如果當初多一點了解材料科學 你會不會過得更好?
在網上,吐槽專業、吐槽科研已是一種傳統,或者是一種習慣。吐槽對于一些人來說是對當初設想和現實之間的差距的抱怨和發泄。但是,如果當初多了解一點專業或者科研,會不會不至于像今天那樣有那么多吐槽?
而最近材料牛發表的一篇QS版全球高校材料科學排行,從底下的質疑和吐槽發現,很多人對材料科學的理解是有誤的。作為還在已經給材料科學搬了7年磚,以后還要繼續搬下去的人,受材料牛編輯之邀,講一講我所理解的材料科學。
材料科學定義
材料科學與工程,被認為是一種基礎性的工科。其實它有兩部分,一部分是材料科學,一部分是材料工程。材料工程是工科說得過去,但材料科學可是理科。理解材料科學,你要從理科的角度,而不是工科。
材料科學是研究材料的組織、結構與性能的關系,探索自然規律,以便更好的指導材料的成功應用。它考慮的是成分與結構對性質、使用效能的影響。
而材料工程研究材料在制備過程中的工藝和工程技術問題。它考慮的是合成與加工對性質、使用效能的影響。
材料科學和材料工程差別很大
如果追溯到煉金、冶煉的話,材料工程是一個非常古老的學科。在近代,材料學科出現,也主要是冶金方面,把它歸到機械大類里也無妨。其實,在上世紀80年代以前,材料學科是按機械培養的。時至今日,材料科學與工程下的材料加工,劃歸到機械學院的高校也是有的。
材料加工的主要研究對象,也以用途比較廣泛、發現相對較早的材料為主,比如金屬、陶瓷等等。
這樣的專業,老牌的工科院校和傳統材料實力大戶,都有開設。放在30-40年前,我們所說的材料專業,基本等同于材料工程。
它的就業也還算好。只是在這個追逐財富的大背景下,工資低那是不可饒恕的“重罪”,所以它也逃不脫吐槽的命運。其實,錢是少一點,但還過得去。上個大學,就想走上人生巔峰,那不現實。
但是,籠統地說學了材料不好找工作,這也是不對。比起材料科學來,材料工程并沒有不好找工作這個問題。
材料科學不是只有材料學院的人在做
近幾年的材料科學榜單中,一些理科見長的高校往往排在前頭,有的甚至沒有材料學院,僅僅是一個小系。這并不是榜單不準。相對于材料科學與工程學科排名,材料科學榜單要準得多,因為它有確定的準則——論文。
材料科學與工程是一個學科設置,而材料科學是一個研究領域。材料科學與工程大專業下面的材料物理與化學,從事的就是材料科學。除此之外,還有不少專業也在從事材料科學研究,例如凝聚態物理、物理化學、無機化學、分析化學等等。
材料科學與前面所說的材料工程差別很大,培養模式上也有很大的差異。
本人大學是材料物理,課程就跟材料加工、材料學差別很大。我們基本不跟材料學院其他專業的同學上課,反倒是經常跟理論物理的同學一起上課,學量子力學、固體物理。讀研的時候,專業變成了凝聚態物理。
研一上課時候,一門凝聚態物理的課刷新了我的三觀。在課上,老師要求我們對今后要從事的研究做一個介紹。同學們中,有做納米的,有做超導材料的,雖說都是研究材料,但是除了知道是在做納米、超導之外,基本沒聽懂。那幫理論物理專業的同學動不動就是玻色愛因斯坦凝聚、第一性原理、對稱性破缺,還是些什么玩意。而我上去講的絕緣材料,講它的性能、制備工藝,當前將如何去改善它的性能以符合應用。結果,老師來了句,你這個是科普。好吧,跟其他同學比起來,還真是科普。
后來,這門課成為了學生生涯中唯一一門靠死記硬背,而且是背下所有答案,包括公式才過關的。要是沒有原題,那些題目,真是一道也不會。
其他學材料學的同學們常說余永寧的《材料科學基礎》是學院路天書。我倒覺得讓我去學《凝聚態物理導論》,那才是天書。
而在碩士畢業謝師宴上。當我談起自己是凝聚態物理專業畢業的。指導老師開玩笑道:“一直以為你是按材料學培養的,原來你是凝聚態物理啊,當初應該要求高一些,不發篇PRL不準畢業。”如果這是真的,那我還是不畢業了。
但是,要不學物理課程,做材料科學研究還是會非常吃力的。甚至于,材料科學這個領域,學物理和學化學的好像才是主場。
如果翻開一些頂級的材料期刊(其實稍差一點的材料期刊也是一樣),你會發現,材料的制備只是其中一個很小的部分,后面大段大段在通過各種表征方式來探討材料性能中的深層機理。僅僅是做出一種性能還不錯的材料,對基本原理解釋不清,是發不了好文章的。因此,具有較好的物理、化學基礎,從事材料科學研究有很大的優勢。
