如何做研究 ---对研究生们的忠告

注：本文来源： http://topliu.baijia.baidu.com/article/63711

如何做研究

---对研究生们的忠告

Edited by Top Liu

2013.05.01

为什么要走做研究这条路？研究的道路又该如何走？写论文有什么具体的技巧？笔者收集了诸多学者的忠告与建议，并取其精华，加工整理成此文，希望能就以上问题给出解答，以帮助同学们尽早进入工作状态、圆满而快乐地完成学业。附录给出一些网址及图书目录，以供感兴趣者进一步阅读。

1. 读研的原始动力是什么？

研究生，顾名思义，本来主要是为有志于学术生涯的年轻人而设计安排的。遗憾的是，多年来，我国的研究生学位在相当程度上已经异化成了就业的敲门砖和职务晋升的武器。我们的现状就是这样：就业竞争激烈，于是，很多人将读研作为就职的敲门砖。可是，由于没有以学术为志业，做不到专心致志，即做不出高水平的学位论文，又掌握不了真才实学。导致单位发现硕士水平也不行，就要求博士。然后，学生就不得不再去弄一块博士的“敲门砖”，敲门砖是越来越大了，但质量是不是越来越好了呢？这是我们需要自问的一个问题。

读研的原始动力应该是什么？

研究的原始动力应是好奇心，而不是出自于经济利益的考虑（如果非要谈论金钱，我倒觉得与其说是原因，倒不如把它看成结果更好，科技的目的就是要提高生产力，生产力的提高必然也会带来经济利益）。所以对读研最重要的一个体会，第一要有好奇心，再就是要有一个理想目标。对自己做的事情感兴趣，才能做到持久而勤奋地工作！有一个理想目标，再能不迷失航向。

2. 认真审视自己

在确立研究事业或者任务之前，每一个人都最好去审视一下自己，达到一个对自己能力和兴趣的最好认知，在西方国家把这一过程称之为Identify your strength。通过分析自身的优势在哪里，对哪些方面更有兴趣，能力在哪方面，然后确定自己是不是该走科研这条路。

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另外，除了认清你自己适合做什么，还要搞明白自己真正想要的是什么。建议看一下经得起诱惑，耐得住寂寞”，就算碰的头破血流，也要坚定不移地走下去！

资料：乔布斯在斯坦福的毕业演讲摘录

Your time is limited, so don't was te it living someone else's life. Don't be trapped by dogma — which is living with the results of other people's thinking. Don't let the noise of others' opinions drown out your own inner voice. And most important, have the courage to follow your heart and intuition. They somehow already know what you truly want to become. Everything else is secondary.

你们的时间很有限，所以不要浪费在重复他人的生活上，不要被教条束缚——那意味着你活在别人想好的条条框框里，不要被其他人喧嚣的观点掩盖你真正的内心的声音。最重要的是，你要有勇气去听从你直觉和心灵的指引，某种程度上它们已经知道你想要变成什么样子，而其他的一切都是次要的。

3. 以学术为志业

1919 年,马克斯•韦伯在德国的慕尼黑大学为青年学生们作了《以学术为志业》的著名讲演,它影响了几代人，并作为一种信仰的发源将此后更多的人集中在学术理想的旗帜下。

他提出，志业（Vocation）与职业（profession)不同，职业的主要内涵是专业化的技能，而志业这个词带有一点宗教色彩：是上帝或其他至高无上的力量在召唤我去做一件事，所以我要毕其一生、全心全意投入这件事。他说，年轻学者具有依赖性；年轻人能否成为专业从业者在很大程度上取决于运气；选择机制导致大学环境走向平庸（mediocrity）……由于这些原因，）和不懈的工作来获得启示（或曰灵感），从而在平庸的环境中坚持下去。

他说：你能够承受年复一年看着那些平庸之辈爬到你头上去，既不怨恨也无挫折感吗？当然每一次他们都会回答说： "自然，我只为我的天职而活着 "

