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读博的收获

已有 4264 次阅读 2010-9-19 09:37 |个人分类:R1科教文|系统分类:科研笔记| 博士, 科研

读博的收获
--教育不仅意味着使被培养对象学到知识和技能,更在于精神和思想的锻炼和提高,而这不光是老师的责任,更是学生自己的事情。

    引:前天在QQ上遇到了一位我曾经做代课教师时教过的学生,他现在大四,想考研,征询我的意见。毕业以来我一直想写一些读研感受的文章,正好借此献给他。

    憋足了劲忙了大半年,终于完成了博士论文及答辩,即将结束学生时代--一个充满理想,激情,挣扎的阶段。二十一年的寒窗苦读,中考,高考,考研,每一个中国的学生都可称谓在考场上身经百战。但读研究生却不是看你考试复习的能力,更需要分析问题,解决问题,归纳总结,突破创新的能力。五年前入学时的欣喜,五年中科研过程的艰辛,此时答辩完成了虽然内心很高兴,但已不像本科毕业时那般兴奋,更多的是对家庭对未来的思考。所得到的不仅仅在一纸博士文凭,更在于为此努力过程中的思索和行动。学到的也不仅仅是科研的技能和研究的方法,更培养了科研的素质和所需的心态。


科研的心态


    做科研心态很重要。由于是硕博连读,在之前两年的硕士阶段可以说是过得比较轻松的,不用再考博士了,而且离毕业还有三四年。但是转博后,逐渐感到了时间的紧迫和博士毕业的不容易,毕竟师兄师姐中就有不少因为没有文章而延期的,发文章争取按时毕业成了心中最主要的努力目标和动力。做科研不再是为了导师,更内化为了自觉行动。浮躁的心沉静了下来。疯狂地查阅文献,不断思考新的课题,不断尝试和失败,不断在挫折中总结经验教训,这一切都不需要导师的催促了。

    做科研需要自信。而自信来源于坚韧,努力和思考,并需要至少一次的成功经历。相信每一位科研者都经历过较难攻克的研究项目或实验,克服的方式方法也许有很多种,但如果没有信心和毅力就可能中途放弃。不过自信心也并非与生俱来的,不是每个人能做到在面对未知情况时都可以乐观应对并想出合理办法的,通常需要寻求有类似经验的人的帮助的,如导师和同学。查阅文献也是一个不错的方法,这可使我们看到世界上其他地方的科学家是怎么思考问题解决问题的,但文献有时却无法提供具体的实验步骤和研究细节。如做一个化学反应时,可能会在某一步卡住做不出来,查文献又发现文章中没有提供具体的加样比例和用量或者实验中要注意的细节,按照文献的方法很可能还是做不出来。这时就要请教有相关经验的老师和同学了,从他们那里了解实验的注意事项和细节,他们不经意的提醒可能就帮你解决了大问题。当然还会碰见更棘手的,就是你做的东西没有人做过。那就需要沉下心来,看文献报道中是否有类似的方法或可以借鉴的经验,然后认真分析各种可能出现的情况和影响实验的各个因素,控制变量只使其中的一个因素改变并找出该因素的最佳实验条件,依次找出各个最优条件,幸运的话曙光就在眼前。只要有过一次这样的经历,就会带来成就感和自信心。

    做科研更需要团队合作。在别人帮助你时,不要觉得这就是应该的,更不要因为这是导师布置给他们的任务,你就不用心怀感激。所以,当导师让你帮别人做实验时就不要觉得自己吃了亏。每个月我都会花一周左右的时间帮助实验室其他同学做SPR测试。印象最深的是2008年元月份武汉下大雪的时候,由于一位师兄投稿的文章需要补充数据,我花了一个月的时间一直在校外寄住于同学寝室。想办法克服了很多实验和生活中的困难,最终把完整的数据和分析结果呈交给了导师,获得了导师充分的肯定。虽然只是在文章中挂了个名不能算做我博士论文的工作量,但期间所获得的锻炼却是之后我做科研的宝贵经验。有时候,不能因为眼前的困难和入不敷出就耍性子不干,要把它看作是一种锻炼自己韧性和品质的机会。当心态调整好后完成了别人不愿意做的事情时,所得到的支持和信任将是今后处理更大问题并取得一定成绩的绝佳机会。后来我在完成毕业论文的研究工作遇到困难时就得到了其他很多同学的帮助,困难有时就只需要你多挺一会可能就会过去了。

