大学本科总结
前言
最近开始做着一个长周期地震动的题目。现在做着做着,觉得这个题目最困难的地方就在于,如何使研究结论不只是“长周期地震动会对长周期结构造成更大破坏”。如果结论超不出这个范畴,那么这个研究就仅仅只是和很多中文期刊上的灌水文献一样,在讲着一个N年前已经有了定论的共振问题吧。
虽然从历建的角度来看,写点流水账也是非常有意思的东西。不管怎说,至少比起“被抹去”强多了。毕竟只要留下来了,就还有可能被找到。虽然从另一个角度来看,留下并不会被再次使用的东西似乎也不是什么特别好的事情。所以,还是应该尽量不写流水账比较好。但是不写流水账,就会遇上和最近着手的这个题目一样的困难,毕竟,一个有意思的切入点是很难找的。
同济校园
同济本部的校园非常小。四平本部校区只有0.7平方公里多点,却塞下了估计可能有两万的学生。我的八成人生都是在有名的双鸭山大学里面度过的。比起同济,双鸭山大学要大的多了去了。一直以来,我的脑海中一直有一种,大学都应该是很大的错觉,直到我来到同济。
惊讶之余,我却很意外的喜欢这个校园的感觉。这所学校的校园,怎么说呢,给人一种非常内敛却相当精致的感觉。校园的第一中轴线,并没有为了追求“纪念性”而脱离“人的尺度”。这是极好的。让我这个如此叛逆的娃娃也不至于在毛像前感到一种错位的不自在。相比之下,若是去观察复旦的江湾校区或者是东南的九龙湖校区,看着那“荒芜”的“茂盛”的草坪,内心反而会产生出一种极度的不自在。
由于空间实在太有限,若不精致就无法继续正常存在,这份特点也许是一种妥协的结果吧。但不论在规划之初有几分妥协的意思,这样的特点却真的带给了在校园生活的本科生相当的舒适吧。
同济校园的建筑,是大杂烩。同济本身在历建领域就颇有建树,而其校园本身,也是历史建筑保护的产物。西南一楼、远东第一跨、文远楼、南北教、129礼堂,同济的校园里留存了一批很有趣的历史建筑。和双鸭山大学统一的红砖绿瓦不一样,同济的这批历史建筑是风格的大杂烩。有包豪斯、有木桁架、有结构主导的大跨。多元是很重要的一个特色,而在多元存在的地方,争议就是不可避免的。图书馆就是极好的例子。为了保护老的U型裙楼,在U型裙楼当中空地以极大难度的悬挑实现新塔楼的加建。在加建塔楼的那个年代,这样的工程项目挑战是极其巨大的。在项目推进之初,争议应当是可以想见的。留下,还是拆除,这并不是一个事实判断,这是一个价值判断,一旦挑起争论,三天三夜也不会有结果。在新建的综合楼,和新重修的运筹楼身上,依然可以看到这一风格和态度的延续。这些项目,没有一个是“稳妥”的方案。“没想到吧!”“真没想到!”就是这种感觉。这种大杂烩是一种什么样的感觉呢?我想,应该是一种“包容开放”的感觉。如果一个社会只能容得下一元的价值观,甚至还需要靠“抹去”来维持这样的一元性的话,那这个社会大概会失去很多的可能性吧。从这个角度来看,能在同济园生活四年,确实是一件令人庆幸的事情。
本科学习
这话题有点大,暂且先把学习定义为课内的学习吧。个人喜欢使用广义化定义的学习,不过暂时就把话题限制在狭义化的学习上,也就是课内学习好了。
同济本科的学习极其缺乏自主性。在进入到土木专业课领域后尤其如此。大一大二的基础课还好,按照高中套路,上课做题,就算学生很被动,只要老师布置的作业量够了,也还是能学。当然,若是在学这些基础的数学力学课程的时候,学生也能更加自主的去思考的话,应当会学得更加深刻吧。但是进入到专业课后,自主性的缺乏却造成了极大的问题。土木这样一个天生就极具“包容性”的学科,怎么可能是靠着“必修课”能罩得住的呢?
