日期:20160310
自然科学与工程科学
自然科学--探索自然存在的规律,认识世界;
工程科学--探索人造物的自身原理和应用,改造世界。
科学家解决为什么的问题,工程师解决怎么做的问题。如冯·卡门所说:
Scientists study what it is, while Engineers create what never was.
工程科学的构成与研究体系:
构成 | 资助计划 | 实施单位 |
---|---|---|
基础理论 | 自然科学基金,973计划 | 大学,研究院所 |
技术研发 | 863计划 | 公司企业 |
工程应用 | 科技支撑计划 | 公司企业 |
任何研究的选题都会涉及上述三个方面,但是研究重点不同。
基础研究的重要性
高水平的理论研究(数学、物理)可以应用于非常广泛的领域,而专业领域的工程科学应用范围很有限。
基础研究应当非功利化,不以有没有用
作为评价指标。
工程科学处于自然科学的下端,基础研究的不足限制了工程学科的长足发展(中国的现状)。
延伸阅读:
- 《为纯科学而呼吁》
如何做研究
科研过程可以分为:
- 选题,做什么;
- 研究,怎么做;
在硕士研究入门阶段,怎么做比做什么更重要。由于导师已经确定,选题的大致方向已经明确,因此最重要的是,在既定的方向做出高水平研究成果,锻炼深度研究的能力。
工程科学研究的战略要点是--努力在基础理论层面做出创新。有理论深度的研究才能具有持久的生命力。例如结构的研究如果只局限于具体参数的试件(给定尺寸和边界条件的梁柱抗震实验),那么实际问题的参数一旦发生变化,研究成果就失去价值。这种研究方式为case study,层次很低。
高一级的研究应该提出力学模型,提出相关的特征参数,以及无量纲化参数。
更高级的研究,应当寻求数学层面的进步。
科研选题的要点
- 追踪学术前沿;
- 结合兴趣;
- 发挥特长;
学术前沿
土木工程学科本身非常成熟,逐渐成为夕阳学科。朝阳的学科,如人工智能集成了多学科的前沿:
- 脑科学
- 应用数学
- 材料
- 机械
- 自动化
土木工程的研究,应当主动追踪多学科的前沿(Nature,Science),与朝阳学科结合。
科研的第一步要追踪前沿热点做研究,先学会怎么做。下一阶段,自主提出问题,引发新的学术前沿,带着别人做。
兴趣
研究与学习的区别:
- 研究,探索未知的知识,
- 学习,了解掌握已知的知识;
因此,研究遇到困难很正常,有足够的兴趣才能面对困难,克服困难。
特长
不同的人有不同的特长,有些人擅长理论研究,有人擅长技术研发(如我)。
科研选题尽可能发挥出自己的长项,不要死拼短板。
其他
土木工程中,材料和岩土的研究价值很大;
好的研究题目应当集中多种矛盾,如海洋平台(结构、风、浪、冰的共同作用);
科学研究必须创新,只有第一没有第二;