日期:20160310
自然科學與工程科學

自然科學--探索自然存在的規律,認識世界;
工程科學--探索人造物的自身原理和應用,改造世界。
科學家解決為什么的問題,工程師解決怎么做的問題。如馮·卡門所說:
Scientists study what it is, while Engineers create what never was.
工程科學的構成與研究體系:
構成 | 資助計劃 | 實施單位 |
---|---|---|
基礎理論 | 自然科學基金,973計劃 | 大學,研究院所 |
技術研發 | 863計劃 | 公司企業 |
工程應用 | 科技支撐計劃 | 公司企業 |
任何研究的選題都會涉及上述三個方面,但是研究重點不同。
基礎研究的重要性
高水平的理論研究(數學、物理)可以應用于非常廣泛的領域,而專業領域的工程科學應用范圍很有限。
基礎研究應當非功利化,不以有沒有用
作為評價指標。
工程科學處于自然科學的下端,基礎研究的不足限制了工程學科的長足發展(中國的現狀)。
延伸閱讀:
- 《為純科學而呼吁》
如何做研究
科研過程可以分為:
- 選題,做什么;
- 研究,怎么做;
在碩士研究入門階段,怎么做比做什么更重要。由于導師已經確定,選題的大致方向已經明確,因此最重要的是,在既定的方向做出高水平研究成果,鍛煉深度研究的能力。
工程科學研究的戰略要點是--努力在基礎理論層面做出創新。有理論深度的研究才能具有持久的生命力。例如結構的研究如果只局限于具體參數的試件(給定尺寸和邊界條件的梁柱抗震實驗),那么實際問題的參數一旦發生變化,研究成果就失去價值。這種研究方式為case study,層次很低。
高一級的研究應該提出力學模型,提出相關的特征參數,以及無量綱化參數。
更高級的研究,應當尋求數學層面的進步。
科研選題的要點
- 追蹤學術前沿;
- 結合興趣;
- 發揮特長;
學術前沿
土木工程學科本身非常成熟,逐漸成為夕陽學科。朝陽的學科,如人工智能集成了多學科的前沿:
- 腦科學
- 應用數學
- 材料
- 機械
- 自動化
土木工程的研究,應當主動追蹤多學科的前沿(Nature,Science),與朝陽學科結合。
科研的第一步要追蹤前沿熱點做研究,先學會怎么做。下一階段,自主提出問題,引發新的學術前沿,帶著別人做。
興趣
研究與學習的區別:
- 研究,探索未知的知識,
- 學習,了解掌握已知的知識;
因此,研究遇到困難很正常,有足夠的興趣才能面對困難,克服困難。
特長
不同的人有不同的特長,有些人擅長理論研究,有人擅長技術研發(如我)。
科研選題盡可能發揮出自己的長項,不要死拼短板。
其他
土木工程中,材料和巖土的研究價值很大;
好的研究題目應當集中多種矛盾,如海洋平臺(結構、風、浪、冰的共同作用);
科學研究必須創新,只有第一沒有第二;