計畫提案與執行計畫擬定

(Project proposal and executivon plan)

  1. 計畫提案-每個計畫(或階段計畫)一次,在小組會議中提出,要經過多次討論修正後才會收斂。

計畫提案為該計畫之首次提案,即理論提案,需包含計畫目標、理論計算、實驗設計、預期遭遇之困難及解決途徑。在會議中討論後,若決定計畫目標有價值、理論計算證明可行、且實驗設計可以完成目標、技術上的困難可以克服的話,便可批准進行計畫的準備工作(採購、元件架設、執行計畫)。該計畫的關鍵方法必須要定性與定量(至少數量級符合)顯示其可行性,不能只有定性說明。在計畫目標方面,應該用Web of Science搜尋關鍵字確認在這題目方面過去發展的情況(過去別人已達到哪些成果?),才能正確比較此計畫的價值。

  1. 執行計畫-每個計畫(或階段計畫)一次,在小組會議中提出, 要經過多次討論修正後才會收斂。實際執行後可能每週會依照進度與結果提出修正執行計畫。

執行計畫需包含:

(1)計畫目標--需要有價值、有意義。應該用Web of Science搜尋關鍵字確認在這題目方面過去發展的情況(過去別人已達到哪些成果?),才能正確比較此計畫的價值。

(2)實驗設計(主要技術、控制參數、診斷設置)--引入之新技術要可行,重要參數要能控制,所設的診斷設置要足以充分驗證目標。

(3)執行步驟及時間表--從架設、測試、到資料擷取之各步驟要如何達成及所花時間的預估,推演各種可能發生的情況及處理方案。

(4)要取的資料細節與理論預測--執行步驟之資料擷取一項需另表加以闡明所要掃的參數的確實的值及範圍以及所要擷取的診斷資料。也就是說,必須先擬出有哪些資料圖是要取的(x軸、y軸、z軸分別為何及其值),並且能事先由物理預測其行為,而且要確定如果一切理想進行取到這些圖的話,它們(null, exclusive, necessary, signature)要足以驗證預定的目標,即足夠充分到可以寫一篇有說服力的、可信的論文。

註:證明一個現象的物理機制是何者時,證據可包含兩大類: exclusive method  and null test, necessary behavior and signature (sufficient condition) 。Exclusive是指排他性法則,即將所有已知可能的機制逐一排除後,剩下唯一無法排除的便很可能是。Null test 是用來簡單的檢驗結果是否符合應有的特性及簡單的排除一些可能的因素(即靠開、關某個條件或物件來看結果是否產生變化)。Necessary behavior and signature則是該實驗的中間產物(診斷)或最終產物隨某參數的變化是否符合該機制的理論預測,如果是較普遍的行為,則是一種必要條件 (necessary behavior),如果極為特殊,則可作為充分條件 (signature, i.e., sufficient condition)。最好的實驗是能有強烈的 signature以及符合其他的 necessary behavior,否則至少要有 exclusive method and null test 來作為宣告的依據。當然,證據越多越具說服力,犯錯的可能性也越低。

(5)申請各設施 laser time的執行計畫不只要審查你們的戰略目標是否夠價值來爭取、戰術是否可行來達到目標、戰鬥準備是否完成或可及時完成之外,還要看你們的執行人員名單來審查是否有足夠的人員及人員是否有足夠的相關經驗來執行此執行計畫 (包括各參與人員的照片及已有經驗專長,以及各部份工作由何人負責,若某個工作的負責人員是沒有那工作類似經驗的則應該列出是那個有經驗的人負責監督指導)。因此所有執行計畫必須明列執行人員名單,作為審查的一部份,且不得變更,若有變更必須重新送審批准。

  1. 依計畫的報告或成果的報告安排而言,一個執行計畫要清楚表達使聽眾能確實了解則必須依序敘述戰略佈局 (strategic layout)、戰術邏輯佈局 (logical layout),戰鬥佈局 (technical issues and solutions),及戰術時間佈局 (temporal layout),也就是要先以物理和邏輯的角度來闡述其執行計畫(目的在顯示你計畫的完整嚴密、無懈可擊),然後再說明時間上執行的程序安排(目的在說明你將如何達到最高的執行效率)。千萬不能一開始就以時間的流程圖來敘述,那會讓聽眾一頭霧水。所以一個好的、讓別人願意投資的執行計畫,應包含一個戰略佈局 (strategic layout)(別人已做了甚麼,及我們要如何用我們所有的來做甚麼超越別人的),針對戰略圖裡的每個題目要各有一個戰術邏輯佈局及一個戰術時間佈局(或整合數個架設極接近的題目的戰術邏輯佈局為一個戰術時間佈局),最後要針對戰鬥上的一些新技術的困難給予解決的方案。有了一個好的執行計畫,就已成功了一半。即使沒有達到原本想追求的,也必然會得到有價值的成果來發表,因此完善的執行計畫能保證 100%的實驗成果,所以才能令人願意給予投資。

  2. 每個設計的數字,包括各實驗參數的預設值及掃描時的解析度及範圍,以及各診斷的sensitivity, resolution, field of view, signal-to-noise ratio,都要有學理上的依據。

  3. 提醒所有資淺人員(沒有提過執行計畫的人員)要確實學習凝聚執行計畫的流程來加速你負責的不管是建造新儀器的執行計畫還是物理研究的執行計畫的收斂。特別注意每次討論要錄音,在討論時要確實問懂,之後要聽錄音一句句整理出來討論的最後結果,鉅細靡遺(不要講了十項卻只剩下一項),然後打出清晰的書面表達,以在下次討論時能很快的報告出到目前為止收斂到的最完整版本,以能讓大家以此為本再次思考是否有錯要訂正的部份或遺漏而要補充的部份,這樣才能一次次很快收斂到最後的版本。這樣才能讓執行計畫的討論事半功倍,不會讓大家一直重複要去回想上次討論過甚麼而浪費整個小組及老師太多時間而又前進緩慢。執行計畫的書面表達能力是要仔細思考培養的,除了要看實驗室手冊的說明、看過去別人報告的範例外,也要請組內有報告過執行計畫的人員預先審核一下格式及邏輯是否夠清晰。

  4. 過去發現若計畫的指揮者不是很有經驗的人的話往往都沒有確實做到向老師回報及討論的工作,那樣可能常常因為自己鑽牛角尖而耽誤了進度或有錯誤未發現而白浪費了時間,所以 資深者要確實負起責任,以客觀的角度掌握狀況來在看合適的時機就要提醒負責計畫的人員向老師回報及討論。

執行計畫範例

Optical-field-ionization x-ray laser

Traveling-wave phase-matched high-harmonic generation and adaptively-optimized quasi-phase-matched high-harmonic generation

phase-controlled-injection and quasi-phase-matched electron accelerator