如何在阅读论文的过程中发现新的研究问题?

如何发现新的研究问题是每位科研人员都会遇到的问题。其实,这个问题包含了两层意思。其一,需要发现一个从未被发表过的问题; 其二,这个问题是一个值得投入研究的问题。在这两点之间,相对而言,发现一个值得研究的问题更加困难。因为,经过一段时间的文献阅读和文献搜索, 研究人员应能初步判断一个问题是否已被研究和发表。然而,对于第二点而言,“是否值得研究”是一个非常主观的,因人而异的问题。
判断一个问题是否值得研究大致依赖于两个关键点,即该问题的创新点以及该创新点对科研或者人类社会做出的贡献的大小。 此处,我们着重阐述识别和发现创新点。对于贡献大小的评估,大致可分为四个方面(影响力、新颖性、理论深度、和有效性)。 关于这方面的介绍可参考小水滴论文写作的
创新点的识别是一名科研工作者非常重要的一项能力。绝大多数论文的新颖性来自于两个方面:问题的新颖性和方法的新颖性。 问题的新颖性是指论文所研究的问题是一个新的问题。这里的“新”可以是新的问题定义,新的运行环境,新的输入输出,新的处理流程,或者新的假设等。 我们利用以下几个例子来一一解释这些“新”的内容。
  • 新的问题定义: 一项科研工作需要有一个明确的科研目标或者问题的定义。 例如,在一项数据中心的节能研究项目中,研究人员需要明确的定义如何计算或者测量能量的消耗。 如果采用实际测量的方法获得能量消耗的数值,那么,研究人员需要明确定义哪些部件需要测量。如果测量方式不同或者测量对象不同, 我们可以认为基于不同测量方式和测量对象的研究问题是不同的问题。它们各自具有独特性。
  • 新的运行环境:这一项比较容易理解。单机算法和并行算法的研究是不同的。并行算法和分布式算法的研究也是不同的。 在分布式算法中,如果网络结构不同,那么,所研究的问题也是不同的。它们各自具有独特性。
  • 新的输入输出:当某一项研究的输入输出数据不同时,这项研究的问题可能会变成完全不同的另外一个问题。 例如:在分布式计算模型中,各个计算节点(资源)常常被视为一种输入数据,那么,基于同构系统的研究和基于异构系统的研究常常是完全不同的问题, 它们各自具有独特性。
  • 新的处理流程:如果研究对象是某一处理流程,那么,如果该处理流程变化了,其研究方法和结论也可能随之变化。 即使处理流程不变,而研究的着眼点发生了变化,那么,其研究方法和结论也可能随之变化。例如,着眼点从局部优化变成了全局优化, 或者着眼点从CPU-Intensive的步骤转移到I/O-intensive的步骤。它们各自具有独特性。
  • 新的假设:实际上,问题定义、运行环境、输入输出、和处理流程都是一种问题的假设。 但是,在这一点上,我们将解释一些更加明显且具体的假设问题。例如:目前有科研人员研究如何使用无人机帮助发送包裹的研究。 有一些科研人员主张一辆邮递车可搭载一台无人机,并且假设在停车时,该无人机可由司机操作,发送包裹。另一批科研人员则主张使用智能无人机, 他们假设当司机设置好无人机后,无人机可自行投递包裹,并在下一个目的地等待司机。在这个过程中,司机不必等待无人机返航。 司机可驾驶邮递车,前往下一个目的地。在该类问题上,还存在很多其他不同的假设,例如,一辆邮递车可搭载多台无人机等。它们各自具有独特性。
如果所研究的问题完全相同,那么,科研人员应该能够很容易的找到论文中新方法的独特性。 此时,多留意思考该新方法提出的动机、解决问题的思路、以及背后的原理,并将其记录下来。这些都有助于探索发现新的研究问题。
总之,识别和发现新的研究问题是一种科研能力,培养这种能力需要经过长时间的积累,平时应注意多思考,勤练习。
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