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吃着碗里的,看着锅里的——小议科研方向的转换

上一篇 / 下一篇  2010-09-07 15:36:04

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近 年来,读到国内很多科技论文,涉及各种不同的领域,发现有一个有共性的问题:科研方向上的抱残守缺。亦即,瞄准了某个方向以后,十年几十年不变,以至于有 时看到一位作者的名字,就立刻知道写的是什么内容了。当然,我并不主张频繁更换科研方向,“打一枪换一个地方”,一般不利于高水平成果的产出;但是,如果 在科研方向上墨守成规,那么也肯定没有什么好处。所以,我力主:在做科研工作时,要做到“吃着碗里的,看着锅里的”,也就是说,在精心做好手头的题目的 (“吃着碗里的”)同时,密切关注着相关领域的发展动向(“看着锅里的”),特别是应随时关注前沿性的热点问题,一旦原方向的问题解决得差不多了,立即转 移方向或准备转移。打个比方,已经把碗里的肉吃得只剩骨头了,干吗还盯住碗里不放手?还有多少“油水可捞”呢?何不到锅里去捞新的肉吃?

 

成功的范例

 

我们的前辈为我们做出了榜样,已经有很多成功的先例。

我在以前的博文里提到过,钱学森先生一辈子改了六次行,除了在本科的机车车辆专业上无所作为以外,在每个行当上都成就卓著。1930年代,他初涉科研时,跟着冯卡门研究高速空气动力学,提出了关于翼型计算的著名的卡门-钱公式,与郭永怀先生一起提出了关于跨音速流动的上下临界马赫数的概念;接着,把注意力转向高超音速流动问题,提出了高超音速流动相似律,并在火箭动力学方面做出了出色的工作;在他的后半生更为我国的航天航空、两弹一星事业做出了杰出贡献。

著名的应用数学家林家翘先生,最早从事流动稳定性研究,1940年代在Caltech做博士论文时就对该领域的发展有突出贡献,以博士论文为基础写成的专著成了经典著作,以至于在同行中赢得了“稳定性先生”的雅号;此后,他做了流体力学领域的各种工作,提出了关于流体力学变分原理的林家翘准则和求解简单波问题的解析特征线法;到了1960年代,他访问了普林斯顿大学的高等研究院,敏感地发现了星系螺旋结构问题,随后把主要研究兴趣转向天体物理学,经近十年努力,完整地建立了星系密度波理论,成功地解释了一系列天文现象,他的成果镇住了天文学界!相隔20年,他在流动稳定性和星系密度波这两个看来截然不同的领域里做出了第一流的工作,似乎有点匪夷所思。但是,我曾仔细阅读过他的这两方面的著作,发现在研究手段上,是一脉相承的!同样进行了流体力学建模,同样运用了WKB近似,同样进行了简正模分析……。原来,他用同样的“登山工具”,登上了不同的“山峰”!如今先生已到耄耋之年,近十年来他的兴趣转向了数学生物学。其实,他在1970年代的应用数学专著里就分析了阿米巴痢疾病毒的传播问题,用的工具还是渐近分析!

转移科研方向的好处是:可以最大限度地发挥自己的能力,做最有开拓性的工作,占领最前沿的领域,出高水平的学术成果。

 

身边的例子

 

是否能做到及时更新科研方向,对个人来说,事关自身的发展;若一个单位都固守原有研究方向,则有时会带来灾难性的后果。

在这方面,我们应用数学和力学研究所有成功的经验,也有失败的教训。在世纪之交,建所十余年后,我所的发展遇到了一个瓶颈: 发展速度趋于降低,国家自然科学基金项目的中标率骤降,科研项目和经费的增长率较低。除了能承接一些工程型项目以外,先进的学术成果寥寥无几,当时校内也 有人幸灾乐祸地“看笑话”。钱伟长所长与所里的学术骨干交谈、分析后,敏锐地发现:问题出在全所科研方向老化!随着科研的发展,原先由一批学术骨干带来的 科研课题显得陈旧了,更新速度不够理想。钱伟长所长适时地召集了所内副教授以上的业务骨干的专门会议,让秘书捧来了一大堆《应用力学评论》杂志,分发给大 家,让大家分头阅读有关的综述论文,着重考虑各自的课题更新问题,并指出,应该邀请国内名校的名教授来做专题报告。所内年青领导闻风而动,决定利用力学所seminar这个平台,做好这篇文章。于是,借新世纪展望的势头,请来了一批国内著名的学科带头人,在seminar上做了系列报告。