为了建立“所谓的完整体系”我们的专业课中塞入了非常多的“概论性”课程。这些课程仅仅是走马观花的在复述着“知识”,但从来不曾尝试将“知识点”串联梳理成知识网络和体系,最后逐渐沦为为考试而开课的存在。比如施工,比如概预算,比如工程机电。有些课程开得非常搞笑,开课思路都完全不清晰。概预算课程试图通过一学期的学习教会我们这些大学生如何计算体积……我,也是没能跟上开课老师的思路了。最为讽刺的也许是,这门课附带的一个讲座上,请来的主讲人上来就先把这门课的体系先批了一通。
土木是一个极具“包容性”的领域。在未来,若不去拥抱交叉学科,将无从发展。这样的学科,需要的是多样性的人。和法学结合、和管理学结合、和力学结合、和机械结合、和计算机结合……而这样的人,显然不是靠着“统一口径”的“必修课”能培养出来的。强行为了建立“所谓的完整知识体系”,开设了一大堆思路不清楚的走马观花的概论课,并没有能真正拓宽学生的眼界。其效率,甚至比多让学生听几次讲得好的交叉学科的报告要来的低下。个人以为,真正合适的培养方案,应当是在大一大二学基础课的时候,广泛提供各种交叉领域的介绍性讲座给同学。在进入大三的专业课学习后,除去少量如钢结构混凝土基本原理这样的必修课,放开更多的选修空间,让学生更加自主的选择自己想要走的方向,才算更加符合这个时代的特点吧。
还是说回课程的任课老师吧,首先想到的,还是高数的朱晓平老师。朱老师讲课真的是非常激情,嗓门别提有多大了。最让人记忆深刻的,其实不是老师的激情,是老师的对整体课程思路的把控。在我记忆中,朱老师是唯一一位,在开学第一节课上,告诉你这门课不如某某某课程重要的老师。在修高数上的时候,老师说,这门课是你们这学期最重要的,在完成课后作业之余,你们还必须花同等于每周授课时间的时间在自学这门课程之上;但在修高数下的时候,朱老师却告诉我们,如果你学好了高数上的一元微积分学,那么高数下的多元微积分学是很简单的,这门课没有那么重要,你们应该花更多的实际在物理学和力学课程上。跟着朱老师学习的两个学期,也许是我理解JOBS所说的“connecting the dots”的开端吧。
再有就是陈君华老师的逻辑学课程。老师讲课别提有多逗了。至今还深刻的记着老师和老师丈母娘之间的各种小故事。老师很多的观点,也给我了不少启示吧。这是一门陈老师讲述自己思考方式的课程,无所谓正确和错误。从另外一个视角来看世界本身就很有趣。就像1900的故事里,乐器店老板最后对落魄的见证人男二所说的那样:“一个好的故事远比你这破小号有价值多了。”
大二在结力课上遇上了操着台湾腔的吴宇清老师,也是我上创的指导老师。老师对课程的理解也很有意思,他鼓励我们动手做模型来理解结构。我的上创项目也是在他课程的启发下想出来的题目。流体力学的程军老师是一位非常实在的老师,上课第一天就反复强调你们这群年轻的娃娃千万别说自己学了流体力学,你们只是学了些水力学的基础。最后一节课则是兑现开学时的安排讲了一段流体力学史,考完出了分之后还逐个和他觉得没考好的同学电话聊天,实在想不到比他更为同学操心的老师了。顺道一提老师是个真球迷哈哈哈。混凝土和钢结构基本原理的两位任课老师也很有特点。混凝土的谢强老师是我见到的上课第二激情的老师(稍有遗憾,嗓门没能比过朱晓平老师),跟着这样有激情的老师学习,自己也会很有动力。不过,混凝土基本原理并没有考好,这门课最终是拿了良。