18 Mar

A Summary of My Graduate Research (2008)

This Chinese article, written in 2008 when as a newly-graduated student, is a summary of my past graduate study, a pondering of future life, as well as an interpretation of life philosophy.

Translation: ..

一次对过去和未来的思考

(原文写于2008年)

前言

我在毕业前后曾经一直被深深的疑问所困扰: 硕士期间, 我到底学了什么? 同时, 我站在新的起点上怀着憧憬面对未知的未来时, 也遇到了另一个疑问: 我以后要做什么? 当我日渐被这两方面——对过去与未来的疑惑所折磨, 我开始意识到这些问题的重要性和迫切性, 因此我决定开始为自己寻找答案. 但是怎么入手呢? 我首先该怎么做呢?

我想到了我的毕业论文. 为什么? 因为那是对过去生活的一份完整记录. 或许, 我可以从中找出答案. 于是在毕业数月之后, 某个周末的早晨, 我重新找出成摞的参考文献, 重新面对枯燥的数据和图表, 重新翻出硕士期间的原始数据, 开始一字一句地阅读我的论文.

那一天, 我在无比烦躁和焦躁中度过, 甚至一度怀疑自己是不是有问题: 我怎么可能从论文中找到人生的答案? 这是不是件很荒谬的事情呢?

第二天, 我又逼着自己坚持了一整天, 按捺住浮躁的心情继续读第二遍. 我动笔列了个提纲, 把所用的方法, 手段, 以及开展的顺序都列了出来, 并且回忆了野外工作的情形, 对所记得的细节标注在页边的空白处. 这天晚上, 我不那么轻松了, 我一直在想几个问题: 使用变异函数各参数的变化来描述生物过程到底合不合理? 空间格局变化还可以说明什么问题? 于是, 这一夜, 我开始陷入了更多的困惑…

第三天……(略)

一周过去了, 几天来积极的思考让我拥有了平和的心态. 虽然我的想法还很浅显… 但和一周前相比, 我己有了不同的感触, 那么, 让我再次思考一开始的两个疑问吧!

第一部分:我对硕士期间工作的认识

1. 我在硕士期间做了什么?

我做了什么? 如果将我的硕士研究用一句话来概括, 我的工作是为了回答了一个问题: 植物-土壤相互关系, 即植物如何促进土壤钙积层形成, 土壤钙积层的形成又如何影响植物演替. 我如何回答呢? 我用空间分布上是否有一致的变化来说明两者之间是否有密切的关系. 我用了什么最主要的方法呢? 是地统计学里用来描述空间分布差异的半方差函数. 这就是我的硕士论文的中心内容. 但是, 这一研究题目是怎么得来的呢?

2. 我的论文题目是如何提出的?

该研究题目是怎么得来的? 野外发现随演替进展, 土壤有紧实度的变化. 为什会有紧实度变化? 因为经测定,有CaCO3的累积. 为什么把这种变化作为论题继续研究? 因为伴随演替从简单到复杂, CaCO3从无到有是土壤最显著的变化之一, 因此两种显著的变化之间可能会有密切联系. 从什么角度研究该论题? 既然是相互联系, 就要从两个方面, A->B, 以及B->A. 因此, 该论文至少要从群落促进土壤形成过程和群落对这一形成过程的响应两部分来做, 然后各自展开. 具体实验手段测定方法等细节依据现实情况去设计. 那么, 围绕这一工作的开展, 我又学到了什么?

3. 硕士期间, 我学到了什么

我掌握了具体的实验手段. 生物学实验, 如脱氢酶测定, 微生物统计; 土壤物理化学性质测定; 样地调查; 植物鉴定; 样品采集等等.

我学到了数学手段. 地统计学知识的使用: 用表征空间格局的参数变化趋势的相关性来说明分布关系的相关性; 分布格局计算; 分解速率计算; 合理划区的依据等等.