接着,所里一批中青年学者利用教授沙龙博士沙龙,对这些报告进行消化,针对自己的科研实际,明确了课题更新的方向。几年下来,所内科研人员或多或少更新或丰富了自己的科研方向,情况迅速地发生了转机。近六年来,我所每年平均获得8项国家自然科学基金项目,中标率增加到40%左右,获得国家自然科学基金项目的人数超过总人数的90%,近半数的科研人员获得了两项以上基金项目,各类科研经费达到人均30万元/年,这对以理科研究为主的研究所来说是个不小的数目;而且,发表论文的档次也在逐年提高。在不少学科前沿领域可以听到本所研究人员的声音。力学所科研的这一二次腾飞,不能不归功于钱伟长所长的睿智。现在,力学所的师生都明白了,科研要实现创新,必须对学科发展趋势了如指掌,必须时时进行科研大方向的探讨,必须随时更新研究方向。

 

惯性的驱动

 

我认识到科研方向更新的重要性始于十几年前访问Courant研究所之时。我经观察和调研发现,美国的科研人员大约78年更换一次科研方向,一般不像钱学森、林家翘先 生那样的做“战略大转移”,而是根据社会发展和学科发展的需要,在自己较为熟悉的领域里做“战术转移”,也有根据自己的研究能力和熟悉的工具,转向一个新 的领域。例如,我发现,原先我所熟悉的水波动力学界的国内外朋友近年来纷纷转到金融动力学(金融数学)方向上去了,稍加调研后就发觉,金融动力学中的数学 建模和求解方式与水波动力学极其相似,这是出现这类集体转移方向的缘由。例如,本组有一位成员,是上海交大的硕士,11年前我把他推荐到MIT做水波动力学方向的博士生,获学位后,他为华尔街干风险投资研究了,做得十分得心应手。那时他给我来信说,做起来难度小,方法是熟悉的,挣钱又多,已开始为女儿攒钱,准备让她进哈佛。最近获悉,他已经如愿以偿,今年夏天他的女儿成了哈佛的新生。

纵观本校各学院的发展情况,也可得知:凡是科研方向更新得及时,能抓住国民经济发展急需的问题的学院,就发展迅速;反之,则停滞不前。

道理很浅显,但是为什么许多单位和个人却依然墨守成规、故步自封,长时间死抱住自己的研究方向不放呢?究其原因,不外乎如下几个:

——惯性使然。做自己原有方向最省力,更换方向费劲;

——规律不明。不明白随着社会发展、科技进步,任何科研的战术方向不可能一成不变;

——见识浅薄。做科研缺少战略眼光,鼠目寸光,不识大体,不会随时做正确的战略决策。吴锤结教授在我的博文的跟帖中说:“眼界决定成就”,诚哉斯言!

——能力限制。由于国内在学生培养上过于强调专业化,造成科研人员拓展自己知识范围的基础和能力不足,转移方向成了难事。

因此,在科研方向的选择上要有根本的改变,就得对症下药,改变上述情况。

 

预警的信号

 

转换科研方向是一件大事,应三思而后行。正在进行的科研方向何时需要转移更新?其实,跟所有事物一样,有一定的“预警信号”,大致说来,有如下几种:

对自己所从事的科研方向,国内外的关注者减少或有减少的趋势,特别是主流期刊上发表相关论文的数量开始减少或者已经大大减少;

向国内外(尤其是国外)投稿的中标率降低。同样的论文三年前能刊登,现却遭拒;

申请重要基金项目(如国家自然科学基金项目)难度增加;同样的项目,五年前能拿到,现却落选,而且申请书没有明显漏洞;

学术会议(尤其是国际会议)上该方向无人问津,或者关心者极少;

权威刊物上已出现权威性的大评论。物理学界的朋友告诉我,倘若在Physics Reports之类的刊物上出现某方向的综述,则表明此方向至少是开始走下坡路了。

在上述五种信号中,第一种最能察觉到。现在Engineering Index上设有EI Village窗口,只要输入某一科研方向的关键词,就可以检索到历年在某一领域发表的论文数量、作者群体等数据,从中可清楚地发现该科研方向受关注的程度及其近年演变。

联系到交通科学中的道路交通流研究,就已经开始出现上述苗头。所以,我在交通科学界的同行,正在积极思索,准备采取某种转移动作,我们这里亦复如此。我最近正与我的年青同事和学生热议,想要在自己的研究生涯中做最后一次战略转移,以期为年青朋友创建一个新的科研平台。

 

总而言之,做科学研究应该吃着碗里的,看着锅里的,注意研究方向的转换。不能在“一棵树上吊死”!

TAG: 科研方向

 

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