如何在不平坦的科研路上狂奔？

机器智能研究MIR 2022-12-11

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他山之石可以攻玉

不同的学术领域虽各具风光，但研究的方法或有相通，他山之石，可以攻玉。不平坦的科研路上充满心酸苦辣，既有勤勤恳恳，也能独辟蹊径。先行者成功经验在此无私分享，或可助你科研一路狂奔！本篇文章基于美国伦斯勒理工学院(RPI)计算机教授高建喜的讲座内容，高老师据说是RPI历史上第一个用中国博士学位入职的教授，Nature、Nature子刊发表数篇。拜读科研之旅的穷游攻略，手中有粮，才能心里不慌！

说在前面的话

在开场之前，我想先问大家一个问题，你们认为你什么时候可以开始做科研？很多人做科研之前都会有一个对自己的怀疑：我的知识储备到底够不够？你永远都不够，世界上的知识太多了，学到老也学不完。所以只要你觉得你想开始做科研了，你就可以开始做了。

实话实说，我是初二开始做科研，我说一下我当时做的事情，可能大家也知道，我们知道如何用尺规作图二等分一个角，而我当时在想怎么样三等分一个角呢？这个问题我一直做到高三，我每段时间都会想出一个方案最后自己把它否定了，一直这样好多方案。别人忙高考，我抽空去想这个问题，直到上了大学，可以去图书馆查资料才发现别人早就证明了三等分角是不可能的。实际上在这个过程中我选了一个错误的课题，但是就这样还是持续了好多年，这件事情给我的教训是做科研我需要看文献。

于是我凭着自己的兴趣一直读一些数学的期刊，中文的，那个时候英语也不好。后来我去参加数学系老师的数学建模课，老师上课讲席位分配问题，比如说一个学校要组织看一场电影，而学校里有很多个系，如何分配席位才能做到尽可能公平呢？就是这样一个问题，老师在第一节课上完之后，下课的时候我去找老师，跟老师说我这里有一个更好的方法，老师说：很好，这个已经发表了，明天我们讲这个。下节课老师果然讲了这个方法，后来我觉得这个方法还不够好，我又提了一个新的方法，老师说这个算法也有了，我们下节课讲，第三节课我又提了一个新的，又被做了，直到第四节课，老师说我提的这个方法没人做。后来这个文章经过一些波折之后也发表了。大学的时候做了很多研究，主要是跟后来变成我的老婆的同学一起做的。

这是我的老婆和孩子，当我们做科研的时候难免会很郁闷和低落，家人是我们最大的支持。在我的两个女儿小的时候，我给她们写了一首诗，很爱她们。

宇宙万物生覆灭，物是人非几度消。

乾坤斗转异星位，谁主沉浮亦禹娇。

莫踏世俗寻常路，偏行山野独木桥。

是非曲直道未尽，岿然不动独我浩。

我是研究网络科学的，其实我是09年去波士顿大学访学才开始做这个方向，到现在已经十年了，后来去了东北大学，东北大学的老师是这个方向的创始人级别的吧。网络科学应用的方面非常之广，比如说可以用在社交网络，代谢网络，电力网络，化学网络。其实我发的论文挺好的，真的是感谢神，能够让我有这样的机会向这个领域最好的几个大师学习如何做网络科学。下面我们开始讲今天的话题。

干货来啦

这里是来自Nature的数据，说明了科研路上的艰难，可以说绝大多数读博士的人最开始都是想一直做研究的，90%的人说以后想从事科研工作，最后只有0.45%的人留在了高校做科研，那么博士们在自己的学业中都经历了什么呢？

我想可能就是这下面三件事：第一件事抑郁和焦虑，抑郁和焦虑很多博士都有，甚至在抑郁和焦虑的人里有长期抑郁和焦虑。但有趣的是，觉得自己有抑郁和焦虑的人里面抑郁和焦虑概率不高，不觉得自己抑郁和焦虑的反而高。

