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关于学术研究的困惑求指导

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windlys 发表于 2013-7-16 13:46:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
在joyocean论坛上面看过不少很好的帖子,也看到很多牛教授在这里活跃,所以想来这里发帖求一下各路英雄好汉的见解。先介绍一下自己的情况,我是构造地质专业的,平时的研究手段主要是地球化学和热年代学方面,最终解决的是构造方面的问题。
有时和在欧美名校读博士的师姐聊,她直言国内很多搞地质的简直就是做文科生的文章,想想话虽然不好听,但是却是事实。我今年读研一,算上本科也在课题组干过一段时间,总体感觉下来就是地质学的研究停留在观察和测试阶段,由此做一些定性的研究。而对于国外的绝大多数的科研人员,得到测试数据才是高潮的开始,他们会根据这些数据进行数值模拟,建立模型,并深入到定量的高度揭露研究信息。
平时我也和身边不少老师聊过关于数值模拟和模型,他们的态度普遍是比较保守的。但是,ETH的Sean曾对我非常严肃的强调,一定要学习数值模拟方面的研究,因为ETH的每个课题组都在做这方面。我承认,在数值模拟的过程中会有很多的简化和不确定性,因此模型和实际是肯定有很大的差距的,但是数值模拟也是在无法直接进行观测的条件下的唯一办法。另一方面,在我看来,地质学非常重要的两个方面是野外的地质功底和计算机模拟,前者是靠老师的,必须有老师带、有条件跑野外才行,后者可以更多的凭借个人的努力提高。
因此,我的想法是研究生阶段做一些数值模拟的尝试,可以肯定这得不到导师的支持,但是由于我想出国读博士,所以决定一定要做这个。我觉得构造方面的数值模拟的基础是材料力学、弹性力学和流体力学(这也适用于热力学模拟),因此想借助学校的土建类优势学科学习这些基础课,不知道这是否真的会对以后的研究起作用,研究生还剩珍贵的两年时间,我真的不想再做无用功了。
我是个国内的没有见过世面的研究生,希望能得到各位大神的帮助~
有腹肌的胖子 发表于 2013-7-16 15:01:58 | 显示全部楼层
我也有这方面的兴趣和困惑,搬个沙发等指路人。
吸血鬼Ether 发表于 2013-7-16 15:44:13 | 显示全部楼层
帮顶,同问。
 楼主| windlys 发表于 2013-7-16 18:12:16 | 显示全部楼层
回复 2# 有腹肌的胖子


   在我看来,其实地球动力学的数值模拟就是土木工程里面力学的简化版,但是这也给解释造成了更大的麻烦。我觉得数值模拟虽然问题很多,但是值得尝试,否则地质学研究会非常 依赖于样品,对于没有样品自主权的学生,可能非常不利于发展,对于有大量样品的老师,也会错过深入研究的机会。
biodiversity 发表于 2013-7-16 19:41:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 biodiversity 于 2013-7-16 19:43 编辑

这位师弟在研一的时候就有自已的想法,难能可贵!
地质不是我的专业,我说些专业外的看法:
    未来是无法预测的,比如你未来能不能出国读博士
    但是如果你现在却可以去“学校的土建类优势学科学习这些基础课”,做些储备,这是你能做的。一旦你出国了,便会用的上。所以既然觉得有用,就值得去尝试。即使将来没有出国,这些知识对你也会有用。
fengzhixuan 发表于 2013-7-17 06:56:53 | 显示全部楼层
我建议结合自己的研究课题做些相关的数值模型,这样学习和研究的效率会事半功倍。如果自己导师帮不上忙,需要主动找合适的人给予一定的指导,尤其是在入门的时候。如果只是上别的专业的数值课,能学到东西,但很容易无的放矢。

有想法,有目标,有执行力,一定能成功~
 楼主| windlys 发表于 2013-7-17 11:59:32 | 显示全部楼层
回复 5# biodiversity


   谢谢你的鼓励,你的话让我想起来乔布斯在斯坦福演讲中提到的,串连生命中的点滴。对于未来的命运,的确是未知的,但是,进德修业是我自己可以掌握的。
 楼主| windlys 发表于 2013-7-17 12:01:24 | 显示全部楼层
回复 6# fengzhixuan


