丘成桐科學獎獲獎學員競賽經驗分享

今天，我們(men) 有幸請來三位參加過頂尖科研競賽的同學分享他們(men) 在參加競賽時的經驗想要參加競賽的同學們(men) ！快搬出你們(men) 的小板凳來一起聽一聽吧~

01、David

背景：無綠卡，大陸，男生，普通家庭
成績：
TOEFL: 114
SAT:1500(700+800)
SAT2：數理化800
AP：三個(ge) 5倆(lia) 4
獲獎情況：丘獎Global Finalist

我的科研之路（以下來自學生自述）

4月起，我在導師的指點下研究了一個(ge) 微分幾何領域中的小課題，並有幸進入了科研競賽的總決(jue) 賽。這是我人生中第一次真正意義(yi) 上的純數研究，我在此對我的整個(ge) 經曆做一些總結，希望能對大家起到參考作用。

首先，我認為(wei) 做科研的過程更是學習(xi) 的過程，這其中需要我們(men) 對未知知識有持續的好奇心。科研的起步階段總是困難的，雖然我一直喜歡幾何，但是更多的還是對平麵幾何的模型的理解，對我微分幾何中最基礎的概念（主曲率，高斯曲率等）都毫無概念。由於(yu) 我仍然對這些知識充滿好奇，所以花了1個(ge) 月時間學習(xi) 了黎曼幾何Do Carmo教材中的前幾章的主要內(nei) 容。讀書(shu) 過程中，我一開始對於(yu) 許多抽象符號以及表述很不適應，但是我逐漸發現可以先通過了解大意，再配合仔細看書(shu) 上的例子，並且手算習(xi) 題。建議大家多親(qin) 筆計算一些例子，有時候不自己做一遍，真的以為(wei) 自己懂了，實則不然。

其次，我認為(wei) 研究過程中最重要的是靈感與(yu) 直覺，有時候我們(men) 需要跳出常規思考模式，重新看問題。例如在我們(men) 進行到最關(guan) 鍵的分析ODE（常微分方程）一步時，嚐試了許多常規方法都沒有成功。但是我仍然堅信該方程可解，並通過巧妙的代數變形解決(jue) 了問題。當然這裏的靈感一部分也來自於(yu) 我們(men) 在mathoverflow（數學溝通者論壇）上的提問，並且我也認為(wei) 在論壇上求助也未嚐不是好事，因為(wei) 我們(men) 可以看到不同的人對同一問題的思想角度。另一方麵，靈感有時也來源於(yu) 自己的不斷的努力。整個(ge) 研究過程中，我靠筆和紙進行了非常大量的偏導數和矩陣的運算。盡管我有一些多元微積分和線性代數的基礎，但是最初接觸這個(ge) 課題時，我還是會(hui) 在看似較為(wei) 基礎的計算時犯錯。漸漸的，我在過程中也提升了自己的計算能力以及毅力。有時看到一個(ge) 很長的式子時，我也會(hui) 耐下心來仔細化簡分析，並時常能根據對稱性得出一些簡潔而優(you) 美的結果。如果沒有這些繁複的工作，當然也不會(hui) 有最終解出ODE（常微分方程）的喜悅。

最後，我認為(wei) 科研最重要的還是決(jue) 心與(yu) 耐心。有時候可能認真算了好幾個(ge) 晚上，卻沒有得到什麽(me) 有用的結果，甚至做出來的結論是錯的。但我認為(wei) 試錯時的浪費時間也是研究的一部分，因為(wei) 它幫我們(men) 排除了錯誤的路，從(cong) 而增加了正確的路的概率。有時候，我們(men) 離成功僅(jin) 僅(jin) 相差一絲(si) 絲(si) 盲目的信念與(yu) 執著。另外，科研過程中需要很大的耐心，不僅(jin) 僅(jin) 在研究中。我的經曆告訴我，在科研經曆中，真正研究的部分可能僅(jin) 僅(jin) 占整個(ge) 過程的60%。除此以外，我們(men) 還需花許多時間編寫(xie) latex（排版係統），修改文章結構，調整格式等等，這一切都需要我們(men) 嚴(yan) 謹的思維以及足夠的耐心。

