當(dāng)你初入江湖，迷茫不知道該干什么的時(shí)候，不妨去模仿前人是如何進(jìn)行科研的，并從中歸納出最適合自己的道路。為此，我們推出“學(xué)術(shù)人生”專欄，介紹科研的方法與經(jīng)驗(yàn)，為你的科研學(xué)習(xí)提供幫助，敬請關(guān)注。

一些老生常談的話

正如我以前說的，我沒有取得數(shù)學(xué)研究和學(xué)術(shù)成功的“秘笈”(secret formula)或者“萬金油”(one-size-fits-all prescription)。然而，我可以給出一些通用（也很顯然）的建議。

* 編者注：原文分為 25 小節(jié)，陶哲軒在他的博客中根據(jù)學(xué)術(shù)生涯各個(gè)階段對文章進(jìn)行劃分，本譯文僅為部分內(nèi)容。

1. 數(shù)學(xué)不只是分?jǐn)?shù)、考試和解題套路

對一個(gè)本科生來說，成績平均績點(diǎn)和考試很重要。而比起對概念的真正理解或者理智的、直覺的思維，考試往往更強(qiáng)調(diào)對技巧和理論的熟記。

然后，你進(jìn)入研究生階段以后，你會發(fā)現(xiàn)，更高層次的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí) (更重要的，數(shù)學(xué)研究) 更需要你的智慧 (intellectual faculties)，而不只是記憶或者學(xué)習(xí)的能力、或者生搬硬套一些現(xiàn)有論證或示例。這往往使得一個(gè)人放棄 (至少修正) 很多本科學(xué)習(xí)習(xí)慣。為了提高自己的理解更需要自我激勵(lì)地學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，而不是盯著一些人為基準(zhǔn)比如考試。另外，由于本科階段主要是教授幾十年甚至幾個(gè)世紀(jì)前就已發(fā)展起來的成熟的優(yōu)美的理論，研究生階段你將遇到更尖端的(也更有趣的)“活生生的”內(nèi)容。

2. 數(shù)學(xué)不只是嚴(yán)密和證明

學(xué)校剛教授本科生數(shù)學(xué)時(shí)往往用一種直觀的，不是很正式的方法 (比如用斜率和面積來表述導(dǎo)數(shù)和積分)，再然后被告知要用更精確和正式的方法 (比如用epsilon 和 delta 描述導(dǎo)數(shù)) 來解決和思考問題。

知道怎么樣嚴(yán)格地進(jìn)行推理當(dāng)然很重要，因?yàn)檫@可以讓你避免某些常見錯(cuò)誤、排除一些錯(cuò)覺。不幸的是，這也把一些“模糊式（fuzzier）”和直覺式（intuitive）思考能得到的那種意料之外的結(jié)果因?yàn)椤安粐?yán)格”而拋棄了。通常，如果一個(gè)人把天生的直覺給拋棄了，那也只能做一些常規(guī)的數(shù)學(xué)了。

嚴(yán)密，不是說把直覺都扔掉，而是用來把那些錯(cuò)誤的直覺剃掉，提取和保留正確的直覺。只有把嚴(yán)格的形式和直覺結(jié)合起來，才能解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題：前者用來正確地解決一些細(xì)節(jié)問題，后者用來把握整體。缺少其中任何一個(gè)都會讓你在黑暗中摸索很久（雖然這也許也行得通，但效率很低）。所以在你熟悉嚴(yán)密的數(shù)學(xué)思考方式后，你應(yīng)該重新發(fā)揮你的直覺，并運(yùn)用你新掌握的思考技巧來檢查和提煉這些直覺而不是拋棄他們。要達(dá)到的理想的狀態(tài)是每次探索式的論證都能自然而然地導(dǎo)出嚴(yán)格的論證，反之亦然。

3. 努力（Work hard）

事到臨頭，依靠聰明臨門一腳或許能成功一時(shí)，但通常在研究生或更高的層次學(xué)術(shù)研究中，這樣做往往不行。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的任何領(lǐng)域都需要進(jìn)行一定量的閱讀和寫作，而不只是思考。與公眾通常認(rèn)為的相反，數(shù)學(xué)上的突破并不是只依靠（或主要依靠）天才們的“我發(fā)現(xiàn)了”（Eureka），而是由經(jīng)驗(yàn)和直覺來指引的大量艱苦的工作來推進(jìn)的。（參考對天才的崇拜）。

所謂魔鬼常在細(xì)節(jié)之中（The devil is often in the details）：如果你覺得自己理解了數(shù)學(xué)的某個(gè)小分支（a piece of mathematics），你應(yīng)該能在閱讀相關(guān)文獻(xiàn)之后，撰寫一份關(guān)于其如何推理，如何運(yùn)作（goes）的總結(jié)（sketch）來進(jìn)行“備份（back up）”，并最終寫出關(guān)于這個(gè)主題的完整且詳細(xì)的論述（treatment）。

