一、阅读哪些文献
研究生开始研究工作必须从阅读文献开始,通常应该先读综述性论文。各个领域都有最顶级的综合性学术技术刊物,从中可能找到最权威的综述论文。
电子信息类学生应该“翻阅”一下“Proceedings of IEEE”过去五年各期。这是本领域中最重要的高级综合性技术刊物,可以帮助你对本领域作全方位的了解。一般只看题目和提要,少数(约10%)要看看导言和结论,10篇以内需要通篇简读,大致3篇以内需要精读。提示:放弃读不懂的题目是懒惰和愚蠢的做法。
信号处理相关专业的研究生应该翻一翻“IEEE Signal Processing Magazine”过去五年各期。这是适合于本领域高年级大学生和研究生的综合性和拓导型刊物。控制、计算机、微波等等各专业都有类似的综合性和拓导型刊物。你需要自己决定“翻阅”“简读”和“精读”的不同情况。一般说,硕士生需要精读的不会超过5~10篇,而博士生需要精读的可适当多一点。以上两类刊物的作用是帮助你对本领域的研究尽快获得较全面的了解。
电子信息领域中的研究者最关注“IEEE Transactions on XXX”中的研究论文。这些论文最好从近一、二年开始查阅。发现有兴趣者,从参考文献回溯过去的源头文章。IEEE Transactions 类刊物很多,一个专业领域可能要查阅其中的几个刊物。
同时,IEEE类刊物绝不是全部。还有其他众多领域的刊物、欧洲的学术刊物、科技书籍、专利可能对你有用。如果你的选题方向可以确定,通过网络查询可以帮助你很快地找到有用的线索。中文科技刊物上也能够找到写得不错综述文章,可以在入门期阅读参考。
现在的学术刊物众多,甚至已成灾难。“开卷有益”的时代早已过去。为了不浪费有限的生命,读书必须有选择。另一方面,一旦发现有兴趣的文章,则必须追根求源。这时,必须注意那些被多篇文章引用的论文或书籍。对这种论文或书籍,力求找到并细读。
二、如何精读文献
精读文献可以先读提要、前言、图表、结论,不急于细读正文。读后好好思考一下,文章作者要处理的是什么问题;他为什么要研究这个问题;他得出了什么有意义的结果和结论。通过这些思考,经验丰富的研究者有可能设想出某些处理问题的理论方法,然后再阅读正文,可以比较与作者文中的理论方法有何异同。对大多数研究生,达到这个水准还需要时日,但不妨自我训练一下。这对于提高你发现问题和解决问题的能力大有好处。对于一些新颖、陌生的论题,任何人都可能出现阅读和理解上的困难。如果你认定必须读懂,只有一种办法可以帮你,就是坚持。这种论文可能要反复读多遍。如果你认真思考过,你会发现,几遍以后会豁然开朗。
读懂论文至少有两个层次。第一层次是学懂文章在讲什么。学懂论文至少包括以下两点:
l 懂得文章提出的理论方法的关键点,能理解理论的推演过程、实验结果的合理性;
l 能解读论文的理论和实验结果,包括参数的物理含义、对结果的影响规律和极限性质。
如果你读了许多篇文章,都已达到了这一层次,你会发现要形成一个自己的研究题目仍然很困难。因此,作为一个研究者,学懂知识是不够的,必须在阅读中不断提出问题,你必须逐步进步到第二层次:对文章进行审视。为了取得审视能力,你必须收集和细读同一个论题的几篇文章,特别是重要的源头文章。为此,你需要判定文章的重要性,只有重要的文章才值得你去花气力。重要文章不难判定:最多地被引用或思想明显地新颖;作者的背景很强(工作环境和本人基础功底);发表于重要刊物上。不过,这些判据不是绝对的。
可以审视的典型问题例如:
l 论文中理论方法成立的条件,理论假定或数学模型与实际情况有哪些差距;
l 论文使用的例子中的参数范围,是否隐含限制,造成限制的原因;
l 论文对取得结果描述中隐含的限制、适应范围和困难;
l 是否存在其他的理论方法可以达到该文类似、相同或更好的目标;
l 论文涉及的机理、理论、和应用的广度,有哪些连带问题。
