《拉面想学看星星》文豆豆

17、进组工作 延毕怎么办

　　研二开始，拉面正式进入星系研究团组，开始科研工作。和之前十几年的学生生活完全不同，再也没有上课和考试。现在的重点只有一个，科研。

　　对于研究课题，乌龟老师问拉面：“题目呢，我这里有两个。一个是偏观测的，思路比较清晰，做数据处理和统计分析。一个是偏模拟和模型的，我有个大概的想法，但是还没有想好具体怎么做，需要你自己多想想，不确定性会大一些，但是有可能能找到一个规律。你看看，想做哪个呢？”

　　“我想做模型那个，老师。”拉面喜欢优美简单的理论和定理。模拟和模型，听起来更吸引拉面。

　　星系研究团组有五位老师，一共有十几个学生。乌龟老师有三个学生，研二的拉面，博二的鸭子师姐，和博三的羚牛师兄。拉面保送研究生的时候知道自己是直博生，也就是没有硕士学位，直接读博士的。鸭子师姐和羚牛师兄都是硕士已经转博士的硕博连读生，从研一开始计算，鸭子师姐是研究生第四年，羚牛师兄是研究生第五年。

　　拉面不是很清楚直博和硕博连读之间有什么区别，看起来只是在研二的时候，硕转博的同学需要多经过一次考核和筛选，通过之后就成为硕博连读生。除此之外，在学习和工作内容上，似乎是一样的。星系组也有少数不读博士的硕士生，有的是本来就不打算在国内读博士，是准备硕士毕业申请出国读博的。也有同学是因为硕转博的时候名额有限，没有成功通过，不得不硕士毕业。这部分同学有直接工作的，也有转而申请出国的，还有的通过考博继续在研究所或者去其他学校读博士。

　　直博和硕博连读的年限一般都是5年。在星系团组，不少师兄师姐要超过这个年限，需要6-7年毕业，甚至需要8年。超过5年，就被称为延期。拉面发现这一点的时候，问过乌龟老师，是第一次参加小组讨论的时候，还有鸭子师姐和羚牛师兄一起。

　　“老师，听说咱们组很多师兄师姐都会延期毕业啊。”

　　乌龟老师回答：“是啊。因为你们博士毕业要求至少发两篇文章。但是科研这个事，不确定性很大，有各种原因，会影响出文章的速度。咱们组，可能因为研究方向的原因，的确是出文章比较慢，大部分同学需要延期。”

　　“不过延期一两年也没什么，”乌龟老师接着说，“等你们毕业找工作的时候，大家只会看你是哪一年毕业，毕业的时候发了多少文章做了多少工作，没人会去看你的博士读了多少年。”

　　“这么说，可以故意多读几年，多攒点文章？”鸭子师姐调皮地问。

　　“那倒也没有必要。博士之后，其实干的活都是差不多了，都是做科研，博士后的工资更高，自主性更强。那不如直接去做博士后了。”

　　乌龟老师接着说，“延期呢，有的时候是因为研究过程中碰到了一开始没有预期到的困难，有的时候是因为需要做更多的相关检查。有可能存在各种不确定的情况，都会影响进度。还有过这样的情况，工作都快做完了发现别人发表了相似的东西，只能增加更多的内容，甚至是放弃这篇文章。”

　　“啊。。。”学生们面面相觑。拉面只是在脑子里想想如果遇到这样的情况会怎样，都已经觉得迷茫和手足无措了。

　　“不过，现在发文章似乎是比十年前二十年前要宽松一些了。如果不是完全一样的数据，一样的处理方法，只要是科学地进行了分析和研究，发表相似的文章，也是可以的。”

　　“不确定的因素我们没法控制。”乌龟老师接着对拉面说，“但是，基本的进度，其实是你自己可以决定和掌握的。”

　　“同样的事情，你花的功夫多，检查的细致，做的快一些，自然就推进的快一些。”

　　“每个老师的指导风格不一样。有的老师特别细致，有的老师比较粗放。我的习惯是定期讨论。不要求每次都有新的结果，但是要讨论一下这周做了些什么事情。这样如果有卡壳的问题，能够及时发现和处理。如果你有几天有事或者状态不好，没有进展，请假不讨论也是可以的。”

　　拉面发现鸭子师姐和羚牛师兄在这里点了点头。

　　“没进展我也不会催。你们的进展快结果多我们就多讨论，做的少我们讨论也就少。整体的进度，其实是你们自己把握的。”

　　乌龟老师看着拉面，确认她听明白了这些话。拉面慢慢点头，觉得自己大概知道乌龟老师的意思了，但是什么样的算进展，什么叫状态不好，拉面没有完全理解。

　　乌龟老师接着说到，“我会给你题目，告诉你基本的思路和方法。我会指导你每一步怎么做，特别是第一个题目，会帮你检查每一步的结果，遇到问题我们一起讨论。但是具体的工作，比如读文章，写程序，做计算，这些都得你们自己来完成。”

