金融领域科研难题 高中物理、化学、数学那些难题对搞科研的人来说有用吗?

又到一年高考季。
关于化学。作为化竞党,对此有话要说。
装B地说一句,高中化学课本里真心整不出什么难题。个人全部高中课程自习了两个月,做了当年很流行的38套卷,几乎就再也没有碰过高中课本,平常考试刷纪录的不是分数,只是时间,最快纪录是19分钟(考试时间120分钟)交卷,监考老师无奈地说开场30分钟内不让交。哪有难题?
但是竞赛遇到的难题就多了,物化和结构自然是贡献难题的大户,卡诺热机、动力学跟一堆希腊字母的电化学,往死里刷题的经历也有过。但这绝非最难,因为高二自学了微积分,这些题目已然不够做了,计算器算是倒了血霉,省队自习的时候一顿噼里啪啦,那劲头儿就跟摁的不是计算器而是能吐钱的ATM机一样。
眼看没什么难题了,终极大杀器出现了——解谱。
刚开始的时候,解谱其实是非常有乐趣的一件事,红外、质谱加核磁,三张图一对比,再加上题中的些许化学性质描述,基本跟玩一样,有时候紫外还会刷个存在感;偶尔有几个难一点的,也就是什么酯键的氧在羰基哪一边的问题。后来难度加大了,质谱慢慢少见了,心想这没什么,反正基本不怎么看质谱,都看核磁;再后来质谱又回来了,核磁没了,开始手心出汗了,有些基团开始靠蒙了;再后来,核磁倒是也会出现,但是换成了碳谱,而且手性不手性的也要自己去悟了;最坑爹的是,到集训队的时候,解谱经常只给一张红外图,然后演草纸一张张地用,就是刷不出最符合的结果。
大学做实验的时候,有机会实操去打红外光谱,发现红外软件都是带数据库的,打出的图谱都是可以去搜索出一些最符合的备选物,然后自行确认的,质谱、核磁也都有此功能——当时三观尽碎,和题主的想法一样:当年刷的那些难题究竟喵的有什么用!
直到本科毕业工作的第一年,有些想法才慢慢成熟。
当时我们手上有个助剂样品,德国某公司的产品,单价非常贵,只在最终产品里占千分之三的重量,但却占到总成本的百分之十。于是公司研究决定自己去破译开发,也搜了德文专利,但一来人家专利过期还早,二来专利里的范围太宽,根本没法模拟。
这个时候想想还是应该从样品本身去解决问题,那比较直接的办法就是打谱。因为是混合物,质谱跟核磁的结果很没有意义,尤其是寄予厚望的核磁谱峰,如同万丈昆仑连绵不绝,积分线的斜率找不到一段等于零,唯一能看的就是红外,至少能看得出主基团。怀着一线希望,找到做谱的实验室,请他们从数据库里调相似物质,实验室老师无奈地说,能给的话早就跟图一起给了,就是因为搜索的结果不靠谱。。。
后来有个同事说,曾经有个高分子产品的红外谱图,找了位中科院的老太太给破译了其中主要原材料。我表示不信,世上哪有这种神棍?但还是调出原始档案看了看,发现了本故事中最精彩的情节。
老太太是用手写的分析报告,整整两页。依据红外谱图的一些细节,确定了几个大的结构。这些当然是基本功,学过光谱的人都能行。但接下来老太太从这些结构中辨识了几种单体,并且估出比例,然后可能的助剂,一条条全部列了出来。很显然,老太太不会操作电脑,她也完全没有依照数据库,一方面靠的是经验,另一方面是计算与推理。“我艹”,这是我当时心里唯一产生的感叹,默念了足有两千五百二十四遍半。
我专程去拜访了老太太,她家小区门口正好还在修地铁,挖得跟横店片场似的。电话里头她还催呢:你稍微快点,我拿了材料还要去接孙女回家。然后我开着辆破捷达,颇有《甲方乙方》里头那“巴顿将军”开战车的感觉。
谱图给了她以后,她说要等两天。她岁数估计有七十了,个子很矮,面容苍老,说话也不是特别利索。我心里也是有些忐忑:这真的是那个分析报告的作者吗,那上面清秀的字看上去可是很有女神范儿的,就算提前知道是个老太太,心想也应该是赵雅芝那种千岁老太太才对啊。
我说这门口挖地铁乌烟瘴气的,带您一程吧。她上了车,到了一个公交站就坚持不要我往前送了,说孙女会在这一站下车,到时候找不到她。我忽然有些想我姥姥了。
跟所有武侠小说的结果一样,就是这么一位其貌不扬的老太太最后出了一份靠谱的分析报告。就是在这份报告的指导下,我们山寨了德国人的产品。
记得去她那边取报告的时候,从她抖抖索索的手上接过两页信纸时,望着那手写的一堆结构式好奇地问道:怎么就能从一张红外图上看出这么多信息呢?
她说:干了四五十年了,就是猜,然后试,试了不行继续猜。
我若有所思的点点头。
她要表达的重点我明白,就是她解谱的功力有四五十年了。
那,这跟刷难题有什么关系?
很简单,难题之所以难,就在于凭自己现阶段的功力还看不穿,现实中不会遇到,那只是阅历太浅而已,或许有一天就真的碰到了类似问题;这并非出题者要有意刁难你,和“妈和媳妇掉水里先救谁”的所谓难题是不一样的,后者的答案对不对取决于出题者,而前者答案是不是正确则取决于答题者,答不上来,承认自己弱就行了,没有必要再去对出题者说三道四。
至于题主说的考实验,我敢说,化学实验这种东西真的纳入高考范围的话,不知多少人要开骂了,实验真的很靠天赋,先别说合成了,就是最简单的滴定实验就有多少人做不起来,连续滴定八次都过的怎么办?人家很用心,智商也很高,但就是控制不住手。悲催的案例不胜枚举,亲眼见过实验中,最后一步一个误操作毁了所有产品,做到实验室里剩一个人,最后哭着把实验做完,实验老师也陪着一起饿肚子。相比下来,刷点难题算什么。
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评论里提到的几个问题:
1、关于山寨;
我个人选择了产业方向而非纯科研,现在研究的课题也是要做产业化的,目前的产品确实是创新性的,但在企业的时候连竞争对手的背影都看不到啊,因为国内的化工水平实在太落后了,可以移步我回答的另一个问题:

