博士论文工作的基本特征和创新能力评价存在的挑战
简介
博士学位（PhD degree, Doctorate）通常是高校授予的最高学位，是一种在国际上相互承认、备受学界和社会尊敬的学位。学位候选人（博士生）在修业年限内需要完成高级课程学习和独立研究，提交一本可发表的、包含原创思想或理论的学位论文并通过论文答辩，才有可能得到学位。他们必须掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，完成给现有知识带来本质贡献的原创工作，提交满足学术规范的学位论文，具备独立从事科学研究的能力。这就决定了博士论文工作具有选题范围窄、知识有广度、研究有深度和带来新知识等四个基本特征。带来新知识的能力也称为创新能力。本文的目的是讨论这几个基本特征的具体表现形式与要求，并介绍评价博士论文工作的常见方式，同时讨论目前评价创新能力存在的争议和突破“唯论文论”的必要性与挑战。本文约8000字，阅读需要20分钟左右
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博士论文工作是一种科学研究，因此在介绍基本特征前，应先了解科学研究的目的是什么。研究目标与从事的工作是纯科学研究还是应用科学研究有关。前者强调认识世界，后者强调改造世界。纯科学研究往往会给应用研究带来有用知识，应用科学研究往往会给纯科学研究提供手段。
纯科学研究 纯科学研究是关于解释我们周围的世界并试图理解宇宙是如何运作的科学。它是关于找出已经存在的东西，而没有比解释本身更大的研究目的。它是哲学的直接后代，哲学家和科学家试图理解存在的基本原则。虽然没有直接的好处，但纯研究通常有间接的好处，从而可以极大地促进人类的进步。例如，对原子结构的纯研究导致了x射线、核能和硅片（的发明）。——马丁·舒特尔沃斯(Martyn Shuttleworth)
应用科学研究 应用科学研究可能会寻找对人类有帮助的特定问题的答案，例如医学研究或环境研究。这种研究通常会提出一个特定的问题，并试图找到一个明确而全面的答案。研究的目的是测试通常由纯科学产生的理论，并将它们应用于实际情况，解决的不仅仅是抽象的原则。应用科学研究可以是找到一个特定问题的答案，比如“全球变暖是可以避免的吗？”或者“一种新型药物真的能帮助病人吗？”——马丁·舒特尔沃斯(Martyn Shuttleworth)
对于一名资深的科学家，任何一项具体的研究都是围绕窄的主题展开。因此，选题范围窄是科学研究本身的特征。
科学方法具有类似沙漏的结构。从一般问题开始，缩小范围，集中在一个特定的方面，然后设计研究，在那里我们可以观察和分析这个方面。 最后，沙漏变宽了，研究者总结并把发现推广到现实世界。——奥斯卡·布拉克斯塔德(Oskar Blakstad)
一项具体的科学研究只是针对一个特定的方面，即缩小了范围的问题。至少对于本科应届生而言，接下来的博士论文工作一般是从事科学研究的第一阶段（不排除一些本科生也开展过科学研究，或者有的是从硕士毕业后进入博士阶段的），因此主题（或选题）一般会比资深科学家更窄。
博士论文的选题可以有多窄呢？我们可以这么来理解，一个大型企业为了研制产品，差不多需要综合型大学大部分学科培养的人才，而我们每篇博士论文的主题只是某级学科中的一个小方向。学科一般按学科门类、一级学科和二级学科三个层次来设置（见附录A），每个二级学科下有不同的细分方向。我们大多数博士论文工作是在细分方向的某个点上做研究。
一般情况下，几个院系群可以涵盖一个学科门类，一个系可以涵盖一个一级学科，一个所往往以二级学科为依托，一个三级学科方向的教师可以组成一个研究室。
一篇博士论文的选题或主题常常是三级学科方向下的一个子方向。例如，数学是理学门类下的一个一级学科，应用数学是一级学科数学下的某个二级学科，应用数学又包含许多具体方向，如代数学及其应用。注册在一级学科数学下的一篇博士论文的选题可能是代数学及其应用下的一个更细的方向。可见博士论文的主题常常有多窄。
那么，选题窄就表明博士生不需要掌握广博的知识吗？
完成任何科研工作都需要有一定的知识面。窄的主题并不意味需要的知识面窄。
首先，如上面所指出的，窄的主题来源于宽的领域且研究结果反过来又能应用于宽的问题或对宽的问题有意义，因此，单单从窄问题的来源与研究结果出口看，就不难理解完成博士论文工作需要的知识面广。至少为了理解相关问题的背景，就需要宽的知识面。
