怎么在没有导师指导的情况下做科研？
我是怀着一种十分沉痛的心情来写这篇文章的。因为怎么做科研这个问题，不应该由我来给大家讲，而是应该有各位的导师告诉大家。可惜，绝大多数的同学们无法从自己的导师那里获得有效的指导。那么我现在先讲一下真正做一个科研项目的时候会经历的过程。然后我说会一下导师在整个科研项目中的角色和作用。最后我会给大家讲一下，在没有导师指导的情况下，我们应该怎么办。诚然，每个专业和方向对于科研的要求是不同的，我们依然可以总结出一个比较实际的做科研的步骤。
我们一直以为做科研无外乎就是读读论文，找找idea，如何做做实验，写写文章。我们一直以为科研应该是按照这个顺序，线性往前推进。可实际呢？
我们可能在读论文的阶段就卡住了。看了十几二十篇论文好像什么也没学到。然后也提不出来什么idea。之后就陷入恶性循环。这时候周围一定会有某些声音告诉你，你应该先做做实验，从实验里面发现idea。然后你真的去做实验了，你发现实验总是失败。别人论文里面的好结果永远无法复现。最后你开始怀疑人生，然后继续恶性循环。
之所以大家会在这种过程中迷失自己，是因为大家并没有清晰地认识到做一个科研项目到底会经历哪些步骤，大家对于未知的失败并没有做好心理准备，也没有应对失败的办法。
其实科研的顺序还真的应该是从读论文开始，然后提idea，之后是做实验来测试自己的idea，最后把结论写成论文。可是这几个步骤只告诉大家在一个最最最顺利的情况下，科研过程是什么样子的。在实际科研过程中，我们做科研的过程往往是这样的：
我们读了一些论文以后，会经常读不太明白。然后模模糊糊的时候，就开始提一些idea。我们在思考提出的idea到底可不可行的时候，有一些idea被直接否掉了。这时候我们又回去读论文，并且尝试提出新的idea。有的一些idea并没有太多思考，就开始着手做实验，希望通过实验来验证自己的idea是正确的，有效的。然而，实验效果并不理想。这个时候，很多同学就开始纠结，到底是我的实验做得不好？还是idea本身有问题？然后绝大多数同学们开始花费大量的时间去调试自己的实验。经过了几个月的失败以后，不得不放弃这个idea。然后再次回到重新读论文，找idea的阶段了。这中间，只有很少的一部分同学可以把一个idea提出来，验证，并且把整个项目写成论文。
一个正确的科研过程
想要理解我们为什么会花了几个月甚至几年的时间做一个项目却最终失败，我们先来看一个正确的做科研的过程吧。
在这张图中，我把每个阶段用一个不同大小的方框来表示。大的方框表示这个阶段需要花时间长一些，小的方框表示这个阶段花的时间少一些。接下来我来详细地给大家讲一下这张图。
01理解别人的论文
我们做科研项目的第一个阶段一定是阅读别人的论文，然后理解别人的论文。我们阅读论文的目的是理解别人的方法。这个过程需要我们对于别人方法中的insight有深入的思考。我估计很多同学都不明白什么是insight，那就请你去看我之前写的文章：
虽然我们知道一篇论文里面和核心的insight已经很模糊了。一篇论文由于写作技巧和重定位，我们作为读者已经很难还原出来读者当时怎么思考的了。这就需要我们一点点顺藤摸瓜，把这个小方向的几篇论文都读懂。然后按照
中所说的，把这个论文的树形结构给弄清楚。这样我们才算是刚刚看懂几篇文章。接下来我们需要深入理解这些论文中的insights。为了深入的理解insights，我们应该动手做一些实验来验证别人论文中的insights。请大家注意，我说的不是复现别人的实验结果。复现别人的结果应该是非常困难的，毕竟很多论文的结果都涉嫌造假。但是insights不太敢造假，而且论文能发表出来，说明审稿人已经认可论文中发现的insights了。我们应该做的是，通过一些实验看看那些insights到底长什么样子。到底他们的物理含义是什么，到底是怎么产生这些现象的，这背后有什么假设条件。这个阶段我们做的实验主要是一些验证性的实验，其目的是验证别人论文中的insights。我们希望通过这些验证性的实验来理解别人的方法。
02提出自己的idea
我相信，在做一些实验来理解insights的时候，大部分同学都已经开始思考idea了。在大家动手做实验的时候，经常会发现一些很有趣的现象，这时候大家就离提出自己的idea不远了。如果顺利的话，按照我之前文章
教大家的方法，大家在掌握了几个insights之后，深入思考了它们背后的假设条件和含义以后，应该可以提出一个idea。当然了，为了扩展我们的思路，我们也会做一些探索性的实验，来验证一下我们的一些猜想。
当我们提出一个idea以后，我们需要做的第一件事就是可行性的验证，也就是去验证这个idea背后的假设条件到底成立还是不成立。只要一个idea背后的假设条件是成立的，那么这个idea很大概率是是可行的。也就不会出现做着做着发现idea错了的尴尬情况。这种验证，当然也需要我们做一些实验，或者从理论上进行一些推导。总之，我们需要验证我们的idea。
当我们验证完我们idea是可行的以后，按照我之前在“怎么判断你提出来的idea的档次高低”中介绍的思路来判断我们提出来的idea的档次高低。如果这个idea的档次不是我们期待的，那么我们没必要在这个idea上面浪费时间。我们可以重新思考，然后提出一个新的idea。
03完善你的设计
