最近剛過了系裏的預答辯，再過半年就可以拿到博士學位啦，心裏舒暢得不得了。看到高贊的幾個長篇故事，不禁對各位博士的經歷感同身受， 只有博士才能懂博士的苦與樂呀！ 借這個問題，我也試著寫一寫自己的故事。
與 @李松松 一樣，我本科也就讀於科大，相信選這個學校的許多人，初衷都是讀博，畢竟對於高中生而言，知識是無價的，博士最偉大~我自己的幾乎所有好朋友，全都選擇了讀博。但是，真的每個人都適合嗎？這是科大沒有告訴我們的。盲目地跟從校文化走上科研走上讀博的道路，這種態度我是絕對不認同的。然而，就是這麽被裹挾著，再加上本科畢業的我除了績點啥技能也不會，打工是不可能打工的，我最終也申請了博士。由於本科被物理虐得死去活來，又不想繼續做實驗，我打算去材料系做計算。於是，我選擇了碼農大校CMU的材料系。而我當時同在物理系的女朋友，機智地選擇了轉專業去讀EE。
在我大四下學期的時候， 開始在網上搜尋如何才能拿到教職，我發現一個血淋淋的現實，現在拿教職的難度，遠遠大於2000年了，做一期博後已然不夠，兩期拿到教職是非常完美的，而且還有可能是個講師？？這其中的風險太大了, 而且我爸就是講師，我很清楚這種職位的薪資水平對於大學老師來說是有多麽的不公平。我這個人的生活態度，永遠是遵從貪心演算法，這種風險過大且報酬低的事情，咱不做。我做事還有個風格，凡事都往最壞的方向考慮，讓自己有兩手準備。那麽，博士畢業之後拿不到教職，我該怎麽辦？各個論壇和知乎的答案都指向同一個方向——轉碼。
是不是都覺得我該直接申請CS Master呀？其實我當時也申請了很多CS計畫，全是特別好的學校，但基本被拒了。因為我自己是個學校控，差一點的零基礎轉碼計畫，我真的狠不下心去讀。再者，我心中依然對計算物理存著好感，覺得也許能熬過去呢？說不定還有一絲絲希望拿教職呢？最後一個原因，就是我現在的老板N，在和我面試的時候說，允許我在校輔修一個機器學習的Master。這可是實打實的CS頂校的CS學位誒！種種原因加起來，讓我選擇了讀博，而且我也確實能有兩手準備，如果博士文章成了，那就去教職，如果沒有成，就找個大廠轉碼。
這就是三年前故事的開始。我當時並沒有意識到，博士這兩個字，比想象中痛苦。
剛進校我就感受到了壓力。老板N告訴我，她將與機械系的另一位老板A一起coadvise, 當時我覺得自己好牛逼，居然同時有分屬不同學科的兩位老板。N是做密度泛函計算（DFT）的，而A是做分子動力學（MD）。與佛系的N相比，A有時會嚴厲地批評我，而且開始算一個新材料時，A希望我除了靜態性質以外，把動力學的東西也分析一下。對於菜雞如我的人來講，同時搞兩個方向，也就意味著什麽也搞不好，更別說我還要修ML的課了。老板的語氣非常影響博士的日常，A讓我沮喪的時日變得特別多，而且A組裏每周有兩個大組會，需要每個人分享報告文獻！A組裏的成員除了我一個人搞DFT外，基本都搞MD或者做傳熱實驗，我一點都不關心，組會老是打哈哈，還要被點名起來提問，這也使我的沮喪加重了。N組裏就佛系很多，除開1v1組會外就沒別的事了。
前面也說過，來這個學校的另一手準備就是輔修ML學位，大概需要上9門課。我自然是希望前期拼命上一點課的，畢竟誰知道這個輔修政策會不會就取消了呢，早點拿到學位是不會吃虧的。N是佛系老板，不關心我選什麽課，做好科研就好。但是A老板每學期都希望我一五一十地告訴他我選了什麽課，為啥要選這課。
