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有些研究可以发表论文,但……

已有 5349 次阅读 2012-6-1 12:01 |个人分类:一孔之见|系统分类:观点评述| 论文, SCI, 学术评价

我对很多热点问题有自己明确的观点的,但一直不愿意写成正式博文,因为害怕争论,害怕消耗时间。

比如关于论文发表方面,采用评价期刊的指标来评价一片具体的论文,我就觉得非常不靠谱。

我也没有时间去细致周全地论述,像孤魂陈安他们那样,一搞一个系列。我有一个地球物理学报的论文序列还没有时间写完呢。

所以我只说一些实例,来说明,为什么单纯地数论文没有什么意义。

 

去年我所出台一个进所人员政策,那就是新进所人员,在进所之前必须至少有一篇国际SCI论文。那个时候,我们电磁组希望能够引进一名新的人员。来参加应聘的人员材料中,只有一名发表过一篇国际SCI的,按照硬指标,也就他一个合乎需求了。他那篇国际SCI论文,发表在一个并不出名的国际刊物上,刊物名称我现在已经忘了。他的研究内容,是利用遗传算法去实现瞬变电磁一维反演问题。

 

遗传算法,这个东西10年前我曾经花了好些时间去研究,也把它用在大地电磁的一维反演里面。你要说没有效果,那是不对的,遗传算法在解决一些特殊的问题的反演中,是很有用的。比如货担郎问题,类似这种正过程无法采用连续函数表示、无法求解梯度矩阵时,采用遗传算法确实很靠谱。但是,它的缺点也是大大的。因为牵涉到大量正问题的计算,故而,遗传算法对正问题的计算速度要求很高。此外,反演的模型参数也不能很多,像地球物理反演这类,反演参数少则是几十几百的,多则是成千上万的,遗传算法的染色体串列长度那就相当的可观,模型搜索空间就是超级超级大了。

 

具体到大地电磁一维遗传算法来说,反演三层介质(五个反演参数),结果和速度都还可以,反演五层介质模型(9个反演参数),就已经出现问题了,需要进行相当长的时间才能找到比较满意的结果,如果是10层模型那就很难获得满意的反演结果了,除非你让程序整个晚上都来解决这个一维反演问题。而相对而言,线性化反演虽然在理论上为人所诟病甚多,但实践中却效果良好,像那个10层问题,几分钟就能获得很好的反演结果。

 

经过这样的对比试验,我就觉得遗传算法并不是很适合用于解决地球物理测深这样的反演问题。用于一维反演即需要耗费如此大的计算资源,那么二维、三维问题基本上就不用考虑了。

 

但是,类似于这样的研究结果是否可以发表论文呢?当然是可以的,而且可以在比较好的刊物上发表论文。因为毕竟,它是个新的东西,至少,可以让后人借鉴,而少走弯路。但在我看来,这类论文并没有解决什么重要的科学问题,而只是在研究过程中,出现了一些不通的小的岔路,立下路牌,给后来人以警示而已。从这个方面来看,研究有积极意义。但如果不是这样,把一条不通畅的路说成是通天大道,那么这样的论文就没有什么价值了,甚或说是负价值。然而,我们所见到的很多论文恰恰就是起到了这个作用。大家都不希望自己的研究最终没有用,总想方设法说得比原来的方法有所提高,所以结论常常是抠住一点而不计其余,结果是把一些不通的路标记为可行的路,让很多人前赴后继,不断碰壁折返,或者明知碰了壁还不返,因为要靠那个吃饭。

 

10年过去了,我的关于遗传算法的研究成果一直没有发表。因为它没有能够解决我想要解决的问题。10年以后,即使计算机硬件速度已经翻了好几倍,遗传算法在电磁测深反演中依然没有什么正儿八经的应用,尽管发表了不少论文。

 

 

类似的问题,在其它很多研究领域中都存在,比如积分方程法反演等。不过对于积分方程法而言,在解决一些简单三维模型的正反演计算方面,确实具有相当的优势。霍曼在上世纪70年代就用积分方程来解决大地电磁三维正演问题,并且其论文被评为Geophysics上的经典论文。

 

上个世纪70年代!大地电磁三维正演!对于了解大地电磁正反演发展过程的人而言,这是相当震撼的。那时候,大地电磁二维有限元正演技术才刚刚起步几年,而且计算时间一弄就是几宿的,三维的那是提都不敢提。霍曼超前于整个时代的发展!三维模型的特征响应,对于大地电磁观测资料的认识,那确实是有非常大的帮助的。

 

然而,时间已经往后推进了很多年。在现在这个时代,计算机运行速度和内存条件已经远远超过了霍曼的时代。一些整体域的求解算法,如矢量有限元、交替网格有限差分等方法的计算速度已经完全可以较快地完成计算任务,这个时候,积分方程法的优势就不那么重要,而其缺点则得以凸显了。

 

积分方程法,最大的缺点是背景模型的格林函数的计算。复杂模型的格林函数的解析求解基本上 是不可能的。霍曼那个时代,他计算的模型是均匀半空间里的异常体模型。均匀半空间的格林函数是最简单的,这样积分方程法仅仅只需要对异常体进行网格剖分,从而使得最后获得的线性方程组数目大大减少(相对于有限元和有限差分),因而求解速度飞快,内存要求极低。而对于复杂模型而言,何为背景呢?如果背景场的选取使得积分方程需要在整个模型空间离散,那就基本上无法求解了。因为积分方程法获得的线性方程组的矩阵是密矩阵,不存在任何0元素,而有限差分和有限元得到的是疏矩阵,其中大量的是0元素。做数值模拟的人很清楚这两种矩阵的差异。

 

如果是积分方程在正演求解方面还有一定的作用的话,那么在反演方面,尤其是在实测资料的反演方面,我认为基本上发挥不了什么作用。当然我这里有个前提,那就是反演主要是为了应用的,是为了解释实测资料的。如果仅仅是为了反演几个简单模型的正演结果,如均匀半空间中n个小异常体这样的,那当然没有问题,结果也会非常好,但我认为这纯属自娱自乐。如果从反演实测资料的角度来看,因为实际的大地结构总是很复杂的,而积分方程法反演中格林函数的求解困难和线性方程组密矩阵的特点,使得其面对实际的复杂问题无能为力。在霍曼的经典论文发表近四十年后的今天,实际资料的反演中,积分方程法依然基本上没有得到什么应用。

 

但是,以上并不意味着关于积分方程反演的研究不能发表论文。有心的人可以到网上搜索看,论文满天飞,国内外都有不少有关电磁测深积分方程反演实现的论文。

 

 

因此,依靠单纯地数论文来进行学术评价,确实不是很靠谱的。

(以上相关认识纯属个人意见,若有不同意见,可以交流探讨。)



论文与评价
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