怎么进行理论推导和整理科研笔记

1 理论公式的推导
进行等离子体物理的学习中,流体和动理学相关的书籍和文献中常常有一大长串的公式。要学习好等离子体理论,必须解决这些令人头痛的问题。即便主要的研究是实验为主,但是不懂这些知识在以后也很难达到很高的水平。最近在学习阿尔芬波的基础理论时(就是把一个综述性的文献里介绍的理论重新推到一遍)就遇到了这种情况,因为有些公式转换的过程相当繁琐,导致我的学习进度非常缓慢,曾经有一个公式的转换卡壳了两周之久。现在解决这些问题之后,总结了几种应对这种状况的方法:

  • 追根溯源:如果遇到有不懂的式子或者推倒过程可以看一看有没有相关引用文献,因为有时在理论文章的撰写中为了节省空间,往往把一些推导过程省去而仅仅列出对应的参考文献。这时追根溯源去看看原始的参考文献往往能够解决问题。
  • 追踪变量转换或代换的脉络
    在复杂公式的推导中,抓住其中的关键变量,整理出它的转化和代换的路线,甚至可以把一些式子简写成这样:
(1)(2) => p=~dy/dx 代入 z=d/dx(~d/dx  p) => z=d/dx(~d/dx)y

因为有些过于繁琐的过程,文献一般是正确的,而这种数学上的过程并不是我们关注的重点,所以不必在这上面花太多的时间。但是在推导中必须要留心,有些关键的变量怎么变化的,怎么一会就从方程中消去了,这些过程大致是怎么转化的,这些关键点必须搞清楚。

2 整理科研笔记
在科研学习的过程中,认真系统地整理学习笔记是非常重要的。大致可以分成两种类型,一种是针对计算机编程和代码的学习,一种则是偏向物理理论的学习笔记。

  • 编程学习笔记:
    这类的学习笔记用markdown记录在博客是十分方便的,因为随时修改,撰写也比较灵活,而且这一类的笔记也适合跟大家分享。
  • 物理理论的学习:
    这一类的笔记往往涉及了很多数学公式和插图,属于内容比较重量的笔记。虽然markdown也提供了插入latex公式的方法,但比较重度的公式和图表利用纯粹的latex来书写还是是最好的选择。之前犹豫过是不是要用为知笔记的markdown来整理科研笔记,但从长远看来,还是记成latex的方式最便于长期的维护。而且理论笔记是比较私人的东西,一般不会拿来和其他人分享,所以也没有发布到博客上的需要。而且具体到某一个公式或定律的推导,一般都是在纸上写出来推导的,只有得到完整的结果后才会将其要点和关键步骤整理成latex笔记。因为在纸上推导的时候,不会受到latex语法的限制,人的思维才能比较活跃,才会有比较创新的想法,灵感到来的时候便会丝如泉涌。最近还试过用我们科研小组的wik来记录,但是用mediawiki的公式插件加载慢就不说了,最讨厌的是有的时候还常常出现显示错误。
    所以latex,WIKI,或者markdown都只是一个工具,最重要的还是人的思想。而笔记只是帮我们把思想记录下来,就像备份到硬盘的资料一样,即使时间流逝也不会遗忘。
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