中国人在化工方面的仿制能力算不上很强,还需要很多有识之士大胆地把自己下放到产业中去。
ps,我们山寨获利是商业行为,自然也是给了老太太劳务费的;另外我们的山寨没有侵权,德国人专利保护的是工艺不是产品。
2、关于如何学化学;
这几天收到了几十条私信了,都是问这个问题,好吧,看来化学还是害人不浅,不再装B打击高中生了。
如果为了对付高考,那么要学好化学,个人介绍一个诀窍:建立模型,化繁为简。数学这种纯粹建立在逻辑思维的抽象学科,学得好坏还是要看智商,但高中物理和化学其实都是一些自然常识的理论总结,因为又不可能在高中阶段说得很清楚,所以都是各种理想化的结果。物理还好,理想状态下的公式都显得很完美,比较有条理,化学就不同了,阉割之后好像就剩各种反应,似乎都要靠背了。
但实际上,再怎么阉割,高中化学里出现的化学反应也不可能是凭空捏造的,所以还是有规律可循的。为什么一上高中学完阿佛加德罗就开始学氧化还原?其实氧化还原就是典型的模型设计,这个模型把化学反应简化成了两类:氧还反应与非氧还反应;氧还反应怎么发生呢,周期律决定的,所以接下来就是学周期律,这样看到氧气、氯气之类的物质,首先就应该想到是要去氧化别人了;说化学要背的,像-2价的氧只有还原性而没有氧化性这种事也需要靠记忆吗?非氧还反应主要集中在酸碱盐反应与有机反应(严格来说很多也是有氧化作用的)中,对于非氧还反应就是价键两两拆开再两两重组,好比两对夫妻某种不伦的行为,如果单纯靠记忆想学化学基本没戏,《基础有机化学》那两大本,不靠规律,怎么去记住其中核心的大概两百多种反应?当然中间还穿插了化学平衡与反应速率,这其实就是把物理知识用到了化学反应中,做点书面运算而已。
至于质疑19分钟答完题的,只想说,如果做题的时候已经能把自己想象成出题者的时候,做题时间几乎就只取决于写字的速度。
还有想从事竞赛的,发现曾经回答过,可以参考。
3、关于实验;
金融领域科研难题 高中物理、化学、数学那些难题对搞科研的人来说有用吗?
实验看不看天赋,不能光说熟能生巧的案例,还要看一些神人。
个人曾见识过一个例子,滴定考试的时候因为配的样品都够多做一次滴定,以防失误的时候可以删掉无效数据。有个家伙就看准这一点,每一次一上来啪啪啪给滴到终点变色,因为流速很快,肯定会滴过两三滴,他也不介意,也不记数据;然后继续第二次滴,速度仍然很快,快到终点的时候开始慢滴,然后记数据;也就是说,他第一次故意滴过,然后心算大致的未知浓度,然后后面几次得到有效数据。
我们都嘲笑他这是作弊,但实际上这么做还真挑不出毛病,而且速度奇快,我们还在第一次操作,一滴滴地在那儿找终点,他已经基本快把实验做完了。关键是,他这种试错的做法在有些实验中也是一种设计思路。
这就是所谓天赋,一是他有足够好的心算能力,一边做一边算结果才能快;二是手上控制力也足够强,确保后面几次不会出问题。这不是光熟能生巧就达到的。   1/2    1 2 下一页 尾页

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