走進一個主要做材料工程的實驗室,加工類的設備會很多,尤其是一些大型加工設備。參觀過北科大的做加工的實驗室,看起來就是一個做中試的加工廠。而主要做材料科學的實驗室,比如我讀研的實驗室和現在工作的實驗室,測試類的設備會很多。
每年,湯姆森出版商都會根據高質量的材料科學文章,排出一個高被引科學家的名單。如果你看那個名單中的科學家,他們的研究方向里基本沒有傳統金屬,也少陶瓷,以炭材料、納米、有機高分子等等新材料為主。
而且,這些高被引科學家,基本不在各大高校的材料學院中。
如果你再看看從事材料科學的中科院院士,也很少在材料學院,教育背景也多以物理、化學,而非材料學院中的材料專業。
為什么我總說不在材料學院,不是材料專業。因為很多從材料學院培養出來的同學,可能并沒有想到還有很大一個群體在從事材料科學,總以為搞材料就是實驗室那點熱處理、焊接的玩意,那太狹隘了。
現在的材料科學,所研究的材料和內容已經極其豐富。甚至你可能會有一個錯覺,搞物理的在玩材料,搞化學的在玩材料,搞機械的在玩材料,搞生物的在玩材料,搞醫藥的還在玩材料。當然,當你真正去了解其他領域搞材料的,玩法各不相同。
因此,要說明的是,一個高校的材料科學實力,通常以發表的學術論文作為考量,并不能盯著它的材料學院,而要看到物理、化學、生物等等一系列老師的努力。
而且,當初材料學科是按機械培養,后來朝著跨學科發展。而物理、化學領域一直有材料基礎研究。
這就是你看材料科學的榜單和材料科學與工程的學科排名會差別很大。后者是材料科學與工程的學科考量,屬于材料學院的事情,傳統材料名校通常會排在前面,這也是很多材料學院同學比較熟悉的高校。
但是材料科學榜單,排在前面的一定是理科實力強勁的高校,以工科見長的在后頭,甚至上不了榜單。如果你說這種榜單不準,那是不太了解材料科學。
相比于材料科學與工程學科的排名,材料科學的可能更明了一點。哪所學校在材料科學期刊上發的論文多,影響因子高,被引的多,哪所學校就會排在前頭。
反而,學物理的研究材料科學更狠一點。材料工程還可以從企業中獲得科研經費,物理基本沒有這條道,只有政府投入一家。相對于其他物理領域,比如引力波這種,材料科學離現實應用相對近一點,成果也好出一點。
誰叫材料科學灌水、跟風比較方便呢。一個科學家發現了一種新材料,發了篇Nature。后邊就有一撥人摻點雜、改改性能,也能發在一個過得去的期刊上發表。當然,這是材料科學研究一大毒瘤,目前還看不到根除的可能。
材料科學的成果相對較容易出,但是由于離現實生產太遠,因此主要是拿政府基礎研究資助。這一部分的資助在整個研發支出中是比較小的。因此,材料科學的競爭還是非常激烈的。
材料科學職位很難找
但跟材料工程不一樣,要得到一個材料科學研究的職位不容易。企業自然是沒可能,只能在高校和中科院系統中打轉。這種工作才是真正難找。
而具體到一個材料科學方向能夠容納的人也非常少,圈子很小,做來做去就是那幫人。我讀研時候的研究方向,聚在一起開了個會,全國的人加起來也就5桌人。
更重要的是,材料科學的研究門檻變得很高了。想要做出更好的材料科研(簡單說發更好的文章),對高端先進的設備依賴越來越大,成本也很高。因此一些沒錢的學校,材料科學研究可能不好開展。
在這方面,馬太效應更大。清華大學的一個實驗室的科研經費,就有可能比偏遠地區的985、211一個學校的材料科研經費都多。隔壁實驗室,一共就30多人,據說去年人均科研經費500萬。當然,他們不是主要做材料。
所以去一些比較差的高校,后邊的學術生涯就會比較坎坷了。為了吸引優秀的博士過去,學校往往還需要給幾十萬安家費。
得到一個較好的材料科學研究職位,博士學歷往往是起步價,甚至要海外留學背景,查本科學歷等等看起來比較惡心的條件。歸根結底,還是崗位太少,人太多。
至于讀研時候搗鼓點材料科學研究的碩士畢業生們,只是一個材料科研領域中的過客,對找到一份材料科學的工作,不要抱太大的指望。你看凝聚態物理專業的畢業生,從來不抱怨工作難找。
材料牛新銳作者獨孤九劍供稿,材料牛編輯整理。
這篇文章道明真相啦 哈哈哈