文章目录
- [1 前言](#1 前言)
- [2 博士初体验](#2 博士初体验)
- [3 反复挣扎期](#3 反复挣扎期)
- [4 转折曙光期](#4 转折曙光期)
- [5 感悟篇](#5 感悟篇)
1 前言
历经一年的申博,如愿以偿成为一名准博士生,但随之而来的挑战与困难让我不得不严肃去考虑未来的攻博之路:1)短短3个月内连续换研究方向两次,跨度之大超越想象,一切将从零开始;2)导师的高标准严厉要求,让压力和焦虑感骤升,对心态的磨练达到前所未有的程度;3)研究方向冷门且多学科交叉,"难"是所研究方向的底色,"冷"是所研究方向的困境,如何破局将是博士阶段的关键所在。博士之旅将从这里开始,一年的蜿蜒曲折待我慢慢道来...
2 博士初体验
25年7月中旬,背井离乡开启追寻科研的道路。由于导师的研究方向是故障诊断,因此本硕7年积累的AI方向被"无情"换为电机的故障诊断。我导师的学术地位很高,平时忙于各地开会社交,没有时间管学生,所以我的师姐(讲师)是我唯一可以联系交流的小导。她负责给我分配科研任务,监督科研进度,在她的要求下,我开始了故障诊断方向的研究。
故障诊断是传统自动化领域的研究方向,与AI天差地别,意味着我所有的东西都需要重新学习,没有一点基础。对我来说,难度很高,因为完全跨越了一个新的研究方向,但当时我内心的动力十足,觉得没什么问题。好景不长,很快我就意识到低估了故障诊断领域的难度,如果是传统的故障诊断,我肯定难以胜任,缺少的知识太多,因此我师姐说可以考虑一下如何去结合AI来做故障诊断,这给我提供了一个新的思路。我在AI方面的底子浓厚,经过长达一个多月的反复调研和补充基础知识,我逐渐入门故障诊断领域,并一劳永逸确定了自己的博士研究计划,规划了研究方向和研究内容。此刻的我,"洋洋得意",觉得未来几年的博士生涯应该没有想象中这么难,殊不知,真正的考验还未开始。
3 反复挣扎期
时间来到9月中旬,此时我已规划好未来的研究方案,一切都是如此"美好",直到开学第一天见到了神秘的大导,我的处境再一次跌落谷底。开学第一天,晚上8点,大导把我跟同门召集过去开会,一共就4个人,大导,小导(我师姐),我,同门。大导说:"故障诊断不适合用人工智能来做,因为人工智能只能判断发生了什么故障,但无法得到具体的故障发生时间和故障程度,而这恰好是故障诊断最主要的东西。但因为我有人工智能的背景,所以"信道建模"就交给我了,不管我用什么模型,反正只要能保证效果好就行"。我当时一听能做AI的研究,觉得挺好,心里面暗暗窃喜。短短3个月时间,我已经换了两次研究方向,从AI--->故障诊断--->信道建模。虽然导师又给我换了一次方向,但我其实很高兴,因为至少可以放开手脚去搞AI(后面才知道,这里完全就是一个坑)。
开学之后,我全身心投入到信道建模的研究当中,不深入研究不知道,越研究我反而越来越感觉前途迷茫,因为这个研究方向,本质上是一个冷门的,且融合了人工智能、通信、流体力学和石油勘测的交叉研究方向。通俗易懂来讲,该研究方向最底层的东西是流体力学,研究如何利用流体来传输石油勘测过程中地下的数据(方位,温度等)到地面指挥中心,方便指挥人员及时掌握地下的勘测情况,为石油勘测安全和效率提供保障。
