与同事闲侃或争论，有的来源于企业界朋友，有的来源于喝酒，五花八门，也挺好玩的。但很少有那种苹果掉下来打在脑袋上就发现万有引力的机会。 大家可以看一些好的论文的引言部分。一个好的科研工作，应该师出有名。什么理由呢？往往是：某个研究课题非常热门，对于解决人类什么问题有重要的理论价值和实用价值，并有可能带来有重要的社会意义。在文献中，别人曾经针对这一个问题做了研究，取得了进展，但是还有什么东西不清楚，或者还有什么地方不够完善。因此，现在我们来进行这个研究。我们采用什么方法，得到了什么结果，有什么意义和价值。以上，不但是一篇论文引言的写法，也体现了做科研选题和表达的思路。假设你遇到业内重要人士，你要把你的研究结果兜售给他，但只有五分钟时间，你就用这种思路去说。无论你面对来访的老师，还是参加外国大学面试，都可以用这种思路去描述你的研究。另外，你在做科研的过程中就得很清楚这些，而不能像无头苍蝇一样说不清楚为什么要做这个课题、这个课题有多重要、别人做了什么、你做了什么、你做的有什么重要价值。 科研的思维方法就像骨架一样，事实上每一块骨头都可以深入探讨。比如关于别人做了什么，就涉及到文献阅读、对比和总结。“太阳底下没有什么东西是新的。”也就是说，科学的发展是建立在前人研究工作的基础上，你的发现，也许是前人的改进，也许推翻了前人的结论，但正是前人铺垫性的研究，才使你想到了目前所要研究的东西。而前人研究的东西，大多发表在文献中了。看文献有几个功能：首先，你可以知道别人做了什么，没有做什么，还有什么东西可以做。其次，你可以借鉴别人的方法来研究你要研究的东西。再次，你可以对自己已经得到的数据和结果有更清楚的“上下文”。有时候，你以为你得到的数据是黄金，但是看了文献，发现你的数据是稻草；还有时候，你以为你的数据是稻草，但读了文献，发现你的数据是黄金。最后，看了大量文献，在写文章的时候能够旁征博引地进行讨论，提高论文的学术水平。一篇好的学术论文，不能一厢情愿地把数据“倾倒”给读者，告诉他们你要报道什么，而要告诉读者你的工作有什么意义和价值，和文献中的结果一致还是不一致，不一致的原因在什么地方，而这些都离不开研读大量文献。以后如果别人问起你的课题，你能脱口而出文献中谁谁谁做了什么，他们发现了什么，那么别人对你的印象会很深刻，否则，就会给人一种你只是按照导师的吩咐去做实验而自己对课题没有概念的感觉。 除了科研的基本思维，科研具体进展或方案也极其重要。做科研一定要有很清晰的头脑，在任何时候都能说清楚我要做什么，或者说我要往哪里走，我现在在什么地方，我怎样才能从“这里”到“那里”。即目标问题。这个目标可以是搞清楚一个悬而未决的问题，比如研究中国人和非洲人的血缘关系，也可以是一个实际应用的产品，比如使神五、神六发射成功。有了目标以后，如果是大的项目，比如神五、神六，可以进行目标的分解，比如有的人研制发射控制装置，有的人研究外壳，有的人研究动力系统。对于小的科研项目或者科研点子的实现来说，你可以“跟着感觉走”，但是做科研还没有入门或者刚入门的人常常会遇到一些问题：有的做着做着，课题就做没了，或许是因为实验数据很混乱、自相矛盾，或许是发现别人已经做过了、报道过了，或许是自己东打一枪、西打一枪，心太活，最后没有一个点子成功。此时就要不断进行阶段性的整理，梳理做了什么东西、得到什么结果，还需要做哪些东西才能把这个课题做完整，然后讨论完以后，就盯着没有完成的东西去做。用这个方法做科研、做事，我觉得很有用。 每个人科研过程都会遇到困境，大家往往只看到本科生发表SCI论文、获奖这个结果，而忽略了科研的心路历程和起伏跌宕，让大家误以为做科研很简单，把东西放在仪器上测一下就能发论文、获得成果。