博士论文开题与答辩—与高手过招

今天下午,我博士论文答辩。我把两年前开题的时候,问倒我的教授重新请了回来,打算从这些人手里,拿到我的博士学位。

答辩主席是Prof Ho,他最擅长从根基上把别人工作价值挖掉。曾经有个博士答辩,用溶液法做FET器件,说低成本。Ho说,若是单纯考虑溶液和spin coator,那当然低成本;但是考虑到量产,虽然MOCVD很贵,但把人工,时间,化学试剂,能耗等等算起来,哪种方法成本更低,就不好说了。若是基于成本考虑,得把全部因素考虑进去,不能只算溶液成本。后来我的导师Prof Zhao就很小心,让组内做器件的同学,不要随便声称低成本,尤其是溶液法做太阳能电池的同学。

Prof Chen更直接,直接问别人的contribution。有一个人申请他们系的教职,展示了很多酷炫的工作,大部分是跟人合作的,别人做器件,他负责力学模拟部分。Chen就问他的contribution是什么,哪些是他做的,哪些是别人的工作。那人简单说了下,说某些slide只是为了方便说明问题,所以用了别人的工作。Chen就指着当时停留在投影荧幕上的ppt问,你给我说说这张ppt,哪些东西是你做的?那人一愣,说是别人的。Chen就说,你拿一张全是你自己工作的ppt出来……最后那个人没有拿到职位。在场的同学都觉得,好恐怖。后来Chen说,他这么问问题,是在给那人机会,既然那人没讲清楚,那他就通过提问给对方多一次机会,讲清楚自己的contribution。Chen对自己的学生也会这么“凶残”地问问题。

另一个教授是外审,Prof Zheng,我以为会友善点的。但听朋友说,也很tough,特别是他懂的问题,尤其tough。论文开题的时候,不需要外审,并没有请Prof Zheng。

两年前的6月1日,我论文开题,答辩委员会四个教授(包括我的导师Prof Zhao和Prof Poon),还有两位来旁听的教授,一共六位教授。

当时Prof Chen直接把我问傻在当场。我讲完PPT,场下的同学简单问了几个问题。然后Prof Chen开始提问,上来就说,I’m not convinced by your presentation. I didn’t see the novelty and impact in your research. I don’t think your research make a difference. 当时我就懵了。要翻出PPT解释给他听。他直接打断,“Don’t look at you Powerpoint, Just tell me the novelty of your project.”我当时就抓瞎了。我都忘了当时自己是怎么回答他的问题了,可能都没听明白他的问题是什么。然后Chairman问Prof Ho有没有问题要问,我是希望他提些意见的,结果他说:“I’m done. I’m more than satisfied.”很遗憾,没有听到他的challenge。

事后Prof Chen拿着那评分表给我看,上面列的就是novelty,impact之类的打分。从他的角度看,我没有讲清楚,所以他很直接的提出那些问题,给我一个机会解释清楚,也好让我从其他教授那里拿到高分。这之后,我就一直被novelty,impact之类的问题困扰。

Prof Ho事后说我这类sensor,重复性可能会是个大问题。

我的cosupervisor Prof Poon提出一个问题,说虽然柔性是一个大优点,但不见得柔性传感器就一定比硬的传感器好。比如对于我的压力传感器,可能柔性带来的问题远大于它的优势。

旁听的一个教授Prof Mak,问了一个问题,“我看很多压力传感器都是形变传感器,包括你的也是。有没有除了形变之外的其它传感器机理,也能探测压力?”我一懵,他就接着很体谅地补充到,“我只是很好奇而已,不需要你的回答,这可能是一个哲学问题”,我也很识趣的说,我handle不了这个问题。

我开题后的工作,就是源自于这些教授提的那些问题。就是对那些问题的思考,让我对柔性压力传感器有了更深入的理解。我完成的第二个工作,是直接针对Prof Ho关于重复性的问题。第三个工作,是源自于Prof Poon的启发。而最后我把全部sensor都归结到material deformation induced pressure sensitive device,则是源自于Prof Mak的启发。

为了今天下午点答辩,我忐忑了好久。自己就设想了很多自认为挺tough的问题,比如“你发现的这些东西,不是凭直觉都知道是这么回事吗?你竟然用了四年时间。”“为什么你不从一开始就用这种表面可控的材料,一次性解决sensor的重复性问题,还用了两个工作的时间才搞定这个问题?”我甚至都预备好了,万一Prof Chen再问novelty或者impact的问题,我直接把预备好的答案背一遍给他听。