   的确如你所说,如果不能有效的学以致用,恐怕做的就是无用功。我会积极寻找机会。
 楼主| windlys 发表于 2013-7-17 12:05:39 | 显示全部楼层
想起来前不久看到的关于郑永飞教授的专访,很受启发。
“他觉得地质学与数理化“两张皮”,一直在思考着采用什么方法将它们有机结合起来。他花了大量时间和精力选修了原子物理、量子化学和统计力学等有关课程,希望把数理化知识和地质学知识更好地结合起来,使地球化学在数理化基础上获得更大发展。”
地质学在我看来仅仅是个框架,如今科学的发展要求地质学紧密就联系数理化,深入揭示地球的规律,而不是做些文科生的文章。
Zhoudi 发表于 2013-7-22 16:41:25 | 显示全部楼层
对这位同学说“地质学的研究停留在观察和测试阶段,由此(想)做一些定性(应该指”定量“吧)的研究”,我想说几句。
第一,你的观察是不确切的:地质学早已超越了观察和测试阶段。就拿构造学研究来说吧,从显微构造、区域构造到大地构造,数学已用得很广和很深,希望你多看些文章,哪怕是看看标题,也会知道一些态势。
第二,决不能轻视观察和测试以及在此基础上的定性分析和建模,这是基础。数学模拟也好,物理模拟也好,都只是手段,如果地质模型不正确,再好的模拟手段也无济于事。
我一直是鼓励学生做数值模拟的,对你也当然如此,只是提醒你看问题要冷静全面一些。
构造模拟方面要入门和深造的话,推荐一本必读书:Turcotte and Schubert, 2002. Geodynamics(Second Edition). Cambridge Univ. Press. 书中还有习题。
jlinwhoi 发表于 2013-7-23 13:59:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 jlinwhoi 于 2013-7-23 15:09 编辑
决不能轻视观察和测试以及在此基础上的定性分析和建模,这是基础。数学模拟也好,物理模拟也好,都只是手段,如果地质模型不正确,再好的模拟手段也无济于事。
Zhoudi 发表于 2013-7-22 16:41


同意周蒂老师的分析。

今天我与丁忞(MIT/WHOI研究生)、顾晨(MIT研究生)等同学在海边走路时,谈到如下几点:
(1)在地质科学里,“地质思想”最重要,即我们的最高目标是要揭示地质过程的最基本规律。不管我们用的研究手段多么简单,或者多么复杂,都要为“揭示地球过程”这一目标服务。

(2)现代的地质科学已经离不开“定量化”。从MATLAB资料分析,到GMT作图,到地球动力学建模等,数学、物理随时要用。复杂的地球过程,比如地震的发震过程、地震波的传播、应力变化的计算等,离开定量化几乎“寸步难行”。

(3)因此我们确实需要不断地补充自己”工具箱“里工具,诸如数学、物理、化学、生物学、微生物学、地球物理学、地球动力学、地球化学、地质微生物学、海洋学、岩石学、测地学、新仪器的原理、GMT、MATLAB、ADOBI画图、FFT、COMSOL、PLYTH,COULOMB,FLAC,等等等等。

(4)最伟大的地震学家,诸如Aki、Kanamori等,其伟大之处在于他们能在大量复杂的现象后看出地震最基本的简单规律。伟大的地质学家、海洋学家也是如此。
jlinwhoi 发表于 2013-7-23 14:59:07 | 显示全部楼层
达尔文在自传中写道:

“我的发明、常识或判断能力不下于成功的律师或医生,但我相信不是很高程度。 。。。

衡量之下,对我有利的是我认为我比常人更精于留意容易走漏眼的事物,以及仔细观察。我辛勤工作,一如观察和收集实证。更重要的是我对大自然的喜爱一直不变而且热烈。对这份热情推波助澜的是我希望得到其他博物学家的尊敬。我在青年时已有最强烈欲望去明白或解释我观察的一切,即是以一些通则把全部事实归类。以上的一切使我有耐性长时间反思和细心思索任何未能解释的难题。

就我所能判断,我不倾向盲目追随他人。我坚持思想要自由,只要有事实证明任何假说是错的(而我不能自制对每项题目都设立假说),就断然放弃该假说。 。。。

因此,我作为科学人的成功,无论程度如何,依我所见是取决于复杂和多样化的思想质素和条件。最重要的是对科学的热爱──无限耐性长期反思任何题材──勤劳观察和收集实证──有相当部份的发明和常识。我资质平庸,能够影响科学人在一些重要论点上的信念,的确令人惊讶。”

见:达尔文先生回忆《物种起源》的写作过程 http://joyocean.org/bbs/viewthread.php?tid=616
[转载]达尔文自传-中文版 http://joyocean.org/bbs/viewthread.php?tid=580
建宇 发表于 2013-7-24 17:28:48 | 显示全部楼层
非常认同周老师和林老师的看法。
数值模拟并不是什么了不得的东西,和地球化学画图表一样,只是人们认识自然规律的一种手段。模拟要基于已有的知识及认识,而结果往往可以用其它方法,如经验判断等大致得出。很多模拟只是为结论提供一种不那么可靠的证明,对于数值模拟,第一个问题就是可信度。对于成熟的模拟算法,数值模拟就只是个工具,也没什么难度。
当然数值模拟也有其优点:实现相对容易;成本相对较低;比较成熟的模拟算法可以提供不错的精度;作为一种证明手段为结论增加说服力;一般能画出很漂亮的图表,为论文增色。
回到lz的问题,如果没有导师的支持,想作出像样的成果是很难的,所以最好在导师的研究范围内找到交叉点。至于材料力学和流体力学,可以系统的学,也可以自学,有时间精力的话多学些没坏处。
同为国内没有见过世面的硕士毕业生,如有谬误,敬请指出。
吸血鬼Ether 发表于 2013-7-25 13:18:39 | 显示全部楼层
地质学里的现象,要解释明白,是要到数学、物理和化学,甚至生物学里,找基本理论作为其解释依据的。
一点浅见,不知道对不对?
 楼主| windlys 发表于 2013-7-28 11:21:06 | 显示全部楼层
回复 10# Zhoudi

