搞科研一定要会写代码?

搞科研是否需要具备很强的编程能力?这确实是一个值得探讨的问题,尤其在现代科学研究高度依赖数据和计算的背景下。在本文,AJE将详细解答这个问题,我们会例举一些典型的学科,用数据和实例尽量全面的解释这个问题。

更新于2024年6月5日

搞科研一定要会写代码?

搞科研是否需要具备很强的编程能力?这确实是一个值得探讨的问题,尤其在现代科学研究高度依赖数据和计算的背景下。在本文,AJE将详细解答这个问题,我们会例举一些典型的学科,用数据和实例尽量全面的解释这个问题。

首先,科学研究中的编程技能主要体现在数据处理和分析方面。数据科学是一个典型的例子,该领域的工作通常涉及大规模数据集的处理、分析和可视化。这些任务需要使用多种编程语言和工具,如Python、R、SQL等。例如,Python可以调用很多现成的库和简便的语法,成为数据科学家最常使用的编程语言之一。R语言则因其在统计分析方面的强大功能而广受欢迎。

对于需要处理和分析大量数据的科学领域,如生物信息学、天文学和气候科学,编程技能几乎是必需的。在生物信息学中,研究人员经常使用Python和R语言来处理基因组数据,并使用机器学习算法来发现新的生物标志物。天文学家则利用编程来分析大量的观测数据,处理图像和模拟宇宙现象。气候科学家依赖编程来处理复杂的气候模型和大量的气象数据,以预测未来的气候变化。

然而,并非所有的科研人都需要具备很强的“敲代码”能力。在一些领域,科学家可以使用现成的软件工具进行数据分析。例如,在社会科学和心理学研究中,许多研究人员依赖于统计软件如SPSS或Stata来进行数据分析,而不需要掌握太多的编程知识。此外,一些可视化工具如Tableau和Power BI允许研究人员通过图形用户界面进行复杂的数据分析和展示,进一步降低了编程的门槛。

虽然,对于很多科研人来说,编程能力不是必须的,但对于学术青椒来说,还是建议学习基本的编程技能,你会发现,随着职业发展,会写代码真的对科研效率的提升非常重要。比如,你如果刚踏入数据科学领域,有很多现成的,拿来就能用的工具,好像并不需要自己去写代码,但随着经验的增加,就需要你拥有编写和优化算法的能力,以解决更复杂的问题。

这几年生成式AI的发展,让科研人看到了曙光,事实上,AI已经开始对科学研究产生了深远的影响。AI技术,特别是机器学习和深度学习,正在改变科研人的工作方式。

通过使用复杂的算法,AI可以处理和分析大量数据,比人类手动敲代码更快、更准。例如,在药物研发中,AI可以通过分析大规模生物数据集,加速新药的发现和开发过程。还有我们在往期文章《AI正在改变人类与宇宙互动的方式》中已经提到过,AI正帮助天文学家更高效的分析观测数据,探索宇宙的奥秘。这些例子非常多,比如气候科学、基因组学、医学等等都在利用AI加快科学研究。

总之,AI技术的发展为科学研究带来了巨大的变革,提升了科学家的研究能力和效率,推动了科学的不断进步。随着AI技术的进一步发展,其在科学研究中的应用将会更加广泛和深入。

但是,这并不意味着科研人以后就不需要“敲代码”了,科研人不需要像程序员那样精通编程知识,即便有AI的加持,科研人仍然需要懂一些代码知识,当然,这要因学科而异。

哪些学科对编程能力的要求高?

我们列出了Top 10,供大家参考:

  1. 数据科学与大数据:数据科学家需要熟练掌握编程语言如Python、R,以及SQL和NoSQL数据库管理技能。他们必须具备机器学习、深度学习和数据可视化能力,以处理复杂的数据分析任务。
  2. 计算机科学与人工智能:计算机科学和人工智能研究人员需要高度精通编程,特别是对于开发算法、编写神经网络和处理大规模数据。这些领域的研究涉及大量的编程任务,如实现机器学习算法和处理大数据。
  3. 计算物理学:在计算物理学中,编程是必不可少的,用于模拟和分析复杂的物理系统。研究人员通常使用Python、C++或Fortran来编写高效的数值模拟程序。
  4. 生物信息学:生物信息学研究人员需要编程来分析生物数据,特别是在基因组学和蛋白质组学中。Python和R是常用的编程语言,用于处理和分析生物大数据。
  5. 天文学:我们前文已提到,天文学研究涉及大量数据处理和数值模拟,研究人员通常需要使用Python、C++或Matlab进行数据分析和模型计算。
  6. 经济学和金融学:现代经济学和金融学研究越来越依赖于编程技能,特别是R和Python,用于统计分析、经济模型构建和金融数据处理。
  7. 化学信息学:化学信息学研究人员使用编程来模拟化学反应和分析分子结构,通常使用Python、R和专门的化学模拟软件。
  8. 心理学与社会科学:虽然心理学和社会科学领域对编程的需求相对较低,但越来越多的研究涉及数据分析和统计建模,因此Python和R变得越来越重要。
  9. 环境科学:环境科学研究常常需要处理和分析环境数据,使用Python和R进行数据分析和地理信息系统(GIS)操作。
  10. 生物医学研究:虽然传统生物医学研究不要求很高的编程能力,但随着大数据和生物信息学的发展,Python和R的使用变得越来越普遍。

总之,编程能力并不是每个科研人都需要必备的,但对于一些领域来说,编程能力是必不可少的,它能够大大提高研究效率和成果的准确性。即便是掌握基本的编程知识仍能为你的研究过程提供很大便利。无论如何,数据和计算是大多数学科的基本构成,会写代码能让你的研究更有效率,也是你的额外竞争力。

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