然后,出乎我的意料,所有professor都十分友善,都没有问tough的问题。在close door的过程中,群里的同学还在担心我会被问死。Prof Chen的学生担心他老板会问出让我崩溃的问题,Prof Zheng的RA也担心她老板会让我很“难过”。然而,这个close door的过程,所有教授都很友善。Prof Zheng只是纠正了几个我误用的描述。Prof Chen没有问novelty和impact的问题,挑了几张slide,讲了下该如何present才更流畅。Prof Ho也没问什么问题,主要是鼓励大家问问题,就着别人的问题继续深挖。没有那种故意考我的问题出来。我提前准备好的那些问题,都没被问。是我自己把自己吓着了。

总体算下来,我讲了35min;听众问了几个问题,大概15min;然后close door,问了一个小时左右;我在会议室外等了不到十分钟分钟,Prof Ho就出来说,恭喜,committee通过了我的答辩,给出了小修论文的意见。后来我拿到了Prof Ho记录下整个答辩过程中,我需要在论文中修改的14个问题,三页A4纸。

最后我进去跟各位教授握手致谢的时候,我对我的cosupervisor Prof Poon说Thank you very much, 她说,no, no, no, Ningqi, you deserve your Ph.D. degree. 

2017/7/18, Tue

科研的认知

未来一切竞争都是认知竞争》(傅盛)把人的认知分为四种状态:

我拿科研作个类比。一般人刚开始接触到一个新课题的时候,一方面会觉得很新鲜,另一方面会觉得一切问题都已经被解决完了,没什么可做的。拍脑袋想出的任何问题,都会发现已经有人做了。这是处于“不知道自己不知道”的状态,没有动手做事所以不会遇到问题,也就问不出问题,也谈不上自己不知道什么。

单是知道一些名词,如数家珍,说组内有很多个研究方向:flexible pressure sensor、biosensor、BP、超级电容器、太阳能电池、光谱……这种列概念的状态,还是处于“不知道自己不知道”的状态。受过几年教育的人,会知道这个世界有很多学科分类,有政治经济学、心理学、哲学等等。当他真的面对一个经济学大师的时候,如果他只是知道“经济学”这个名词,那他问不出什么问题,他“不知道自己不知道”。唯有当一个人真正读过一点经济学,思考过水是生活必需品却相当廉价,而钻石表面上是非必需品却价格奇高,有了这个问题,才会进入“知道自己不知道”的状态。

科研也是一样,非要读很多paper,做不少实验,才会知道这个领域存在哪些问题需要解决。“知道”是相对于“不知道”而言的,唯有了解了这个学科现在已经研究清楚的问题,才能了解到哪些是有待解决的问题。一个厉害的导师,凭着自己在这个学科的多年的积累,能够把握到哪些问题是关键问题,哪些是无关紧要的问题。因为他脑子里同时存在着很多问题,也十分清楚这些问题之间的裙带关系,知道哪个问题的解决会连带解决一大片的问题,这种高屋建瓴的问题就是关键问题。而没有积累的学生,是很难把握什么才是关键问题的。次一点的,虽然不能抓到关键问题,也能告诉学生哪些坑不能踩。再差点就是有钱的甩手掌柜,更差就连钱都没有。

有一个博士答辩结束,导师问我们的感觉。我觉得他做了不少工作,但似乎是在堆工作量,没有系统,后面的研究还跟前面的结论不符合……导师说,更为关键的是,那个学生做了四年研究,连这个领域核心问题的门都没有摸到。

抓到学科的关键问题,或者是把握到了一些至少不算是无关紧要的问题之后,通过research,也许就能做出一些新发现。这个新发现就让我们进入到了“知道自己知道”的状态。还是那个说法,“知道”是相对于“不知道”而言的,唯有知道这个领域的问题所在,我们才知道自己的paper解决了什么问题。

第四个阶段,有点抽象,可以算是经验或者直觉吧。这种东西,不仅不会写到paper中,连说清楚都不太可能。深入研究一个课题,做了大量无法进入paper到实验尝试,思考了很多不会进入paper的思路,就能对这个领域有深入的理解。比如做sensor,有时候很难说清楚为什么要这么做,面对不同的材料,会有不同的注意事项;有时候甚至不用做,就知道不可行。很难说清楚为什么,就当是经验吧,或者算是know-how的知识,“不知道自己知道”些什么东西,但是就是可以把事做成。