如果我们提出的idea可行并且达到了我们希望的档次，那么我们就应该去把这个idea一点点展开，按照我在文章“你还在为idea纠结么？这里告诉你两种提idea的思路”中写的，如果是一个应用型的idea，那么我们应该去思考怎么增加一些advanced design。如果是一个颠覆性的idea，我们应该慎重地去把这个idea完整地做出来。
在完善设计的过程中，我们需要做大量的实验。这些实验的目的是为了验证我们新增加的设计。请大家记住，从读别人论文到完善设计这三个步骤中的所有实验都是为了验证可行性。这些实验并不是用来测试我们的设计的性能，也不是我们在论文的实验结果部分应该写进去的那些结果。
那么，我们应该在什么时候开始做实验来测试我们的设计呢？测试的数据应该什么时候开始获得呢？
04写论文
我们应该把刚才这两个问题先放一放，当我们完善了自己的设计以后，不应该急着去做实验来测试我们提出的方法，而是应该先开始写论文。这是因为，即使我们现在做了一些实验，我们将来也可能因为论文的写作，把现在做的实验结果给砍掉。
按照我在一篇论文中最核心的部分（design）应该怎么写？为什么读了大量的文章却毫无收获？中介绍的写作思路，我们为了让读者更好地理解我们的论文，我们给读者呈现出来的写作逻辑和我们刚才做科研的逻辑完全不一样。我们很有可能为了论文的写作而重新设计一些实验场景。因此，我们只有在把论文的核心设计部分写完以后，才能够清晰地看到一个项目的全貌。然后我们才能知道，我们到底需要做哪些测试。最后，我们可以按照论文的实验部分应该怎么写？读者需要我们给他们展示什么试验结果？中介绍的思路去测试我们提出的方法。
导师的作用？
按照刚才介绍的科研的过程，大家应该发现一个问题，就是导师在我们科研的过程中到底做了些什么工作呢？我之前写了一篇文章 我们在科研的过程中，犯过哪些错误？， 在这篇文章中，我告诉大家不要幻想别人的经验可以带着你成功，我们需要做的就是避免失败。同样的道理，我们在科研的过程中，导师最大的任务和责任，就是监督我们在科研的每一步中是否犯了一些潜在的错误，这些错误是否会导致整个科研项目失败。
一个导师的责任是非常重大的。一个负责任的导师可以在我们科研的每一个过程中都严格把控我们的选择。有时候，我们会觉得导师的要求过于苛刻，但是他们的严格要求恰恰为我们节省了大量的试错的时间。试想一下，如果一个科研新人在什么也不懂的情况下开始一个项目，那么等待他的将是无穷无尽的失败和苦恼。这时候，如果有一个负责任的导师在旁边告诉他，你面前的三个选择，其中两个肯定不行，你去试试第三个选择。这样一来，他就会节省大量时间。当然了，大家要明白负责任的导师，不光会告诉你哪些是错误的，还会跟你讲清楚为什么那么选择是错误的。在一个负责任的导师的指导下，一个科研的新手会快速积累经验，并且取得卓越的科研成果过。
怎么在没有导师指导的情况下做科研？
现如今，大量的硕士和博士都是“散养”的状态。大家的导师由于种种原因并不能给予大家有效的指导。这种情况下，我们应该怎么办呢？
其实，大家可以仔细想一下导师的作用。一个导师的作用其实是对我们的科研进展给予实时的反馈。如果我们可以通过其他的途径得到这样的反馈，我们对于导师的依赖程度就会降低很多。因此在没有导师指导的情况下，大家应该思考怎么能够得到别人对于自己科研进展的反馈。
具体地说，可以有几个方法：1， 多和周围的同学讨论。在我们阅读别人论文的阶段中，讨论的目的是把自己对于别人论文的理解讲出来，看看能不能让别的同学听懂你的理解。如果你周围的同学都听不懂你的理解，那么说明你的理解还不够深入。你还不能把别人的论文用通俗易懂的语言解释清楚，这样的情况下，是很难提出好的idea的。当我们提出一些idea以后，我们应该跟可以信赖的同学或者老师去讨论自己的idea是不是有什么没有考虑到的地方？这时候，大家应该问自己，或者别人会问我们，这个idea有什么意义等问题。大致上，可以按照我在 “你提出的idea为什么会被别人抢先做出来？怎么写Introduction和Abstract？”中写的一个idea的8点信息来审查自己的idea。
2， 想办法换个地方。这个听起来好像很难做到，但是实际上没那么难。就拿申请出国来说，如果我们已经读到了博士这个阶段，申请出国交流或者干脆重新申请出国读博士，都不是一件困难的事情。我们往往高估了这件事情的难度，以至于我们在自己狭小的空间里面，逐渐变成了井底之蛙。在一个得不到科研上面的指导的情况下，一个博士绝对不可能接触到真正的科研，他最多弄一些野路子而已。所以，一个从根本上解决这个问题的方法，就是换一个能够给你指导的地方，比如出国。
我估计，很多人都因为畏惧申请出国难度而不敢。其实大家真的是在自己吓自己。申请出国的过程中，考英语是最容易的了。英语考试是有套路的，而科研是没有套路的。准备一个英语考试跟科研相比，简直轻松得不得了。如果大家英语考试的分数已经很高了，那么大家还有什么需要担心的呢？奖学金么？别听网上那些吓唬的人的了，大家看看周围的同学里面，去国外读博士的，有几个是自己掏钱的？所以，我希望有想申请出国的同学们的念头，一定要试一试，一定要给自己一个重新选择的机会!人最重要的是把自己的路子拓宽，而不是走窄。如果大家不能及时止损，接下来的几年会让我们的选择越来越少，我们的路就越走越窄了，大家一定会非常痛苦。如果大家对于申请出国有疑虑的话，我在未来也会给大家讲一下怎么跟国外的教授沟通，怎么准备英语考试。我的经验跟那些站着说话不腰疼的人的经验是不一样的，因为我是从学生的角度去思考的。大家加油吧！
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