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谈科学研究:锲而不舍、孜孜以求

责任编辑:贾进章作者:孙海瑞发布时间:2008-11-19点击次数:

谈科学研究

贾进章

我是1996年开始参加科研项目的,算来已有10余年。在科学研究中有过迷茫、有过喜悦,但更多是奔波忙碌的身影。在科研的道路上,要善于创新、善于学习、善于总结,更要锲而不舍、孜孜以求。

创新是科学研究之本

科技攻关的过程就是发现问题、分析问题、解决问题的过程,就是创新的过程。

创新是建立在勤学苦练、善于思考的基础上的。对所研究的问题要不断地思考,灵感往往是不经意间迸发的,这就是创新产生的时刻,但实际上灵感也是长期思考的结果。

搞科研,吃苦是必须的,遇到似乎难以逾越的障碍也是正常,没有几个人的科研成果是一帆风顺的。我所研究的方向与矿井有关,经常要到矿里去,有时候一待就是一个月,取得第一手资料后,在计算机前编写、调试程序,熬夜几乎是正常不过的事情,如果编写的程序在调试过程中达到预期的结果还好,否则就要重新来过,不论曾经辛辛苦苦熬过几个不眠之夜。

2003年,我开始从事国家十五科技攻关项目可靠性计算的软件开发工作,首先是按照教科书提供的方法进行软件开发,发现用这种方法进行大型通风系统可靠性计算所需时间是个天文数字,无法满足通风系统快速分析的要求。接下来是普查阶段,就是普查国内外先进的可靠性计算理论,发现复杂系统可靠性计算是可靠性研究领域的热点问题之一。我在研究了国内外现有的计算方法后选取了基于不交化最小路集的方法,开发出软件以后发现计算速度被成千上万倍提高,但依然无法在10小时内算出大型通风系统可靠度,当时我很着急,常常是编写、改进软件到深夜,然后让电脑进行计算,第二天看是否得出结果。经过多方努力以后确信现有方法无法快速确定通风系统可靠度,要实现目标就必须创造一种方法。我分析基于不交化最小路集的可靠度计算方法特点后将截断误差理论引入可靠度计算,大大提高了通风系统可靠度计算速度,可在1分钟内算出中型通风系统(金川公司二矿区通风系统)的可靠度,但对国家十五攻关项目实验基地淮南潘三矿依然无法在10个小时内算出其可靠度。经过认真思考,我对潘三矿通风网络进行深入分析并结合基于不交化最小路集的可靠度计算方法特点,决定将流体网络中的网络简化技术引入可靠度计算,同时为实现计算速度的最大化,只引入网络简化中的并联子网简化技术,经过这样处理以后,我开发的软件可以在20秒钟内确定金川公司二矿区通风系统可靠度,可以在20分钟内确定国家十五攻关项目实验基地淮南潘三矿通风系统的可靠度。科技攻关问题解决的同时,我也积累了可靠性计算理论的知识,创新了可靠度计算的方法,这些理论和方法在我的博士学位论文和我主持的国家自然科学基金项目中都得到了应用。

我在撰写学术论文时,一方面关注同行的科研成果,但更多的是从问题的基本定义、基本原理出发去研究,这样研究出的成果自然就与众不同。在撰写专著《流体网络理论》时,我发现现有的网络最大流计算方法都很繁杂,就从其定义出发,结合搜索技术,提出了方便快捷、思路简介的通路法。此外“基于邻接矩阵图的连通性判定准则”、“通风网络中单向回路”、“矿井通风系统抗灾变能力评价指标体系”、“矿井火灾时期通风系统可靠性理论”、“通风网络中通路总数确定方法的改进”、“通风网络中单向回路确定数学模型及算法”等都是此类成果。

学科交叉是科学研究的“加速器”

伟大的导师恩格斯曾经说过:“在学科的边缘是最容易出成果的”。现代科学技术呈现出纵向高度分化、横向高度综合的特征。

我于2004年博士毕业后进入哈尔滨工业大学土木工程博士后流动站进行防灾减灾工程与防护工程的研究,在导师欧进萍院士的指导下,结合已有研究成果,申报成功了中国博士后科学基金项目。

我的博士后导师对我讲:做学问要“拿得起放得下”,当把本领域的东西研究到一定高度后,就要往下看,这个“下”就是其他相关学科的基础知识,把外延拓展开,再利用这些平台继续你的研究。

我于2007-2008年到比利时根特大学进行了计算流体力学和火灾安全方面的科学研究,进一步拓宽了视野。对学和我校的科研方法进行了对比分析,发现有的侧重于全局、有的侧重于局部,有的侧重于应用,有的侧重于理论,将根特大学的研究方法和我校的方法进行有机地结合是非常必要的。在根特大学留学期间,我申报的辽宁省科技厅项目“基于CFD理论和仿真技术的矿井抗灾救灾技术研究”和辽宁省教育听项目“基于仿真技术的矿井通风系统分析决策支持技术研究”均获得审批,这也是我获得的第二项辽宁省科技厅项目和第二项辽宁省教育厅项目。

善于总结是科学研究的阶梯

在科研的道路上要善于总结,不断前进,同于也要在同一个研究方向上锲而不舍、孜孜以求。我从1992年本科入学,1994年开始接触矿井通风安全知识的,14年来研究内容在变,但研究方向一直没变。只有认真一个方向,长期研究,不断总结才能勇攀科技高峰。

我在大四被确定免试推荐研究生后就开始参加科研项目,刚参加科研项目的时候主要从事数据整理工作,虽然很枯燥但很重要,尤其是科学计算所需的大量庞杂的原始数据,不能出任何差错,否则会出现无法计算或计算结果错误的情况,这也培养了我一丝不苟的严谨的科研精神。

参加工作以后在科研中主要从事理论研究和软件开发,其实这二者关系很密切,研究出最新理论后要用软件实现以指导生产,转化为生产力,在软件开发过程中也能产生新的理论。

我是2000年开始主持科研项目的,在做科研的同时要善于从科研中总结成果,发表学术论文,撰写学术专著,同时提炼精华,与相关理论结合,同时关注行业科技动态和国家关于行业的发展规划,积极申报科研项目。

我于2004年获得校基金项目资助,在总结提高的基础上成功申报了辽宁省教育厅项目和辽宁省科技厅项目,并于2007年成功申报国家自然科学基金项目。