做工程研究,实验往往是花费最多,也是最重要的内容。到底做实验为了什么,我不好说,但是我们都有种奇妙的感觉,只要做了实验就可以硬着腰杆说话。
实验就是:自己不相信别人都相信的好东西。面对别人的质疑,可以理直气壮地回答,我们做过实验了。如果事后出了问题,追查责任,也可以理直气壮地回答,我们做过实验了(出事了只能赖老天爷)。
实验背后的真相:
不知道测量的误差,不知道实验状态的影响,实验数据有什么用?
不明白工程现象中的道理,不知道数据包含的风险和效益,做实验有什么用?
做过了≠做对了
完成了≠理解了
测量的≠正确的
我们做实验,不能只为给自己撑腰或者为自己免责,很多实验其实不必做,不可做,或者不能做。
1 不必做—仿真可替代的实验
多年来形成的流程,会告诉你有很多必须做的实验。但是仿真的发展,会很快将这些实验推出这些领域,成为不必做的实验。
实验一样会错
有很多人不放心,这在计算机上用鼠标点出来的结果,仿真万一出错了?实验有个大铁疙瘩摆在那里,是对是错大家都看得到,还是实验不容易出错。
其实今天的实验,虚的内容也很多,很少直接测量到参数,都是传感器获取信号后,通过重重换算才得到参数,出现人为错误的机会也很多。
实验的误差更隐蔽
也不要说仿真有误差所以不能用仿真替代实验。仿真在很多领域,误差可以减小到10%以内。
虽然实验测量仪器的精度很高,可以达到万分之一,给你一种美好的假象,好像实验能够测量得分毫不差,但是我们知道实验的误差永远不会太小。
实验中带来误差的环节远远多于仿真,主要来自我们看不到,甚至想不到的地方。比如模型加工的误差,现场环境变化,测量人员的主观改变,
有一次我发现平板流动的中部出现了一道波痕,当时很惊异这是什么流动现象,用手摸了摸发现中间有个铆钉突出来了。
还有种种常见的错误:模型安装偏差,支架干扰,加工的小误差,传感器标定错误,信号转换用错参数。
这是仿真的时代
只有在遥远的几十年前,仿真还很幼稚的年代,实验才相对仿真有绝对的优势。
如今,仿真的能力发展神速,某仿真方法成为规范的可靠方法,马上会取代这个领域的常规实验。
仿真可以轻易获取海量数据,有什么实验可以在所有位置同时获取所有数据?与仿真相比,实验中那几个可怜的传感器,可以测量的数据太少太少。
从物质的具体的世界,走向数据的虚拟的世界,这是世界的走向。
那些昨天必须做的实验,今天成为不必做的实验。
2 不可做—验证理论模型的实验
那么对于理论不成熟,仿真不准确的问题就应当做实验了吧?
如果你是做理论研究的科学家,在小屋里做些极端精细的实验,用几十年时间改善模型,造福全人类,很值得推崇。
我们是老板数着钱雇来的工程师,不是给人类做贡献,而是要为老板做贡献。 这不是我们做的事情,
你要知道,理论模型有难度,往往现象特别复杂,理论说不清,测量十分困难,缺乏准确的可靠数据。
好模型是科学家含辛茹苦用很多优质实验数据喂养大的。
如果你搭建一个台子做了几个实验,随便可以推翻或者构建一个新的理论模型。要么你骗人,要么这个领域确实没有人做过,就等你开荒。
在遥远的某大国,天天有这种奇葩现象,本科毕设研究,也成功地建立了某模型,而且通过了实验验证。一个领域的理论模型当年被成功解决了几十次,下一年换个名称再被成功解决几百次。
所以我们都有了幻觉,只要做了实验,与模型的预测对比,就可以知道模型是否正确,如何修改,逻辑上完全合理。
天上不会掉馅饼
从专业分析,你也许不相信。我们用经济学来分析这个问题。
这个理论模型有多少企业会购买?单价可以卖到多少钱?
你的实验费用是多少?企业最多可以投入多少费用?
理论模型研究的收益这么大,成本必然也很高。你的投入与模型研究的成本有多大差距。
你的这点投入就是拿着竹竿打月亮,只有漂亮的姿态没有效果,只能发文章骗人。
这种实验研究还是留给那些为全人类做贡献的科学家吧。
3 不能做—大而全的复杂实验
是骡子是马,拉出来溜溜,做个实验看看方案好不好,参数对不对。
这种实验领导最爱,甲方最爱。最好模型与产品一模一样,越复杂越好,越全面越好。
背后的真相:
大而全:要测量的数据类型太多,只好都少测几个数。最后获得一群互不支持的稀稀拉拉的数据。
复杂:意味影响实验数据的方面很多,最后无法判断数据是对错。
大而全的复杂:投入太多,要求实验必须成功,设计只好保守了再保守,将创新产品变成一个大铁疙瘩。
做实验之前,必须祈求上帝保佑实验一定要成功。为了保证实验成功,还要将成功的判断写成,只要出点动静就是成功。
最后这种实验真的成为拉出来溜溜,溜一圈回去就叫成功。
至于性能是否满足使用,数据是否支持性能,这些都叫细枝末节。
这种实验也许不叫实验叫脸面。
什么实验才是我们工程师必须做,而且有能力做好的实验?
请你说说......