联培体会|提升专业修养、定准科研方向

　　已经在国内就读的博士们，如果在读博期间，能到世界发达国家的一流高校，师从一流导师，从事一段时间的联合培养项目，对提升专业修养、定准科研方向可谓是绝佳机会。知识人网小编特选择本篇联培体会，以飨读者。

　　作者简介：张益，浙江大学控制科学与工程学院博士研究生，2018年赴美国卡内基梅隆大学联合培养一年。

　　联合培养交流这一年，与其说是对博士研究内容的深造，不如说是在博士的第四年，像研究生刚入学一样，再次开始探索课题，再次开始学习新的理论知识，再次开始思考科研的道路和态度。

　　正如在前三年中不断地向导师、学院老师们、优秀的学长和同仁们请教，不断地调整科研的方式和看问题的角度，来到美国匹兹堡，在卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University，简称CMU），我们也一样是尽可能地去学习关键的课程、主动地去向导师和同事们探讨研究课题、频繁地游走在各个学院的学术报告会和研讨会中间。不同的是，在CMU这博士第四年的学习，一切的活动和思考都更具目的性，以往三年的博士训练和专业方向的积累也才刚刚发挥它的效用。

　　我所访学的单位是美国卡内基梅隆大学的化学工程系，所在的课题组是过程系统工程方向的Sahinidis课题组。正如大家熟知的，卡内基梅隆大学在计算机与信息系统学科、统计与运筹方面实力较强，这对于我以优化为主的研究方向颇有裨益。而过程系统工程作为化工自动化的一个近三四十年兴起的研究方向，它涵盖了供应链网络设计、计划调度优化、企业级优化及操作级优化、过程系统控制、随机规划与鲁棒优化、全局优化算法等多个重要的工程及理论研究方向。

　　而在这些方向中，CMU的过程系统工程方向在1985年，由Larry Biegler和Ignacio Grossmann两位教授牵头成立了先进过程决策中心(Center for Advanced Process Decision-making，CAPD)，致力于面向实际应用的基础研究，具体研究领域包括建模和模拟，过程综合，过程优化，过程控制，调度和规划，供应链管理，能源系统，生物信息学和数据分析。目前，CAPD的研究工作主要由Larry Biegler，Ignacio Grossmann，Nick Sahinidis，Erik Ydstie，ChrysanthosGounaris五位教授指导。而我本次交流访学的外方导师Sahinidis教授，便是目前CAPD中心的负责人。

　　Sahinidis教授于1990年于CMU化学工程系取得博士学位，而后于1991年到2007年间，在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（University of Illinois at Urbana–Champaign，UIUC）的机械与工业工程系和化学与生物分子系任教。在这期间，他的研究团队研发出了目前数学规划及运筹优化领域最为高效及稳定的全局优化混合整数非线性优化求解器—BARON。而后，于2008年，Sahinidis教授回到CMU任职John E. Swearingen教授，主要研究方向专注于运筹优化与机器学习的交叉研究课题，过程系统工程应用研究、全局优化算法、以及分子结构设计等方面的研究。而我自身的研究则主要专注于优化理论及全局算法，结合其与自己前期的计划调度应用型研究，以为长远的科研工作打下更坚实的基础。

　　一年的交流期间内，我个人的研究工作主要包括三个方面，理论课程学习、课题专项研究、以及涉猎交叉领域的优秀报告、工程经验分享、以及相关专业的公开学术研讨会。其中，理论课程学习方面，结合CMU的专业优势，研习机器学习、强化学习等机器学习系的专业主课程是普遍工科学生及商科学生的首选，另外结合自身的研究需求，系统学习了CMU商学院的运筹方向的理论核心课程，包括线性规划、整数规划、现代凸优化及凸性分析、析取规划几门课程，从而夯实在数理知识方面的英文词汇体系、理论体系及数学规范。除上述理论课程外，所访问的CMU化工系专门开设了工程类课程，与个人研究关联极为紧密，CAPD设置的暑期短期课程也提供了精简的领域知识，包括过程控制理论、非线性优化算法等内容。这些课程资源在CMU设置更为紧密，尤其适合在博士的中期进行再次系统的学习，能够更直接地补充以往研究体系的遗漏点和盲点。

　　在研究工作以外，一年的访学交流也对我的专业修养有很长远的帮助，主要的收获来自于三个方面：专业理论基础的夯实、英文科研规范的学习和养成、科学研究态度的转变和自主科研素质的强化。

　　一、在专业理论学习方面，其实从课程设置和课程内容上看，国内外差别并不明显，但研究生阶段在国内学习的课程知识更多的是服务于科研的应用层面，对于数理基础和项目训练的方面不是很重视，而且对于一些交叉学科的课程，比如机器学习和凸优化等理论，国外的课程设置更加的简洁高效，且此类理论从英文教学开始更适用于我们的科研需要，也更有利于规范我们的研究思路和英文写作。另外，在过程系统工程研究领域，CMU的几位研究学者在业界具有较高影响力，并且有多项著作转化成了课程内容，现场学习、答疑、交流确实有助于加强我对目前研究领域的见解，也可以启发我们去关注到真正的研究瓶颈，并清晰定位未来从事研究工作的进一步深入的方向。

　　二、在国外的学习阶段中，很重要的习得和养成的技能即是在英文写作和表达方面。在与外方导师反复的修稿和沟通中，小到文字和表达，大到宏观的诠释和分析，从写作到语言表达上，均得到了不停地纠正和训练，这对长远的研究工作是有很大帮助的。

　　三、最核心的一点收获和体会，即是我发觉科研态度和专业素养的定义是有所转变的。从以文章数量决定学位和以博士学位判断专业素养的国内长期的科研习惯出发，在国外的学习和科研阶段，我发觉身边的学者、学生、或者是工业界的优秀的工程师们，大多数人都具有很强的匠人精神。其中，核心的一点体现，即是科研不是为了发表，而是有一个更宏观、更具体的研究目标。往往一个出色的学者，也不一定在业界有很多的产出，但专此一项的贡献就足以让人动容。以此为标杆，也借鉴国内外两位导师对我时常的劝诫，做事情要有野心和专心，不需要反复观望结果是否好坏，而是在定准目标后，认真地、不逃避难题地、不害怕学习新知地、去研究和分析，这样才是一个稳重而合格的学者态度，也有助于扎扎实实提升自身的专业素质，无论是今后继续从事科研或进入工业界，或创业。

　　一年里，整体的收获远远超过此前的计划和想象，更多的见闻和知识的积累让我更能够准确定位自身，并找准专业发展的方向和适合自身的工作习惯。希望可以在不远的将来，能够在国内做出一样对专业发展有助力和贡献的科研成果。

　　虽然国内的科技发展日新月异，但与发达国家相比仍然存在着一定差距。作为已经在国内就读的博士们，如果能在读博期间，到世界发达国家的一流高校，师从一流导师，从事一段时间的联合培养项目，对提升专业修养、定准科研方向可谓是绝佳机会。博士们可以选择留学基金委（CSC）、校内项目、导师资助、自费等多种形式，知识人网愿意为大家铺路搭桥，助其实现愿望！