重温读博岁月：3位科学家回顾博士时期酸甜苦辣

美国国立卫生研究院院长弗朗西斯·柯林斯在读博士论文时茫然地摇了摇头。"此时此刻，它看起来很像另一种语言."柯林斯看着方程式的第71页，它比正文更令人困惑，他说。他介绍说，这篇论文是关于理论量子化学的，“根本没有实际应用”现在看，“这确实有点像是别人写的。”

柯林斯20出头的时候，正在耶鲁大学攻读博士学位。那时，他致力于模拟一小群原子相互作用的方式。"我做的很多事情都是用铅笔写在纸上，用来解非常复杂的微积分方程。"后来，当研究进行到一半时，柯林斯决定放弃博士学位，转到医学院。他终于在业余时间完成了论文。"我花了很多个晚上和周末才把它写下来。"柯林斯有点痛苦地说，“我为自己制定了一个计划，并试图按照它去做。那时，一台小型电动打字机总是不停地敲打着。”

打字机已经更新了，但是这些艰难的日子没有改变。对于博士生来说，完成一篇论文是一项艰巨的任务。许多人尽了最大努力来完成这一步:只有大约70%开始博士学习的英国学生最终获得了博士学位。这个比例在美国只有50%。与此同时，在完成博士论文的学生中，许多人转向了学术以外的专业领域。

那么，博士论文有什么价值呢？当我完成一篇论文时，我能传授什么样的经验？出于这个原因，《自然》杂志请三位著名科学家挖掘出他们的博士论文，浏览这些章节，并思考他们和世界能从中获得什么。(原始链接)

弗朗西斯·柯林斯:冒险

1970年，柯林斯来到了耶鲁大学理论化学家吉姆·克罗斯的实验室。他的任务是开发理论模型来解释当质子射向氢分子时会发生什么:两个物体的能量是如何消散的？氢能被“诱导”进入另一种状态吗？日复一日，柯林斯坐在地下室的一张桌子旁，破解微积分方程，用编程语言编写相应的计算机程序。他使用学校计算机中心的机器将这些程序打印在卡片上，然后等到凌晨1点以后，当电力相对便宜时，他将卡片输入计算机主机。"我开始怀疑这条路是否真的适合我？"柯林斯说。

这不合适——大约在研究进行到一半的时候，他在熬夜之后开始意识到这一点。柯林斯与杰伊·格拉拉进行了对话，他是一名博士生，正在分析核糖核酸分子如何折叠成二级结构。这项研究更广泛的目标是理解当核糖核酸和脱氧核糖核酸中的遗传信息被用来构建生物系统时所遵循的规则。“我很惊讶我错过了所有关于生物学的东西。它是数字的，是一个信息系统，有自己的规则。”柯林斯说，“这是一场天启。”

不久，柯林斯决定转到医学院。"那是一段痛苦的时光。"他说，虽然他被生物学和医学研究所吸引，但随着家庭成员的增加，经济负担越来越重，“各种自我怀疑也在滋生”。同时，柯林斯不知道他是否能做足够的工作来完成他的博士论文。他留在纽黑文写论文，而他的妻子和小女儿则抵达他们在北卡罗来纳州的新家。柯林斯仍然无法在医学研究开始之前完成他的论文。1974年举行毕业典礼时，他已经完成了医学院的第一年，正在等待第二个孩子的出生。

几年后，当柯林斯完成医学训练后，他回到耶鲁大学，在分子生物学实验室工作，再也没有回头。然而，他在撰写博士论文时所培养的严谨精神一直伴随着他。柯林斯学会了评估一个复杂的系统，把它“分解”成几个部分，并从中获得洞察力。"这正是我今天在实验室做的事情."