我拿的良本来就不多,这门应该是唯一一门让我心里有挫败感的良吧。钢结构基本原理是吴明儿老师上的课,老师不愧是日本留学回归,每次见到他都是西装革履的,大概是同济校园里见过的最“职业”的老师吧。吴老师最令人印象深刻的,是在我找他写推荐信时,他给我提的要求。他要我保证在我工作之前,每年或者每个学期都给他一封邮件,告诉他自己的学习情况。既然是自己推荐出去的学生,自己就有见证学生表现的义务。这大概是我见过最负责的推荐信附带要求了吧。同济能有这样一批老师,无疑,是一件非常幸运的事情。
暂时仅写这么几位交流主要集中在授课层面的老师吧,现任老板感觉放在后面写会更加合适一些。
关于设计
高中虽然也用过PS,但是那终究只能是简单玩一玩罢了。若要说勉强入门设计,还是从大学开始的。大一的时候曾想过要转去建筑学院,为此加入了建协。最后虽然并没有转去建院,但是却在建协一呆就呆了四年。转眼间,已经成了协会的隐藏老龄人了。入门设计,应当是自己在建协才开始的。
非常庆幸的是,在建协这边遇到了很多很好的小伙伴和学长学姐。依然记得大一时在邝学长的指导下两周为一个全国竞赛刷了差不多20多版海报的那段经历。在画师圈子里,经常会看到有这样的练习,连续画100张风格不同的作品。在这100张中,可能前面90张都是吃老本吃出来的,直到最后的10张,老本都吃不动的时候,才是真正提高的时候。对我来说,那两周大概是最真切的认识到当时自己的天花板在哪里的时候。
在此之后,借着做杂志和后续做海报的各种机会,也有意识的去阅读了一些和设计相关的书籍。然后在不记得是哪个寒假心血来潮,啃完了《20世纪世界建筑史》。说实话,啃完这种砖头书的时候都觉得自己快要上天了(各种意义的上天)。在此之后,应当说做设计要没原来那么莽撞了,很多处理都可以是在有思维的指导下完成的了。
在接触的设计类书籍中,最有共鸣的,大概是《白》和《佐藤可士和的超整理术》。
《白》所探讨的问题,应当说是“被精炼后的感官”。去精炼自己的感官,在细微之中发现美,寻找简洁却包容的意象,营造变化却隽永的氛围。包容是一个很重要的理念。从“白”中,我们可以引出“空”的概念。器物正是因为“空”才得以被使用。平面设计中所使用的元素同样如此。当这些元素具有足够的“空”,可以去包容观者所寄托在其上的思绪时,这样的设计才是成功的。由此来看,前文中谈及的同济校园也不失为一个拥挤,却不失精致,具有能装进如此多元建筑的“空”的度量的一个校园吧。
“超整理术”则是一本在探讨手段和方法的作品。“整理”则是本书所提倡的方法。在逐渐步入科研狗生活的现在,回看这本书实在是颇有感受。“整理”可不单单适用于设计。“整理”同样是在科研中广泛应用的思路。如果更加广泛的看这个问题,“整理”实际上是一种思维方法,一种生活方式。有人说从电脑桌面的整洁度可以看出一个人的处事风格,果真是颇有道理的。我自己,也已经在无数次的听讲座过程中,印证了这样一个判断。一个电脑桌面很混乱的主讲人多半讲座思路也很不清楚。