雖然我本人從(cong) 來不覺得自己對科研有極大的天賦，但我認為(wei) 對於(yu) 每個(ge) 人來講，隻要有想法與(yu) 熱情，就一定要堅定的去嚐試！希望我的總結能給大家一些啟發。

02、王同學

GPA ：4.13
TOEFL ：118 （30，30，29，29）
SAT2  ：數學 800 物理 800 化學 800
AP 考試成績 ：
5 分：AP 物理1，AP 物理 C力學，AP 物理C電磁，AP微積分BC，AP統計，AP化學
4 分：AP 宏觀、微觀經濟，AP 英語語言與(yu) 寫(xie) 作，AP 生物
獲獎情況 ：
2019 丘成桐數學二等獎
2020 丘成桐生物一等獎（優(you) 勝獎）

Q：看到你參加過兩(liang) 次科研競賽並選擇了不同的專(zhuan) 業(ye) 方向，當時是有什麽(me) 樣的考慮呢？
A：其實是這樣的，第一次，剛好是因為(wei) 我當時還沒有太接觸數學建模，碰巧遇到了一個(ge) 會(hui) 數學建模的同學，然後又遇到了一個(ge) 會(hui) 計算機的同學。這兩(liang) 位同學想參加競賽，但是需要有懂生物背景的人來支持，恰巧我會(hui) 生物，他們(men) 就把我拉進了這個(ge) 團隊。我們(men) 團隊主要是做跟堿基測序有關(guan) 的一個(ge) 數學建模，所以說我就是那個(ge) 提供背景知識的，在這個(ge) 過程中也跟他們(men) 學了很多很多的數學建模有關(guan) 的東(dong) 西，也算是打開了數學這條路。第一次參加科研競賽的時候我們(men) 並沒有拿到一個(ge) 很好的名次。

我第二次參加的時候過了前兩(liang) 輪，第三輪是一個(ge) 國際賽，就是所有的中國外國的所有項目聚集在一塊兒(er) ，這時候大概有十幾個(ge) 項目吧，就是從(cong) 全國各地200多個(ge) 項目中選出來的，最後要掘金銀統合優(you) 勝。

很多科研競賽裏麵的一些評審教授都是國內(nei) 外非常知名的，他們(men) 都是比較嚴(yan) 苛的。記得當時我們(men) 在清華大學比最後一個(ge) 國際賽的時候，現場是有四個(ge) 評委，線上有很多國外大學（例如哈佛大學）的教授都會(hui) 在線上，會(hui) 針對你的論文進行提問。

Q：都知道科研競賽有個(ge) 人參賽的，也有以團隊形式參賽的，你更推薦哪種參賽方式？
A其實我是更偏向於(yu) 個(ge) 人參加。因為(wei) ，雖然在參賽的過程中你需要準備的東(dong) 西有很多，但是可以鍛煉自己的能力，同時，小團隊是很難管理的，比如說你一個(ge) 三人組，今天他有事兒(er) ，明天另一個(ge) 人有事兒(er) ，就大家老是湊不齊人，各種推脫呀，這個(ge) 就很麻煩。如果你自己幹，你自己可以踏實地去做，有效率地幹，我就覺得過程還是蠻舒適的。

Q：競賽對於(yu) 你來說，除了成績證書(shu) 之外還有哪些額外的收獲？
A：競賽對我來說，首先肯定是證書(shu) 啊！因為(wei) 申請的人實在是太多了，每個(ge) 人對於(yu) 大學教授來說，可能成績對於(yu) 大學教授來說，就可能隻是一個(ge) 數據一張紙而已，怎麽(me) 能讓教授快速地在茫茫人海中發現你，肯定就是要靠一些很功利的東(dong) 西。

但是事實上，功夫不負有心人嘛，無論你做任何活動，你是參加競賽也好，你是參加社會(hui) 活動也好，你隻要去做了，去經曆了這些事情，那你自己的個(ge) 人境界就肯定是不同的。比如說，沒有做過競賽的人可能就覺得：“你不就是去實驗室做實驗，然後寫(xie) 一篇論文，就覺得哇，你自己好厲害的樣子。”那其實不是這樣子，你越做科研的方麵競賽，就會(hui) 發現，一個(ge) 人能在科研裏完成的東(dong) 西實在是太少了。