回想起来，柯林斯很高兴敢于改变自己的研究领域，并鼓励现在的博士生去冒险。与此同时，他希望博士生敢于思考并付诸实践。“当你想学习某样东西时，选择重要的去学习。这可能有风险，可能很困难，也可能不起作用，但有太多的人正在把时间花在显而易见的下一步上。”

莎拉·西格:“坚持下去。”

西格尔是麻省理工学院的行星科学家。1996年，当她在哈佛大学开始她的博士研究时，只发现了六颗行星围绕着遥远的恒星旋转。例如，它们只能间接地被探测到，主要是通过捕捉恒星移动时移动的行星所引起的“摆动”。同时，捕捉到的信号非常嘈杂，以至于一些研究人员不相信系外行星的存在。

哈佛导师Dimitar Sasselov热衷于采取不同的方法，在他的鼓励下，Seager进入了这个领域。萨塞洛夫鼓励西格研究系外行星的大气，寻找可能含有有趣化学物质或表明生命存在的系外行星。那时，行星本身很难被探测到，所以这项工作似乎不太可能完成。

西格尔建立了一个理论模型，可以看到恒星的光从围绕它们运行的行星上反射回来。对这些射线的分析可以揭示行星化学成分、温度和压力的证据。此后不久，在博士后期间，西格预测地球大气中的云应该是可见的，最容易检测到的物质之一是钠。

西格尔推导出代表行星大气成分的方程，然后自学将这些方程编码并输入到已建立的计算机模型中。这些日子漫长而孤独。她经常遇到可能达不到的编程错误。

西格尔说，她编写运行计算机代码的那一天“是她一生中最关键的时刻之一”赛义德的工作完成后，不久她就看到她的预测得到了证实:2012年，天文学家探测到第一个外星球，发现它含有钠，尽管它的浓度略低于赛义德的预测。从那以后，这个领域蓬勃发展:已经确认了3285颗系外行星，对它们大气的研究也在增加。

今天，西格正在努力确保他实验室里的学生也有思考的空间。“我让他们自己思考。他们必须这样做，否则他们将找不到自己的路。”西格说，如果你想在年轻时给自己一些建议，那就是“坚持下去”

乌塔·弗里斯:从“苦役”中学习

1964年，弗里斯从德国来到伦敦，在精神病学研究所参加一个关于异常心理学的课程。在那里，她第一次遇到了患有自闭症的孩子，并“完全被吸引住了”弗里斯还会见了她的未来导师，心理学家贝蒂·赫梅林和尼尔·奥康纳。那时，人们对自闭症谱系障碍知之甚少。那些被诊断出的通常只是严重的病例，比如有严重智力和语言障碍的儿童。精神病学领域的主流观点是自闭症是儿童成长和环境的产物。与此同时，那些与孩子疏远、没有爱的父母，尤其是母亲，应该受到责备。

弗里斯不同意这种观点。“当我见到这些孩子的父母时，我总是很惊讶他们不符合文学中对这些人的描述。”弗里斯感兴趣的是这些孩子处理信息的方式是否与其他孩子不同。为了探索这个问题，她给自闭症儿童看了一个带有绿色和黄色柜台的简单盒子。这些计数器以特定的模式排列。弗里斯然后关上盒子，让他们根据记忆建立一个序列。

弗里斯从这些孩子的反应中看到了逻辑，并认为他们不一定比其他孩子的反应差。“认为自闭症儿童的模式比我强加给数据的模式更糟糕是武断的。”弗里斯在博士论文的结尾写道。

弗里斯意识到他正处于黄金时代。心理学在英国得到了发展和扩展，她得到了两位导师全心全意的关注。与此同时，在博士学习结束时，弗里斯在英国医学研究委员会(MRC)的一个部门找到了一份全职工作。当时，她的一名讲师刚刚被任命为系主任。“我真幸运。”弗里斯说。这个职位为她在伦敦大学学院和剑桥大学的50年职业生涯做出了贡献。同时，弗里斯证实自闭症儿童在“思维理论”方面存在缺陷。“思维理论”是一种理解他人自己的信念和想法的认知能力。亚特兰大埃默里大学马库斯自闭症中心主任阿米·克林说，这是灵长类研究中刚刚出现的一个重要概念，弗里斯将其应用于自闭症研究。克林博士论文完成于1998年，由弗里斯联合指导。"她总是心胸开阔，有耐心，乐于助人。"克林说。

弗里斯知道博士生现在更难了:资金紧张，学术界的工作机会稀缺。然而，她认为博士阶段是科学研究的学徒阶段。她从头开始学习如何做假设、设计实验和分析数据。“有时你所做的工作真的很辛苦，但你从中学到了一些东西，也知道成为一名科学家的感觉。”(宗华)