第二个，失去工作和生活的平衡，课题做不下去，全身心地投入科研还总觉得自己投入的时间太少，要是再多投入一点就好了，不光如此，你在做科研的时候，是和全世界的人做竞争，你的领域的人都在思考类似的东西，你要发现别人没有发现的才行，你要比别人跑的快才行，长期这样做，导致身体素质下降，免疫力下降，甚至过劳死。更糟糕的是，如果我付出了这么多，真正做了有意思的事情，对社会贡献很大，也是值得的。但是呢，事实是，只有20%的人觉得自己做的东西有点意思。相反，在社会上工作的人，63%的人觉得自己做的东西都有意义。

就像这个漫画里面讲的，实际的有意义的问题太复杂了，只有不断地假设，最后变成了在路灯下找硬币。还有一种情况，在座的很多是做数据的，数据来了解释不了，啥规律也没有，只能不停地改造改造，最后数据被屈打成招了。

第一个：选题。你的论文就是你的孩子，所以你选题就是给你的孩子选个爸爸妈妈。你的论文要有参考文献，你是基于原来的研究做了新的研究，你所基于的研究就是你的文章传下来的基因，然后你再根据这个基因去做，所以选题是非常重要的。

俗话说龙生龙、凤生凤、老鼠的孩子会打洞。你在选题的过程中有可能这个题目会很难，也可能会简单，难的题目可能穷其一生也做不出来，当然太简单的也不好，太简单的可能意思就不到。

另外呢，是选新问题还是老问题，老问题很多是剩下来的硬骨头，新问题往往时效性很强。举个例子，之前我带两个本科生，一个中国的，一个印度的。他们做的东西只是看起来不一样，本质上是很类似的，所以做完的早就有优势，最后做的早的人发在了PNAS上，做的晚的人发了一篇PRE。经常能听到别人感叹，这个东西跟我做的类似，结果别人做的早发在了Nature上，你做得晚就发在PRL上。新的问题大家都很关心，所以你需要快速做完。还有大问题和小问题，大问题可能很大，自己一个人做不完，这时候合作者就很重要了。

现在我来分享一下自己的选题经验。举两个例子，我前面已经说了三等分角的例子，这个课题选得太差了，别人早就证明是不可能的。当然我也有一个成功的例子，是我在波士顿访学时做的工作，这个工作对领域还是挺重要的，基本上形成了网络科学的一个子方向，现在这个方向已经非常火了。

第二个是多线程，为什么这样呢？当你去思考一个问题的时候如果你卡住了很容易掉进去出不来了，陷在某个机制下面。这个时候不妨先跳出来做自己的另一个问题，过段时间回过头看可能就有新的思路。要有一个大问题和一个小问题，要有一个长远的规划，有些小问题也可以很重要。

怎么找到重要的问题呢？首先，每个领域都有自己最重要的期刊和会议，多看看上面的文章，尤其是Nature, Science会出一些news，news会报道一些很重要的问题。当然重要的问题很多都是很难的，做好心理准备。我之前的老板，基本上每年都会有一两篇Nature，Science，他经常会有一些好的idea，但是有些问题很多人尝试之后都败了。怎么样找到适合你的问题，取决于你的想法，你是想发Nature，还是只想毕业。如果你只是想毕业，你可以选择一些相对容易的来做。

下面我们来讲讲做科研的时候需要具备什么样的素质？

第一个，极其乐观的态度。其实我发现我还真是挺乐观的，我这两年提交了好多proposal，前前后后在NSF大概有十个，九个都败了，还有一个刚刚提交上去还没有结果，但是我每次提交的时候都很开心，我想想自己论文接受之后我好开心好激动呀，这个本来接受的概率就很低，而我是还没接受就会想到接受之后就很开心了。这就像论文一样，论文被拒太正常了，对于一个博士来说，论文被拒了心情肯定会很糟糕，稍微好点的就不去想它。其实呢，多想想一些好的东西，多想想论文接受之后的样子，激励自己，文章写了就是被拒的，要经常给自己找乐子。

PPT里面提到信、望、爱。你要经常相信自己有盼望，相信你做的东西是好的，你对你的研究有希望，选择了它就爱它。第二个，科研虐我千百遍，我其实很少有类似的感觉，但是我也曾为了解决一个问题花了四个月的时间。就像我现在做的一个东西，一个学生跟我做了两年，问题还没有解决完，现在差不多解决完了，正在写，希望能有一个好结果。你要一直相信这个东西是好的，做出来是有意义的。