第二學期的時候，我告訴他我想學ML的一門入門課，他告訴我不行，和他想要我上的一門傳熱課時間沖突了，讓我以後再選ML，再說ML對於科研沒有幫助，他希望我上對科研有用的課。N知曉了，用信件反駁A道，許多做計算的博士最後並沒有去做教職而是當了數據科學家，修ML有助於我的後期發展。A說他知道ML對於博士的職業發展有用，但是前期應該更加註重科研，不然怎麽畢業呢？我心一橫，還是告訴A，我想修ML，傳熱的課我可以自學。A見我如此堅決，還是妥協了，說行吧，傳熱的課你明年再選。A是個好老板，但是教學和科研理念與N不合，而且為人過於嚴謹，希望我透徹了解我使用的理論，一旦我推不了公式就會批評我幾句，但是做計算免不了嘗試多種方法，難道我每用一種都要去推一遍公式嗎？DFT不像MD的公式那麽容易理解，我覺得抓住一些本質的物理意義就行。種種矛盾表明，老板A非常不適合我，我內心也不希望被他繼續帶下去，因為我感到很壓抑，我想這件事也是A最後不願意繼續指導我的導火線。
第二學期我還選了其他兩門CS課，再也沒有告訴A。因為他不是同一個系的，看不到我課表，只要N不給他說就行。這一學期我開始算一些材料的表面和異質結了。做過這個的都知道，收斂老難了！N購買的DFT軟體叫做FHI-aims，是歐洲組開發的，全電子，適合算有機結構。我是我們組第一個做無機的，這款軟體搞得我心態爆炸。為什麽呢，首先，大體系非常難收斂，scalability也糟糕，我每天都會瞪著螢幕發呆，期待著這次計算能夠收斂。再者，對於重元素，計算時長無法忍受。我本科在趙瑾老師組裏使用的是VASP，體驗就好很多。奈何N並不想額外花錢購買。這個時候我已經開始擔心是否能畢業的問題了，有一點後悔來這裏讀博，不僅科研看不到希望，修CS還要被討價還價。讀博的意義究竟何在？？而且ML也並不是那麽好學的，三門課的壓力極大，其中有一門叫做強化學習，跟DFT是一樣難收斂呀！做作業的時候，我基本就是看著電腦的兩個視窗，一個是強化學習的收斂，一個是DFT的收斂。這讓我對這些煉丹的收斂極度厭惡。過程是煎熬的，我的郁悶度再次增加。
熬著熬著這學期總算是過完了。對於計算物理，機器學習，編程以及電腦架構，這學期都有了一些進步。博士還有一個很重要的訓練過程，就是如何把道理和知識口述出來，也就是口才。大量presentation的訓練，使我的口語和表達能力初步見長。但是科研進度依舊緩慢，每周報告的主題漸漸地集中在怎麽解決收斂問題上，材料的性質計算基本沒有進展。
終於第一個暑假到來了，和女朋友回國喜結連理，之後返回了美國繼續奮戰科研。我意識到不能治標不治本，要解決這個問題，只有換軟體，最好是換成本科用得開心的VASP！但是老板不給買，自己也不會編譯，咋辦呀？這時真的感謝本科組裏的師兄師姐，還沒有刪除我在科大伺服器的帳號，征得他們的允許，我測試了幾個材料，收斂了！而且效果很好！我陸陸續續在VASP上做了一些完整的測試，匯報給了N。N心動了，終於松口答應購買VASP。我松了一口氣，感覺稍微看到了一點光明。我也明白了，博士不能只是服從老板的安排，對於不切實際或者不合適的計劃，要自己做出調整，給出老板自己的想法，之前老板不接受VASP，是因為沒有比較，不知道利害，只要告訴老板這其中的優點，自然是有爭取的可能性。我掌握了一個重要技能，如何站在他人的角度，洞悉他人的需求去說服。
暑假過後便是第三學期了，這一學期會舉行博士的資格測試，是一個答辯的形式，要是沒過就直接退學啦。科研上的收斂問題解決了，但是如何分析材料的性質卻又難倒我了。我是為了逃避物理才來到的材料系，然而我第一個研究的材料，叫做拓撲絕緣體。這材料……唉不展開了，反正就很物理很物理……買了一本書來看，發現自己沒學過高量，看不懂，看文章全是公式，我就認得一個哈密頓量。這又是一個想退學的瞬間。想著索性要是資格考試沒過，直接quit拿碩士走人回國找CS工作得了。坑坑窪窪地寫了資格考試文章，N說沒時間看，A說他來看吧。我對A老板的負責還是心存感激的！當然，資格考試肯定過了，但是對於拓撲這種鬼材料我已經算了一年半了，依然不知道怎麽分析，身邊陸陸續續已經有人開始發paper了。再了解到A對學生的畢業要求是三篇一作，我發現自己現在這情況，四年根本無法達標啊！在這時我已經明白，自己做教職是沒有希望了，all in CS。要是下學期還是沒有進展，那麽我就該考慮quit了。