不知不觉,时间来到12月份,我在痛苦与迷茫中度过,进展缓慢,论文是越看越多,宏观层面知道的知识(指浅层的知识,仅知道但不理解)也是越来越丰富,但最核心的建模部分仍然搞不出来,对流体力学一窍不通,里面全是物理和数学公式推导,极其抽象痛苦。经过我几个月时间的了解,对该领域的难点有了较为清晰的认知:1)方向太过冷门,仅石油大学在研究,导致参考论文的等级不高且数量少;2)该方向是人工智能、通信、流体力学和石油勘测多学科交叉领域,研究门槛高,需要浓厚的知识储备;3)导师要求我做的研究内容是一个世界级难题,至今没人做出来,毫无参考资料;4)该研究需要基于少量数据实现复杂多工况下的高精度信道建模,但该领域严重缺少数据,难以直接使用AI技术。上述四大难关重重压在我身上,让我难以喘气,一时间不知道如何是好。但时间不等人,距离26年1月组会汇报的日子是越来越近,如同身后不远处死神拿着见血的镰刀不断靠近我,脚步越来越近,死神移动带来的气流波动让我汗毛竖立。我必须赶快推进科研的进度,因此打算先把困难的流体力学部分放一放,跳出原先的微观困境,从宏观角度把整个研究的轮廓看清楚,后面再一步一步地补充学习,这样也许会轻松一些。
跳出微观,到宏观之后,的确学起来轻松一点,我只需要大致去了解整体研究是怎么运转的,而具体的研究细节无需琢磨。一个月后,我完整地理解并设想出了未来研究的技术路线(即实现方法),这被我称为房子的框架。等组会汇报之后,老师确定我的技术路线无误,后续就可以从微观层面深入研究往框架里面添东西,"万丈高楼平地起"将具象化。接下来,我花了一个月的时间制作组会汇报PPT,提前一个月的原因在于:1)由于硕士期间师门的传统,我没有开过正经的组会,组会PPT的制作经验极度欠缺;2)大导相当严格,在组会上只有15分钟的时间,如果你PPT里面没有讲清楚的地方,他不会再听你解释,而且说话直截了当,不会考虑你的脸面问题,动不动就是"你这个研究毫无价值"、"毫无意义"、"瞎搞,糊弄人,挂羊头卖狗肉"、"你再说,我就把你哄出去,不许你再讲了",暂时没有任何一个学生没有被骂过;3)经历了差不多一学期的刻苦钻研,虽然微观层面的知识还尚未掌握,但宏观层面的技术路线已基本完成,因此内心对来自老师的正反馈需求较大,需要在组会上得到老师的认可与支持;4)这一学期的科研工作对我来说意义非凡,是我连续换了两次完全陌生方向之后,实现从0到0.5的显著"突破",恰逢一学期结束,想给本学期的科研工作画上圆满的句号。
组会✘ 信心破灭✔ 时间来到1月底,我自信满满用15分钟汇报完了一学期的科研进展,随着一声"上述就是我汇报的全部内容,请老师批评指正"把我的"生命权"顺利交到了老师手中。我们组里面有好几个老师,我的大导第一个发言,小导(此时已换为石油大学的老师)第二个发言。特别出乎意料,我大导对我的科研进度高度肯定:"你这进度可以嘛,一学期做出来这么多东西",接着简单问了点问题,就结束了,然后我小导不痛不痒地提了点小意见。正当我觉得这一次组会"平稳落地"的时候,大导好像被"远古批判之神"附身了一样,突然打断我跟小导的对话,跟我开启了几十分钟的争论。 我被大导抨击得体无完肤,他明显生气,到后面我已经不太想说话,甚至中途内心有相当强烈的退学意愿,想当场就跟大导说:"那我退学吧"。当组会结束的时候,我不知道组会开了多久,可能十分钟,可能一个小时,也可能是"一生"。结束后,我一肚子的委屈想要发泄出来,越想越烦,越焦虑,越内耗。果断给大导发微信,表达想要私下再跟他讨论一次的想法,得到了肯定回复。
