小程开讲啦 | 为科研“疯魔”，“初生牛犊”让“业界大牛”服气！
编者按：新学期伊始，新一届“小程新人”怀揣梦想、带着朝气来到我们这所“军工圣殿”“精英摇篮”。
如何尽快适应全新的大学本科或研究生生活，尽快找到学习窍门和方法？为此，贴心的小程上新了新栏目——“小程开讲啦”，选取往届优秀学子撰写的学习研究成长经验故事，并精心录制成音频，希望可以让大家“取取经”“探探路”“开开窍”。
作者简介 /Profile/
李帅，中共党员。本科就读于哈工程，2012年保送至哈工程船舶学院攻读船舶与海洋结构物设计制造专业硕士研究生。
2013年获得硕博连读资格，在哈工程船舶工程学院攻读船舶与海洋结构物设计制造专业博士研究生。研究生期间获国家奖学金1次，发表SCI文章8篇，EI文章6篇。
2017年3月份取得博士学位后，赴荷兰特文特大学开展为期两年的博士后研究，期间参与开展了深海资源勘探气枪震源技术的研究工作。
2019年6月起，任哈尔滨工程大学船舶工程学院副教授，目前在以张阿漫教授为负责人的流固耦合技术研究团队工作。
江河不惧沟壑，虽曲折，终入大海；雄鹰不问艰难，纵跌倒，翔于天际。在大学的学习中，挫折和磨砺教会了我矢志不渝，初心不忘，厚积必有薄发。
1
过程比结果更重要
参与本身就是一种收获。通过两次失败的比赛经历，我更加深刻地理解了“过程比结果更重要”这句话。
刚入大学时，我对各种活动都充满了兴趣和好奇。大一时我参加了“鸡蛋撞地球”的比赛，这个比赛要求把鸡蛋放入自己设计的缓冲装置中，从十米高处扔到地面，前提是鸡蛋不被摔破，速度快与质量小者更优。
我和队友经过激烈的讨论，设计了两种不同的装置。两个作品的设计原理分别是两种极端，第一种装置十分保守，鸡蛋肯定不会摔破，但是装置的体积和重量都相对较大；第二种装置我们希望用它来险中求胜，在去掉大量的缓冲物品后，装置质量极小，完全只依靠一种特殊的缓冲结构。
结果不出所料：第一种装置里面的鸡蛋完好无损，但是成绩不佳；第二种装置里的鸡蛋碎的稀里哗啦。最终我们没有获得任何名次。
大三时，我和两位同学组队参加了美国数学建模比赛。为了比赛，2010年的冬天我没有回家过年，整个寒假都在学校学习。
最初是跟着理学院的老师学习一些数学建模基础理论和数学软件的使用方法。仅靠这些知识储备去参赛还远远不够，还有很多与比赛相关的东西需要学习，如信息检索、专业英语写作、文章排版等等。
虽然十分辛苦，但当自己能够用学到的理论知识去解决实际问题的时候，那种获得感和满足感在以往的学习生涯中是体会不到的。
真正的比赛是在三天四夜的时间内，根据赛题撰写一篇规范的英语学术论文，由于比赛问题比较灵活，解决思路又各式各样，每一队最后的解决方案都不会一样，关键就在于思路的独到性和创造性。
比赛一开始，我们在选题上就出现了矛盾，整整一个上午我们都处在审题和选题阶段上，通过几番讨论，最终在当天下午做出了决定。确定选题后，在数学建模的过程中又出现了意见不一致的情况，经过几番激烈的争论，排除掉完全不可行以及不合理的方案，我们从剩余的方案里选出了最后的解决思路。
思路确定后，我们便开始查找文献并得到了预期的结果。这个过程十分考验我们的团队协作能力，不能因为自己的思路被否决了就不开心或者没面子。这与篮球比赛一样，缺少任何一个队员都不行，没有单靠一个人就能够完成的比赛。由于任务的艰巨性，我们每人每天晚上的平均睡眠只有4个小时，比赛完毕我整整瘦了12斤。后来我经常跟同学调侃：“想减肥吗？去参加比赛吧！”
几个月之后组委会宣布比赛结果，我们只拿到了“成功参赛奖”。失落肯定是有的，但是我们都觉得达到了参加比赛的预期，从准备比赛到比赛结束的整个过程都让我们自身有了很大的提高，掌握了很多科学研究应该具备的技能，对于科学思维的锻炼也很大。随着科研的深入，越来越坚定了我对这次比赛的认识。
后来进入实验室后，我发现很多在数学建模中学会的技能和思维对科研的帮助很大，例如文献检索，如何快速搜集有用的学习资料，面对新课题如何迅速找到解决方法等等。
2
不疯魔不成活
对一件事情如果没有百分之百的付出和投入，就很难取得成果。