如果一個(gè)人可以只負(fù)責(zé)提出宏大的想法（grand idea），讓其他“小人物（lesser mortals）”來處理細(xì)節(jié)，那就真是太好了。但相信我，數(shù)學(xué)領(lǐng)域根本不是那樣。過往經(jīng)驗(yàn)說明：只有那些已經(jīng)有充足的細(xì)節(jié)和證據(jù)（至少有個(gè)概念性驗(yàn)證）周密地支撐起宏大想法的論文，才值得讓一個(gè)人付出時(shí)間與精力。如果連想法的發(fā)起人都不愿做這些，那就沒人愿意了。

4. 享受(enjoy)你的工作

某種意義上這是前面的推論。

如果你不享受自己正在做的事情，就很難長期保持活力去取得成功。最好是從事那些你喜歡的數(shù)學(xué)領(lǐng)域，而不只是趕時(shí)髦。

5. 不要基于出名和魅力作職業(yè)決策

僅僅因?yàn)轺攘Γ╣lamour）進(jìn)入某個(gè)領(lǐng)域或者院系不是個(gè)好主意。

僅僅因?yàn)橛忻o盯著一個(gè)領(lǐng)域最有名的問題（或數(shù)學(xué)家）也不好。

數(shù)學(xué)里沒有那么多名聲和魅力，把這些當(dāng)做你的主要目標(biāo)來追求也不值得。任何迷人的問題的競爭都十分激烈。只有那些基礎(chǔ)扎實(shí)的人（尤其是在那些不那么有名的方面有豐富經(jīng)驗(yàn)的人）才更有可能到達(dá)任何地方（are likely to get anywhere）。

一個(gè)未解決的有名的難題常常經(jīng)年累月得不到解決，如果一個(gè)人在開始的時(shí)候花功夫去解決那些簡單的（也不那么有名的）模式問題（model problems），獲取技巧（acquiring techniques），直覺，部分結(jié)果，內(nèi)容和文獻(xiàn)，便能夠在有機(jī)會解決實(shí)際中的大問題之前積累富有成效的解決問題的方法，并剔除那些徒勞無功的手法。

偶爾情況下，某個(gè)大問題相對輕易地被解決了，僅僅是因?yàn)槟切碛械恼_工具的人沒有機(jī)會看到這個(gè)問題，但對于那些被深入研究的問題，這種情況很少發(fā)生，尤其是那些已經(jīng)因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)很多行不通的定理（”no go” theorems）和反例而導(dǎo)致整個(gè)解決方案被排除了的問題。

因?yàn)轭愃频脑?，不?yīng)該為了獲獎(jiǎng)和出名而追求數(shù)學(xué)；長遠(yuǎn)來看，僅僅沖著為了做出好的數(shù)學(xué)和為你的領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)是一個(gè)較好的策略，獲獎(jiǎng)和出名自然水到渠成。

6. 學(xué)習(xí)、再學(xué)習(xí)

干了這行，就永遠(yuǎn)不要停下學(xué)習(xí)的腳步，即使在你的專長上。比如，我堅(jiān)持學(xué)習(xí)關(guān)于基本調(diào)和分析 (harmonic analysis) 的一些令人驚嘆的內(nèi)容已有10年了，雖然我在這方面已經(jīng)寫了一些論文。

你不應(yīng)該因?yàn)閮H僅知道某個(gè)命題和某個(gè)基本引理的證明就以為那個(gè)引理來得理所當(dāng)然

• 你能發(fā)現(xiàn)另一個(gè)證明嗎？

• 你知道為什么每個(gè)前提條件是必須的嗎？

• 哪種概括是已知的/猜測的/啟發(fā)式的？

• 有沒有更強(qiáng)或更弱的版本可以滿足某些應(yīng)用？

• 有哪些例子可以用來說明這個(gè)引理的作用？

• 什么時(shí)候用那個(gè)引理好，什么時(shí)候不好？

• 它可以輔助解決哪種問題？不能輔助解決哪些問題？

• 在數(shù)學(xué)其他領(lǐng)域，有沒有類似的引理？

• 那個(gè)引理可以推廣成更廣泛的范式和程序嗎？

以上問題哪怕純粹是給自己用，在做講座或者寫講義或者其他說明材料時(shí)它們都很有用。從而最終，你可以利用有效的腦力速記吸收哪怕是一些非常難的東西，不僅讓你更有效地使用它們，而且還騰出更多的大腦空間來學(xué)習(xí)更多的東西。