必须连带若干篇同类的论文一起思考才能审视一篇论文。并且,常常你不得不重复一下论文的推演过程以及所提到的试验或仿真。如果你学会了用审视的眼光去阅读论文和思考问题,可能会发现文章背后作者回避了的问题或未解决好的问题,以及与此相关的更多牵连。事实上,以上列出的问题中,只要发掘出其中一、二个问题,你就可能形成自己的研究题目。有经验表明,一个硕士生如果能完全读懂3~5篇新的重要论文,你的硕士论文选题应该没有困难。这个方法自然适用于博士生。当然,要确定一个博士论文题目需要读懂多一点论文。而要达到优秀博士论文的目标,还需要更多的工作。
在阅读文献时作好笔记可以帮助你整理出要点,加深理解和提高回溯效率。作阅读笔记是研究人员积累知识的一个基本功,在这方面偷懒的人不大能指望在科学上有重要创新性进步。在阅读文献时顺便记录整理文献目录对将来很有用,可以提高你的工作效率。
7. 硕士和博士论文选题并非只有理论研究的路子,事实上还有其他许多路子。如果做得好,能够达到很高的科学价值。例如:
l 工艺方法研究。侧重于高技术产品制造领域,例如集成电路制造、生物医学产品等领域。世界各国理工科大学和研究所都高度重视。对中国这是最大的弱项,是亟待发展的方面。
l 专业统计估计和分类研究。侧重于医学、环境及生态科学、物探等等。专业统计估计和分类是这些领域获得认知的基本方法之一。
l 专业综合研究。侧重于通讯工程、系统工程、软件工程等领域。在这些领域中,人们关心的不是某些细节问题的发展,而是某个系统级别的综合,满足应用和性能目标。通常需要研究人员对领域有全面的知识把握,有能力使综合出的系统在当前可得到的技术条件下是最优的。
工科研究生们需要了解的是,我们从事的学科称为工程学科或应用学科,它从人类实践活动中产生,又服务于改善人类的生存条件。我们的研究只要符合这个基本思路就是对的。希望这个理解能够帮助你在选题过程中有更高的自由度。
5. 对研究生而言,常规的研究工作步骤可以是:
l 通过文献调查,拟定选题和研究目标;
l 对研究题目涉及的关键问题进行数学推演以及数据综合论证;
l 进行实验、计算机仿真和实例考察,对推演和论证结果进行验证;
l 改进和宽展数学推演和论证的结果,并进行进一步的实验、仿真和考察研究;
l 提升研究结果的等级,包括使用更一般或更专业的问题描述,更高雅的数学描述,和扩展牵连的问题和领域,为此常常需要进行扩展的文献调查、学习和推演;
l 论文总结。
许多研究生可以做到以上1、2、3、6步,忽视或难以实施4、5步。如果你能够抑制浮躁情绪,一定能够做得更好。要实施第5步,需要对专业领域有广泛深入的理解和适当良好的数学背景。而这一步对你将来在研究上继续发展非常有意义。
6. 提升研究结果的等级通常需要付出艰辛的劳动。有以下几个方面可以参考。
(1)推广和深化已有的研究结果。
对信息处理和自动控制专业的研究生,可能给你的工作带来改进的方法例子如:
l 将一维问题推广到多维;将标量问题推广到向量和张量问题;
l 将静态问题变成虚拟时间的动态演化结果;
l 将常规的梯度寻优算法变成流型上的自然梯度算法;
l 使用更高级的概率估计方法;
l 从复杂现象中抽取主流现象;
l 使用新近报道的数学化技术方法。
可能给你的工作带来创新点的方法例子如:
l 使用稳健估计代替常规的概率或非概率估计;
l 在求解问题中增加对解性质的限制(规整化技术、复杂性限制、特定约束等);
l 对复杂问题和观测使用含隐层的数学模型;
l 用广义测度处理那些无法用常规测度描述的性质;
l 增加应用环境的复杂性、过程分歧和数据融合。
这些方法可能会改变求解的理论和方法,并使得解具有更希望的性质。
(2)专业化和以物理模型为参考。
用专业术语和表达方法写专业论文容易使你的论文得到专业同行(包括国际同行)的认可。各个专业都有自己习用的表达方法,就是所谓“道可道,非常道”。使用行业习用语、充分引用行业标准和典型数据可以帮助你达到这个目的。例如,你研究数据压缩,应该和一个通讯标准或一个实际需求的通讯系统联系起来;如果你研究稳健控制,应该和一个实际控制系统相联系;如此等等。