再问一句：如有有一天，你毕生心血做出的研究却不被认可，面对这最残酷的事实，你怎么办？热力学的奠基人波尔兹曼提出了熵的概念，阐明了热力学第二定律的统计特性。但是，最初他提出这个理论的时候，得到的却是同行们的猛烈抨击；大家并不认同他的学说。波尔兹曼晚年忧郁沮丧，用手枪结束了自己的生命。波尔兹曼长眠于维也纳，墓志铭非常简单，仅写着熵的定义式：S = k log W。但是，真正优秀的研究，也终究是会被认可的。熵的概念，今天不仅在热力学领域，甚至在信息领域也是一个非常重要的概念。

我们不是有很多人在讨论中国为什么至今无人获得诺贝尔科学奖吗？大家纷纷从体制机制、学术文化、经费力度、基础设施等各个方面找原因，找得都不无道理，或许真正的原因是：

4. 读研须做好一些心理准备

Power

Money

Some leisure and pleasure

不多解释~~~

做研究就跟踢足球一样，一场比赛的射门次数肯定会远远多于进球数。但你唯一需要做的，就是不断进攻，不断尝试。

要认识到负反馈。失败不可怕，关键是你能从失败中总结出什么经验来？

如何“有计划的失败”？卡耐基·梅隆大学Raj Reddy教授在他的图灵奖获奖演说中提到了研究中）

（推荐另外一个视频：波许教授的最后一课，介绍他如何乐观地追求梦想，此为兰迪教授患癌症晚期时做的报告，非常感人，见优酷）

3) 博士生必须有完全独立研究的思想准备。

能得到导师指导是你的福气，但得不到导师指导并非无福。导师无法指导你可以说是正常情况，在国外也是如此。导师的基本作用是为你提供一个研究机会和基本条件；给你指定一个研究领域；能够听你的汇报，理解你对研究问题的考虑；能够对你的研究结果（包括中间结果）做出恰当的评判，以便帮助你调整或继续你的研究计划；能够审查你的研究论文，帮助你改进论文的表述。做到了这些，就是一个基本合格的导师。导师能做得更好或更差完全看你的运气。对导师有太多的期望常常不大现实。特别是在中国，有的导师自身事务多，更多的还要靠自己努力。

5. 燃起对研究的激情

在美国，买房地产讲求的三大要素是：Location,Location,Location。做研究也有相应的三大要素：Passion!Passion!Passion!

6. 研究生的常规工作步骤

对研究生而言，常规的研究工作步骤可以是：

1) 文献调查，拟定选题和研究目标；

2) 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；

3) 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；

4) 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；

5) 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；

6) 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。

1) 专业书籍：作为书籍通常是较为成熟、成体系的知识。精读几本本专业的经典专著，以此打好基础。泛读几本相关领域的书籍，掌握知识结构，遇到相关的问题知道到哪查。

2) 综述性文章：介绍某一研究的专业技术背景、发展及评论，必读。

3) 最新发表的论文：以此了解最新的前沿研究，在此基础上展开工作，才可能做得比别人先进。

4) 博士论文：相对于小论文而言，学位论文论述则更为全面、充分、成体系。除了了解作者的研究工作外，更多的是学习作者分析、提炼、展开、解决问题的思路，以及写作的结构与方法。

7. 阅读文献

好的研究需要建立在大量的阅读以及思考的基础而上的。

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。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。