7. 不要畏懼學(xué)習(xí)領(lǐng)域之外的東西

在社會上，對數(shù)學(xué)恐懼很普遍。不幸的是，在職業(yè)數(shù)學(xué)家中有時(shí)也存在這種現(xiàn)象。如果為了在你研究的問題上取得進(jìn)展而不得不學(xué)習(xí)一些額外的數(shù)學(xué)知識，這是個(gè)好事——你的知識范圍將會擴(kuò)大，你的工作將更有趣，無論是對你的研究領(lǐng)域中的人還是那個(gè)其他領(lǐng)域的人。

如果某個(gè)領(lǐng)域很活躍，那就值得研究為什么它這么有趣，人們都在試圖解決哪種問題，有哪些比較酷或者驚奇的洞見和結(jié)果。這樣的話，如果你在工作中遇到一個(gè)類似問題、障礙或者現(xiàn)象，你就知道該去哪找解決方法了。

8. 了解你所使用的工具的局限

數(shù)學(xué)教育（和研究論文）都聚焦于能起作用的方法（當(dāng)然這也很自然）。但知道工具的局限性也同樣重要。

這樣就不會在一個(gè)起初就注定廢掉的策略上浪費(fèi)時(shí)間，而是去尋找新的工具解決問題（或者去解決其他問題）。因此，知道一些反例或者容易分析的模型和知道你所用工具能解決和不能解決的問題是同等重要的。

另外，知道某工具在哪些情況下為其他方法所替代，以及各種方法的利弊也是很有價(jià)值的。如果沒有其他方法獲得或者理解答案時(shí)，某個(gè)神秘地解決問題的工具被視為魔棒，這時(shí)就需要你更好的去理解該工具。

9. 學(xué)習(xí)其他數(shù)學(xué)家所用的工具

這條是前面論述的推論。當(dāng)聽他人談話或者閱讀論文時(shí)，你會發(fā)現(xiàn)自己感興趣的問題被不熟悉的工具解決，而這種工具似乎不在你自己的“錦囊”（bag of tricks）里。

遇到這種情況時(shí)，你應(yīng)當(dāng)看看自己的工具是否能完成類似的任務(wù)。你也應(yīng)該看看為什么其他工具如此有效。比如，找到那種工具發(fā)揮奇特作用的最簡單的模型。

一旦你很好地比較了新工具和老工具各自的利弊，將來遇到這些工具可能派得上用場的情況你就能想起來。經(jīng)過足夠多的練習(xí)，你就能永久地將那個(gè)技能點(diǎn)加入到自己的技能樹里。

10. 默默地問自己，然后回答

當(dāng)你學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時(shí)，不管是看書還是聽課，通常你只看到最終結(jié)果——非常完美，高明和優(yōu)雅。然后數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程卻往往非?；靵y，很多嘗試很幼稚、沒有成果或者了然無趣。

盡管忽略掉這些“失敗”的追究的做法是誘人的，但事實(shí)上，他們往往對于更深入理解某個(gè)主題是必要的，通過不斷地排除，我們最終通往成功之路。所以不應(yīng)該害怕問“笨”問題，要勇于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)智慧（conventional wisdom）。對這些問題的答案偶爾能得出令人驚訝的結(jié)論，但更多的時(shí)候是告訴你為什么傳統(tǒng)智慧起先在那，而這是很值得知道的。

例如，給一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)引理，你可以問如果刪掉一個(gè)假設(shè)，會發(fā)生什么；又或者試圖加強(qiáng)結(jié)論。如果一個(gè)簡單的結(jié)果通常用方法 X 證明，可以想想能不能用方法 Y 證明。新的證明方法或許不像原來方法那么優(yōu)雅，或許根本就行不通，但不管怎么樣，都是試圖弄清方法X和Y的相對威力。這在證明不那么標(biāo)準(zhǔn)的引理時(shí)是很有用的。

11. 質(zhì)疑自己的工作

如果你意外地發(fā)現(xiàn)自己幾乎不費(fèi)吹灰之力地解決一個(gè)問題，也不太明白為什么，你應(yīng)該帶著懷疑的眼光重新審視你的解決方法，特別是你所用的方法可能能證明更強(qiáng)，卻早已知曉是錯(cuò)誤的結(jié)論。而這就意味著你所用的方法有瑕疵。

同理，如果你試圖證明一些野心勃勃的斷言，應(yīng)該先試試找反例。一旦找到一個(gè)，就節(jié)省了很多時(shí)間?；蛘吣阌龅揭恍├щy，而這應(yīng)該能給出一些證明的線索——告訴你一些為了證明出結(jié)論必須消滅的“敵人”。事實(shí)上，把這種懷疑論用于數(shù)學(xué)家的斷言（claim）也不是個(gè)壞想法。

如果啥都沒找到，也能讓你理解為何那個(gè)斷言是正確的，以及它到底有多強(qiáng)（how powerful it is ）。

來源CSDN