Q：最後有什麽(me) 經驗可以分享給正在準備參加競賽的學弟學妹們(men) 嗎？
A：我給學弟學妹們(men) 的一些建議，就是還是那句話，條條大路通羅馬，你不要說非要確定了，我一定要做某件事情，我找不著做這些事兒(er) 的機會(hui) ，我就不能動，我卡死了，這就不太好。首先是你看見身邊飛的到處都是機會(hui) ，你先伸手抓一個(ge) ，你先順著杆往上爬。爬完了以後，你看看能爬到哪兒(er) 去，所以大概就是這麽(me) 一個(ge) 心路曆程吧。

03、Z同學

GPA ：99/100
TOEFL ：116 (Reading 30, Listening 30, Speaking 26, Writing 30)
獲獎情況 ：
丘成桐中學科學獎（化學）

Q：什麽(me) 時間開始接觸到競賽的？
A：如果說是競賽這個(ge) 類型的考試的話，從(cong) 小學就非常熟悉了，因此對於(yu) 準備競賽之類在摸爬滾打中也略有經驗。當然，到了高中才接觸到以研究為(wei) 基礎的科研競賽，相較於(yu) 試卷，競賽的形式我更喜歡：給予參賽者表達空間的同時也通過最古老的教學方式——問答——來考量參賽者對自己項目的掌握程度。這樣的比賽讓我每次受益匪淺，得到的獎項對我來說不算是最重要的，而最重要的則是相關(guan) 領域水平最高的教授給出的建議。

Q：競賽和日常的學科學習(xi) 最大不同點是什麽(me) ？根據你自己的經驗你建議怎麽(me) 學習(xi) 競賽？
A：最大的不同點在於(yu) 競賽是具有選拔性的，也就是難度會(hui) 大於(yu) 課內(nei) 課程。我建議有了自己的學科的興(xing) 趣之後合理的選擇競賽：要學習(xi) 自己真正熱愛的知識。Practically speaking，如果自學相關(guan) 書(shu) 籍出現困難，可以參加一些線上課補漏一下，但我還是相信最好的學習(xi) 方法是自學。如果想學習(xi) 某一個(ge) 學科的競賽的話課內(nei) 一定要掌握到近乎完美的程度，再去考慮競賽，否則會(hui) 非常吃力。

Q：看到你也參加了科研，能不能詳細地和我們(men) 講一下，在參加這項科研過程中都有哪些感受？
A：有些科研競賽是以線上選拔-線下答辯的初選和複選來決(jue) 定決(jue) 賽參賽名額的。個(ge) 人參加莫非壓力大些，需要準備的工作多些，其他的與(yu) 團隊參加也幾乎無異。我個(ge) 人更偏向於(yu) 個(ge) 人參加這種比賽，可以避免因為(wei) 交接合作的問題而耽誤工作的完成。它初賽隻是一個(ge) 線上選拔，並不會(hui) 給項目提出任何意見，而在參加複賽的過程中，給我的很好的印象的就是評委對項目的評判非常深刻而且有發展性意義(yi) 。

我的項目是有關(guan) 皮克林乳液在汙水處理中的應用：當時給我答辯的教授在我的項目的可實現性（因為(wei) 項目並沒有真實的投入大規模使用，隻是理想情況下），對環境的實際效益，以及大規模生產(chan) 的難度提出了很多高難度問題，很多我不少都沒有回答出來。教授們(men) 也非常看重學術誠信，當時質疑了我的很多分析圖表是否是自己完成的，需要答出操作的具體(ti) 步驟才可以算是“完成檢驗”。在比賽結束後一天基本就可以得到結果。

Q：談一談所有競賽對於(yu) 你來說，除了成績證書(shu) 之外還有哪些額外的收獲？
A：高中的科研競賽帶給我的收獲當然更多是學術性的，而競賽本身的獎項則是過於(yu) 膚淺的。能得到機會(hui) 讓很多相關(guan) 領域的教授為(wei) 我的論文以及答辯PPT提出修改意見是很寶貴的機會(hui) ，這也是這種競賽提供給我的。

Q：最後你有什麽(me) 經驗可以分享給正在準備出國的學弟學妹們(men) 嗎？
A：相信學弟學妹已經聽了夠多雞湯了。我自己和我身邊的同學，無論申請季結果成功與(yu) 否，都在告訴我們(men) 一個(ge) 道理：Never be a gambler and be prepared to brace for the storm.