研究生一年级,拉面来到了新的城市,进入研究所学习。拉面的研究生阶段,学制是五年,直接博士毕业。
研究生阶段,和之前大学的学习不一样,不再是以上课为主,而是跟着特定的导师,通常是一个导师,通过做具体的课题,一边做,一边学习如何具体进行科学研究。除了在研一有少数课程还需要上,研究生的主要任务是科研。
研一的时候,有一部分同学已经选好了导师以及研究团组,比如拉面,已经定好要去乌龟老师的团组。也有很多同学,特别是跨专业考研的同学,尚未确定未来研究方向的,可以在一年级结束的时候再做决定。
拉面和乌龟老师通过邮件约好时间,在乌龟老师的办公室进行了一次会面。
寒暄之后,拉面向乌龟老师询问自己应该选哪些课程进行学习,同时询问研一的大概安排和计划。乌龟老师给出了自己的建议。
“这是我的建议,你可以参考,不用完全按我说的来。”乌龟老师补充到。
“老师,我以后做什么题目?我要开始看文章吗?”拉面很多留在C大读研的同学早早就开始具体的科研工作了,拉面不想落后太多。通过本科毕业论文的训练,拉面也知道,不论做什么题目,看文章是第一步。
“我手头有几个可以选的题目。研究的内容不太一样,不知道你对哪个更感兴趣。”乌龟老师停下来想了想,“你是本科就学天文的,你肯定对科研很感兴趣。不过我还是想先问问你,对于博士毕业之后,你是继续做科研,还是主要想拿个学位,然后去找别的工作,你想过吗?”乌龟老师问。
“老师,我现在也不能确定,我还不知道自己科研能不能做好。”拉面回答,“如果能做好,我是想一直做科研的。”
“好的,我知道了。”乌龟老师解释到,“我是想了解一下你的大概想法,这样好规划你的研究题目。有的同学主要是想读个博士,有的的确想长期做科研。我希望知道你们的大概想法,尽量给你们安排可能更合适的题目,对你们的要求也会相应的有一点不同。”
“老师,我现在的想法,是想以科研为职业的。”拉面想想,又强调到。
后来拉面发现,几乎每一位同学刚来的时候,乌龟老师都会问一下他们的打算,让他们想一想,为什么要来读博士,期待通过博士的几年学到些什么。而同学们的想法,还真的会有些不一样。在有了大概的了解之后,乌龟老师会给每位同学安排第一个科研的题目。
研一的课程门数不多,天体物理方向的必修课包括《天体物理中的辐射过程》、《恒星结构与演化》,还有涉及行星、太阳、星系、宇宙学等大方向的专业必修和选修课程。此外,由于绝大部分的天文研究生是以读博士为目标,是要学习如何进行天文科学研究工作的,还设置了一些科研基本功方面的相应的课程。比如,对于读文章、搜集信息,研一设置了《文献阅读》这门课来帮助大家如何从科研文献,而不是教科书中获取信息。未来,同学们的科研成果也大多是以科研文章的形式呈现给同行的。读文献,做具体的研究工作,再慢慢学习如何将自己的工作也写成文章,是贯穿整个研究生阶段的重要内容。
上课之外,拉面也开始了解科研本身。天文研究所每周有一次大报告,每次邀请一位资深的研究人员介绍自己的工作和领域前沿。乌龟老师建议拉面尽量每周都去参加。
“这个大报告,因为是面向整个所各个研究方向的听众,所以一般在背景介绍部分会比其他科学报告要更详细,对你来说更容易听懂一些。”乌龟老师给拉面介绍,“后面的具体工作部分,你一开始大概率是不容易听明白的。但是,我还是建议你每次都去听一下。过个一年、两年,你会发现能听懂的部分越来越多,特别是其中星系方向的相关报告。随着你自己工作的展开、读文章的积累,你了解的背景知识更多,细节更明白,听报告的收获会更大。”
“另外,这个大报告邀请的都是资深的老师,通常讲报告的水平也比较高。讲报告也是科研的一个重要方面,你可以通过听这些讲得好的报告来学习如何讲报告。”
“还有一点,听不同方向的报告,而不是仅仅和你现在做的东西相关的报告,对开阔思路,学习新方法,激发新的想法,也可能会有帮助。”