计算机软件: SPSS; GS+; Surfer; Visual Studio; Endnotes; 数据库等等

其它能力: 各种仪器的使用, 文献数据库的使用等等

可除此之外, 我还学到了什么? 实际上, 在硕士期间, 我学到了原比技术手段更重要的东西.

3.1. 科研的敏感性

问题的提出和研究的开展, 首先必须基于对自然现象有细致观察的前提下, 对异常现象的敏感. 没有敏感, 没有发现. 但只有植根于扎实的专业基础和丰富的研究经验之上的不断怀疑, 才能有敏感可言. 多学习, 多观察, 多质疑.

3.2. 思维比手段更重要

从我的硕士导师指导下的整个研究过程来看, 对我更宝贵的是科研思路的学习和摸索: 是提出问题=>抽象问题变具体=>分几步实施=>几部分结论如何整合再反过来证明问题的过程, 是采用什么角度去论证. 在校读硕士期间, 我曾过分关注怎么采样, 怎么放置仪器, 怎么使用某某软件. 当我毕业之后我才渐渐意识到一点, 仪器使用的娴熟最多是个重复相同动作的操作工, 而拥有独特的思维方式才让自己真正成为一个创造者. 而这个世界, 永远都不缺少模仿者.

当然, 我并没有否认手段的重要, 手段当然重要. 关于手段, 我在后面还会谈一下个人的体会.

3.3 创造一个领域, 让自己成为专家

在跟随导师的三年多里(包括提前入学的两个月), 我从他的研究经历中体会到了生态位(niche)的道理. 作为竞争中的物种, 首先要利用独特的与其它物种有较少重叠的生态位这一特征来占据生境. 所以, 要想取得竞争优势, 必须要有独特的研究方向和与众不同的思维方式. 当大家都在用一贯的直观数量方法研究油蒿的时候, 我意识到导师没有和众多油蒿生理研究人员正面竞争, 而是开辟“地-生”空间变异的角度来开展工作, 并为之努力, 这就为在学术领域中立足奠定了基础. 这种简单的道理告诉我: 不应该去跟随别人继续重复什么, 而是应该在该方向寻找自己独特的领域.

当我想了这一些之后, 我又重新审视了自己, 我发现我又有了新的思考.

第二部分:我对过去研究工作的思考

1. Why? & Question

面对结论, 多问自己为什么这样得出来; 面对问题, 多问自己为什么要解决它. 明白了因果关系, 弄清楚了必要性和主次地位, 然后才能有合理且高效的实施方案. 这一点, 我后面会有感触.

2. 什么是科学严谨的思维

我的论述是否严密? 我是否有清晰的主线? 在由上一个结论为基础, 进行后续试验设计的时候, 是否前述结论已经经得起推敲?

3. 如何做一篇博士论文

对已经做过的硕士研究而言, 讨论了碳酸钙影响下的养分和水分与表征群落演替的密度这两者之间的关系. 假如, 我就这一论题继续在南开的实验室里做系统的研究, 我应该做什么? 当然, 以下的话仅仅是为了举例, 请理解我在学术上的浅薄.

“我可以继续讨论后期群落, 完成整个演替过程, 研究更复杂的后期群落, 可能我要使用适合多个变量的空间函数, 可能用生物量来代替密度来描述演替, 或者用群落净光合产物, 或者群落总C/N变化, 总之, 是某个可以表征演替的生态学属性, 来进行研究……”

“我可以讨论尚未涉及的其它主要土壤因子对群落的作用, 比如P; 比如因子间的协同作用等等……”

“我还可以继续讨论中等尺度, 大尺度下的关系等等……”

“我还可以就其中一项, 比如碳酸钙形成过程, 建立与植物直接的数量关系, 结合气象水分因子推导模型等等……”

但是我真的可以这样吗? 这样庞大的内容就是一篇优秀的博士论文么?

我可以将各种土壤因子的作用都研究过来, 但是这种大而全的研究里, 我很可能失去逻辑和系统的思想, 最后或许会陷入混淆主要和次要的复杂讨论中, 而成为数据的罗列.