    明白了自己能做什么,不能做什么。通过经验判断哪些事情是可以通过已经具备的条件能完成的,哪些事情条件不成熟很难完成。

    具有了通过查阅文献,仪器分析检测等手段解决科研中的具体问题。并能提出自己的想法,对问题不同角度的分析,找出不同事物间的联系等。
   


科研的意义


    科技创新并非无源之水无本之木。就连牛顿都说他是站在巨人的肩膀上,可见创新不是凭空想象的,而是有其基础的和现实意义的,DNA双螺旋的发现就是最好的例子。但不是每个人都能碰触到历史性的重大发现,那是可遇不可求的。绝大部分研究者做的事情都是在为这科学大厦添砖加瓦,并渴望自己的研究有朝一日能为某一重要理论或技术突破提供有益的数据和支持。有的是使某一理论更完善,有的是为某一方法找到新的用途,有的是对原有技术的革新。不断的量变始终会导致质变的,但谁都很难把握质变在哪一个点上,只有有准备的幸运儿才能碰得见。发文章也许不是很好的评价科研水平的标准,但确是很好的学术交流的方式,它为我们提供了一个平台,网络则使交流更加方便快捷。

    当今的学科发展越来越趋向于专业化,一个学科下的分支越来越细,单个研究者很难具体掌握某一领域的所有知识和技能,合作变得越来越普遍。而为了克服学科专业化带来的弊端,交叉学科也越来越多,这既是不同领域学者合作的结果也进一步促进了合作。感觉就像科学正从单细胞发展到了多细胞,学科间的交叉融合更复杂紧密了。而我所从事的化学生物学就是其中的一种。学科的融合不仅是使用的研究方法的相互借鉴和理论间的互相解释和验证,更需要不同思维方式的沟通和交汇。化学往往关注的是具体反应的条件、量比、产率、速率等热力学和动力学的数据,可以通过各种分析手段对较简单的反应提出较明确的反应机理,但对于复杂反应则无能为力。传统的生物学则更关注生物性状的遗传因素以及如何通过实验手段改变生物性状,分子生物学的发展使生物学的理论解释更趋近于生命的化学本质,同样地对于复杂生物学现象也无能为力。

    我想这种无能为力是现有科学研究模式的必然结果。先分析,再综合,最后归纳总结。看似很合理,其实存在着致命缺陷,那就是该方法有个前提条件:在对被逐一分析的因素进行剥离时必须保证剥离开的因素之间没有相互联系,否则分析出的结果就不是事物的本来面目了。最简单的道理就是你无法将一只老鼠大卸八块并分析清楚每一块的功能和机理,然后将各个组织器官的分析结果综合在一起总结一下就能解释为什么老鼠称之为老鼠而不是猫了。现在科学最大的困惑就在于此,很难运用现有模式分析事物间千丝万缕的联系。更难解释的现象莫过于人类本身了,没有哪一位分子生物学家能够说他可以用分子生物学的方法解释清楚人的心理和情感、人的社会属性、人类社会的文学和艺术,或者说用什么生物或化学的分子能够调控人类历史发展进程的。而地球又仅是宇宙中的一粒尘埃,人类发展出来的科学是否在宇宙中具有普适性更无从验证。