我进入正规的科研是做本科毕设。由于我是本硕博连读，毕设的课题是由博士生导师确定的——《水中气泡群耦合作用的数值模拟》。
相关的基础知识由一个师兄带我学习，师兄让我去读一篇博士论文，同时给了我一个基本程序让我学习，但是程序中每个变量的含义我都不知道。师兄安排给我的任务是我进入大学以来遇到的最大的挑战，面对一个自己从未接触过的领域，我感到十分迷茫，对自己的能力也产生了疑惑。
在跟父亲的电话中，我告诉他：“不知道我能否拿到博士学位，感觉自己距离博士学位实在是太遥远了，我不知道能否坚持下来......”父亲十分理解我当时的处境和心态，但是除了鼓励和理解，也不能直接带我走出困境。
后来，我决定先坚持学习一段时间，看看自己是否适合科研工作。之后，我每天大早起床就拎着电脑去图书馆，一边学习相关理论，一边对照程序学习，试着揣摩程序中每个变量的物理含义，试图将程序与理论公式联系起来。每天我都会解开一些心中的疑惑，但是同时也会出现新的问题。
最疯狂的几天里，我在晚上做梦的时候都在想问题。由于大脑活动过于剧烈，很多晚上都不能完全入睡。室友都劝我好好休息，说我当时的状态都要走火入魔了。
就这样，两个月过去了，我终于在气泡动力学方面摸到了一点皮毛，也算是入门了，自己对程序有较好的理解。后来，我逐渐可以大幅地修改程序、优化程序，以及编写新的程序了。这是一个让我脱胎换骨的阶段，至今我仍记忆犹新。当时调程序犯下的各种各样的错误都让我获得了宝贵的经验，使得现在的我编写和调试程序更加如鱼得水。
现在我也带一些师弟入门，我觉得一个人在困难的时候能得到他人的指点，可以少走很多弯路，节省许多时间，这固然是好事。但是如果没有指导就怨天尤人，甚至成了自我放弃的理由，那就是自身的问题了。
其实，无论是潜心思考、渐入佳境，还是得人指点、答疑解惑，很难说哪种学习方法更高明。但不管是哪种路，只有自己走过了才知道，还是要记住一句话：不疯魔不成活。
3
尽信书，不如无书
面对“权威”，要敢于质疑，有自己独到的见解，才能做出创造性的成果，所谓“尽信书，则不如无书”。
研一时，我经常向师兄们请教气泡动力学相关问题。当时我对“涡环模型”十分感兴趣，但是实验室还没有完全掌握该数值模型的精髓。我也是初生牛犊不怕虎，跑去问师兄“多涡环模型”是否可以建立起来，当时师兄就笑了，说道：“这个数值模型不可能建立起来，全世界都没有。”
随后一年的时间里，在闲暇的时候我经常会想起这个这段对话，也在不断加深对“多涡环模型”的思考，总是觉得理论上这个模型应该是可以建立起来的，只是数值方法上可能比较困难。
随后的研究中，我发现要深入研究气泡动力学行为，“多涡环模型”的建立具有重要的意义，只是目前的研究水平还达不到。所以，经过不断推导，我把这个模型的相关公式推导了出来，并尝试着编写程序将这个数值模型实现，但是很多次的尝试都以失败而告终。
就在这个问题已经搁置了一段时间时，某一天我突然有了灵感，把程序的相关参数重新检查了一遍，发现某个积分路径似乎出错了，我将其修改之后发现程序通了！我终于成功了！不过，这个程序十分不稳定，某些问题能够解决，某些问题却不能解决，这让我百思不得其解。我又开始了一段时间的思考。
后来，导师请了一位国际上的学者来实验室交流，这位学者是“单涡环模型”的提出者。我觉得这是难得的好机会，一定要向他讨教一番。没想到，他对“多涡环模型”的建立也持怀疑态度，他觉得这也是一件不可能完成的任务。我向他说明了我的思路和方法，他觉得我是在瞎做研究，思路不对。和这位学者的讨论虽然没有得到任何帮助，但是我心中已经下定决心要将“多涡环模型”完全建立起来，让这位学者心服口服。
再后来，我静下心来慢慢琢磨每一处细节，找到了一个稳定性强的数值处理办法，使得所有相关问题都能够得以解决。剩下的就是要验证我所建立的“多涡环模型”的有效性了。
我和导师以及师兄沟通了自己的想法，想通过实验对数值模型进行验证。通过与多组实验结果进行对比，数值结果与实验结果吻合度良好，这说明了我的模型是有效的，而且精度也很高。通过这个数值模型可以模拟环状气泡撕裂后的动力学行为，可以发现更多新的物理现象，解释许多以前没有认识的机理。我把数据进行了整理，撰写了一篇学术论文，投到美国物理学会旗下的Physics of Fluids杂志上，而且推荐那位学者作为我的审稿专家。经过几轮返修，我的论文最终被该杂志接收。后来那位学者又来到我们实验室交流，为我这篇文章的工作竖起了大拇指。