我可以推导模型, 但是这必须基于长期研究的结果, 对博士论文而言, 在短暂的时间里, 很难得出对长期生态过程的合理结果.

我可以继续讨论不同尺度, 但在掌握其它学科的技术之前, 我的讨论可能会成为以往小尺度手段的机械重复.

那我应该怎样呢? 正如我在前面所领悟到的那样, 关键一点, 就是我要努力创造属于自己的领域. 让自己成为专家.

但是, 怎样做呢? 或许, 或许可以手段上的创新, 加上角度的创新吧. 我想一想.

比如可以继续做大尺度, 不是局限在平面, 而是探讨土壤属性的三维空间分布与地上群落的关系; 尝试通过对遥感图片的解译来代替传统的盖度和地形调查; 用ArcGIS的三维空间分析来代替Surfer软件; 尝试用其它可以描述空间变化关系的函数(如果有的话)来代替变异函数等等, 来讨论土壤属性和植被动态间的关系. 和用3S技术的地学研究相比, 不仅仅研究土壤因子的分布与变化, 更在于揭示其生物学意义; 和植被生态学研究相比, 又运用了非传统的数据采集手段和非惯常的立体角度, 或许从这个方面入手, 寻求一个新的领域, 可能会更容易接近一篇较好的博士论文.

但是在这篇论文中, 重要的是什么呢? 是3S的应用? 是三维还是二维的角度? 都不是, 而是围绕硕士期间导师指引下的碳酸钙影响演替的思想. 所以, 这就是前面提到的从毕业后所学到的第二点, 思维比手段更重要. 新技术很容易学习, 而新思维很难酝酿. 所以一个优秀的科研人员, 同时也是卓越的思想家.

4. 如何形成独特的思维

先不要问自己能干什么, 应不应该干什么, 在没有依据的前提下得出的决定更多是盲目. 所以应该静下来, 培养自己的思维. 怎样办呢? 我觉得, 应该多读优秀的文献. 在他人思维的基础上更能触发自己新的思考. 读文献里的思路, 跳过对实验仪器的使用等等的描述, 跳过细节, 重点看如何提出问题, 看分解步骤, 看推导过程, 看几部分之间的联系. 去体会思维的历程.

但如何形成自己的思维? 问自己Why. 只有通过在读文献的时候不断地问自己why, 在回答why的过程中判断是不是还有其它的方法, 相比这些方法哪些更高效, 更直接解释上一级的问题 (这一点, 我后面有点体会), 我才会在理解的基础上加上自己的判断和修改, 才有可能日渐形成自己的思路. 在同时, 也积累了专业知识, 为科研的敏感性奠定了基础.

可又如何形成自己独特的思维? 了解前沿. 在前沿的基础上发展自己的思想, 我就可以与众不同, 我也就可以站的更高. 那什么是前沿呢? 我有我个人的理解.

5. 什么是前沿

创造一块新的领域, 只有自己是专家, 那就是前沿. 而接触前沿——这是我在以后可能的博士研究中所由衷渴望的.

可对年轻的研究生而言, 怎样成为前沿? 我觉得, 应该要知道他人以往的工作和当今的前沿都研究了什么, 怎样知道? 写综述. 然后, 我不是机械重复, 不是模仿, 而是去创新. 我不是简单地换个植物种重复别人的研究, 然后告诉自己这个东西没有人研究过, 而是基于独特的思维, 来换一个角度. 那么, 在协助导师顺利完成课题的同时, 研究生的工作也可以是前沿.