我把想法告訴了我爸媽，他們自然是反對的，老一輩的人都希望下一代有高學歷。有一件事蠻搞笑的，我一直以為我爸在高校當講師應該是個博士吧。結果我說我想quit之後，他說他當時也quit了拿碩士走人，what？？然後我媽說她也是quit了拿碩士。Excuse me？？？合著你們不準我quit純粹是你倆quit之後對於博士的執念吧！！我們家quit基因坐實。我問他們為啥quit，答案倒是蠻統一的：」文章不知道咋寫。」 我也是佛了這倆川大畢業生，心疼川大人一秒。
事情在第四學期終於迎來了轉機。A老板說他想單獨見見我。我當時收到信件心裏一緊，不會又要批評我了吧。見了面之後，他告訴我說恐怕是不能再指導我了，時間不允許，他太忙了。我自然知道時間不允許是借口，實際上是因為我的進展太慢，以及理念不合，導致指導我這個學生價效比極低，但我肯定不會點破。我內心竊喜，略帶惋惜地說太可惜了，我會想念你的，寒暄了幾句之後，我們就分道揚鑣了。不受A組繁瑣的事物拘束，我眼前的光明又多了幾分。
但是A的離開並沒有根本解決我的科研問題，只是讓我能潛心地鉆研DFT不用去管MD了。保險起見，我決定修一些對於就業有幫助的課。在第四學期，我選擇了CMU的一門神課，雲端運算。這門課的恐怖，我現在還心有余悸。每周單說個人計畫就是兩天整的時間了，團體計畫更是要用Spark處理TB級別的數據。雖然恐怖，我卻是真心喜歡，這門課讓我了解了工程師的方方面面，也進一步提升了我的程式碼品質。不過因為修課過多，我的科研在開學初期卻越來越水。我不想放棄，還想在科研上掙紮一下，但我也明白我自己的智商不能參透拓撲的奧妙，因為從博士開始，我再也沒有修過量子相關的課程了，一看見薛丁格方程式就兩眼懵逼。於是我開發了另一個技能，尋求其他教授的幫助。我挨個挨個叩開了相關領域的CMU和匹大物理系教授的門，向他們展示我的課題，我的疑惑。感激這些教授，念在認識我老板N的份上，耐心答疑，匯總之後，我發現終於可以寫成一篇文章了！但僅這一篇肯定是不夠畢業的, 我的心並沒有安定下來。
讓我意外的是，第二篇來得非常迅速。雲端運算課有一次作業是讓我們在谷歌雲上用貝葉斯最佳化演算法調整機器學習模型的超參數。我發現經過小小的幾輪叠代，這個最佳化演算法能夠大大提升模型的performance！震驚之余，我開始思考能否將之用在我遇見的DFT難題上。稍微測試了下，我成功了！這個演算法能夠幫助我找到一些物理上需要的超參數，使得DFT能夠更好地預測一些材料的性質。這也是我的第二篇文章。更重要的是，我們組和微軟是有合作的，這些超參數使得我能夠進一步和微軟密切開展材料的計算了。也許有人好奇微軟搞咩啊DFT。實際上他們在尋求能夠做量子計算的材料基底，我算的拓撲絕緣體也是其中一種。
而第三篇文章的開端也是在這個學期，我加入了N的另一個有機界面計畫組，用學習到的CS知識開創了一個服務於DFT有機界面計算的新演算法，這裏就不展開了。總之，這一學期盡管課程繁重，我的科研卻是有了一個質的飛躍，我開始覺得，畢業，是有可能的。
學期末，我正式被CMU ML 碩士計畫錄取（輔修也是需要經過錄取的）了。我突然就不是很想quit。科研和學業上的收獲，讓我覺得可以考慮讀完博士。但是有一件事情我是決定了，那就是雖然我喜歡DFT，但是有陰影了，我自不會去投身科研了。做教職或者博後的話，每天焦慮著不能出結果的感受過於煎熬。那就只能去業界找工作了。為了求職，我打算夯實一下我的ML，豐富一下簡歷，找一個ML系的老板做做暑研計畫。於是我找到了Eric Xing，一位真業界大牛。他安排了一個博後帶我。好玩的事情是，他讓我從三個計畫裏選，這三個計畫分別是用貝葉斯最佳化做：1. DFT吸附 2.高能物理實驗 3. 雲端運算。我血媽震驚！！居然ML系的大佬在做DFT和高能物理！！也許大家會覺得我鐵定選DFT呀，但我在ML系就是想透透氣，不想再做DFT了~於是我選擇了雲端運算。
