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让你科研事半功倍的5个技能

科研道路上,磨刀不误砍柴功。

1.四大软件

No.1 数值计算Matlab

让你科研事半功倍的5个技能

Matlab (Matrix Laboratory),是做理论物理,计算物理以及数值计算必不可少的软件。其强大的单机计算能力,优美的可视化界面。颇受软件使用者的喜爱。MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C,FORTRANC++JAVA的支持。同时它平均每一年要更新一个版本,加入新的算法及功能,包括各种工具箱。(画图或者计算必须推荐。)MATLAB和MathematicaMaple并称为三大数学软件。

No.2 Mathematica

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相比于MATLAB,mathmatica也许并没有其功能全面。但是mathmatica侧重的是数学公式的计算画图,把数学公式转化为mathmatica代码,显得更容易让人理解,代码偏向可视化一些。也可以进行含参计算,绘图分析。MATLAB则是更偏向于代码(程序语言性强一些)。如果刚学编程,则可以先从mathematica入手。

No.3 Origin

对应实验物理的朋友来说,Origin技能也许是必备的。其强大的数据处理能,深受做实验的朋友喜爱,简单易学,功能强大。

让你科研事半功倍的5个技能

Origin是由OriginLab公司开发的一个科学绘图、数据分析软件,支持在Microsoft Windows下运行。Origin支持各种各样的2D/3D图形。Origin中的数据分析功能包括统计,信号处理,曲线拟合以及峰值分析。Origin中的曲线拟合是采用基于Levernberg-Marquardt算法(LMA)的非线性最小二乘法拟合。Origin强大的数据导入功能,支持多种格式的数据,包括ASCIIExcel、NI TDM、DIADem、NetCDF、SPC等等。图形输出格式多样,例如JPEG,GIF,EPS,TIFF等。内置的查询工具可通过ADO访问数据库数据。

No.4  Latex

从事科研工作,我们的首要任务是,把自己的发现或者说观点,展示给别人,势必就需要写成论文的形式发表或者ppt形式向他人汇报。那么LaTeX排版的技能就必不可少了。

让你科研事半功倍的5个技能

LaTeX是一种代码命令进行排版的软件。深受大家喜爱,然而对于初学者来说,熟悉它则是一个痛苦的过程,它有自己的各种命令,各种格式。然而事实上,我们并不需要掌握这么多,我们只需要掌握其通用命令即可,再实际行文的过程中,碰到了不懂的命令,(或者需要的命令,我们进行查阅即可。)现在SCi的稿件投稿基本上,都是用LaTeX进行排版编辑的,各大期刊都有自己的期刊模块,我们在对应模块中填入自己的内容即可。然后就是修修补补了。有朋友可能会说道,我会word啊,我不需要掌握那么复杂的LaTeX啊,当然这样说也是对的。但是经过你LaTeX排版之后,再与word对比,你就会知道LaTeX的强大和漂亮的地方。如果把word比作算盘,那么LaTeX就可以看作是计算器了。

2.阅读文献的能力

其实这个话题,说大也不大,说小也不小。就看个人的悟性及积累了。宽泛一点来说,有英语4级的水平,基本上专业论文能看个七七八八了,剩下的就看自己掌握的专业背景知识。首先英文要过关,然后就是专业知识的储备。从本科生到研究生还是有一个本质的变换的,包括专业能力的需求。英文能力我就不说了,背背单词,遇到不懂的单词查查,记记。当然遇到比较复杂的句式一时半会理解不过来,可以尝试用Google翻译进行辅助的理解。然后再逐一的分析。至于专业知识的储备的话,也是一个很令人深思的问题。刚开始读文献的时候,或多或少,每个人都有一个瓶颈期的,基本深读10来篇就会形成自己读文献的方法。

对于初学者来说,我建议刚开始读文献,可以找几篇相关的入门综述来看。首先对该领域要有一个宏观的把控,遇到不懂的专业术语,可以利用谷歌学术,或者wiki,进行查阅标注。日积月累的下,你的进步就会显而易见的。遇到特别难理解的问题的时候,可以在组会上提出来跟大家一起讨论,交流。这样更有利于自己的进步。个人推荐施一公老师的博客。

科学网学生如何提高专业英文阅读能力施一公的博文 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=46212&do=blog&id=350496

 

