wangdongsheng的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/wangdongsheng

博文

学科发展规律和科研工作应注意问题(中):写给青年学者

已有 4153 次阅读 2013-10-20 22:14 |系统分类:教学心得| 科研, 入门, 青年学者

中国网球这几年很火,有个李娜,并由此引发很多有趣的争论。但遗憾的是她的成绩都是放单飞后取得的,说白点就是与国内教练无关。据说有致力于推广网球的国外教练来到中国,发现从事青少年培养的教练们动作都是错的!!!刚刚从事科研工作的青年学子(或研究生)也应该自觉地培养科研意识及习惯。这是一个漫长、领悟的过程。下面主要谈谈科研工作开始应注意的问题。

1.注意研究问题的表述

   在我们所接受的从小学至大学阶段的教育中,更多的是面对直接提供的问题,然后由我们给出已经存在的答案。几乎没有人会被问:问题从那里来的?对于科学研究来讲,一位大师曾说过:“提出问题比解决问题更为重要”。研究问题的表述既是指问题的提出。不要小看他,可能很多有价值的课题申请就是因为在这方面出了问题而被评委们拒绝通过。

  最初从事科研工作的博士生们往往面对的是导师仅仅提供了研究方向和研究对象(有时这些都是模糊的)的困境,研究的对象和研究的内容(对象的属性)是什么,应该采用怎样的研究方法,可行性怎样,对这些问题大脑里几乎说是一片空白。若能初步地回答这些问题便构成了问题的表述,应该说一旦问题表述清楚,可能成功就距离我们很近了。注意这里的问题表述是具有完全真实可操作性的,若不具备这个特征,那么只能说是“看到了问题的影子”,仍然需要在问题表述上下功夫。我不提倡看到了“问题的影子”就埋头苦干这种做法。

  很多的研究问题表述起来并不容易,有时会有几种方案,或者我们理解为各类假说(例如板块漂移学说等),需要研究者去尝试,正是在这种不断的失败和获取经验中,找到了正确的路。这时可能会发现它与我们最初设想有很大不同,甚至于努力的方向、预期的结论都变得相反了。所谓“种豆得瓜”在科学研究中是屡见不鲜的。

  对研究问题进行合理表述是科研人员必备的基本素质,他需要对本学科的研究历史、研究现状有较好的理解,对本研究方向上国内外同行的工作有深刻的了解,对本学科研究技能和手段有很好的掌握。应该说这是长期积累的过程,但有意识的加强这方面的训练,学习中注意观察同行们是怎样表述研究问题的(就是所说的悟性),无疑会使这个过程缩短。

  目前硕士生和博士生中存在两个不好的倾向,硕士生将硕士论文等同于“大作业”,批凑抄袭现象开始明显,博士生急于发表论文以凑足毕业要求的数量。这种忽视科研基本训练的做法极易造成不求甚解风气的养成,无论今后从事工程建设还是科学研究工作都是有害的。

2.注意研究问题的物理概

    一般来说工程技术问题都是有明确的物理概念的,当我们将问题表述清楚建立起物理模型和数学模型后,余下求解获得结果的过程会相对变得容易。但是作为研究人员应该始终关注数值背后的物理意义,否则可能会犯一些“低级”错误,举些例子:

(1)某大跨斜拉管线桥的自振特性分析

   在我国四川一些输油管线需要跨越大的江河或峡谷,当地设计院的同志就借鉴斜拉桥设计了一种空中跨越形式,除主梁以输油管线(直径约在1米左右)代替外,结构形式与斜拉桥完全相同,跨度可达600m。分析系统的自振特性或动力反应,采用了空间线弹性有限元法,计算得到了基本周期在30s左右。因为时间紧同时也没有同类结构参考,就提交了报告。随后仔细观察振型图发现,基本周期对应的振型(简单理解为振动形状)是管线自身的出平面振动(因无法插图,需要读者想象),与塔和拉索无关。物理上什么概念,塔和索对管线出平面运动约束是零。这显然不对,实际上索和塔及管线出平面运动构成了一个我们常见的“单摆”,重力作用会让它回到原来位置。