当然, 我认为手段也很重要, 只是应该在有个人思想的前提下去选择更现实的, 更高效的手段. (略)

在实验室工作期间, 有位同学从植物学角度继续进行半灌木油蒿对土壤碳酸钙累积作用的研究. 她的实验设计是通过电镜观察植物切片中是否存在碳酸钙晶体. 那时欣慰的事情是已经练熟悉了切片技术, 并且已经观察到草酸钙的晶体, 郁闷的事情是实验室切片相关仪器设备不完备, 以及实验结果不明朗, 数月来迟迟没有进展. 我突然觉得其实这样背离了研究的本意——我们的目的应该是证明 “A事物在B事物中存在”, 而不是 “用徒手切片方法证明A在B中存在”, 因为我们是为了证实这一小步骤之后, 奔向植物如何促进碳酸钙累积过程讨论的大方向. 所以为什么不同时寻找高效的方法? 比如同时用分析化学里的质谱, 或者物理里的核磁共振进行物质结构检测, 比如在培养液里用Ca的同位素示踪观察其在细胞里的合成去向, 或许不一定非要从电镜下观察实际的碳酸钙结晶. 正如用遥感图片代替人工群落调查是一个道理吧. 这样的想法是不是应该得到支持呢?

在对我上面的看法做出评论之前, 我想继续谈一下这件事情的进展对我想法的新的改变.

几天后, 在那周的Seminar上有位老师建议换做同样生境下的其它植物中的对碳酸钙晶体进行测定. 但是这不是在繁重的任务量上又增加了压力么? 为什么他要这样建议? 我联想到了对叶绿素的研究.

叶绿素是怎样被证明在绿色植物种普遍存在的? 是将所有的植物叶片都依次红外吸收测定? 当然不是. 通过证明叶绿素在A, B, C中存在, 然后D和ABC都有类似的生理特征, 则D也应该存在. 这可能也就是这位老师的思想了. 对于一个生物学命题, 去采用间接的方法而非直接证明, 有时候不乏为一个更新颖且高效的角度. 这样我再拿我前面提到的想法来说. 在我从“用徒手切片方法证明A在B中存在”=>“用质谱方法证明A在B中存在” 的过程中, 我思想的本质并没有变化, 所以, 我和前面提到的“换个植物种模仿别人研究”的做法并没有区别, 自然也没有开创新的领域. 纵然手段新颖但思维角度没有更新, 从实验室里这位老师的思想启发下, 我想, 当然只是随便举个肤浅的例子: 比如可以通过证明细胞液里同时有高浓度的游离Ca离子和游离碳酸氢根离子存在, 来通过已公认的化学可逆反应方程来证明碳酸钙在这种情况下必定存在, 这样的间接的思想角度指引下, 或许可以是更有效率的手段.

我从这件事情我学到了什么? 手段的选择依然受思想的约束, 高效新颖的手段, 必须要以高效新颖的思维为前提; 没有在前沿基础上发展新颖的思想, 依旧是在模仿前沿; 还有前面提到的感触: 思想比手段更重要.

6. 如何做一个合格的科学工作者

我的感触: 独特的思维 + 先进的手段 + 有属于自己的领域

在我形成了上述感悟之后, 我于是开始追求进一步深造的机会, 并准备我的GT考试.

第三部分:我从G/T(GRE和TOEFL)学到了什么

1. 英文水平

在六级词汇的基础上翻两番, 掌握近两万词汇量. 不论在何时何地, 都会使人受益匪浅. 还有听力, 口语, 写作. 英语综合能力的提高, 还给我带来了什么? 可以三天内翻译出一篇4000字的论文. 可以快速而有条理地组织英文议论短文. 当我发现可以在十几分钟内读完一篇十二页的英文文献而且有一定的理解时, 我才意识到GT给我带来的绝非只是留学申请阶段的一张成绩单. 因此, 我对GT的必要性有了更新的理解, 没有扎实的英语基础, 怎能有高效的阅读能力所带来的对前沿成果的理解能力=>独特思维+先进手段=>独特领域?

2. 要有清晰的目标

没有目标, 不会有恒久的动力. 每天, 上午做什么, 下午做什么, 和自己的正常工作如何协调, 自己对这样的小目标要有明确的答案. 假如我会在清晨开始问自己 “今天我要做什么呢”, 那在这一刻, 我已经走向更大的迷茫.

