İyi Araştırma Fikirlerinin Peşinde John Vidale, USC
Özet
Araştırma fikirleri bulmak, bilimin temel zorluklarından biridir. Kendi çalışmalarımın ilerlediği dört on yıl boyunca, ilerlemeler ve duraklamalarla nasıl bir yol izlediğime dair bazı fikirler oluşturdum.
Giriş
Gözlemsel bir bilim insanı olarak, burada kendi “bilimsel yöntem” keşiflerimi anlatıyorum. Ancak önce, deneme yanılmalarım sonucu oluşan bazı genel ilkeleri listeliyorum. Bu söylemin talep edildiğini belirtmeliyim, aksi takdirde ukalaca ve görüşlerimi dikte edercesine gelebilir. Bu temele dayanan konuşmanın bağlantısı Kaynaklar bölümünde bulunmaktadır. Zaman çizelgemin bir iskeleti: Caltech’te yüksek lisans okulundan sonra, UC Santa Cruz, Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırmaları, UCLA, Washington Üniversitesi ve Güney Kaliforniya Üniversitesi'nde (gerçek USC) her biri için 5-10 yıl geçirdim.
Beş Genel Kural
Bunların hiçbiri büyük bir sürpriz olmamalı. İlk olarak, yeni araştırma önceki çalışmalara göre bir avantaja sahip olmalıdır. Önemli ölçüde daha iyi veriler, daha iyi yöntemler veya farklı bir fenomen arayışı gibi açık bir üstünlükle keşfedilmemiş alanlara ulaşmalıdır; beklenmedik sürprizlere açık kalırken. Eski problemleri yeniden ele alarak beceriler geliştirebilirsiniz, ancak bunlar çok daha az potansiyele sahiptir.
İkincisi ve en önemlisi, araştırmanın hedefi doğrudan veya dolaylı olarak geniş bir kitleye hitap etmelidir. Temel bilim olabilir veya yararlı olabilir, hatta her ikisi birden olabilir. Bence çok fazla çalışma sadece kolay olduğu için yapılmaktadır, kasıtlı olarak iyi yönlendirilmiş olarak seçilmemiştir. Bir kriter, asansör konuşmasıdır - çalışmanın ilgisi ve/veya önemi meraklı bir uzmana veya sivil bir bilim insanına bir iki dakika içinde ifade edilebilir mi?
Üçüncüsü, mümkün olduğunca ilgili uzmanlarla iletişimde kalın. Çoğu iyi fikir zaten yapılmıştır veya işe yaramayacaktır ve her sorunun her yönünde en büyük uzman olunmaz. Bu nedenle, yaklaşımın doğruluğu, daha önce nelerin denendiği ve yeni gözlemlerin yorumlanması konularında uzman tavsiyesi paha biçilmezdir.
Dördüncüsü, eğer konuyu sıkıcı buluyorsanız, diğer her şey boşunadır. Araştırma heyecan verici, etkileyici bir gizem değilse, ilerleme yavaş olur ve farklı bir yaklaşım, problem veya kariyer çağırır. Genel ilerlemenin tatmin edici ve ilgi çekici olup olmadığına veya alternatif olarak, memnuniyetsizlik, kopukluk ve depresyona yol açan bir rutinde olup olmadığına dikkat edin.
Beşincisi ve en zor olanı, en çarpıcı fikirlerin bile beklenen atılımları gerçekleştirmediğini akılda tutun. Kısa vadede fikirleri şevkle saldırmak için yanıltıcı bir iyimser olmak yardımcı olabilir, ancak gerçek şu ki, çoğu düşünce zaten bilgece değerlendirilmiş ve reddedilmiş ve birçokları zaten denenmiş ve başarısız olmuştur, bazıları zaten yayınlanmıştır. Fikirlerin geniş bir yelpazesini hızla tanıma ve doğru değerlendirme, belki de en etkili ve zor beceridir, yılların deneyimiyle en çok geliştirilen beceridir.
İç Çekirdeğin Dönüşü
Benim için verimli bir konu iç çekirdeğin hareketi oldu. 2000 yılında şans eseri bu konuya çekildim. Post-doc öğrencim Paul Earle, o zamanlar bile antik olan 1968-1975 yılları arasında Montana'daki Hava Kuvvetleri Büyük Açıklıklı Sismik Dizi (LASA) tarafından kaydedilen bazı benzersiz verileri titizlikle dijitize etmişti. Hedefimiz üst manto idi, kimyasal katmanlaşma ve faz geçişlerinin rollerini değerlendirmekti, ancak gözümüz depremlerden ve patlamalardan 15 dakika sonra gelen beklenmedik bir enerji bulutuna çekildi. İç çekirdeğin ince yapısını ortaya çıkarması o kadar beklenmedik ve belirleyiciydi ki, bir Nature makalesi yazmayı gerektirdi.
Daha da dikkat çekici olanı, SSCB'nin 1971 ve 1974 yıllarında 1 km içinde iki megaton nükleer test yapmış olmasıydı. Bir işbirlikçimiz, Doug Dodge, çok benzer olaylardaki farklılıkları belirleyebilen bir kod yazmıştı ve iki patlama arasındaki tek fark iç çekirdek saçılması sırasında ortaya çıktı. İç çekirdeğin bir tarafı yaklaşırken, diğer taraf uzaklaşıyordu. Xiaodong Song'un 1996 yılındaki iç çekirdeğin döndüğü ve daha önce tahmin edilenden daha yavaş olduğu yönündeki tartışmalı iddiasını doğruladık. Yine bir Nature makalesi!