整个“多涡环模型”的建立可能经历了三年左右的时间，其中听见了许多“不可能”。面对“权威”，要敢于质疑，有自己独到的见解，才能做出创造性的成果，所谓“尽信书，则不如无书”。
当然，自己独到见解是否正确，取决于前期的累积和思考，并不是凭空出现在自己的脑海里。就像毛主席的教导——没有调查就没有发言权。经过这几年的经历，我觉得成功就是勤奋努力、坚持不懈、无畏也无惧。作为新世纪的大学生，我们就是要敢于迎难而上！
4
重视数理基础，紧跟世界科技前沿
瞄准自己的研究目标，“挖深坑”，做到独创独有。
除了书中关于科研中遭遇挫败时的经验，我近期也有一些新的感悟愿意与大家分享。
首先，对于立志要做学术研究的同学而言，一定要重视数理基础，不断践行“大学至真”的校训，勇攀科学高峰，走向世界科技前沿，多与世界级大牛沟通学术思想（具体可以是阅读他们的论文、在学术会议上与其沟通交流、与其开展合作研究、甚至加入其科研团队等），紧跟世界科技前沿；
瞄准自己的研究目标，“挖深坑”，做到独创独有，勇攀科学高峰，才能更好地助力我国科学技术的创新发展。
值得一提的是在荷兰特文特大学开展博士后研究期间，我有幸和气泡动力学著名专家美国工程院院士Andrea Prosperetti教授开展学术合作，取得的成果也受到了他的高度评价：“You have done some excellent work and I am very glad that I have had a small part in it. Your simulations are the best I have ever seen done with the BI method. Something you should be very proud of.”（你做了一些出色的工作，我很高兴我参与其中。你的模拟是我见过的最好的BI方法，这是你应该感到非常自豪的事情。）这也是我不断前行的巨大动力。希望学弟学妹们也能在自己的研究中得到巨大的满足感，进而形成良性循环。
其次，对于未来想离开学术界、进入工业界的学生而言，一定要将研究工作与国家重大需求结合起来，注重提高解决工程实际问题的能力，以及与人沟通协调的水平。加强与工业应用部门沟通交流，不能只停留在课题组已有的研究基础和研究领域，掌握国家、国防和行业最新的发展动态和需求，跳出自己的舒适圈，与时俱进，培养工匠精神，精益求精，不断践行“大工至善”的校训。
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未来规划：立德树人 搞好科学研究
一位学生匿名评价我所授的《气泡动力学》课程是听过最棒的专业课。
首先，要做好自己的本职工作，那就是立德树人，为党和国家培养人才。这不是一句空话，这是我目前工作中最重要的组成部分，每天我都会和学生面对面或者电话、微信交流，其内容不限于科研工作，还有学生的思想动态和生活，保证学生能够在成才的道路上不跑偏、不懈怠。
其次还有教学工作，令我十分高兴的是，有位学生匿名评价我所授的《气泡动力学》课程是他/她听过最棒的专业课，这对我不断提高教学水平是巨大的鼓舞。
最后，作为一名高校教师，必然也有远大的科研梦想。纯粹的科学研究不应该由名利所驱动，而是应该由人类的好奇心和民族责任感所驱动。如果一辈子能不受外界干扰，可以专心地搞好科学研究，不断地拓宽知识边界，为国家解决一些艰涩的科学问题和瓶颈问题，那么这就是非常幸福的事情。我将在自己的岗位上不断拼搏进取，为实现伟大的中国梦，为“海洋强国”战略贡献自己的力量。
哈尔滨工程大学
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来源 | 《与成长对话 为青春导航》
朗读 | 王艺儒
音频处理 | 才至立 李孝龙
排版 | 李千卉
编辑 | 李颖超 朱虹
责编 | 霍萍
审核 | 吕冬诗 金声