如何成为 一名合格的博士

今天和 ETH 两个一年级的研究生聊了一个多小时关于博士如何做科研的事情。因为博士毕 业才三年多一点，在记忆还没有变得很差、对读博士时的苦辣酸甜还没有忘掉之前写一点 我的感想。我的某些经历也许你们已经遇到或者将要遇到，你们也会遇到很多独特的问题， 需要自己去努力解决。网上关于如何做博士生的文章很多。无论如何，我还是想共享一下 我的想法，希望对现在刚刚读研究生的新手会有一点启发和鼓励。 一，基本条件：动力、平台、自信和努力 读博士是一件非常艰苦的事情，首先要明白读书的动力是什么，否则你可能没有足够的毅 力和努力去支撑你走下去，或者走得非常痛苦。读博士的理由很多，例如兴趣，家人的期 望，出人头地，等等。这些不那么靠谱，兴趣可以培养也可以消失，回报家庭社会和国家 等等都是工作干好了才能做的事情。比较常见的理由，比如说因为目前没有其它更有意义 的事情可以做，将就一下做做科研。那合理的逻辑就是为什么不把这件事情做好？为什么 要得过且过混日子？我当时最现实的想法是读书是为了自己的前途，为找份好工作养家糊 口，将来不会拖累别人；读书当然也不是给导师打工，因为好的导师不在乎多你一个学生 或者几篇文章，他们已经有安稳的工作，功成名就。所以一定要明白这个道理，读博士首 先是为自己。这个才是你愿意放弃娱乐阅读干巴无聊的文献、长年累月甘心窝在实验室和 办公室、不计时间和报酬努力工作的最大动力。 读博士要选好的导师。好导师有很多类型，有事必躬亲的，有的只指点大方向不管细节， 有的不关心学生的去向和兴趣，有的为学生设计很好的思路。无论怎样，最关键是导师能 够把握住学科的方向，给你选择的第一个课题应该是新颖有创意的，这样一旦这个课题能 够完成，你在这个方向上应该能够站在学科的前沿。哪怕这只是一个小方向的前沿，但是 你不是无谓地浪费生命重复前人做过多次的项目，或者被圈禁在导师的自留地里。好的导 师应该能给出高屋建瓴的指导，为你提供严格的逻辑思维培训，这样你可以学习导师思考 问题的方法，而不仅仅是学到知识。授人以鱼显然不如授人以渔。好导师还可以利用他的 人脉为你找工作提供意想不到的便利，倒不是走后门，他知名度高而已。好的导师应该能 提供优秀的工作条件，所做的方向最好是你感兴趣的，即使不甚感兴趣，做下去也会有前 途、有突破。 有了动力和平台，但是人的成长需要时间和耐心，所以面对学术界的所谓牛人的时候，要 给自己足够的鼓励和信心，不要怕现在什么都不懂，慢慢的积累多了就会有想法，读文献 就会有鉴别和自己的思想。大牛总是从牛犊长起来的，那些知名的大教授开始的时候和你 我一样，同样对地球科学知之甚少。一般来说，正常的美国地学博士需要 57 年时间，他 们开始的时候也许觉得对业界大牛望尘莫及，但是结束的时候至少能望其项背。自己的专 业小方向应该做到非常精通，对于大方向能有独特的理解，细节的掌握肯定要超过导师。 这个是绝对可以达到的目标，所以不要对文献中经常出现的名字过于敬仰。承认别人工作 的贡献，同时告诉自己，这不是高不可攀的，一定要有起码的自信。 读研的过程是枯燥艰苦的，要克服所有困难，唯有努力。不懂的文献，来回多读；不成功 的实验，耐心仔细地排查问题；文不对题的写作，一句句的先读懂文献中类似的写法，然 后变成自己语言。等等等等。毛主席说得好，世上无难事，只要肯登攀。 二，攻坚：语言关、文献关 研究生第一年是最困难的阶段，对于英语为第二语言的中国学生尤其如此。咱们都不笨， 只要努力就能出活，但是语言关比掌握科研技能更重要。良好的英语听说读写能力是我们 和同事导师交流的关键，否则就象自闭症一样，得不到提高的机会。只有过了语言关，科 研才能开始起步。而且即使不是为了科研，精通英语对在其它领域找工作也很重要。提高 英语的关键是多听多说多练。我的英语基础不好，前半年呆家里来回看美国肥皂剧，在快 速的英语对话能基本听懂的时候就厚着脸皮和人讲，连说带猜带比划基本上能够交流。慢 慢的说得流利了，就开始当助教被逼着连着讲 2 小时英语。最开始梦里的语言是中文，后 来基本上有几个英文单词，再后来梦见和美国人说话，这个时候英语就很不错了。很多欧 洲人的英语口音重懂，注意向英语为母语的人多学习。 读研最开始会觉得文献浩如烟海，读不完也记不住。其实值得阅读的文献没有那么多。一 个方向最重要的文章可能只有 5 篇，需要精读记熟；另外 15 篇左右的核心文章，是这个方 向的骨架，也需要通读，要知道作者和他们的单位；再另外 30 篇是一些重要应用等等，需 要记得研究对象和主要观点；最后 50 篇是一些外围，大概知道是本方向的但是和你的具体 课题联系貌似不紧密，你需要知道有这么篇文章就行了，在需要的时候可以随时捡起来查 得到。最初的阅读建议从本专业最知名的科学家的综述文章开始，最好先不要读有争议的 长文章，之后从综述中查找感兴趣的文献，一步步扩大知识面。你最初的知识是零散的不 成系统，慢慢的积累多了，就会找到问题之间的联系。