第三，对窄的主题进行研究以获得符合博士学位水平深度的成果，更需要使用宽广的知识。研究结果是从研究方法得到的，方法类知识包括研究思路、研究手段、研究步骤、数据分析和合理性讨论等相关的知识。得到研究结果后，需要对结果进行思考和分析。知识越广博，分析越透彻，给出的结论越有意义。
最后，博士生还需要掌握写作、会议交流与学术规范方面的知识。博士论文需要满足严密的写作逻辑并满足严谨的学术规范。不仅如此，在发表论文时，还会掌握与投稿相关的知识。数据处理、论文排版、图表设计和演讲PPT的制作等也涉及大量实用知识。
于是，为了解决一个窄的科学问题，需要博士生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识。为了让博士生在未来进一步能独立开展科学研究，掌握坚实宽广的基础知识和系统深入的专门知识也被当作博士生培养目标之一。
那么，博士生是如何获得坚实宽广的基础知识和系统深入的专门知识呢？
首先是课程学习，除了本科教育积累的基础知识和部分专业知识外，在博士研究生阶段还需要学习层次更高的课程，包括基础课程和专业课程。其中有相当比例的课程是由正在做研究并有资格指导博士生的教师开设。往往需要修完30到50学分的规定课程。
一个博士学位授权点一般依托在一个一级学科（如数学）之下。这个一级学科所在的院系会开设该一级学科相关的必要课程，因此为博士生掌握比自己选题方向更广博（因为由选题方向到一级学科，中间还隔了三级学科和二级学科）的课程知识创造了条件。
然而，任何一门课程不会只针对某一方向的学生开设，而是面向不同方向的学生开设，因此针对一个具体的研究方向，课程知识还不够。
这就需要博士生在导师指导下，自学一些与具体研究相关的其它课程知识。更重要的是，需要阅读大量与研究方向相关的文献，获取由前人积累的与自己研究方向相关的知识。导师在指导过程中，也会把他掌握的知识以及思考问题的方式传授给博士生。
参加学术会议，听讲座，也会获取一部分新的知识。
以阅读文献为例，哪怕是一个小的方向，国际上已经发表的论文可能数以千计，因此还需要从大量文献中筛选出对自己有参考价值的文献，通过研究现状等分析，得出还有哪些与自己主题相关的具体问题需要研究的结论。文献中的现有研究结果已经有了很高的层次，在别人贡献的基础上开展进一步研究，就有可能做出高层次的研究。
前面已经指出，虽然选择的问题窄，但解决这个窄的问题却对一个更宽的领域有意义，选题要么具有学术价值，要么具有应用价值。
例如，汽车的方向盘表面上看只是汽车很小的一个部件，重量看起来只有汽车总重的千分之一量级，但它很重要。它的重要性不是按相对重量可以衡量的。
既然重要，开展的研究就必须有深度。如同汽车方向盘需要研制成性能稳定、功能到位和质量可靠才能交付使用一样。
做有深度的研究才能让重要问题得到解决，随便就能解决的问题，不需要博士生来做了。
可以说，选题重要、研究有深度，是对博士生的要求，这是培养目标。 选题窄则是客观限制，博士生在读年限就那么长，只有针对窄的主题才能做出有深度的研究。知识面广是一种能力保障，是开展深入研究的前提。
怎样才能叫有深度呢？这很难放在一般框架下解释，因为研究不是挖一个可以测量深度的洞那么简单那么可衡量。在一个具体的小方向上，在小同行面前可以相互解释或理解什么叫深度，在大同行面前则很难表述。
研究的深度从学位论文的基本构成能得到体现。首先，在引言中，需要从背景问题出发，进行文献研究，得出所需要研究的具体问题是什么并解释重要性，也就是讲清楚问题的来龙去脉与重要性。其次，需要提出、改进或者选择科学研究方法，确保能得到有意义甚至可验证的结果。接着，从科学研究方法得到可用文字、图表、数据和数学表达式等多种科学形式表述的结果、用逻辑思考和专业知识对结果进行讨论，以便分析和总结出有意义的结论。最后还需要归纳出意义明显且三言两语就能表述清楚的要点，并对未来研究方向有所建言。部分要点还可以放入摘要之中，可用于进行“电梯演讲”（即在电梯到达目标楼层前你能用要点介绍打动别人）。
为实现科学研究目标的研究过程的曲折与反复，也能体现研究有深度。反映深度的科学研究过程描述，甚至都不会放入到博士论文之中。
纯科学研究和应用科学研究都涉及到产生一个理论来解释为什么会发生一些事情，并使用全套的科学工具和方法来严格地测试它。这一过程为进一步研究和继续完善假设开辟了新的领域。