其实，科研不是寻找你已经知道的东西，而是探索你本来不知道的东西。既然是探索，结果往往出乎想象。你也许本来以为你按照这个实验思路会得到成功的结果，但结果反而失败了。 遇到困难怎么办呢？首先，静下心来想一想：得到的数据，哪些是确凿的，哪些是不靠谱的（比如实验设计有问题、测试数据时仪器状态不佳）。研究中遇到的瓶颈，是这个课题额外衍生出来的枝节，还是这个课题的一部分？如果说是额外衍生出来的枝节，能否在以后进行单独研究？如果说是这个课题的一部分，应该死死顶住，还是象壁虎一样断尾求生？其次，科研瓶颈的存在是有原因的，并且可能不只一个原因。如何吃大象？把大象切成一段一段吃。克服科研瓶颈也是一样，乍一看困难，吓趴下了，但是找出原因，把它分解为可以解决的片断，然后分别进攻。当你完成一件事情后，顿时有种愉悦的感觉，这会促使你充满斗志地攻克下一个难关。在生活中，有个墨菲定律，就是说你原本以为做一件事情需要花一个月，但实际上花的时间比你想象的多，比如两、三个月。在科研中也是如此。所以遇到困难不要沮丧，而要把这当作是一种正常的、必经的过程、一个学习、锻炼的过程。再次，当你在科研中遇到问题的时候，如果你越来越急，会导致忙中出错。如果这时候你能静下心来保持充足的睡眠，适当到外面（比如到公园里）去走走，经过几天、几周的冷处理后再来看你研究的东西，也许会有新的视角、新的收获。一些原本你以为是问题的问题，也许不再是问题了。最后，多向周围的师兄、师姐、老师讨教。 事实上，科研中的学问和经验远远不止这些。以前，本科生只要跟着师兄、师姐做就行了，其实，科研不仅仅是做，而且还是思考、设计、总结。并且，科研还涉及时间、管理、与实验室成员的相处等。科研工作者除了做好实验以外，还需要很好的表达沟通能力，比如能够写论文、能够写项目申请书，能够作报告，能够说服评委把奖给你。最后，我想说，科研重在过程，这和心态有关。例如：我曾经对学生的报告进行了打分，并把分数告诉学生。有个学生便来要求加分，我就说：“不要把分数看得太重，如果你能在我的讲课和对你报告的点评中收获什么，这不是比你加个一、两分更重要吗？”我想说的是，在科研上也是一样的，你参加挑战杯，当然结果只有两个：要么得奖，要么不得奖。如果得奖，当然皆大欢喜，如果不得奖，也别沮丧，在科研活动中学到的东西，将会很有用。科研不是百米冲刺，而是马拉松赛跑。并不能象赶时髦似地别人进实验室，你也进实验室，别的本科生发SCI论文，你也想立竿见影地发篇SCI论文。如果能在科研实践中学到科研的技能、方法和思路，那会非常有帮助。 1.科研靠积累。 象伦琴发现X射线那样凭借一次简单观察就得诺贝尔奖的机会越来越少。更多的科研成果来自于实验室长期积累。最终实至名归。做科研不要指望一步登天。设计课题不要好高骛远。选导师要想好：你是要白手起家，还是要为人作嫁？
2.文献要追踪。 开题时通过查文献了解的情况，到结题的时候可能有很大不同。实验过程中要注意追踪。运气好，你可以得到更多的线索；运气不好，发现别人抢先了。据此修正你的实验。写论文之前一定要重新查一遍文献。
3.记录要复习。前面的实验记录要经常复习。随着经验的增加和认识的提高，你会发现最初的判断未必正确。
4.材料要变质。 随着时间的推移，有些试剂会降解，有些设备会老化，这导致你在完全按照以前的方法操作后得不到以前的结果。如果某种试剂只是有效量的减少，你需要加大用量。如果变质以后产生了有害的物质，恐怕该换试剂了。如果设备读数有漂移，就得校正。总之，出了问题要找原因，每一步都要"确切"！否则就是刻舟求剑。
5.导师要看清。 导师也是摸着石头过河。他的想法随时在变。觉得事情不好，他会转向。你要擦亮眼睛，看清苗头，否则会被转晕。可以适当地引导一下，互动嘛。