其实挺庆幸自己是以一个旁人的身份在看着设计的(接下来这部分的设计是狭义概念)。可以没有任何压力的情况下去看建筑史,去看各种设计类的书籍。也有机会在建协去尝试做一些靠着大脑脱线才能做出来的鬼畜海报。(现在数一数这类还真做了不少,大概我天生不正经)相比起局内人来说,以一个局外人的身份来做这些,的确是更加的轻松且没有约束。当然,在没有压力和约束的同时,自己也必须要接受成长缓慢的现实了。四年下来,至多算入了个门。未来要想继续在这方面提升,大概是一件很难的事情了。越往高走,需要投入的时间也越多,而非专业,也注定是难以投入那么充裕的时间的。不过,若是将设计广义化,已经投入在其中的时间是不会白费的。精炼后的感官和思维,无论日后做什么,都必然是会排的上用场的。想起前文引用过的那段话,“connecting the dots”也就是这个意思吧。
科研入门
大一大二只是很单纯的在学习课内的知识,课余更多的精力也大多投入和建筑相关的话题上或者是结构赛之中了。期间参与的上创项目,更多的是侧重教辅。这是一个很有趣的项目,也是由我们自己主导的项目,但终究不能算很严肃的科研项目吧。而在大三期间,现在回头看看,感觉好像就是准备了一个托福来着,竞赛上反而遇上不少不顺的事情。应该说自己大三的状态本身并不是特别好,大一大二搞了两年国奖,也做了不少竞赛,到了大三却发现有些专业课不是那么回事,对行业认识的深入了一些后反而增添了一些迷茫。应该说心里多少有点憋屈吧。但总归大三是过了语言关,也算为出国铺了一条路。
科研的入门,其实是本科快结束的时候才开始的。最主要的,大概是毕设跟着周颖老师做的这段经历。在临毕业的时候回过头去看,最深的感受就是,中文文献这都写的什么玩意儿啊,不看不看,灌水文章都是英文文献写的好看。
思路是非常重要的。研究的好坏,很多时候真的是在初期就已经定下来了。如何在已有的条件上以有意义的新视角来切入话题,这确实是一件很难的事情。尤其是在土木这个处于科研底层的行业。说土木处于科研底层并不是没有道理的,当然了,这里的土木是指的狭义的传统土木。
土木是一个工科,土木的研究应当有两个方面。其一是基础理论,其二则是技术应用。
土木的基础理论,是经典力学的体系。在不考量随机的前提下,这个体系已经是非常完备的了。(应该讲在N年前就已经非常完备了)在基础理论上想做出大的突破,不涉及随机是没有可能性的。但回想我们的四年本科,有那门课真正提到过“误差分析”或者“敏感性分析”呢?我想来想去,大概是物理实验和测量学(只提误差,不提敏感性)。我们现在的本科土木教育,用“基于确定性计算”来形容都不太合适,应当用“只有确定性计算”。确切的说,经过我们学校本科教育的这波人,好多连矩阵都玩的不利索,(真惭愧我大概也是其中之一)又如何能做得动随机呢。
ICE的前理事长海神保送为大李杰老师的博士生。李老师应当是我有幸有过交流的,在我们学院科研挖得最深的老师了。而李老师所涉及的领域,正是前文提到的这一块。听海神形容过他们教研室的博士生培养方案。别的教研室研究生数学六门选一门,我们六门学五门或者全学。这大概也从一个侧面展示出在基础理论方面寻求突破的困难吧。一年前曾经有幸为ICE的网络推送栏目采访过李杰老师,真真切切的是被李老师的学者风度所折服。直到现在,李老师也是我有过直接接触的,土木学院最学者的研究者。写到这里自己确实深感自己的词穷,各位还是去关注“ICE同济学生分会”的微信公众号后,在I SEE YOU采访的专栏里找李杰老师的采访吧~
除去基础理论外,剩下的,同时也是国内最大块的土木科研,是集中在技术应用上的。总结一下个人的观察。这部分的研究,国内很多学者其实做的相当粗糙。一方面,这是因为我们从本科教育之初,就缺少了“误差分析”和“敏感性分析”这些基础思维方式,所以难以将题目做细。另一方面的原因,也许是国内的规范体系所造成的,这里就不过多展开了。许多的中文文献,花了很大的价钱做出来一些实验,思路却十分混乱。