比如关于洋中脊热液体系，你会逐 步的把同位素、微量元素、生物学、矿物学、热力学等等零散的知识串起来，完整综合地 建立这个体系的一些概念模型。再比如地表的演化，你需要学习地质年代学、矿物学、化 学分析（同位素微量元素等等）、区域地质、地球演化历史等等，一旦这些知识有机结合 起来，你可以把一个小的研究对象和区域构造演化以及全球环境变化等等大问题联系起来。 初学者常常容易被地球科学中的诸多争议所迷惑，面对各种学说无所适从。一个简单的办 法就是针对某一问题的争议做一个表格或者树状图，列出代表性的争论和它们的依据，这 样关于某学科存在的问题往往能够一目了然。你也许能做一些启发性的综合全面的思考， 找出解决或者帮助解决争议的方案。如果真的做到这一点，你的博士就已经非常成功了。 三，渐入佳境：如何克服困难、寻找科学问题、写文章、做报告 博士生在做课题都会遇到很多困难。你首先要建立分析方法，精确地测量数据；然后结合 文献资料，解释数据；之后建立数学模型，把从某个小问题得到的规律一般化定量化；最 后还需要展望本课题下一步的方向，对其它领域的影响。这每一步都是对科研能力的培训， 在解决问题的过程中提升自己的能力，为将来独立做研究打基础。在这个过程中，阅读和 交流非常重要。前人的经验是我们最重要的参考。所以在动手前，要详细了解前人有过什 么工作，哪些教训，图书馆中的一个小时有可能节约你在实验室中辛苦的一个月；遇到暂 时解决不了的问题多和实验室的同事交流，他们的只言片语也许能解决你困扰很久的难题。 交流要讲究方式和方法，要节约同事的时间，即使你的同事非常乐于助人。大家对初学者 有一定耐心，但是时间长了，同事们对你的期望会升高。所以遇到问题时，先试图自己解 决，实在不行，再向同事和同行们寻求帮助。 在做课题或者读文献的过程中，你也许会想到很多重要的科学问题。但是并不是所有的科 学问题都是好问题。挑选好问题也是博士学生应该掌握的技能，将来独立工作时这更是安 身立命的本钱。博士学习只有有限的几年，而且涉及到毕业后找工作的问题，所以选择的 问题应该能够有条件在一定时间内解决；好问题应该是新颖的；好问题应该有一定的挑战 性，否则前人早解决了；好问题解决后应该能大大扩展现有的知识；好问题还应该能产生 更多的问题或者有重要的应用。同时，带着问题做课题会让你目标明确，凡事做之前想一 下为什么要做这个、有没有更好的办法，等等。往往创意就来自于动手前的稍许犹豫。 文章是做科研的命根子。对于博士生意义更大，直接涉及到工作和饭碗问题。所以如果条 件成熟，一个课题做完时，就一定要开始写作。写作会把零散的思维变成逻辑严密的文字， 促进思想体系成熟完善，同时大量的有针对性的阅读非常有助于深入思考。因此千万不要 以任何理由放慢写作的速度。一般情况下，ETH 博士毕业时应该发表 12 篇，在审 21 篇，同时最好还有两篇文章的数据待写。写文章也是讲故事，可以先作图，提炼出最给力 的观点，列好提纲。文章的结构一般是：1，前言，动机，目的，背景，假说；2，方法， 可能包括实验设计，分析和模拟方法；3，最重要的结果；4，讨论，结果对比，结果的意 义，展望，局限；5，结论。讲明白为什么做、怎么做、什么结果、什么意义。八股文起承 转合的套路要烂熟于心。不要把相同的故事放在不同的样品上，然后分别写作以增加文章 数量，宁可把相同故事不同样品合成一篇大文章提升文章质量。 学术报告是让同行了解你的最重要途径，做学术报告是科学家的基本工作。做报告其实是 表演，你是演员，你的片子是道具。你可能需要演两小时的大片，也可能是 12 分钟的小品。 但是一定要记住，故事是关键，所有的细节都是为故事服务。没有人会欣赏外表华丽但是 结构松散故事混乱的电影，所以凯子哥的无极远远不如馒头的血案。你应该学会用语言、 幻灯片、手势、等等把你的故事告诉不同背景的听众。要善于搭配颜色、图件和文字。如 果是国际一流的学术年会，你的听众是业界大牛，你不需要介绍太多基础背景，而应该直 奔主题，问题方法结果意义；如果是研究生报告，没有太严格的时间限制，你可以 放松一点，多介绍一点背景，讲一点重要的细节；再假设一下，如果要讲述你的科研内容 给你的妈妈，语言该如何组织？人的注意力只能高度维持 15 分钟，所以每 15 分钟，可以 小小地得体地幽默一下活跃气氛。英文报告，一张片子大约 1 分钟，绝对不要在 12 分钟报 告里放进 40 张满是数据和图表的幻灯片，你会吓走你的听众。 四，收获和未来 研究生阶段其实是最自由最不用操心的阶段，你精力充沛，不需要考虑经费和设备，不需 要负责维持实验室的运转，有老师给你指导，你可能还没有为孩子分心，因此应该是你人 生中教育成长的黄金时期。经过几年艰难的跋涉，你应该总结一下收获：你已经拿到最高 的学位，博士后不是学位；觉得科研其实不是那么枯燥，有时也很有意思；会有一两篇国 际一流期刊的好文章，还有一堆在路上走；英语听说读写应用自如，善于和人交流；实验 流程了如指掌，有能力开发新的技术；和业界的一些牛人建立初步的人脉关系；