   问题求解错在什么地方:物理模型表述没有考虑几何非线性。后修正后,基本周期在6s左右,并进行了实测,很是一致。

  (2)扭转结构分析中角度与位移问题

  在涉及结构扭转的分析中,往往涉及到扭转角和线位移这两个基本量。该项研究是想建立一个能够综合结构扭转反应和横向位移的评价指标,这样不自觉地就取为θ(扭转角)与μ为(位移)的平方和开平方。

错在什么地方:θ为角度,这是一个无量纲的参量,μ为位移,有长度量纲,物理上二者是不能相加的。正确的处理方法是对 μ首先作无量纲处理。应该时刻注意物理参数的量纲。初步的科研工作者必须重视及掌握量纲分析。

 (3)注意防止统计公式的滥用

  在工程问题研究中经常用到统计公式,同时研究者自身也会建立一些统计公式。应用和建立统计公式应注意两个问题:一是通过统计x(x1,x2,…)变量建立起的y变量的计算公式,一般不可利用数学上的反函数方法由y变量求解x(x1,x2,…)变量中的某值。因为统计公式在物理上可看作是系统因果关系的反映,有因必有果,反之有果确不一定是此因。二是随着计算技术的普及,通过大量数值模拟手段建立的统计公式有增多趋势。对这类统计公式,研究者一方面要样本数量足够多,令一方面要详细交代其局限型,包括模型假设、参数变化范围等。这些也是使用者(特别是工程技术人员)必须明确与小心的地方,同时任何时候都不要过高地估计基于数值分析给出的统计结果的价值而忽视试验结果的存在。

3.注意研究中避免循环论证

科学研究中的循环论证往往表现得很隐蔽,需要经过较多专业训练的人员才可发现,包括我在内也可能不经意地犯这个错误。可以给出它的若干简单表现形式:如为证明研究结果的正确性而采用对获得研究结论有例的例证;还有通过修改本构关系以获得与试验结果的一致,并获得事先暗示的结论;以及通过某组数据回归出的公式仍用同组数据进行验证;不胜枚举。

发生问循环论证题的根源很多是对研究中的隐含假定认识不清和缺少问题一般的较明确的表述。上述问题也存在试验数据处理中,如在本来不多的试验样本中通过“合理”舍弃一些样本,去验证某种理论或规律。还有在发表文章,仅给出效果较好的数据、图表,而对于效果较差的不提或一笔代过。

   在研究工作中严谨、认真,同时不放过一点点存在问题之处,是避免发生循环论证的较好办法。

4.正确对待研究工作中的错误

  以上提到的研究工作中发生的问题总体上都不涉及科研道德,即都不具备主观故意性,这里所提到的错误也在这个范畴之内。至目前为止可能还没有哪个科学家声明在它的科研生涯中从没有犯过错误,客观世界的复杂性和人类认识的局限性,在科研工作中存在错误不可避免。

对待科研工作中的错误分两种情况:一是发现别人错了,这个时候一定要慎重,不要轻易否定别人,希望大家一定牢记。要树立全面的观点,存在就有其合理的成分。这点与怀疑一切的科研精神并不矛盾,怀疑不等于否定。二是当别人指出自己错了时,一定要认真对待,同时不要固执。固执是科研人员应避免的,中学课本有巴普洛夫“给青年科学工作者的一封信”谈到:“年轻人不应该固执,一旦固执起来就会拒绝善意的批评与友好的劝告”。然而也有科研人员被认为是“固执”地从事某方面的研究而取得巨大成功的案例。

总之,严于律己、宽以待人应该是对待错误最好的态度。

 

 



https://blog.sciencenet.cn/blog-836193-734526.html

上一篇:学科发展规律和科研工作应注意问题(上):写给青年学者
下一篇:中国高等教育的忧虑与近期对策
收藏 IP: 175.163.69.*| 热度|

3 熊李虎 王加升 zhangcz07

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (1 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-11-23 20:23

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部