2) 找到兴趣点并学会展开文献谱系

一旦发现自己感兴趣的文章，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。

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。

4) 深入理解

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：

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：

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。

5) 提出问题，形成自己的观点

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。

8. 选题依据

对所有研究生，选题对将来的工作可能会产生影响，但不会是决定性的。研究生论文选题合理的原则是：

1) 能够导致一个可实施的研究过程；

2) 能够包含创新性的研究结果；

3) 能够在（1~2年内）完成的毕业论文。

1) 与导师研究课题的关联性；

2) 自己的兴趣与未来希望的发展方向；

3) 团体合作和讨论的可能性；

4) 积累几项实际本事；如编程技术、应用软件、DSP应用设计、嵌入式和单片机、VLSI设计、电子设计技术等等，这一点对所有研究生都有重要意义。

小资料：托马斯·库恩（Thomas Kuhn）的著作《科学革命的结构》（The Structure of Scientific Revolutions,1962）提出了范式（paradigm）这一概念，他认为科学的每一个理论都具有自己的范式。比如，量子力学与牛顿力学就拥有不同的范式。观察历史就会发现，量子力学并不是在牛顿力学基础上发展起来的，相反，它们有不同的研究对象、基本概念和解决问题的手段。库恩的理论不外乎说，有独创性的研究不是在已有研究的延长线上产生出来的，渐进性的工作不会带来革命性的成果。

9. 一些研究方法论

科学与工学需要抽象，就是说把最核心的概念提取出来，忽略其它要素。科学与工学需要数学模型化，只有建立在数学理论基础上的科学、工学才具有普遍意义，因为数学是系统的、严格的。为什么需要数学？因为数学最简洁、最抽象。

本质的东西往往是简单的。所谓奥卡姆剃刀原理，主张在所有可能解释现象的理论或模型中简单的理论或模型是最好的。爱因斯坦说：“Make everything as simple as possible, but not simpler”(尽量把所有事情变得简单，以致不能更简单)。他的 E = m c^2 公式是个典型的例子。为什么会有奥卡姆剃刀这样的普遍原理存在，不得而知。从统计机器学习的角度来看，是可以解释的。复杂模型往往会对已有数据进行很好的预测，但对未知数据的预则就会有很大误差，相反，简单模型对已有数据的预则并不那么好，但往往拥有更好的推广能力，对未知数据的预测会更准。

优秀的研究是简单的。有时简单到甚至连你的导师都认为不值得颁给你学位。比如美国数学家、美国科学院院士、动态规划的创始人贝尔曼，他在博士阶段，没有按照其导师安排的课题做研究，而是自己提出了动态规划。他的导师觉得这个结果太简单、没有价值，给予的评价是“我不会把博士学位颁给类似于高中数学的工作”。但是，贝尔曼最终因为动态规划理论而闻名于世。

再次，优秀的研究是通用的，甚至某些人一开始都认为其价值不高，因为它并不一定解决某一具体问题。但是，仔细思考，才发现这项研究的价值，因为其原理可以帮助解决不同领域、各个层次的问题——虽看似简单，却放之四海皆准。约翰·纳什发明的对策理论便是最好的例子：一篇差一点没被接受的二十几页的数学博士论文，以后却对经济、政治，甚至于生物学研究产生了极其深远的影响。纳什最终也因此获得诺贝尔经济学奖。

3) 大胆假设，小心求证

胡适提出：大胆的假设，小心的求证。这句话很好地概括了研究的两个基本步骤。首先要能标新立异，不断提出新的问题、新的想法。之后，要能对提出的假说做严格的论证或实验，去伪存真。科学家的既需要想象丰富，又需要思想深刻。这两点是科研工作者必备的，也是科研工作有别于其他工作的地方，因为只有想象丰富，思想深刻，才能去大胆假设，小心求证。卡耐基·梅隆大学金出武雄（Takeo Kanade）教授著书《像外行一样思考，像专家一样实践》，提出同样的想法，并给出很多具体实施方案。

有一位日本教授总结了做研究的三阶段：守、破、离。对科研工作者，特别是研究生有很好的启迪作用。研究在于创新，但是上来就否定已有的理论、方法，多半会走弯路，因为你对已有的科研成果理解不够。应该采取的策略是：

