關於寫 Research Notes 的想法

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我在石川：在麻省理工學院（MIT）就讀是怎樣的體驗？的回答得到了很多小夥伴的關注和祝福，實在是感謝各位的支持。我們在網上萍水相逢，你們的鼓勵給了我很多正能量。由於留言比較多，故可能無法及時一一答覆，在這裡表示歉意。

在眾多留言里，有些朋友希望我說說寫 research notes 的經驗。經驗談不上，就借這個機會說說我是怎麼做的吧。如果你看了覺著有些用，那我就很高興了，因為這些字沒白敲；如果你看了沒啥用，那就也請一笑而過。

我的研究簡單的說是用數學模型對生產系統建模分析。所以我的 research notes 主要分為三大類：

1. 已有文獻中模型演算法的複製
2. 新模型的開發
3. 實驗和數據分析

1 已有文獻中模型演算法的複製

對已有文獻中模型、演算法的複製是為了說明我的研究如何改進了現有演算法中，或者是解決了現有模型不能分析的系統。文獻中雖然對模型和演算法進行了詳細說明，但鮮有附上代碼的，所以只能自己復現（即編程 + 必要的數學推導），然後通過其他途徑來驗證。

在進行這類研究中，除了使用編程語言復現演算法之外，我還會對復現過程中的心得或者微改進進行記錄。對於這類報告，一般的提綱是：

1. 文檔目的介紹
2. 對已有模型的說明（特別是模型中一些推導的細節在編程是如何實現）
3. 對已有模型的改進

這類報告的目的主要是讓我完全搞懂已有文獻中的相關模型並可以完美復現出來。如果存在改進的空間（可能是由於文獻中說明的不夠清晰或者是沒有考慮到的部分），也要仔細的推導出來，做到邏輯縝密。下面兩張圖是這類報告的例子（左邊是介紹已有模型，右邊是我自己在模型之上的延展）。

2 新模型的開發

這是研究報告的重心。如果沒有足夠的創新，博士論文是無法通過的。所以基本上 50% 以上的報告都是這類報告。它涉及新演算法的數學證明、數學推導等，以及編程的說明，有時會附有簡單的實驗（但通常我會用單獨的文檔來記錄實驗）。

這類報告一般的提綱是：

1. 問題描述
2. 數學證明或數學推導
3. 編程演算法說明
4. 簡單實證（可選）

這類報告就是最終博士論文的中堅力量。所以我一般儘可能的按照寫期刊論文的要求去寫，絕不會圖省事兒偷工減量。平時多積累一點，最後寫論文的時候就更從容一點。下圖是這類報告的例子，都是對新模型的一些數學證明、推導。

3 實驗和數據分析

最後一大類研究報告是關於實驗和數據分析。這包括新模型的結果和已有文獻中模型結果的比較，以及新模型提出的解析解和模擬結果的比較等。這部分報告也會佔 30% 左右。這些結果最後可以直接用在博士論文的寫作中。

這類報告一般的提綱是：

1. 實驗目的說明
2. 實驗模型說明
3. 實驗結果

在這類報告中，實驗的目的和使用的模型必須說清楚，否則之後自己回過頭再看的時候往往不知道自己當初做了什麼……另外就是對於實驗結果，能夠定量的必須定量，要用數據說話，數據以圖、表的形式呈現。有的時候因為要跑模擬實驗，對於大型系統，計算機要跑很久，我索性就讓它一直跑，然後自己去干別的（比如上課、和朋友踢球、或者休息）。說這個的目的是，我會在平時利用能夠利用的時間把該做的實驗和數據分析都做了，這樣就不用在開始寫博士論才發現還要把很多時間花在跑實驗上。下圖是兩個這類報告中圖和表的例子。

以上就是我對於寫研究報告的一點心得。再重申一遍，這個東西是否有用和各位具體的專業以及研究方向關係很大，所以上面僅僅是我的一家之言，不一定對所有人都適用。

我想最核心的並不是研究報告的形式和內容，而是這背後的一種堅持。從上面的截圖中各位可以看出，時間跨度從 2008 年到 2010 年。我是從 2010 年秋天正式開始寫博士論文。所以這研究報告差不多堅持了三年。一開始也是各種想辦法調動「主觀能動性」，但是寫著寫著這就變成了科研的一部分。如果哪天研究中有了新的發現或者想法，就想著要及時落到筆頭，否則就覺著不完整。從我一開始寫並沒有制定什麼目標，比如寫多少、寫的多頻繁，但後來寫著寫著就積少成多了，它們算是對我幾年科研生涯的一種見證。

我今天為了寫這個短文，翻出了之前全部的報告，幾年前的博士生活便又歷歷在目了。

（完）

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