本科生科研指南（4）：科研方向调研
张宇宁
华北电力大学（北京）
科研方向的调研和选择是做好研究的重中之重，需要本科生高度重视并进行全面详细的调研、思考和论证。兴趣的确是最好的动力，但在本科生确定真正的兴趣之前，需要对所感兴趣的事物做一番充分、彻底的调研和深入了解。否则，只会是叶公好龙，当真正的机会来临之时，却显得畏首畏尾、裹足不前。首先，本文将科研方向大致归为三个大类，并详细给出了每个大类的特征和例子。其次，对上述三个大类所需的外部、内部条件进行了一番梳理和分析。最后，基于上述分析探讨本科生进行科研方向选择时的一些原则和建议。
一般而言，可以将大部分科研工作归纳为以下三个大类：
第一大类科研工作的核心特征是探索未知的重要客观规律。这一类研究旨在着重探索人类知识宝库中尚未能被清晰认识的重要规律。例如近期多个国家发布了火星探测计划，旨在通过发射火星探测器，对火星的详细特征进行更深一步了解，这便是人类对于未知的太空领域的执着探索。再比如，爱因斯坦提出的相对论，预测了光在引力场作用下可以弯曲并被宇宙观测所证实，这使得人类对客观世界的认识更进一步。除此以外，生活中的很多例子也非常值得本科生关注。例如，雨滴落入水中引起的水池表面的飞溅过程实际上也包含者很多深刻的、尚未被充分认识的科学道理。同理，往厨房水池中扔一个钢球所引起的现象也具有研究价值（注1）。
这一类科研工作需要一定的知识储备和详细的文献调研，并基于此提出创新性的想法和研究方案。除去太空探索及高能物理等大型科学研究项目以外，大部分此类题目从资源需求上来讲相对较低，并不需要非常复杂、昂贵的实验台和高深的理论知识。例如，雨滴飞溅过程研究需要的主要设备是一个观测相机，另外本科生再辅助学习若干常用的图片处理软件和一些基本的流体力学知识即可。值得注意的是，相关题目前期很多学者可能已经做过大量的研究，因而本科生需要对前人的工作进行详细调研，并基于此提出新的见解和想法。简而言之，此类题目对本科生的文献调研和创新能力具有一定要求。
第二大类科研工作的核心特征是服务于国家重大战略需求。这一类研究重点在于解决当前我国国家发展过程中的关键技术及核心问题。以芯片制造技术为例，前一阵美国停止对我国的华为公司供应芯片，这对该公司的正常运营造成了一定影响。因此这类问题属于重大的战略技术，必须尽快解决，从而才能形成独立自主的完整产业链条，不再受制于人。再比如，军用战机所需的高性能航空发动机的研制也属于此类。
这一类科研工作对研究条件有着较为苛刻的要求，需要有若干动辄几千万甚至上亿的高精尖核心设备，并且有较好的研究平台和实验条件。实际上，对于很多顶尖方向，全国甚至全世界具备相关研究条件的高校和研究所也通常只有几个。因此，在选择这类题目时，去了文献调研之外，还要关注研究方案的可行性。例如，现在很多国家都在布局火星探测，假设某位本科生提出登陆海王星并进行探测。想法是好的，但如何实现，尤其是该学生如何实现那可就是两码事了。
第三大类科研工作的核心特征是解决国民经济中的重要问题。这一类研究重点关注实际的生产、生活中的相关问题，并以解决实际问题为导向组织攻关，并最终服务于社会或者企业。比如，城市交通拥堵的治理需要对海量的摄像头拍摄的车辆信息进行识别，从而精确掌握人们的出行规律并分析拥堵原因。围绕此，亟待解决车辆相关图片的智能自动识别图像处理技术等关键问题，从而避免因人工识别造成的处理数据量少、识别不准确、识别效率低、成本高等诸多问题。
这一类科研工作需要与企业或者实际用户的需求紧密结合。因此，前期需要大量的实际调研，对其真正需求有充分的掌握。基于此，结合相关知识进行透彻分析，凝练出若干亟待解决的重要问题，并开展科学研究。最终，研究成果的检验也要通过其在实践应用中的表现来进行判定并可能需要反复修改、调试。总之，这一类研究需要与需求用户进行紧密的沟通和联系，从而保证最终的产品和方案能够真正的应用于实际并解决问题。
阐述和分析完上述三个大类科研工作的特征之后，我们具体分析一下本科生进行科研选择的建议和原则：
1. 第一大类：对于本科生较为适合，尤其是思维较为活跃的本科生。所需要掌握的技能相对较少，且科研核心工作之外的事宜不多。
2. 第二大类：对于平台要求较高，如果学校学院具备相关平台并可以供本科生锻炼，在相关领域导师的指导下，可以酌情进行。反之，务必慎重。
3. 第三大类：需要对社会、企业、用户等等的实际需求有着深入的了解，因此拟从事该研究的相关本科生还应具备较强的沟通能力。因大部分本科生尚未走出过校园，人际交往能力以及人脉均有限，建议尽量选择合适的导师进行。另外，此类研究一般周期较长，选择时要谨慎。
另外，建议本科生在选择科研方向以前，务必做好以下几件事情：
1. 务必高度重视调研活动。“没有调查，就没有发言权”（注2），并且“不做正确的调查同样没有发言权”（注3）。本科生应平时利用好互联网、微信公众号、中国知网等众多免费资源，也可以酌情参考知名学者撰写的综述或者发表的观点，从而详细了解拟从事领域的历史、进展及存在问题。
2. 兴趣导向。务必在充分调研的基础上，结合本科生自身感兴趣的方向开展科研工作。另外，在没有充分调研之前，谨慎做出相关结论以免错失良机。同时，也要注意到，对很多人来讲，兴趣是可以在科研过程中逐步培养的。
3. 可执行性。对拟从事的科研方向至少从宏观方面和逻辑上进行科学论证，防止做一些不切实际、甚至违背基本科学原理的事情。
注释部分
注1：具体细节读者可参见笔者以前发表的博文：张宇宁，厨房中的超声速现象，2012-11-10，科学网。网站链接：http://blog.sciencenet.cn/blog-352862-630981.html
注2：此语引自《毛泽东选集》第一卷（第二版，109页）中的《反对本本主义》（原文写于1930年5月）。此文曾一度遗失，在第一版中并没有此文。得而复失后，在第二版中选入（详见第二版出版说明）。此处本本主义是教条主义的早期叫法。
注3：此语引自毛泽东主席1931年撰写的《总政治部关于调查人口和土地状况的通知》。