第三点非常重要，保持童心，不要太聪明。很多人还没有开始做就开始想，这个东西做不好浪费时间，很难受，像孩子一样单纯。举个例子，我博士期间的半个导师在以色列，这个老头子就是全身心地投入科研，他的老婆就跟我抱怨，“我是他的第二个老婆！第一个是物理”，当我跟他经过千辛万苦做出来一个公式的时候，他高兴得像个孩子，到处跟人说。

第四，要有野心，你的心有多大，结果就有多大。你的目标是诺贝尔奖和图灵奖，那你最后做的也不错，你的目标是Nature，就算败了，发个Nature子刊也还行。努力给自己一个比较高的目标督促自己。

最后，规划你的优先级，什么着急、什么重要你就把它先做了。当我在BU的时候，实际上是带着课题去的，去之前已经做了两年，老师也觉得挺好的，马上也可以写论文了。但是当老师跟我聊了一个新课题之后，我马上意识到这个课题比我快要完成的老课题重要很多，我的老课题本身就比较老，就算过几个月也没关系。

下面我们澄清一些误区，我今天讲的基本都是干货。

首先，大家会不会关心一个问题，博士和老板谁为谁打工，我博士的时候认为老板给我打工，现在我认为我给学生打工。你想想，你在写文章你是一作，老师要帮你指导，告诉你怎么做研究，帮你修改文章，最后你是一作，老师难道不是在给你打工吗？我读博士的时候就是这么想的，既然老师给我打工，那我就让他多给我打几份工，所以我就做得快，跟老师讨论什么东西，马上弄完。

怎样让老师给你打更多的工，让他动起来对不对。所以讨论东西要快速做完，有些人总是讨论，讨论到最后还是没有进展，或者过段时间发现没有什么好做的了，人的兴趣往往都是短暂的，刚讨论完之后激情澎拜，这个课题可以改变历史，过段时间兴趣全无。长此以往，老师可能会觉得这个学生能力有问题，或者这个方向真的有问题，说不定就此错过一个诺奖的机会。你的成名作可以出现在各个方面，所以你要快速的做做做，尤其是在博士的早期。

第三点，有些导师是micro manager，老师指导每一个细节，公式的变量，程序的细节，这样的导师很细致，给你打更多的工，如果你遇到这样的导师你应该偷笑。有些老师只是给一个大方向，于是你就开始细细地挖掘。我当时读博士的时候，我的导师从达沃斯回来跟我说，在会议上大家都在谈论network resilience，让我去研究一下。于是我就开始疯狂地看文献，看上千篇文章，总结不同领域的方法的共性，对这个领域有了非常深刻的认识。对于指导大方向的导师，你需要自己propose许多不同的方案，最后让老师去选择。你还可以尝试去参加学术会议去寻求更多的帮助。

下面一个问题，做科研你要学什么？有的人说要学会解决一个问题，学会完成一个项目，这些东西重要吗？还是什么别的东西更重要？其实更重要的是学会如何去思考问题，你能不能学会老师的思维模式。我在博士的初期更多的是快速实现老师的想法，哪怕不睡觉结果也要第二天出来。后来我开始思考老师想问题的方式，而不仅仅满足于把问题解决。为什么老师认为一个东西比另外一个东西重要？为什么有时候你觉得重要的问题老师不觉得？我想的什么东西有问题？所以当我博士毕业的时候，我的老师问我新来的学生可以安排这么几个课题，你觉得哪个比较有意思，最后我的答案和老师是一样的。

最后我们再来谈谈是怎么做不好的？有的人跟老师这周讨论了，讨论完拿出一些结果，自己都没想清楚结果里面可能有些问题，最后浪费了跟老师讨论的时间，所以当你有了新的结果的时候先想一想为什么会这样。还有人跟老师聊完之后回去了，也没做什么结果，又来找老师讨论了。

我的内容就到这里，祝大家在科研路上越走越好！

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