　　“我是不会帮学生逐行改程序的。”乌龟老师好像下定决心一样说到，“我知道有的学生程序卡住了还要找老师一行行看，我是不会这样的。现在编程语言很好用了，还有各种辅助工具，网络上各种信息都能找到，这些具体问题你们是可以自己解决的。”

　　“实在不行，还有师兄师姐，技术上的问题，数据啊编程啊，多和他们讨论，多问问。”

　　乌龟老师看向鸭子师姐和羚牛师兄，像是在问，可以吧？师兄师姐向拉面笑笑，使劲点点头。

　　这样的小组会，乌龟老师和自己学生一起的讨论，定期每周一次。通常，羚牛师兄会先汇报自己这一周的工作和结果。然后是鸭子师姐，拉面最后一个汇报。

　　乌龟老师给拉面定的研究内容是并合轨道对星系演化的影响。并合指的是小一点的星系在相互之间的引力作用下逐渐靠近，最终合并到一起成为一个更大的星系的过程。在目前主流的标准的宇宙学模型中，这种由小到大的星系演化和增长是很常见的，也就是说星系并合是经常发生的。比如说，我们所在的银河系，和邻居仙女座大星系（M31），其实是在相互靠近的，根据不同的模型的计算结果，会在大约40-100亿年之后，发生并合，最终形成一个新的更大的星系。

　　并合的过程会导致两个小星系中的暗物质以及普通物质重新分布融合，可能会引发大量新的恒星的形成，也会改变其中气体的含量等等。所以，原本孤立的，在经历气体冷却、恒星形成等过程慢慢长大的星系，由于受到额外的并合过程的影响，打破了本身的演化路径，让它们本来就不简单的演化过程变得更加复杂。

　　整个过程，从两个小星系足够分开，还没有被并合过程影响它们的形态等性质的时候开始，到最后并合为一个大星系并且达到相对稳定的状态，可以长达几十亿年。这个并合过程持续的时间，包括星系中的大部分物理过程，相对于人类的历史以及我们对星系开展观测的时间而言都太长了。所以，我们没有办法像在地球上做普通的物理实验一样，见证并且验证整个星系的形成和演化过程。从观测上，能够看到的是不同的星系以及处在不同并合阶段的一对对星系的情况。只能通过对单个并合系统，或者统计的分析和研究，了解并合的过程，以及对星系的演化的具体影响。

　　还有一种方法，类似做实验，通过计算机程序模拟宇宙中的星系的形成和演化过程，被称为数值模拟。数值模拟的基本思路和拉面本科时计算过的三体问题类似。主要区别在于，为了计算更大空间里的大量物质的演化，数值模拟包含了更多的代表一定质量的粒子，由三体扩展为N体。根据一定的模型设置初始条件，也就是某个早期时刻的代表物质的粒子的分布，然后让这些粒子在牛顿引力等物理规律的条件下随着时间的演化，从而通过对宇宙的模拟实验来研究宇宙中的物质包含星系等的演化。

　　数值模拟中又包含两大类模拟，一种是纯暗物质数值模拟，一种是流体数值模拟。因为宇宙中包含的暗物质总质量比普通物质的比例高，宇宙中物质的集中、结构的形成是由暗物质主导的。所以在研究星系形成的时候，可以模拟纯暗物质的演化，再在这样的模拟的结果之上叠加对普通物质进行描述的模型，从而对星系的形成进行研究。在第二种方法中，对普通物质也直接用有质量的粒子进行模拟，和暗物质粒子放在一起，共同演化，直接数值计算暗物质以及其中的星系的形成和演化过程。两种方法各有利弊。

　　乌龟老师近几年的主要研究内容是星系并合对星系演化的影响。羚牛师兄的课题是比较不同的模型中，包括数值模拟以及各种解析模型中并合对星系形态的影响，研究星系的形态在并合之前和之后的改变。鸭子师姐的课题是偏观测方面的，利用星系巡天的数据考察处于并合不同阶段的星系性质的统计和演化。

　　羚牛师兄的工作发现，流体数值模拟中星系的形态受并合的影响和经典理论的不同。为什么会有不同，羚牛师兄的工作中给出了一点线索，可能和并合时候的轨道是偏圆的，还是很椭圆形偏扁有关。这一点还没有被研究过。除此之外，早前的很多工作聚焦并合时星系中的冷气体含量等因素对星系形态变化的影响，但是仍然没有定论，不同的具体工作给出的结果可以差别很大，表明这其中的关键原因尚未被找到。所以，这成为拉面研究生期间的第一个课题的研究目标：流体数值模拟中并合性质对星系形态的影响。