并不是说技术应用难度就比基础理论要低。虽然,做技术应用不需要那么高深的数学基础,但是在做技术应用的时候,找到清晰明确的切入点,总结出清晰有价值的研究思路是不会比作基础理论还要简单。就像我在前文中提到的。做长周期地震动,当然不能做了半天得出来一个结论是长周期地震动对长周期结构会造成更大的破坏呀!这种结论,即使不做你的这个研究不是也明摆着的吗?但是很可惜,不少论文最后都只能得到这样的结果。
在毕设的整个推进的过程中,老板也一直跟我们强调要思路清晰,先想好再去做。我的毕设课题是一个应用型的软件开发课题。做的是一个单自由度体系的弹塑性分析软件。这类软件,市面上已经非常非常多了。而且就其计算来说,也并不是什么特别困难的力学模型。在当前阶段,非常复杂的多自由度弹塑性分析也并不是特别困难了。如何能在单自由度弹塑性分析的框架下做出新意,在课题开始的时候的确是抓耳挠腮也想不出来。后来,也是通过广读文献以及和老板讨论才慢慢发现了一些比较有新意的功能,这才算是真正的理清楚了这个项目的开展思路。
在西式的体系中,博士都会被称为PhD,用的是Philosophy这个词。想想也是挺有意思的。研究做到最后,除去数学以外,剩下的,也许就是这些看起来稍显虚幻的思路层面的东西了吧。
关于学习
愉快的发现这里又有一个学习了。首先还是强调一下,前文的“本科学习”是一个狭义化的学习范畴,这里我想写一写自己在本科四年对广义化的“学习”这一概念的一些思考。
我并不喜欢老一辈人常提及的“学习科学文化知识”这样的一个说法。我觉得这样的一个说法让人很容易就分不清什么是“学到的知识”,什么是“背下来的知识”。我觉得我们可以先来讨论一下,单纯的知识点是如何被组装成一本教材,又近一步被组装成一个学科的培养计划的。一个学科的培养计划由若干门课组成,每门课被分为基本教材,每本教材被分解为若干章节,每个章节又被分解为若干小结,每个小结里面有几个知识点。是的,我们的教育体系将知识点以“树形结构”进行组装和分类。
但是,这时候我们就要追问了,真正的知识体系,是“树形结构”的吗?我认为不是。真正的知识体系应该是“网状结构”的。所有的这些知识点末梢,都应该能或多或少的和其他书本上的知识,和其他学科里面的知识去找到关联。材料力学不可能和结构力学就这么样的被像是分成两本书一样的分开。
在这之后,我们再去思考什么是“学习”的话,我们也许可以得到这样的答案。学习其实就编织属于自己的知识网。我们把按照“树状结构”组织的,课本上的,PPT里的,老师课上讲解的东西,进行内化,进行推敲,然后将他们编织入自己的“网状结构”的知识网中。(姆嘎!你看JOBS那句connecting the dots多么的贴切啊!)
确切的知识点是会被忘记的,就像“背下来的知识”难逃被忘记的命运。但是这个知识网却不会被忘记。这个网,会伴随终生,不断发展,不断编织。在这个网中,不同的学科之间永远是相连的,就像我能从设计类书籍中看到科研治学的方法一样;就像现代土木,必须要抛弃传统土木的思路去拥抱交叉学科,并从这些被串联起来的地方去发现新的养分一样。这个网,最终甚至会是一个人的三观的体现吧。
关于结构
The Study of Structure is an Art about Form.