“好的,老师。”拉面在小本本上记下了每周大报告的时间和地点。
同时,在乌龟老师的建议下,拉面开始参加乌龟老师所在的研究团组的每周的组会。乌龟老师所在的星系研究团组一共有五位老师,包括了不同年龄段的老师。团组老师的研究内容大方向相近,都是和星系相关的,但是具体的研究课题有一些不同,有的老师的工作以观测为主,有的老师以理论和模型为主,还有的老师以数值模拟为主要研究手段。
每周一次的组会上,通常会有一位老师或者高年级的研究生讲一个报告,介绍自己的工作,形式类似正规的学术报告,但是更自由,大家会随时打断报告,提问题和进行讨论。有的时候,会有一个特定的主题,比如很多人感兴趣的某个问题,没有明确答案的,大家会提前阅读相关文献,集中讨论。也有的时候,特别是大的观测设备开始发布数据和科学结果的时候,大家都会感兴趣,会讨论相关的最新文章。一开始,拉面是纯旁观的角色。到了研一下半学期,乌龟老师会有意也给拉面安排读文献的任务,总结并给大家讲解展示,逐步参与到组会的讨论中。
这个时候,文献阅读课的用处就体现出来了。科学的领域五花八门,但是科研论文的结构是相对统一的。从大问题大方向进入,引出论文要解答的具体问题,然后描述解答问题采用的具体方法、分析的过程,展示得到的结果,通常采用图表辅助进行说明。最后,总结得到的答案并且讨论其中的不确定性,并展望后续还要进行的工作。拉面发现,明确了论文的结构之后,读文章的思路就清晰很多。
文献阅读课还教给了大家基本的查找信息的方法。对于天文方向,大部分科研文献都可以从两个网站上找到。首先是 the NASA Astrophysics Data System (ADS): adsabs.harvard.edu,是天文类最大的数字图书馆,由各个出版社和期刊提供已经接收和发表的文献内容,囊括了绝大部分可能要用到的科研文献。另外,还有预印本网站,arxiv,包含了各个学科的文献,天文在最上面的物理大类中的第一个。arXiv上的文章由作者自己上传,所以和ADS的区别在于,包含了最新的,可能还在审稿阶段的,还没有正式发表的文章。ADS上提供的是正式的最终版发表的文章,被更多的用于搜索文献以及正式的引用。对于大部分天文工作者而言,每天或者定期看arXiv的文献是必不可少的一部分工作内容。这种方式是了解领域的前沿工作的重要途径之一。
为了有效的获得信息,科学工作者需要能够在浩如烟海的文献中把对他们的研究重要和有用的部分提取出来。因此,他们需要经过训练,提高对相关知识的读写能力,还需要有相关的技巧,通过各种软件或方法搜寻、整理相关的文献。此外,最重要的,对于查找到的信息,要具备批判性思维的能力,对其正确性、有效性和完整性做出判断,再决定是否接受这个信息,并理解这个信息和自己的工作的关系。
拉面在做本科毕业论文的时候读过几篇科学论文,当时是从头到尾极其认真地努力理解每一个句子。学习了文章的通常结构之后,拉面慢慢开始找到每篇文章要回答的主要问题,带着问题去读文章的每一个部分。后来,读文章有一些积累和经验之后,拉面通常会先读题目,摘要,背景介绍。然后看结论,之后再返回去看具体的方法和结果。其中,拉面最喜欢看背景介绍,经常能学到好多新东西。
对于和自己做的课题非常相关需要精读的文章,拉面会反复阅读不同的部分,遇到问题再去读相关的章节。同时,对于和自己的工作相关的大类文章,拉面还喜欢把它们分类别,记笔记,对解决同一类问题的每篇文章,总结其中的关键问题、方法和结论。拉面觉得这样查阅起来比较方便。拉面知道有的同学会用自己更习惯的方法,比如用文章分类软件帮助自己整理不同类别的文章,并且更喜欢直接在电子文章上记笔记。不论哪种方法,适合自己的,能帮助整理和查找文献的,就是好方法。
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