科研大项目:协作与挑战

作者: 原原

来源: https://www.symmetrymagazine.org/article/putting-the-puzzle-together

发布日期: 2017-11-23

本文详细描述了进行大型科研项目所需的复杂合作和多层次的参与,包括科学家、工程师、技术人员、博士后、博士研究生、计算机科学家、行政管理人员和科学传播者等,强调了每个角色在科研项目成功中的不可或缺性。

要在科研上搞个大事情,比创业还难!假如你要开始一项物理实验,无论你是要探测一个未知粒子,还是想要了解宇宙中某个神秘的过程,一旦有了想法之后,接下来最关键的一步都一定是找到可以帮助你的人。

在大型科研合作中,比如最新的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的研发、或是在大型强子对撞机(LHC)进行的各种对撞实验、或是激光干涉引力波天文台(LIGO)对引力波的探测……每一个这种规模的实验项目,都需要成百上千遍布在世界各地的高校和机构的科研人员一起合作才可能完成。

从事科研工作就好比是与上千个志同道合的人共同参与一项拼图游戏,每个人各司其职,才能拼凑成一幅宏大图景。那么,这么多有想法的聪明人是如何协作完成同一项工作的呢?

我们拿粒子物理学为例。许多粒子物理实验都起源于这样一类基本的问题:为什么物质有质量?为什么宇宙是由物质构成?这种听起来越是基本的问题,解决起来就越难。而科学家的工作任务就是想办法找到能回答这些问题的方法,其中很大一部分工作就是思索如何把大问题拆解成若干个小的、可回答的问题。

一旦科学家对想做的实验以及要采取的策略有了想法,那么接下来就要请工程师出马了。工程师的工作就是将这些悬在空中的概念转化成看得见、摸得着的能满足实验要求的可运行硬件。

实验设备的构建过程还需要技术人员的支持,一位合格的技术员需要对其领域有着充足的知识。他们搭建硬件并协调组件的集成。最后,将所有部件组合在一起,让设备正确运转就是他们的工作。

此外,科学家还要招募博士后和博士研究生,让他们做大量的数据分析处理工作,尤其是对实验物理来说。那些仍在攻读博士学位的小博士们必须努力平衡分配在学习(思考、理解科学本身)与搬砖(处理数据、做实验、做模拟、研究新算法)的精力。

物理实验所产生的数据可以大到超乎你的想象。LHC每年产生约25PB的数据(或250亿MB)。因此,一个大型物理实验的推进,除了需要物理学和工程学的专业人员外,还需要计算机科学家来管理计算机网络,以解决和防止在共享大量数据时出现的各种堵塞问题。

在科研工作中,最常被忽视的一个团体就是行政管理人员。他们可能是负责对所有不同项目进行排序、评判谁能获得科研进展所需资金的人。他们还要处理各种后勤工作,例如对人员分配进行分类,以确保对的人在对的地方做对的事情。

参与实验的每个人都有责任与其他合作者进行有效沟通,但是,与有着不同科研背景的人交流科学可是个挑战。这时,专业的传播人员就有用武之地了。科学传播者的使命就是将充满术语和高逼格科学的论文“翻译”成能让大众为之兴奋的迷人故事。

现在你应该感受到,一个大型物理科研项目的成功离不开这许许多多必须落实的分工协作,这些角色没有一个是闲职。一个实验的最终成功,不仅需要每一位都具有过硬的专业素养,还需要深树于心的责任心,它离不开任何人的努力。

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