如何做一名优秀的博士生：（一）时间的付出

 【 序：我从获得博士学位至今已经整整16个春秋，但博士阶段的感受仍然历历在目。我从指导自己独立实验室的第一个博士生到现在也已经13年了，其中的博士研究生和博士后中已经有11人在美国和中国的大学里担任独立实验室的PI。他们的成长过程差别极大，性格、能力也各有不同。应该说，没有任何一个学生可以简单地遵循另外一个优秀科学家的足迹脱颖而出。从这个意义上讲，科学家的成功是不可能复制的。但是，优秀科学家常常具备的共同特点应该对年轻学生有很大启发。

 

本文主要来自我在2008年清华大学研究生入学教育里一次2.5小时的讲座，又综合了一些随后的思考和总结。在那次讲座中，我一再强调，我的目的不是要求研究生完全按照我讲的去做，而是希望从根本上冲击、振荡一下研究生的思考角度，启发大家找到最适合自己的成才之路。本文很长，分四部分陆续发表出来。】

 

1．时间的付出。 

 所有成功的科学家一定具有的共同点，就是他们必须付出大量的时间和心血。这是一条真理。实际上，无论社会上哪一种职业，要想成为本行业中的佼佼者，都必须付出比常人多的时间。有时，个别优秀科学家在回答学生或媒体的问题时，轻描淡写地说自己的成功凭借的是运气，不是苦干。这种回答其实不够客观、也有些不负责任，因为他们有意忽略了自己在时间上的大量付出，而只是强调成功过程中的一个偶然因素，这样说的效果常常对年轻学生造成很大的误导，因为有些幼稚的学生甚至会因此开始投机取巧、不全力进取而是等待所谓的运气；另外一些学生则开始寻找他们的运气，把相当一部分精力和时间用在了与科学研究无关的事情上面。说极端一点：如果真有这样主要凭运气而非时间付出取得成功的科学家，那么他的成功很可能是攫取别人的成果，而自己十有八九不具备真正在领域内领先的学术水平。

 

大约在十年前，著名的华人生物学家蒲慕明先生曾经有一封非常著名的email在网上广为流传，这封email是蒲先生写给自己实验室所有博士生和博士后的，其中的观点我完全赞同。这封email写的语重心长，从中可以看出蒲先生的良苦用心。我无论是在普林斯顿还是在清华大学都把这封email转给了我实验室的所有学生，让他们体会。其中的一段是这样说的：“The most important thing is what I consider to be sufficient amount of time and effort in the lab work. I mentioned that about 60 hr working time per week is what I consider the minimal time an average successful young scientist in these days has to put into the lab work……I suggest that everyone puts in at least 6 hr concentrated bench work and 2+ hr reading and other research-related activity each day. Reading papers and books should be done mostly after work.”(我认为最重要的事情就是在实验室里的工作时间，当今一个成功的年轻科学家平均每周要有60小时左右的时间投入到实验室的研究工作......我建议每个人每天至少有6小时的紧张实验操作和两小时以上的与科研直接有关的阅读等。文献和书籍的阅读应该在这些工作时间之外进行。)。

 

有些学生读完蒲先生的email后告诉我，“看来我不是做学术的料，因为我真的吃不起这份苦。”我常常回复道，“我在你这么大年纪的时候，也会觉得长期这样工作不可思议。但在不知不觉之中，你会逐渐被科学研究的精妙所打动，也会为自己的努力和成绩骄傲，你会逐渐适应这种生活方式！”这句话表面上是劝学生，实则是我自己的经历与体会。

 

我从小就特别贪玩，并不喜欢学习。但来自学校和父母的教育与压力迫使自己尽量刻苦读书；我高中就读于河南省实验中学，凭借着比别人更加刻苦的努力，综合成绩始终名列前茅。1984年全国高中数学联赛我获得河南赛区第一名，保送进入清华大学。大学阶段，我保持了刻苦的传统，综合成绩全班第一并提前一年毕业。但这种应试和灌输教育的结果就是我很少真正独立思考、对专业不感兴趣。大学毕业时，我本没有打算从事科学研究，而是一心一意想下海经商。阴差阳错之间，我踏上了赴美留学之路。

 

可想而知，留学的第一年，我情绪波动很大，内心浮躁而迷茫，根本无心念书、做研究，而是花了很多时间在中餐馆打工、选修计算机课程。第二年，我开始逐渐适应科研的“枯燥”，并开始有了一点自己的体会，有时领会了一些精妙之处后会洋洋得意，也会产生“原来不过如此”的想法，逐渐对自己的科研能力有了一点自信。这期间，博士研究生的课程全部修完，我每周五天、每天从上午9点做实验到晚上7、8点，周末也会去两个半天。到了第三年，我已经开始领会到科研的逻辑，有点儿跃跃欲试的感觉，在组会上常常提问，而这种“入门”的感觉又让我对研究增加了很多兴趣，晚上常常干到11点多，赶最后一班校车从霍普金斯医学院回Homewood campus（我住在附近）。1993年我曾经在自己的实验记录本的日期旁标注“This is the 21st consecutive day of working in the lab.”（这是我连续第21天在实验室工作。），以激励自己。其实，这多少有作秀之嫌，因为其中的一个周末我一共只做了五、六个小时的实验。到第四年以后，我完全适应了实验室的科研环境，也不会再感受到枯燥或时间上的压力了。时间安排完全服从实验的需要，尽量往前赶。其实，这段时期的实验时间远多于刚刚进实验室的时候，但感觉上好多了。