时间来到下午,我跟大导耐心讨论了半个多小时,我重新详细表达了我的研究观点,总算把误会解开了,他也理解我说的意思,我也明白他说的意思,心里面顿时好受不少。但是早上的组会成为了压死骆驼的最后一根稻草,下午跟大导交流完,我整个人跟"气球泄气"一般毫无斗志,瞬间变得无比颓废,啥也不想干,啥也不想做,就想一直躺着,对原本热爱的科研,也一时间提不起任何的兴趣。后面在宿舍颓废了一周的时间,老师跟师姐都让我不要太心急出成果,应该先沉淀沉淀,我知道他们说的意思就是我目前对流体力学部分没有耐心专研,学不懂,也学不进去。我不是不学流体力学,而是因为我想把整体的宏观框架搭好之后再慢慢学,但却被他们误认为我心急,这也不重要了,因为我现在没有学习的动力。
过了几天之后,我南大的一个朋友过来找我谈心,他劝我别把组会太当一回事,而且科研成果到底怎么样完全不是自身能力的单方面所决定的,跟老师、项目情况、研究方向、个人机遇等众多因素都有关系,应该以一颗平常心去对待科研,在有条件的情况下能多发论文就多发,发不了也不要去强迫,更何况现在也才博一,不用太过着急,学累了就躺,躺累了就学,放轻松一些,身体和心态才是最主要的东西。经过他一番话之后,我瞬间重燃希望,决定接下来一步一个脚印,耐心去专研流体力学部分的核心问题。
4 转折曙光期
此时已是寒假阶段,我仍然在学校专研流体力学,每一天都是一个人对着电脑耐心地从头推导论文中的流体力学公式,并且找了几个流体力学的网络课程,从零开始学流体力学的基础知识。不得不说心态放轻松之后,学习状态也来到了最佳阶段,之前看不懂的流体力学公式慢慢可以自己推导出来,并且对流体力学也渐渐产生了学习的兴趣,逐渐发现流体的魅力。接下来短短一周左右的时间,我把石油领域中几篇经典的流体力学信道建模论文逐个击破,全推导了一遍,信道建模的核心原理在大脑中形成了清晰的轮廓,并且细节正在不断显现,这是一件让我值得兴奋的事情。就这样,博一上的科研故事告一段落。
寒假期间,我继续推进流体力学的基础知识学习,进展迅速,信心重振,为后续的深入研究打下了结实的理论基础。不久,新学期开学,花了一个月的时间把流体力学的剩余知识和通信相关的基础完整学了一遍。此时我已经完全可以看懂之前看不懂的论文,对我来说这个交叉研究方向不知道是什么时候变得如此"温和",心中对它的害怕消失得无影无踪,看到了未来的希望。
基础打牢之后,我便迅速转向投入到信道建模的创新研究当中。得益于本硕几年的计算机背景,瞬间找了好几个不错的创新点可以深入研究。并且在4月份,我与本科阶段的老师沟通之后,他敏锐地发现我现在做的这个方向极具研究价值,是前沿最火的方向之一,国家级的大项目,世界级难题,几个标签叠加在一块具有冲击子刊的希望。经过本科老师的点拨,以及我自己的判断,的确发现所研究的这个东西具有冲击子刊的机会。然而我目前只是对初步的创新点做了理论推导,是否真的有实际的突破还要看看实验效果怎么样。
为了确定我所提出方法的实际价值,我在6月初抓紧时间做实验,把所设计的方法落于实践。当实验结果跑出来的一瞬间,一股热血涌上心头,然后迅速到达我身体的每一个地方,眼睛紧紧盯着屏幕,呼吸声一次又一次地在头脑中回荡。成了!实验结果出乎意料的好,不但完全符合理论推导的预期效果,而且比预期效果还要更好,模型精度吊打全部现有的方法,同时还降低了模型训练所需的数据量,最关键还很大程度上缓解了神经网络领域中长期诟病的"黑盒问题"。实验顺利,但由于数据量稀少,实验暂时无法继续推进,因此我从6月中旬便开始准备7月的组会。我做完PPT之后先给我的本科老师和我师姐分别汇报了一次,得到了不少的有效建议,对PPT进一步完善修改,质量显著提高。