3. 坚持与忍耐

比计划再多坐一会, 再多坚持写一点. 正如以前每天跑步的时候, 在精疲力竭地接近终点的时候暗自告诉自己: “再多跑一段!”, “再坚持一会!” 那样, 日积月累, 最终才将超越自己.

4. 正视自己所恐惧的

最最畏惧的事情, 往往不久之后就给自己带来更大的麻烦和打击. 正视它的时候肯定无比痛苦, 但是痛苦之后, 它将会是自己快乐和自信的源泉. 假如我依旧迟迟不敢动笔写TOEFL作文, 它必定在最后成为我最大的弱点. 我只能选择面对它而不是逃避. 假如我不正视生物化学或物理化学等其它自己长久恐惧的类似事情, 我必定不能接触新的领域; 如果我不选择挑战新的领域, 我会永远在已知的圈子里徘徊.

5. Pain is progress

正如我在开始所提到的看论文一样, 当我感觉痛苦的时候, 我应该庆幸, 因为, 我很快就要有进步了. 背单词是GT中最最痛苦的事情, 但是因为痛苦, 我才有点滴的进步; 假如不是经受过数百个诸如 “政府是否应该支持艺术”这样让人抓狂的论题的打击, 我怎能对论文写作有更新的体会.

6. 寻找自己的世界

和上述对科研的感触, 连同我在不断回答自己的whys: Why go abroad? Why TOEFL? 等等问题时的感悟, 我逐渐形成了对以后的看法.

第四部分:我对以后的想法

1. 我能对实验室做什么

1.1 领悟并推广导师独到的思想

在我的硕士导师指导下的研究中, 提出了很多独到的见解, 并构成了现在独特领域的思想体系. 比如不同尺度的trade-off关系, 用空间变异特征参数之间的相关性来解释生态学关系, 合理划区等等. 这些观点是长期艰苦的野外工作和潜心学术思索的结晶. 这些思想应该被更多的人所了解, 检验和接受, 不至于随时间的流逝湮没在日趋庞杂的中文期刊里. 怎么推广? 成果整理 + 英文文章.

1.2 过去工作的重新审视和整理(略)

1.3 重写硕士论文

在对以前的研究有了新的看法之后, 我萌发了以后将硕士论文数据重写成一篇英文文章的想法.

2. 我对自己有什么打算

2.1 关于做学术研究

毕业后重读论文的反思带给我对研究的新的认识, 同时也唤起了我内心对它的向往. why? 因为研究和思考问题的过程, 会给我带来由心的快乐. 在问“教授, 您觉得我适合做xx么?” 这样的问题之前, 我应该意识到, 假如自己还会有这样的疑惑, 那日后必定不会全心投入所从事的事业. 我不能完全依赖别人为我判断, 我应该有自己主动思考下的合理选择.

假如我有机会继续深造的话, 我要做什么? (其实在当前的社会背景下, 这个问题应该转化为: 我以后能做什么呢?)

我以后能做的, 应该我所占优势的东西. 什么是我的优势? 就是我曾做过的, 了解过的东西. 但是, 我做过的, 了解过的东西就一定会是我的优势吗? 不! 当我可以清晰地回答我以前做了什么, 有什么结论, 有什么价值, 有什么见解, 而别人不能, 那它才会真正是我的优势.

那我都有什么弱势呢?……那我该如何选择呢?(略)

如前所述, 我寻找了自己对于“如何做一个合格的科学工作者?”的回答, 即: 独特的思维 + 先进的手段 + 有属于自己的领域. 另外, 我在前面也提到过, 我在硕士期间接触了独特的且有价值的思想和领域, 并且努力成为我竞争的优势, 所以我要继续寻求先进的手段来开辟自己的领域. 再次, 我也希望能够以后以自己的背景继续有价值的工作, 接触国际前沿的领域和思维方式, 继续回答我和以后的博士导师共同感兴趣的问题, 并在独立完成博士导师某一课题研究的完整过程中, 寻找到自己的领域.