非常感谢周老师的指点!转眼间研究生学习已经过去一年了,心理很急躁,也有些浮躁,感谢周老师的批评,一定尽快调整好自己的心态。
那本书也是李春峰老师上课用的书,我会深入看的。
 楼主| windlys 发表于 2013-7-28 11:56:58 | 显示全部楼层
回复 11# jlinwhoi

非常感谢林老师分享的观点!
1 有次和朋友讨论,认为本科四年的学习基本就是领会“地质思想”的过程,但是很值得!没有这个基础,其余只是工具。但是这也是本科教育的疏忽,过于强调“地质思想”,没有足够重视“定量
化”的工具箱的掌握,现今意识到这一点,只能亡羊补牢了。
2 我相信充实自己的“工具箱”是一个享受的过程,同时也是一个漫长的过程。很多工具以前接触过,但是没有付诸实践,后来基本就忘记了,我觉得我最需要做的是坚持自己的想法,踏踏实实做点
实在的工作。
3 非常同意林老师“其伟大之处在于他们能在大量复杂的现象后看出··最基本的简单规律”的观点,只有真正出色的科学家才能透过复杂的表面现象掌握自然界最本质的规律。关于这个问题我想分享两个由裴刚校长上的“21世纪生命科学前沿”课上学到的两个真是故事:
a:一个无线电专业的学生,十年浩劫期间在植物园工作,后来研究了遗传学,因为在他看来无线电通讯里面的破译密码通讯的思想和遗传学里面破译DNA-RNA遗传信息本质上是一样的。现在是知名的遗传学教授。
b:一个古典文学系的博士生,做了个课题,在同一部书的现存的几十个版本中识别出原始的版本。早期的书很大程度上是靠手抄传播的,在这个过程中出现的错误造成了如今众多的版本。此文科生百思找不到思路。一个学遗传学的朋友知道了认为其实问题很简单,手抄过程中出现错误的过程与遗传过程中出现变异的过程本质是一样的(缺少、增加、错误、重复),于是他用遗传学里面研究变异的算法来研究这个古典文学问题,很快问题顺利解决!
上面两个故事我觉得很有意思,和大家分享。
 楼主| windlys 发表于 2013-7-28 12:04:05 | 显示全部楼层
回复 13# 建宇


   非常感谢!我觉得深入研究肯定需要定量化,其中的手段其实很多,最终根据实验的结果建立一个模型其实是不容易的。
至于数值模拟,在我看来,如果不是真懂,仅仅简单的套用,这其实是大忽悠,可信度肯定有问题;所以我认为做这个需要非常谨慎才行。
dourjb222 发表于 2013-9-22 11:09:06 | 显示全部楼层
我个人认为目前,定性研究仍然是地质学中最重要的手段。我们都知道地质过程很复杂,很多的总结出来的规律只是与地质'事实'接近,牛教授在中国科学里阐述了'事实':所谓的事实实际上并不是事实,很多是解释,经验甚至流传已久的传说,他是由观察者决定的...(大概如此,记不清了)。地质思想是导航灯,地球化学、地球物理、模型模拟都是手段,我遇到的很多科学问题,很多解释都说的过去,实际上是这些地质特征以及规律性的认识还不够,很多模型背后复杂的计算和论证不一定非常严密,因此地质过程的思考仍很重要。
定量研究和模型是我们进一步论证地质过程的工具,非常直观和形象,非常先进,通过不断发展,越来越接近事实。对我来说,现在只能做些简单的定量研究,以及用coreldraw图表达自己的想法,作些微薄贡献吧。
dourjb222 发表于 2013-9-22 11:11:55 | 显示全部楼层
大洋29航次中,夏威夷一广场蹭网回复的
 楼主| windlys 发表于 2013-9-25 12:30:23 | 显示全部楼层
回复 18# dourjb222


   非常感谢,学习了~
小郭 发表于 2014-3-20 20:08:11 | 显示全部楼层
回复 10# Zhoudi
太贵了,只好网上下载了http://joyocean.org/bbs/viewthre ... amp;page=1#pid15788
zhaoke0546 发表于 2015-5-26 14:42:42 | 显示全部楼层
回复 10# Zhoudi


   虽然是很久以前的帖子,但很有收获,觉得理论、实验、数值计算缺一不可。   感谢老师推荐的书,指的路。
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