时间来到7月中旬,由于组会一直推迟,等着组会的日子让我持续焦虑内耗,出于"早死早超生"的理念,我主动联系大导,申请单独线上给他汇报一下近期的科研进展,他回复特别及时,约好了第二天早上进行汇报。在汇报之前,我内心一直给自己暗示:不管结果怎么样,我都要肯定自己这一年来的努力和科研进展,不能因为一次汇报就否定自己的付出与汗水。第二天早上我用15分钟的时间介绍了我所提出的方法以及实验结果,出乎意料的是,他对我的研究给予了高度的肯定:"你有人工智能的背景挺好,你创新能力挺强,听你讲完我挺高兴!你看你刚才做的东西,做得人模狗样的,对吧"、"你现在算是取得了不错的研究进展,继续努力!"。我都懵逼了,没想到这一次汇报的效果这么好,总共跟大导交流了半个小时,中途他也再一次详细描述了他的想法,与我所理解并研究的东西完全一致,只不过由于缺少数据,所以有一部分他觉得很重要的输入数据我没有考虑进去,这个倒是不痛不痒的小问题,有数据之后什么事情都好说。汇报结束,与第一次汇报后的状态天差地别,这一次我如释重负,沉浸在汇报顺利且受到大导赞许的喜悦中,尽管平时的我多以"不以己悲,不以物喜"为内心的标准观念,但此刻仍然内心波动巨大。说来巧不巧,给大导汇报完第三天,就是我们正式的组会。由于大导已经听过我汇报,所以到我汇报的时候他直接就退出了线上会议,接下来就是小导和我师姐提了几个小问题,都挺认可我的研究,只不过目前缺少大量的数据来验证我的方法,所以这仍然是目前的一个困境。组会之后,宣告博一的科研工作正式结束,"平稳落地"。
5 感悟篇
时间很快,去年这个时候刚背井离乡开启博士求学之路,那时的我对未来的科研充满了紧张、焦虑,满是对未来的憧憬,而如今的我经历了这一年的蜿蜒曲折之后,内心逐渐趋于一种神奇化的"平静",这可能就是读博的意义------用知识、用磨难去武装我的内心,内心一次次破碎之后再靠自己的坚强、勇敢和不屈不挠的精神去重组,我的内心在"破碎-重组"反复的过程中不断强大,这让我更具信心去面对生活和科研中更大的挑战。
在博客的最后,希望以后的我:1)把"不以物喜不以己悲"作为人生的态度,不要把科研的成功与否定义在组会之上,老师不认可不代表我的科研一文不值,同样老师认可那我也得严谨对待,不骄不躁,不要被一时的批评和赞扬蒙蔽了做科研所必需的严谨治学之眼;2)科研不是解题,没有标准答案,也没有固定的解题思路,不同的科研方向、师门,甚至不同的人之间所遇到的机遇皆不同,希望自己学会将跟别人横向对比转换为跟自身的纵向对比。每当自己因为别人的进度快而焦虑时,试着问问自己:"今天的我相比昨天有进步吗?哪怕只有一点点进展,也值得为自己鼓掌"。读博的目的是为了顺利毕业并找到心仪的工作,而不是跟别人对比;3)从十年前走到现在,一路的颠覆流离,风风雨雨只有我自己最清楚,不管多绝望的处境我都能逆转翻盘。这一年的经历更是如此,从零基础接触一个全新的科研方向到人人都"闻风丧胆"的流体力学,再到多学科交叉的冷门科研难题,最后完成破局走上正轨寻到一条属于自己的科研之路,这些都是对我自身实力的肯定。因此,我希望以后多一点自信和坚决,困境是暂时的,而曙光终将到来,因为过往的经历就是我最好的"勋章"!
一年的故事到此结束,而科研之道才刚刚开始,未完待续...