    小时候对老师和科学有着纯真美好的尊敬和向往,而在自己完成了博士学位并成为一名高校教师以后,渐渐觉得事情的广博性和复杂性不仅是我们个人无法解释的更是整个人类无法解释的。也许有点妄自菲薄了,不过事实如此。但是,这种思考我觉得是必要的,我们必须心存敬畏,只有心存敬畏才不会妄自尊大,不会做违背自然规律的事情。生态和谐是人类社会和谐的基础,我们就像生活在水中的鱼,当你把水污染了不就是自寻死路吗。不要以为以后科技发达了移民潘多拉星问题就解决了,如果思维方式不转变,任何被移民的星球都会变成像被人类破坏而无法生存的地球一样,总有一天会遭遇那美人和阿凡达的抵抗而惨败的。出于担心可能发生的小行星撞地球,人类千方百计拓展外太空;出于担心物种灭绝只剩人类孤存于世,我们开始保护环境;出于惧怕克隆人导致的人类社会混乱,人们通过立法来限制其发展,如此等等。处于对未来和未知世界的敬畏,我们不断的希望通过群体智慧的发展扩充自身的应变能力,渴望不被大自然所淘汰或灭绝。影片《阿凡达》和《2012》就是人类自我反思的表现之一。

    科学对研究者最大的吸引力莫过于发现一种新的事物或规律所带来的成就感,而好奇心则是研究者内在的最大动力。好奇心对人类的意义就像食物对于野生动物的意义一样,没有好奇心也许就不会有人类的诞生和不断发展。对于新鲜事物,几乎每个人都会感到好奇,只是程度不同而已。但发现新鲜事物则是偶然的事情,那种专门从事于新发现的人们渐渐的分化成特定的人群,即研究者。但现代的教育和研究机构却因其高度的组织化和行政化,使科研工作成为了一种职业,从事专门领域的研究,甚至不需要好奇心就可以工作下去,创造性的新发现则有可能淹没在普通的循规蹈矩的工作报告里。更有甚者,一个颠覆前人理论的新发现会暴露于众多守旧的靠旧理论谋生的科研工作者的批判和围攻。

    也许是我知识体系的局限和片面,我觉得物理学的理论在爱因斯坦发现相对论后的几十年里基本没有太大质的飞跃性发展,化学的理论在现代有机化学建立后也没有取得过真正飞跃性的突破,生物学则凭借分子生物学开拓的新领域而发展至今但也遇到了瓶颈。最近发展起来的纳米科学技术确实进一步拓展了我们的视野,发现原来在1-100nm尺度下物质的表现会如此奇特,但还有很多现象仍待探索。很多化学和生物学的问题在纳米尺度发生了交叉。之前的化学是将物质分散成低于纳米尺度再进行分子或原子之间的反应,而之前的生物学则是研究聚集成高于纳米尺度的生物大分子之间的相互作用或者是直接通过对基因的操作来研究生物性状的表现。但在纳米尺度化学分子是相对聚集的,生物分子则是相对分散的,而在纳米尺度下研究分子间相互作用则可以研究宏观的表观现象所隐含的微观的分子行为。如研究细胞膜上膜蛋白受体是如何与靶分子之间相互识别和作用的,究竟是哪个基团以及怎样发生的作用,更重要的是受体分子是如何在生物体内成千成万个分子中找到他所心仪的配体,这种极低概率事件,也许存在着某种特殊的微环境促进了这种反应的发生。在真核细胞内存在着复杂的细胞骨架,而细胞内的液体也不是简单的水溶液,而是分子拥挤的环境,在这种微环境下,两个分子间的相互作用需要像人们谈恋爱一样经历复杂的过程。只有当我们的科研真正做到了在接近真实环境下的研究,我们才有可能去揭开生物学上更本质的分子间相互作用的谜团,进而更清晰地研究生物大分子如核酸、蛋白质、糖等之间的复杂联系。而不是像现在这样把细胞当做黑匣子,只是敲出了某个基因后看细胞会有什么反映,对其内部分子的动态的具体的变化一无所知。耗散结构理论提出的是一种开放体系的概念,却无法真正应用于较简单的生物体系中。随着各种学科研究方法的日趋成熟,更深入的研究也许在不久的将来会取得突破。到那时才能有底气说人类能够创造新的生命,而不是前段时间报道的通过将人设计的基因导入细胞创造出所谓的新的生命体。

    只有具备了良好的心态和对所从事事业的较深理解,才会在今后遇到困难时依旧能保持坚定的信念和奋进的勇气。希望有志读研的同学能明白自己做科研的目标和意义,而不是盲目跟风或是出于推迟就业的考虑。



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