工程学科中的理论研究,应该至少与一个物理模型相联系。如果你自己说不清楚研究结果的物理含义和应用,就应该怀疑你是否还处于研究之门以外。与物理模型联系不仅能清晰地表现你研究的科学意义,而且能够帮助你更深入地进行思考和更准确地把握研究方向。
脱离专业标准、脱离物理模型、脱离应用需求是国内许多研究生论文的共同缺点。产生这种缺点的原因是我国的高等教育普遍地理论脱离实际,从教师开始就缺乏对物理概念的清晰认识、缺乏对应用需求和产业需求的了解,从论文到论文,闭门造车。这类论文只能是“一厢情愿”。答辩完成后,就不会有人关心。相应的文章在重要刊物上发表也困难。我们应该努力改善这种情况。
(3)采用高雅的数学描述。
高雅的数学描述会提高你论文的等级和加强评审人对你基础功底的认可。例如泛函分析、集合、测度、度量空间和拓扑空间、现代代数、微分几何等数学方面的入门知识和表达方法对工科研究者大有意义。只要用得恰当,会取得良好效果。自然,这要求研究者具有较深入的数学背景。决定于你的数学背景,把握数学描述技巧的伸缩性可以很大。此处仅仅能举一点点例子供参考。
习惯于用集合、空间、映射的表达方法;
习惯于用数学分析的方法证明你研究的问题,而不是简单地套用现有结果;
尽可能掌握如何证明序列的收敛、解的存在和唯一的方法和技巧;
用泛函变分、Fréchet导数的观点处理泛函极值,而不是简单地引用优化理论结果;
学会用Ляпунов(李雅普诺夫)直接法和方向导数法研究稳定性问题;
自动控制专业的研究生不要忘记Понтрягин(庞特里亚金)、Bellman、Kalman
关于最优控制的经典理论;
试一试能否将逐步线性化迭代算法用同伦的观点来解释;
试一试能否将分段平滑近似求解算法用Соболев ( Sobolev)空间的描述方法;
学习使用流型(manifolds)相关理论和广泛应用(参数估计、模式识别、盲源分离、受
限制优化、降维技术等等);
学习使用群、张量的理论和方法来描述多重变换的性质和结果;
当你使用高雅的数学描述方法时,一个最紧要的要求就是准确。如果你还没有把握好,宁可不用,不可滥用。否则会弄巧成拙,造成对你工作的伤害。
对希望提高数学水准的研究生,此处推荐Choquet-Bruhat Y., DeWitt-Morette C., Dillard-Bleick M. Analysis, manifolds and physics, vol.1. Basics (2ed., Elsevier, 1982)(ISBN 0444860177)。这是一本面向工程和物理研究者写的数学书,从基础讲起,内容覆盖了分析和流型相关的重要题目,对基础较好的工科研究生应该不难读。
1. 先生存,后发展。
研究生们将要面临求职竞争提出的严峻问题。少数研究生可以找到幸运的安排,多数研究生会面临抉择。有意愿继续研究的学生不一定能立即找到一个满意的去处。这种情况下,先考虑生存,后考虑发展是一个基本建议。首先是争取一个较好的生存环境。如果你和你的家庭能够从经济上达到一定的解脱,你在发展中受到的干扰就会减少。由于社会环境非常复杂,你可能不得不考虑一个暂时的环境。只要你是一个有理想和追求的人,任何暂时的环境都不会改变你对科学探索的决心,也不可能决定你的命运。
如果你对自己将来在科学技术上的发展有高度的信心和期望,有下列几点可供考虑:
l 珍视国内的发展条件,如果能支持你的研究,常常不比国外差;
l 国内科技管理部门更看重在国外取得成果的研究者(以百人计划、千人计划为例。“裸奔”者不在此列);
l 国外研究环境和管理模式有利于你在短期内高效率地做出创新性研究成果。
l 国内的研究工作会使你感悟到人生的真正意义。