 

研究生阶段后期，我的刻苦在实验室是出了名的。在纽约做博士后时期则是我这辈子最苦的两年，每天晚上做实验到半夜三点左右，回到住处躺下来睡觉时常常已是四点以后；但每天早晨八点都会被窗外纽约第一大道(First Avenue)上的汽车喧闹声吵醒，九点左右又回到实验室开始了新的一天。每天三餐都在实验室，分别在上午9点、下午3点和晚上9、10点。这样的生活节奏持续11天，从周一到第二个星期的周五，周五晚上做灰狗长途汽车回到巴尔地摩(Baltimore)的家里，周末两天每天睡上近十个小时，弥补过去11天严重缺失的睡眠。周一早晨再开始下一个11天的奋斗。虽然体力上很累，但我心里很满足、很骄傲，我知道自己在用行动打造未来、在创业。有时我也会在日记里鼓励自己。我住在纽约市曼哈顿区65街与第一大道路口附近，离纽约著名的中心公园(Central Park)很近，那里也时有文化娱乐活动，但在纽约工作整整两年，我从未迈进中心公园一步。

 

我一定会把自己的这段经历讲给每一个我自己的学生听，新生常常问我：“老师，您觉得自己苦吗？”我通常回答，“只有做自己没有兴趣的事情时候觉得很苦。有兴趣以后一点也不觉得苦。” 是啊，一个精彩的实验带给我的享受比看一部美国大片强多了。现在回想起当时的刻苦，感觉仍很骄傲、很振奋！有时我想：如果自己在博士生、博士后阶段的那七年半不努力进取，而是不加节制地看电影、读小说、找娱乐（当时的互联网远没有现在这么内容丰富），现在该是什么状况？

 

做一个优秀的博士生，时间的付出是必要条件。  

  

蒲慕明：中国科学院神经科学研究所所长,对美国实验室的人大发雷霆

蒲慕明：伯克莱大学教授，中国科学院神经科学研究所所长。

2001年蒲慕明教授写给他实验室学生的信

lab members: Over the past several months, it has become clear to me that if there is no drastic change in the lab, Poo lab will soon cease to be a productive, first-rate lab that you chose to join in the first place. Lab progress reports over the past six months have clearly shown the lack of progress in most projects.one year ago, when we first moved to Berkeley, I expressed clearly to everyone my expectation from each one in the lab. The most important thing is what I consider to be sufficient amount of time and effort in the lab work. I mentioned that about 60 hr working time per week is what I consider the minimal time an average successful young scientist in these days has to put into the lab work. There may be a few rare lucky fellows like Florian, who had two Nature papers in his sleeve already, can enjoy life for a while and still get a job offer from Harvard. none else in the lab has Florian's luxury to play around. Thus I am imposing strict rules in the lab from now on: 1. Everyone works at least 50 hr a week in the lab （e.g., 8+ hr a day, six days a week）. This is by far lower than what I am doing every day and throughout most of my career. You may be smarter or do not want to be successful, but I am not asking you to match my time in the lab. 2. By working, I mean real bench work. This does not include surfing on the computer and sending and receiving e-mails for non-scientific matters unrelated to your work （you can do this after work in the lab or at home, and excessive chatting on nonscientific matters. No long lunch break except special occasions. I suggest that everyone puts in at least 6 hr concentrated bench work and 2+ hr reading and other research-related activity each day. Reading papers and books should be done mostly after work. More time can be spent on reading, literature search and writing during working hours when you are ready for writing a paper. 3. I must be inxxxxed in person by e-mail （even in my absence from the lab）when you are absent from the lab for a whole day or more. Inxxxx me early your vacation plan. Taking more than 20 working days out ofone year is the maximum to me. In fact, none of you are reporting any vacation and sick leave on your time sheet （against the university rule, although I have been signing the sheets））, but you know roughly how many days you were not here. On the whole, I understand and accept the fact that you may not fulfill the above requirements all the time, due to health reasons, occasional personal business. But if you do not like to follow the rules because it is simply a matter of choice of life style, I respect your choice but suggest you start making plans immediately and leave the lab by the end of January 31. I will do my best to help you to locate a lab to transfer or to find a job. If you do accept the conditions I describe above, I am happy to continue to provide my best support to your work, hopefully more than I have done in the past. I will review the progress of everyone in the lab by the end of June of 2002. I expect everyone to have made sufficient progress in the research so that a good paper is in sight （at least to the level of J.Neuroscience. If you cannot meet this goal at that time, I will have to ask you to prepare to leave my lab by the end of August. Mu-ming As a scientist, you must dedicate everything to this business 作为一个科学家，你必须把一切都献身给科研事业. － Working time: 8-hour is unpractical. There is NO way for a scientist or a Ph.D student to workonly 8 hours a day! 每天仅仅工作8个小时是不行的。对于一个博士或 者科学家，每天仅仅工作8个小时根本根本就是死路一条！（“NO way”） － Go to your mother’s house for afternoon naps and never come back! 如果有人敢午休，那就马上卷铺盖走人，永远不要再回实验室！ － Vacation: 5 weeks per year (Chinese New Year, the May Day and the National Day breaks are included) 包括春节，五一，国庆，每年全部假期一共5个星期。 － Start your morning work not later than 8:30 am and afternoon work no later than 1 pm 上午必须早于8：30上班，下午早于1点上班。（注意，没有规定几点下班。） － Surf over the Internet for non-scientific purposes should be less than 30 min a day 每天用于看网页以及其他与科研无关事情的时间不得多余30分钟。 － Reading newspapers should be limited less than 30 min a day 每天看报纸的时间不得多余30分钟 － Novels or other non-scientific journals/magazines are not permitted in the lab and office 小说和非科研性杂志不准带入实验室 － If you are absent from the lab more thanone hour, get permission first. 如果离开实验室超过1个小时，必须事先请假并得到允许。 － Everyone has personal business, but the lab business always has priority unless in emergency 除非紧急的事情，否则实验室的事情永远大于私事。 － In this business, an “average” student who works seven days a week is definitely more productive than a “genius” who works five days a week 在这行里，每周只工作5天，即使是天才，也比要低于比一个工作7天的资质平平的人还要差。 － If you are able to make any major progresses by working 8 hours a day and 5 days a week, every fortunate in this world must be on your side! 如果你即使每天工作8个小时并且每周只工作5天，居然也能成功哪怕只有一次（any）。那除非你是上帝（主宰了世界上一切的人）！