我只是用搞科研的状态理解文章里说的四个认知状态,它要说的是更普遍层面上的认知和个人成长的事。它分析:

所谓成长,就是认知升级

认知,几乎是人和人之间唯一的本质差别。

人和人比拼的,是对一件事情的理解和对行业的洞察。执行很重要,但执行本质是为了实践认知。

不行动的认知,就是伪认知。

想法要立刻转为行动。坚信大趋势,坚信这家公司的各种认知决定。

不要简单的批判,你一定要相信那些行业领头人。他们拿到的信息肯定比你多,处理信息的能力比你强,他们的认知不是现阶段的你所能赶得上的。不理解,就执行,在执行中理解。

2017/4/16, Sun

时间去哪了-统计7年的Research时间

统计了下我念研究生以来的时间使用情况。从2010年9月开始记录每天的时间开销,包括科研、阅读、学习三部分,截止到2017年8月31日,记了7年,累计科研9343小时, 阅读 3541 小时,学习 5723 小时。

科研部分的内容包括做实验,看文献,听报告,整理样品、数据,写论文,跟导师meeting等。

学习部分包括上课,写作业,看专业书,做助教等。帮同学做实验也算进学习部分。

阅读部分包括任何与专业无关的文章和书籍阅读。包括近期的得到APP专栏阅读,不包括微信订阅号,刷朋友圈等读文章的时间。写订阅号算进阅读时间。

吃喝拉撒、旅游、看电影等时间不计算在内。

刚开始是用一个小本子记录。开始做事时,记下时间,结束后记录时间,得出做事使用的时间。每天结束,分块统计当天的时间开支。月底用Excel统计本月工作时间。最近几个月开始使用aTimeLogger记录时间,能自动生成时间开销报表。

最懒的时候,一个月科研时间0小时,是2010年9月研究生刚入学的时候。一整个月,31天,没有花一分钟看文献、做实验,也没有跟导师讨论,全部时间都是搞学习相关的事了。

最勤奋的时候,一个月科研时间301个小时,是2015年5月份,那年6月1日我博士论文开题。相当于整个月31天,没有周末,算下来每天平均科研时间9.7个小时。那个月阅读时间10小时,学习相关的时间25小时。比起那种每个星期100个小时的科研狂来说,我是差远了。

按365天全年无休,平均算下来,每天搞科研的时间3.7小时,阅读1.4小时,学习2.3小时。每天平均折腾7.4小时,不能说勤奋,但也算尽我所能了。

对照下我一事无成的事实,不尽伤感起来。面对天赋,勤奋的价值多么微不足道啊,但这也是我仅有的条件了。

2017/4/13, Thu | 2017/8/31, Mon Updated

哲学博士

今天在“嘀嗒嘀嗒”小密圈看到一篇关于要不要念研究生的分享,微信订阅号“小道消息”的那篇《学计算机的同学们啊,想清楚再去读研究生》有段话:

绝大多数读研究生的都是用自己的时间用自己的劳动用自己的智力在补贴社会,当然,这里面还有很大一部分在补贴导师。

可能是因为计算机的方向很实用,与其在高校被压榨劳动力换得一个硕士博士学位,还不如直接去职场上历练。对于大部分工作,学位证本身不是准入门槛,是骡子是马,拉出来遛遛才知道。没有老板会笨到爱学位证胜于爱真才干,即使有,那也无法在残酷的市场上活下去。

而对于我所读的电子工程这种实用性不是很强的学科,也许可以换一种思路考虑问题。既然实用性不是很强,那念这么一个学位出来图啥呢?有同学甚至说,读研究生就是比本科生多颓废了三年。我不这么看。

恰恰是因为做的东西不实用,所以会逼着我去思考,自己做的东西究竟有什么用,严重的时候甚至会思考人生价值。当开始思考这些虚头八脑,跟实用完全不沾边的问题的时候,才是念博士的真正开始。这些问题,稍微升华一下,就是哲学问题了,毕业的时候,虽然我是电子工程专业的,但拿到的还是哲学博士学位,Doctor of Philosophy (PhD, Ph.D., or DPhil; Latin Philosophiae Doctor)。