有以下几个方面可以参考。

a) 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：

可能给你的工作带来创新点的方法例子如：

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。

b) 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。

c) 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。

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。

10. 如何写一篇好论文

1) 分享与提炼

第一，研究者有优秀的研究成果要分享，并希望在学术圈内制造自己的影响。

第二，写论文可以极大地帮助自己提炼想法，把粗略的想法精细化。本来思路上也许有盲点，但当你必须考虑如何让他人接受自己的观点时，几行论点的草稿自然是不够的，将所有材料重新进行有机整合是十分必要的。

2) 论文的构成

论文的组成部分，大致来讲，由以下构成：题目——摘要——导言——相关工作——正文——实验结果——结论/讨论/未来研究——参考文献——附录。

以下所列的论文组成部分，要视具体的情况取舍，比如附录，如果没有数学公式可推导，就可以没有。次序也可以视具体情况调整，比如“相关工作”有时会放在最后，因为有时评论前人工作时先需要理解当前论文的工作，如果放在文章的前半部分，审稿人很难读懂，而如果放在后面，审稿人读懂评论和比较就会比较容易。

”就是用一句话来概括自己的文章。好的题目有两个要素。首先，不能有歧义，要能让审稿人正确联想出文章做了什么。其次，要便于记忆，否则读者日后要写论文时，你的论文早已经不知丢在何处，如果有容易记忆的题目，他会优先想到你的文章。要做到这点，题目要短、要有关键的字眼。

”就是给出论文的概况，吸引读者。在这里要给一些适当的细节，简略描述你的方法是如何实现的、有哪些组成部分（components）、实验结果如何、比现有的技术提高了多少。

”部分很重要，首先要讲明做本研究动机，讲明为什么本文所述的研究很重要？为什么该研究是值得做的？如果不能很好地论证，后面写得再好也没有用，因为大家不会浪费时间在“没有用”的东西上。其次，本文的贡献、创新性要明确突出，不要让人误认为你的研究与别人相似。第三，介绍你的方法时要比摘要详细些，但是不要给太多的细节。

”是为了证明你的工作的新颖性的。因此对前人的研究的引用要完整，并且一定要尊重相关文献的作者，可以指出其缺点，但一定要礼貌，要以建设性的方式提出。

”用来介绍技术上的细节，终极目的是要让人理解你的方法并能重现实验结果。首先，逻辑要清晰，其次，技术上的细节不能缺失。但是，如果细节可能喧宾夺主，则要适当删减或挪到附录甚至补充材料里，以免干扰正常的阅读节奏。如果文章比较复杂，可以叙述一下方法的组成部分，画出框图，展示方法、内容及其关系。文章的实验结果要证明“我的方法的确比现有最好的方法还要好”。有一个细节需要注意：如果在文中用红、绿、蓝色来指示对象，但经常图片打印出来都是灰色的，对象难以区分，所以最好不要用颜色来指示图片里的对象，而要尽量用不同样式的线型、填充模式等，再打印出来确认不同对象的确是可以区分的。另外，对于所有的图、表，要在正文里加以说明，对于反常规的结果尤其要突出地论述其原因。

”部分是给读者留下印象的最后机会，要进一步突出自己的贡献。你还可以开诚布公地承认自己的缺点，其实这会让审稿人留下好印象，并且给其它读者以提升空间，让他们沿着你的方向继续前行。

有一个很不好的做法，就是将摘要、导言里对方法的介绍和结论用同样的话进行表述，甚至互相拷贝。文章的摘要、介绍、结论，要在不同的细节层次上介绍你的方法、强调你的贡献。

”要完整、相关性要强。当叙述到与本文相关的最新技术或不常用的技术时，一定要频繁地引用相关文献，不然审稿人有可能会误以为你把这些工作声明成你的贡献，最终对你的文章产生负面影响。

“附录”不常有。如果细节特别长，放在正文中影响正常的阅读节奏，导致读者读完细节就已经忘记了前文，则可以放在附录里，当读者希望看细节时再参考这一部分。

硕士学位论文，应表明作者具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。

博士学位论文，应表明作者具有独立从事科学研究的能力，并在学科或专门技术上作出创造性的成果。