先写一句英语吧,以免产生误解。Form这个词翻译到中文来会变成“形式”。由于我们一直使用“形式主义”这样的表述。我们很自然会形成“形式”不是“本质”这样的观念。(中英互译真难)实际上我个人原先也可能会是这样的理解。但是在我去阅读建筑史之后,我却发现,建筑师们其实特别喜欢使用“形式”这个词。随着对专业的了解加深,我觉得自己有必要重新审视一下“形式”这个词在土木建筑领域,甚至是科学领域中的定义了。归根到底,这很可能只是自己的误解。毕竟,英文里面“形式主义”当然不是用的Form这个词嘛。英文里面的“形式主义”,若是直译过来应该是类似于“表面主义”这样感觉的玩意儿吧。
“形式”当然可以是“本质”。
“形式”其实应该被解读为一种“逻辑”。
柱是一种“形式”,板是一种“形式”,梁是一种“形式”,桁架是一种,预应力也是一种……所谓的“形式”,在结构领域,就是指的不同材料,依据其各自的特性,在组成整体的过程中,所采取的 “逻辑”吧。
钢筋善于受拉而不善于受压,素混凝土善于受压而不善于受拉。基于这样的材料特性,借助“钢筋混凝土”这一“形式”,(或者说组成逻辑)就形成了我们当前所使用的钢筋混凝土结构。
我们的土木工程和结构工程教育体系花费了大量的时间,讲结构体系,讲结构构件的计算和验算,讲结构截面的性能。但是我们从来没有将上述这些方面,向上进行统一,提炼为一种思维。这实在是一种巨大的遗憾!
这里真的有必要感谢一下自己的父母,他们是从事有机化学的工作的。在有机化学里面,分子的微观结构将会决定他们的集合体,也就是物质的宏观特性。这个在我们的高中化学里面也有学习过。物质的熔点沸点随着分子量变化而变化。物质的宏观特性则会和分子是直链型的,支链型的,还是网状型的有很大的关系。他们时不时会在饭桌上和学生谈到这些话题,而我也顺势将这些概念带入到自己对结构的学习之中。从分子到材料,从材料到构件,从构件到结构整体,这些过程,实际上是遵循着相似的“逻辑”来完成的。而这个“逻辑”,实际上就是我们所谈论的“形式”。
在结构和建筑还没分家的时候,其实工匠们是很喜欢使用“形式”这样的词语的。但是随着技术发展,结构建筑分家,而结构形式又由于各种原因而慢慢定型。渐渐的,“形式”这个词已经鲜有被结构工程师所提及了。不知从什么时候开始,梁,只是一根梁;柱,只是一根柱。我们的高等教育,也淡忘了如何将这些概念,向上统一,提炼。
还记的第一次听SOM的Sarkisian先生的讲座时所感到的惊艳。他们在设计深圳CITIC Center的时候,借助拓扑优化的理念,创造了一种高效桁架体系。其基本的理念是,结构构件的“布置形式”,应当顺着体块在相似受力情况下的主应力迹线进行。利用“形式”这样的理念,将应力语汇表达的截面层次,内力语汇表达的构件层次,和结构整体统一起来,贯穿全程。利用最纯粹的结构“形式”,来表现建筑的力学美。最近这个项目的振动台实验正在同济大学进行,虽然我们能参与其中,但我们在思维层面,大概还只是个娃娃吧。
所以说,对结构的研究,是关于形式的艺术。
结语
所谓的结语似乎应该是一些关于人生感悟的东西?
首先总结几个关键词吧。“网”与“连接”,“随机”和“不确定”。
然后,再摘一段15年时写的文字好了:
一个人也许是一个提着油灯的夜行者。在黑夜中前行。没有月光没有星光。只有漆黑的云影,手边的灯火,和半径五米之内被点亮的土地。
这位夜行者似乎在寻找旅途的终点,那片梦想中的目的地,那个泛着光辉的万物被勾上金边的地方。也许,在抵达那个地方之后,他这漫长的旅途就将终止。
然而,他终究没有找到。
他依然在走着,在无边的黑暗中行走着。可是他心中对于目的地的渴求已经逐渐变得模糊了。确切的说,并不是变得模糊;确切的说,是当初无法看清。
可就算是心中那光芒万丈的光景已不再清晰,也并不意味着心中的希望已被浇灭。
你看,那夜行者不正小心的护着他手上的油灯吗?