我常常在想，要是我被錄了ML博士會怎樣，現在終於有一個機會體驗一下了。實際證明，我對ML科研也是愛不起來，ML本質上也是test and trials，測試各種模型的表現。我甚至從沒有見過Eric，畢竟他太忙了還得管理公司。跟著博後做科研的這段時間裏，我覺得ML科研和做DFT的思維是一樣的，調來調去沒啥意思，也許我就不是做ML科研的料吧，我沒有懷揣著激情，計畫進展也一般。我開始覺得我應該適合做機器學習工程師一類的角色，因為我很享受雲端運算課上寫工程程式碼的感覺，去企業我也許能創造更多的價值，而不是在學術界糾結脆弱的模型表現。於是在第五學期，我開始投實習簡歷。CMU PhD的名號讓我拿到了不少面試，大概20幾個吧，我甚至順手投了幾個quant，面試到了onsite的地步，但最後不想做quant就沒去。我發現博士的作用遠遠大於輔修的Master，大家更關心我的博士課題而不是我做的ML科研。這是北美對博士的仁慈吧。反之，我面一些國內廠家的時候，就只提問我的ML科研。憑借著科研和學習上豐富的計畫和較為紮實的編程，我最後選擇了Facebook。
PhD的實習是需要老板首肯的。對於材料系而言，我是第一個修ML Master的，這種事情老板還能接受。跑路去做CS實習？這不是造反嗎？怎樣說服老板，是我面前的一個難題。浪費一個暑假的時間去實習，意味著我的科研必須要在此之前有很大的提升才行。我把下一個突破點轉向了和微軟合作的計畫，這個計畫已經擱置了一年了，是時候推動它了！於是我每周積極匯報，成果頗豐。我覺得是時候攤牌我的實習了。結果我幹得太好了，老板想讓我去微軟做科研實習。我當即無語了，這是偷雞不成蝕把米？之前也說了，當老板給我不合理的安排時，我學會了站在老板的角度思考，據理力爭。老板想讓我去微軟，無非就是期望我能產出一篇好文章，要是我在此之前就做得不錯了呢？再加上我已經有三篇文章的量，但還沒寫完。我向老板保證，實習之前會投出去三篇，微軟的計畫我也會做到完成度很高的地步。終於終於，老板答應了我的實習。
來到了第六學期的今年，我交接了ML科研，一番比較下來，內心還是更喜歡DFT的科研一些，而且這才是畢業硬性要求呀。一月初的時候，有幸去微軟交流了十天，感受到了不一樣的科研氛圍，大家都在用surface book，僅我一人用mac，顯得有點突兀。微軟合作者的物理水平之高，讓我著實佩服，也讓我更加堅信不走這條路的正確之處，智商和熱情我兩樣都木有，我就不摻和這種高精尖的量子計算了。
在微軟交流的日子，我的課題進展非常快，合作者表示對我很滿意，開心~ 這一學期整體很輕松愉快。我順利地投了三篇文章，過了博士的預答辯，預計讀完整個博士的時長應該是三年零三個月左右，一想想自己能在25歲拿到一個PhD和雙學位Master，心裏十分激動。現在手裏還攢著兩篇文章，開明的老板讓我畢業前submit就好，可以在畢業之後邊工作邊按編輯要求修改。而微軟那邊，因為新冠病毒耽擱了實驗組的進度，這意味著我實習的時候不用再趕工微軟的數據了，對於我而言是一件絕佳的好事。另一件開心的事是，Facebook改成遠端實習後，我還能拿著灣區的實習薪資，交賓州的稅。
更新一下，三個月的實習結束了，順利拿到了最高評級和頂包fb return offer，可以在今明年任何時候畢業入職啦！
入讀六個學期後，我總算是苦盡甘來，只差臨門一腳。這其中的機緣巧合，努力奮鬥，又豈是數千字能囊括的？
那麽，這個博士學歷值嗎？我不知道，也許我直接讀一個Master的話，現在已經是舒舒服服地工作了。然而人生沒有如果，讀博帶給我的心智，社交，學習上的各種成長，讓我已經滿足，這註定是一段彌足珍貴的體驗。對於各位看官而言， 這個問題的答案只有自己去尋求，因為每個人的故事都是獨一無二，不可復制。