基于不够准确的观测，获得统计上可测试和可分析的数据是所有科学学科接受的唯一结果。不同科学问题实验过程的确切性质可能不同，但它们都遵循相同的基本原则。科学家可以像其他人一样固执己见，并且经常坚持自己的理论，即使证据表明并非如此。
研究是一种工具，他们可以通过这种相互质疑来寻找答案和推进知识，借此来检验自己和彼此的理论。研究的目的实际上是一个不断修正和完善假设的过程，这将导致对某些科学真理的接受。
虽然没有科学证据可以被接受为最终事实，但严格的测试确保证据可以成为假设。某些基本的假设是在开始任何研究项目之前做出的，并建立在这种逐渐积累的知识的基础上。
可见，随便就能得到的结果不是科学研究的目的。科学研究的英文单词是research，有反复寻找的意思。反复寻找和相互确认、相互质疑，目的就是得到有深度的研究成果。有深度的研究的结果，或者目标是，带来了新的知识。
带来新的知识是指在现有知识的基础上，带来不一样的、且层次与当今知识至少在一个级别上的知识。培养博士的目标不仅仅是提供合格的人才，而且还要求他们有所贡献。更确切地说，只有带来过足够的贡献，才能证明自己是合格的人才。
新的知识是在自己的——部分也可以是别人的——实验、推理、观测、计算、调查、比较和测试等基础上，通过归纳、讨论、分析和排除错误等方式得到。 新的知识多种多样，常见的有以下16种形式，虽然面对一个具体学科，表述方式可能不一样或者会更具体。新知识的常见形式1 提出了某个新的观点、主意或理论（假设）
2 证实了某条假设或理论
3 证明了某个猜想
4 创造或改进了某种理论（计算、实验、观测、数据分析或其它）研究方法
5 给出了某种材料、作品、模型、方案的设计原理
6 发现了某类现象或存在
7 获得了某些定量或定性规律
8 纠正了现有认识的错误
9 弥补了某个知识体系的空白
10 拓展了现有理论或方法的适应范围
11 解释了某种已知现象的原因
12 解决了两个不同观点之间的冲突
13 验证了某类方法的使用价值
14 求解了某理论模型
15 表征了某种社会行为、材料性质、元器件特性或作品的艺术特征16 预测了某种行为、规律、存在、现象或趋势
博士论文工作带来的新知识可以是以上16种形式中的一种或几种，或具有相似高度的其它形式的知识。不仅有新的知识，而且新的知识需要有一定的分量。高质量的博士论文工作甚至能开辟原创领域，或者带动一个新的研究方向。例如，Tadao Takaoka教授在给博士生Sung Eun Bae的博士论文评阅意见中，就指出所评阅的论文开辟了两个原创领域。 论文评阅意见示例论文工作的结果发表在四份国际会议文集和两份期刊上。论文开辟了两个原创领域：k 最大子阵问题（ the k maximum subarray problem）和最大子阵与K-最大子阵问题的网格体系结构。第一个领域吸引了世界各地的许多研究人员，学位候选人的这一贡献总是被这些研究人员当作他们问题的出发点引用。第二个贡献是提出的理论可用于解决实际问题，尤其在现实情况下解决实际问题。这一结果获得了新西兰政府的专利。基于这些观察，我建议候选人被授予哲学博士学位，并且论文被列入院长的名单（the thesis placed on the Dean’s list）。前面针对每一章的评论中提出的建议不是强制性的，但可以在可能的修订版本中予以采纳。——Tadao Takaoka教授在给博士生Sung Eun Bae的博士论文评阅意见的最后一段带来新知识的行为也称为创新，带来新知识的能力也称为创新能力。这是判断博士论文工作是否满足要求、博士生是否可以被授予博士学位的重要依据。那么，博士论文工作，尤其是创新能力，如何评价呢？6 博士论文的评价
由于博士学位一般是最后一个学位，也是最高学位，因此代表了极高层次的水平。博士论文工作必须体现以上四个基本特征，博士生必须具有一定的创新能力、写作能力和学术交流的能力，具备独立从事科学研究的能力并且提交满足严谨学术规范的博士论文，才能被授予学位。
通过同行评审（给出论文评阅意见，并对一些包括创新能力在内的指标进行打分）、学术规范检查（如查重）、公开答辩（或闭门讨论）、学位审议、论文公开和后期抽检等环节来保证博士论文工作达到以上要求。