我平时搞科研,本来自得其乐的,但跟导师一讨论,就很头痛。因为她总是问我这么做有什么创新,问novelty,问impact。渐渐的我才意识到,在新与有用之间,科研永远选择新。因为它最在乎的是前人没有做过,还不知道的东西。至于有用没用,它总是伪装得很好。大部分paper,总是在introduction中把论文所涉及的领域说得很有用,而论文本身的实验及结论部分,跟introduction没多大关系。

看多了nature和science那些高大上的paper,发现大部分都是炫技的东西,基本上都是没用的。我甚至偏激到认为,若是那些东西真那么有用,那早就拿去卖钱了。正是因为做的工作没用,所以需要卖力地发paper,吆喝,告诉大家,自己做的东西很有用。整天看自己领域做到“一流”的水准也就是制造出那些没用的paper,而我自己还做不出来,想想就觉得很可悲。

但是为了毕业,我就得一方面符合这个community关于novelty,关于impact的标准,一方面还要坚守自己的准则,基本上每次跟教授讨论完,我都要经历一次挣扎,才能缓过来。一方面明知那些paper做的东西没用,另一方面还得及时更新资讯,花时间对付那些垃圾paper。每天都要折腾这些有的没的,不思考人生价值是不可能的。

这种挣扎、煎熬的感觉,我觉得这才是念博士最有价值的部分。若是工作,基本上是解决问题的实用导向,什么novelty呀之类的,就省了,不重要。但是为了拿到那个博士学位,就必须得有原创知识的产出。要么是真的是跟对了一个极具原创性的老板,拿到了一个极具创新的课题,解决完了,自我感觉良好,为人类知识进步添砖加瓦了。要么是做了一些很坑的课题,然后明明没有多大价值,却非要想破脑袋,找到一个切入点,硬是要强调出自己所做工作的重要价值。

我博士论文开题的时候,就被一个教授问傻在当场。我present完自己的工作,他立刻说,“我不觉得你做的课题很重要,你没有说服我”。我当时手忙脚乱要翻出背景介绍的ppt来解释。他立刻打断我,说,“你不用找ppt,你就直接讲好了”。是我导师帮我圆场,帮我解释了一下,说我其实知道自己工作的意义所在,只是没听明白问题,所以没答到点子上。最后几个教授还是让我过了。答辩之后,那个教授指着那张评分表跟我说,你看上面列的东西,问到就是你的originality,novelty,impact。从此以后,我就对这些问题“耿耿于怀”。一方面不认可那种为了创新而创新到做法,另一方面我又必须符合这个community的标准,不然就别想从他们手里拿到学位证。然后我又把参加我开题时的教授邀请来参加我的最后论文答辩,就是要从他们手里拿到我的博士学位。

试想一下,在现实工作中,谁会在乎这些虚头巴脑的东西呢?都恨不得reverse engineering,直接抄袭了事,解决问题了再说。但是科研就不是这么个思路,它就是这么在乎这些虚头巴脑的问题。正是因为它对这些“虚”的问题那么较真,那些真正能从这个系统活下来的人,他至少是一个很能定义问题的人。他解决问题之前,就必须能思考清楚问题本身的价值。最后还要很能讲出自己工作的重大意义。博士的很大一部分时间,就花在思考这些问题上面了。

即使最后不搞科研,这种本能地思考问题本身的价值的习惯,就能看到一些未经训练的人注意不到的问题。思考问题本身的能力,这是要刻意训练的,念博士的人,为了活下去,必须花大量时间去训练这种能力。一个人大部分时间花在什么问题上,他就会在什么地方收获自己的一技之长。

硕士阶段,培养了我长时间主动专注于解决一个问题的能力。博士阶段,培养了我思考问题本身的能力。这种能力有没有用呢?打个不恰当的比喻,面对几个暴力之徒,诸葛亮手无缚鸡之力,要比臂力,诸葛亮只有被宰的份。但在刘备军中,诸葛亮就是定出三分天下的谋略家,那些暴力之徒就只能当小兵。单单有一技之长是不够的,还需要一个相应的平台去发挥它的作用。

博士阶段培养出来的,思考问题本身,重新定义问题的能力,就看你怎么去用。若是你同意,问出一个好问题,比给出一种解决方案更有价值,那念个博士是不错的选择。若是纠结于毕业之后的起薪,那就如小道消息分析的一样,等你博士毕业,跟你同期上大学同学可能已经年薪百万了。这是一个问题。

2017/3/17, Fri