Bazı ilerlemeler yana doğru olur. Bir sonraki sıçrama çok daha sonra, 2022 yılında geldi. Bu sefer Aleut Adaları'nda 1969 ve 1971'de Amerikan nükleer testleri ile birlikte yapılan başka bir eş zamanlı çift nükleer test. Sabit dönüş beklentimize rağmen, iç çekirdeğin 1971 civarında yön değiştirdiğini doğruladık. Ne yazık ki, iç çekirdek hareketinin altı yıllık bir periyot osilasyonu olduğu yönündeki bir yorumu tercih ettik ve bu Science Advances makalesinde kabul görmedi.
Hatta bu yıl (2024) bile, iç çekirdek hareketinin deseni hala yoğun bir şekilde tartışılmaktadır. Başka bir sıçrama, iç çekirdeğin ters yönde dönmeye başladığını fark ettiğimizde geldi. İç çekirdek hareket ederken değişen sismik dalgaları basitçe göstermek ve ardından iç çekirdek orijinal konumuna geri döndüğünde dalga formunun tekrar orijinal haline döndüğünü göstermek kolaydı. Bu keşif, son yirmi yılda iç çekirdeğin hareketini doğrulayan üçüncü bir Nature makalesi sağladı.
Bu şanslı olaylar zincirindeki ana noktam, tesadüfidir. Her keşif, dikkatlice tasarlanmış bir çalışmadan değil, beklenmedik bir deseni fark etmekten geldi, her zaman mükemmel bir şekilde yorumlanmasa da – olağandışı enerji, tekrarlanan olaylarda hafif dalga formu değişiklikleri ve bozulmuş sismogramların çözülmesi. Bilim, bir yapbozun yanlış parçalarını bir araya getirmek olabilir.
Sayısal Çabaları Sınırlayın
Bazı iyi ve bazı sorgulanabilir nedenlerle, yıllarca bilgisayar algoritmaları geliştirmeye, binlerce satır kod yazmaya ve birkaç makale yazmaya adadım. Bu bölüm, pişmanlıkla hatırlanıyor.
Büyük gruplara sahip danışmanlar, öğrencileri güçlü yöntemler geliştirmeye teşvik eder. Kurnaz öğrenciler bazen daha bilimsel problemlere odaklanmak için yetersiz beceriler sergilerler. Örneğin, benim dönemimdeki çoğu lisansüstü öğrenci, amatör ağ yöneticisi olarak sınıflandırılmamak için UNIX'i kötü anlıyormuş gibi davranıyordu. Ben daha az kurnazdım.
Yarattığım ve genişlettiğim algoritmalar faydalı oldu, birkaç tanesi iyi alıntılandı. Muhtemelen niceliksel becerilerimi onayladılar, ancak genel olarak kariyerimi yavaşlattılar, çünkü üniversiteler sıcak konularda hızla ilerleyen bilim insanlarını işe almaya çalışıyor, uygulamalı geomatematikçileri değil. Daha da kötüsü, kodlarımın en iyi şekilde çözeceği sorunları aramak için birkaç yıl harcadım, yukarıda belirttiğim beş ilkeye uygun sorgular yerine.
Önemli bir bilimsel problem veya iki ya da üç bulun ve ardından onları çözmeye odaklanın. Spor amaçlı değil, ihtiyaç duyulduğu zaman gelişmiş yöntemler geliştirin.
Raydan Çıkmanın Birçok Yolu
İzlediğim yolu yeniden izlerken, yalnızca başarıdan bahsetmenin peri masalı olacağını fark ediyorum. En kötü düşüncelerimi ve verimsiz fikirlerimi unutmaya çalışsam da, zamanımın çoğunu doldurduklarını fark ediyorum. İşte bazı ciddi sorunların hayaletleri.
Soluk desenler bir tuzak olabilir. Bir şey görmeyi bekleriz, sadece doğru açıdan bakarsak orada olduğunu düşünürüz. Daha dikkatli bakarız ve ilk gördüğümüz desen solmaya başlar, ancak hala orada olabilir. Olası örnekler arasında tektonik depremlerin öncüleri, ikili yıldızlar ve süpernovalar arasındaki korelasyonlar ve belirli bir süre boyunca kaydedilmiş radyo dalgaları sayılabilir.
Analizlerin peşine düşen, ancak sonuçları etkileyen belirsizlikleri anlamakta başarısız olan, yüksek güçlü istatistiksel analizlerin geliştirilmesi için harcanan zaman olabilir. Tek çözüm, sağlam sinyal gürültü oranı gerektiren projelere odaklanmaktır.
Başka bir yanlış yola sapma, bazen her şeyin bir başka şeyle ilişkili olduğuna inanmaktır. Birçok bilim insanı, özellikle de jeofizikçiler, olayların nedensel olarak bağlantılı olduğuna dair belirli kanıtlar olmadan bile, bağlantılı olduklarına inanır. Örneğin, levha tektoniği, manyetik alanın ters dönmesi, depremler, volkanik aktiviteler ve daha fazlası arasındaki bağlantıları görebiliriz. Ancak, her zaman böyle değildir.
Özet
Bilimsel kariyerim boyunca, iç çekirdeğin dönüşü, sayısal çabalar ve verimsiz fikirler gibi birçok konuya daldım. Bilim, birçok deneme ve yanılmayı içerir. En önemli derslerden biri, iyi fikirlerin peşinden gitmek, ancak yanlış yollara sapmaktan kaçınmak için dikkatli olmaktır.
Kaynaklar
- Vidale, J. E. (2024). Pursuing good research ideas. USC. doi:10.2139/ssrn.4898311.
No comments:
Post a Comment