西方国家的答辩形式西方不同国家在这一环节上做法可能有所不同。例如，法国的博士论文答辩还会给出成绩（mention），分为passable(通过）、honorable（尊贵）、 très honorable（非常尊贵）, très honorable avec félicitations（非常尊贵并致以祝贺）。这一成绩不仅写在答辩决议书中，也会写在博士学位证书上。答辩委员会成员（包括主席、论文评阅人）的姓名必须写在博士学位论文的封面上（以声明谁对该博士论文的水平负责）。也有一些国外的高校，可能会由导师邀请校内专家（internal）和校外专家（external）与博士生进行内部讨论，以判断是否达到博士学位水平，而不组织公开答辩。一般情况下，答辩后会给出答辩决议，作为学位评定的依据。以清华大学拟定的《博士学位论文答辩程序及有关要求》（2016年7月修订版）为例，答辩决议一般要求包含如下内容（括号是本文加的一些补充要求）：
指出选题的意义（来源于什么宽的领域、具体问题是什么、解决这个问题有什么学术或应用价值）。 描述论文工作所取得的进展（即论文完成了什么工作、必要时可指出难易程度和工作量）。 列举工作中含有的主要创新点（指出带来了什么新的知识，有什么价值、程度如何）。 对研究生基础和专业知识、科研能力给出评价（是否掌握坚实宽广的基础知识和系统深入的专门知识，是否具备独立开展科学研究的能力）。 对论文写作、格式等给出评价（是否遵循严密的写作逻辑、满足严谨的学术规范，必要时对文字水平、图表质量给出评价）。 对博士生的答辩能力进行评价（是否能回答问题，回答问题是否正确）。 给出答辩委员会对是否通过答辩、是否建议授予学位的结论（投票结果如何，是否是一篇优秀的博士论文等）。
（1）一些博士论文工作是为了解决应用中的实际问题，肯定有比发表论文更适合的衡量创新能力的替代标准（如本质性地推动了某种应用技术的发展），唯论文论可能限制了这类工作的研究。
（2）滋生了一些急功近利的不良风气，为了确保有论文及时发表，一些人可能被迫在研究缺乏深度情况下急于投稿。
（3） 一些博士生可能被迫寻找那些适合发表论文的工作，而无法去攻克一些具有挑战性或者有重大的、长远价值的问题。
（4）为了适应“唯论文论”中署名要求（第一作者或者导师第一作者学生第二作者），可能很难去做一些需要多人合作、多个单位合作的问题（一些表面上的合作可能流于形式）。
（5） 由于投稿中存在的一些常见问题（如审稿过程拖拉、学术争议和其它不确定性问题），可能使得一些本应该能毕业的学生无法及时毕业，可能会严重打击他们本来就具有的投身学术的热情。
（6）为了增大产生论文或者论文被录用的概率，一些人可能被迫去做一些跟风研究，或者维系一些对此有利的学术关系，而不敢独立去做一些可能带来重大原创成果的个性化研究。
（7）为了让自己的博士生在有限时间内达到毕业（发论文）要求，一些导师可能放弃一些需要多代学生接力工作才能迭代完成的重大问题研究。由于大规模培养博士在我国只有很短的历史，主动把握质量的整体风气和健康的博士生培养土壤需要时间积累才能形成，因此“唯论文论”有其历史原因，也可能起到了减少劣质论文数量的正面作用。但随着科研实力的提升、值得信任的具有国际水平的博导队伍的壮大和国际化程度的提高，当今可能具备了参考国外标准（即完全由同行专家依据博士论文来认定博士论文工作是否达到授予学位要求）、放弃“唯论文论”的条件了。 当然，放弃“唯论文论”并不是指要求所有博士生都不发表论文，而是说发表论文不应是所有博士生获得博士学位的必要条件。同时应强调，对于大多数博士生，积极发表论文是他们在读期间和毕业前后本质工作的一部分，所发表的论文对于认定他们的成果是否达到要求有积极参考价值，对于他们未来寻找科研类工作甚至其它类型工作有不可替代的作用。一个学科门类下有若干一级学科，例如，文学下有3个一级学科，分别是中国语言文学、外国语言文学和新闻传播学。工学有39个一级学科。一级学科下有多个二级学科（现在改称为研究方向）、每一个二级学科下有多个研究方向（可以称为三级学科）。
[4] Examiner’s Report on the Ph. D thesis Examiner: Tadao Takaoka Title: Sequential and Parallel Algorithms for the Generalized Maximum Subarray Problem Candidate: Sung Eun Bae
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