3.查找/搜索资料的能力

这个能力应该属于科研工作者,基本入门技能了。比如说,调研文献,查阅文献,如何了解该领域的最新进展。常用的网址,就是谷歌搜索,知网,等。有的时候,镜像容易被和谐,那么就要发挥自己的能动了。在网上搜索对应能用的谷歌链接,进行搜索,然后下载。(在Google)直接模糊匹配文献,这个定位度比较低,如果你知道某文章的期刊,则可以对应在该期刊上搜索。常见的论文搜索网站有,web of science, aps 等,有的学校可能没有买相应的数据库,此时你可以用sci-hub,进行下载(听说这个公益的下载,被监管的比较严,经常更换地址。)或者在论坛上进行求助,小木虫、文献互助群等。

常见的书籍资料下载网址见如下:

Library Genesis     http://sur.ly/o/libgen.in/

Physics Stack Exchange   http://stackexchange.com/

David Tong—Cambridge Lecture Notes on Theoretical Physics

http://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/teaching.html

How to become a GOOD theoretical Physicist

http://www.staff.science.uu.nl/~hooft101/

http://www.staff.science.uu.nl/~hooft101/theorist.html

大软房              http://app.hustonline.net/major

http://bookzz.org/

【五个神网站】Library Genesis:OLibrary Genesis is a scientific community …,BookZZ:O网页链接,Smallpdf:OSmallpdf.com – 针对PDF问题的免费解决方案,大软坊:O专业所需,香当O工作总结,个人工作总结,工作计划,述职报告,

总结一句话:“内事不决问百度,外事不决问谷歌”!

4.发现和分析问题的能力

此技能属于phd的基本技能,如果你想独立搞科研。那么发现问题,找到idea,调研问题,分析问题的技能必不可少。曾经华罗庚老师的“兔子理论”,便是非常形象而生动的描述,本硕博之间的差别。发现和分析问题能力,则便是寻找兔子的过程。(兔子理论:科学网—本硕博区别的“兔子理论”之补充 – 张守勤的博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-4453-929822.html)

学习打一只看不到的活兔子。此时的兔子也是活的,但可能不在你的视野里跑着,而是在树林里跑——导师可以确认一定有这只兔子存在,可是,需要你先从树林里把这只兔子撵出来,判断是否值得去猎取,再用更高级的猎取技术去射击并沿用原有方法将兔子取在手中。

再明了,兔子理论的基础上,我们就应该更加要明确自己要做什么?如何做?当你从自己的师傅手上,出师的时候。如果以后打算从事科学研究,这些过程,迟早是要自己独立的走一遍的。

让你科研事半功倍的5个技能

我不知道,其他人是否有这样一个习惯——“清晨来办公室的第一件事情,就是扫arxiv最新的文章”。我以前见到很多的优秀科研工作者,每天都是这样坚持者。其实用“坚持”这两个字,有点点不太恰当。他们几十年如一日的扫arxiv的习惯,已经深深的融入他们的生活中去了。就像喝水吃饭一样,一日不吃,浑身不舒。当你阅读别人的文章,(弱相关的:阅读abstract,软相关的:阅读abstract, introduction,concludsion,强相关的:通篇阅读)。

思维的火花和灵感基本上就是这样积累碰撞出来的。也许你扫七八十遍的arxiv,都没有灵感,可能就在你不经意之间就会产生一个idea。“为什么,这个解析解能够存在?原来是人家,把某某项展开到三阶四阶了。。。。我为啥当初没想到呢?….”

idea不是凭空出来的,没有输入,则一定不会有输出。

5.与人沟通交流的能力

此技能属于大佬,基本技能。开会,做学术报告,便是最好的写照。审项目,拿基金也少不了汇报及与别人交流的能力。如何能把你的工作,清晰的讲给大家?使得大家对你的工作感兴趣?如何让大家明白你的工作的重要性?

这是每一个科研工作者,最终要面临的问题。作为初级科研工作者,我建议大家,能够每隔一段时间能向自己的导师进行正式的科研汇报,(英文ppt,英文汇报)。每一学期尽可能的去参加一些,学术交流会议(最好能上去,做一个公众汇报)。这样对自己的交流能力,是一个极大的锻炼。

诚然开会的时候,不仅仅是学术汇报。如果遇到大牛,跟他讨论讨论问题,混一个脸熟也是不错的。这也算是学术圈人脉积累的一种方式了。

参考文献

1.科学网

备注:此文章根据作者科研经验总结而成,有不当之处请批评指正。现已授权刊登于量子客(Qtumist)。

 

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