但是, 我将凭什么能够胜任以后可能的博士工作呢?

我应该凭借我的优势来在这一领域工作. 我的优势是什么呢? 是我在毕业前所掌握的专业知识, 是毕业前有清晰结论, 价值, 见解的硕士研究经历. 但更重要的, 是我在毕业后对科研思维的重要性的感悟.

当我把这些想法综合在一起的时候. 我就产生了清晰的想法.

没错, 就是3S技术. 换句话说, 即运用遥感和地理信息系统辅助自然地理(生态学/土壤学)过程的研究. Why? 我想这个已经不需要解释了. 我应该问自己的是: How?

一个没有3S教育背景的人, 凭什么去申请以3S为手段开展未来的工作? 这是我又给自己一个最大最痛苦的问题. 教授为什么要接受我? 我想最重要的应该是两点, 就是match + idea. 而如何证明, 这个问题需要留给自己随后去解答.

2.2 关于从事其它行业

参考2.1. Why?

申请亦是人生. 用怎样的心态和方式去申请并完成博士项目, 就会用怎样的心态和方式去面对工作与生活. 我想, 我已无需在此展开我对2.2的讨论了.

第五部分:关于这篇总结

基于我对过去的硕士研究的重新思考, 我在这份总结里初步思考并回答了我为什么要出国, 以后怎样工作, 怎样读博士, 怎样生活的问题. 同时, 谨以此文作为我在南开大学生态学实验室三年半的工作、生活的总结, 并表达我对我的两位导师——何兴东先生、高玉葆先生的由衷敬意与感激.

Haitao Wang 2008, 11

后记

纵然你以前研究的是soil-plant的关系, 但是由于研究方法和实验手段的相通, 换一种土壤类型, 换一种植物, 换一种关系, 换一个对象, 换一种器材, 换一个地方, 换一个机构, 换一个城市, 换一个国家, 你仍然可以继续做下去! 不是吗? (Yes, I can!)你在现代生物学技术实验所接触到的所有的生物学手段, 你是不是都可以轻松掌握?此外, 在理解并运用抽象的地统计学理论的过程中, 你重要的是学会了如何应用一种非生物学的手段去解决生物学的问题. 没有硕士阶段这种与众不同的思维方式, 你日后必定陷入固定而老套的模式和手段中.

Ecology教会你事物之间的普遍联系性, 而不是独立地看问题, 在对于极端条件下soil-plant relationships的探寻和理解中, 你懂得了相互作用, 懂得了发展的思维, 懂得了突破单一学科的桎梏去寻求各种手段来完成你的任务. 这对你的日常生活也有所帮助, 那些哲学思想必定让你受益终生. 所以, 当你困惑自己到底学到了什么的时候, 你只是没有进一步地去深入体会.

大家都不愿从事的领域, 和大家都没有发现的领域是一样的, 潜在中蕴藏着无穷的机遇. 而你, 无论抓住了哪一点, 以后必定会给你自己带来巨大的成就. 记住, 无论做什么, 你要坚信轻松的事情不会让你得到长久的回报; 你所鄙夷的事情往往会给别人带来巨大发展的机会. 无论做什么, 只要你专注, 那么你必定会在成为独特的同时, 获得自己应得的回报. 没有惨淡的方向, 只有惨淡的人生. 不要基于自己的猜测和臆想去判断, 也不要用眼前的自己去放大到整个人生. 用你自己的优势去竞争到资源, 才有希望期盼自己更大发展的可能.

对于一个曾仔细反思自己的硕士阶段的人, 当他有机会开始自己新的人生阶段的时候, 他一定会以更独特而敏锐的眼光去对待他所面对的问题. 不是么?

Haitao Wang 2009, 3

(Update: March, 2009)