 

如何做一名优秀的博士生：（二）方法论的转变

  【序： 本文主要来自我在2008年清华大学研究生入学教育里一次2.5小时的讲座，又综合了一些随后的思考和总结。在那次讲座中，我一再强调，我的目的不是要求研究生完全按照我讲的去做，而是希望从根本上冲击、振荡一下研究生的思考角度，启发大家找到最适合自己的成才之路。本文比较长，将分四部分陆续在博客上发表出来。这是第二部分。第一部分请见：http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=46212&do=blog&id=484416】

 

2．方法论的转变 

 

要想在科学研究上取得突破和成功，只有时间的付出和刻苦，是不够的。批判性分析（critical analysis）是必须具备的一种素质。

 

研究生与本科生最大的区别是：本科生以吸取学习人类积累的知识为主、兼顾科学研究和技能训练；而博士生的本质是通过科学研究来发掘创造新知识，当前和以往学习的知识都是为了更好地服务于科学研究。在以学习知识为主的本科生阶段，提出问题固然重要，但答案往往已经存在，所以问题是否critical没有那么关键。博士生阶段则完全不同，必须具备critical analysis的能力，否则不可能成为优秀的科学家。这一点，我称之为方法论的转变。

 

其实，整个大学和研究生阶段教育的实质就是培养critical analysis的能力，养成能够进行创新科研的方法论。这里的例子非常多，覆盖的范围也非常广，在此举几个让我终生难忘的例子。

 

正确分析负面结果（negative results）是成功的关键。 

 

作为生命学科的一名博士生，如果每一个实验都很顺利、能得到预料中的正面结果（positive results），除个别研究领域外，一般只需要6-24个月就应该可以获得博士学位所需要的所有结果了。然而实际上，在美国，生命学科的一个博士研究生，平均需要6年左右的时间才能得到PhD学位。这一数字本身就说明：绝大多数实验结果会与预料不符，或者是负面结果（negative results）。大多数低年级的博士生对负面结果的看法很消极，直接影响了他们critical analysis能力的培养。 

 

其实，只要有适当的对照实验（control experiments）、判断无误的负面实验结果往往是通往成功的必经之路。一般来说，任何一个探索型课题的每一步进展都有几种、甚至十几种可能的途径（hypothesis），取得进展的过程基本就是排除不正确、找到正确方向的过程，很多情况下也就是将这几种、甚至十几种可能的途径一一予以尝试、排除，直到找到一条可行之路的过程。在这个过程中，一个可信的(conclusive)负面结果往往可以让我们信心饱满地放弃目前这一途径，如果运用得当，这种排除法会确保我们最终走上正确的实验途径。从这个角度讲，负面的实验结果不仅很正常、也很有益于课题的最终成功。