·一流的頂級科學(xué)家總是不停地產(chǎn)生新的想法，并且不停地推進(jìn)，有這樣的熱情才能做出偉大的成果。

·要突破科研的天花板，實(shí)現(xiàn)原始創(chuàng)新，首先要改變我們的思維習(xí)慣，注重提出新的問題，用演繹思維代替尋找答案的歸納思維。

中國高質(zhì)量科學(xué)論文近年進(jìn)步非?？欤撐臄?shù)量世界排名數(shù)一數(shù)二；但在原始創(chuàng)新方面，我們還有很大空間可以提升。原始創(chuàng)新是真正成為世界強(qiáng)國的最大動力。根據(jù)我的觀察，原始創(chuàng)新的科學(xué)家有以下幾個(gè)共同特征：深深和持續(xù)的熱愛；從0到1的突破；持續(xù)的努力、堅(jiān)持、敢于冒險(xiǎn)、百折不撓。

所謂熱愛，就是為科學(xué)事業(yè)、為信仰奉獻(xiàn)生命的熱情，這種熱愛可以讓他們忘記了自己的年紀(jì)。譬如天文學(xué)家視之為生命的觀測是一件非常辛苦的事，經(jīng)常需要黑白顛倒地長時(shí)間待在高山上。但瑞士科學(xué)家Michel Mayor70多歲時(shí)仍然一直堅(jiān)持親自到智利的歐洲南方天文臺觀測。他因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了一顆圍繞類太陽恒星運(yùn)行的系外行星獲得了2019年諾貝爾物理學(xué)獎。我的博士導(dǎo)師天文學(xué)家Roger Angel是世界新時(shí)代大望遠(yuǎn)鏡之父，1996年獲得了麥克阿瑟天才獎。81歲的他還在推動建設(shè)可以等效于大約80米口徑的廉價(jià)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡陣，用于直接獲得太陽系附近宜居類地行星的大氣透射光譜，探測生命跡象。一流的頂級科學(xué)家總是不停地產(chǎn)生新的想法，并且不停地推進(jìn)，有這樣的熱情才能做出偉大的成果。

葉叔華院士面向國家重大需求建設(shè)上海天文臺，建立了我國自主的綜合世界時(shí)系統(tǒng)，促成了我國甚長基線干涉測量（VLBI）技術(shù)從0到1的發(fā)展，這一技術(shù)后來被應(yīng)用于探月工程等。她也開拓性地發(fā)展了天文地球動力學(xué)研究，引領(lǐng)國際亞太空間地球動力學(xué)計(jì)劃的發(fā)展。

從事原始創(chuàng)新的科學(xué)家只要認(rèn)準(zhǔn)了一件事有價(jià)值，就會全力以赴地把它變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并最終影響一代甚至幾代人。

要突破科研的天花板，實(shí)現(xiàn)原始創(chuàng)新，我認(rèn)為有三個(gè)要點(diǎn)。

一是要改變我們的思維習(xí)慣，注重提出新的問題，用演繹思維代替尋找答案的歸納思維。應(yīng)試教育使得我們總是執(zhí)著于尋找答案，但事實(shí)上更重要的是學(xué)會提問?？茖W(xué)研究一定是從提出問題開始的，原始創(chuàng)新也始于問問題。問題可以被分為三大類，我也把它稱之為3W：What（是什么），How（如何）和Why（為什么）。在無人區(qū)里探索基礎(chǔ)研究需要好奇心驅(qū)動，在這三類問題中，對于第三個(gè)問題，我們往往思考得不夠，但這是抓住世界本質(zhì)的核心問題。

第二個(gè)要點(diǎn)是要注重對概念的理解，人們對世界的認(rèn)識始于概念。我們要深入認(rèn)識和研究概念之間的關(guān)系。關(guān)鍵概念之間的關(guān)系就是規(guī)律和原理，研究這些關(guān)鍵概念的關(guān)系可以幫助我們聚焦重大科學(xué)問題。譬如物理學(xué)的重大規(guī)律都是一些關(guān)鍵概念的關(guān)系，雖然非常簡單，但在被認(rèn)識之前，人們根本不知道這些概念之間有什么關(guān)系。愛因斯坦思考時(shí)間、空間以及光速不變這三個(gè)關(guān)鍵概念，想透想通后就產(chǎn)生了狹義相對論，思考物質(zhì)的存在于是有了廣義相對論。銀河系中心超級黑洞的發(fā)現(xiàn)也是如此，用正確的手段觀測銀心的恒星軌道，測量恒星位置和時(shí)間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)銀河系中心有一個(gè)非常大質(zhì)量的看不見的物體，這就是黑洞。做重大的原始創(chuàng)新，一定要注意關(guān)鍵概念的關(guān)系，并找到其中的規(guī)律。有時(shí)候看似不相關(guān)的事物，一旦找到規(guī)律，就可以自然證明相關(guān)性。

最后一個(gè)要點(diǎn)是要理解不確定性，魔鬼和真理都在不確定性中。通過不確定性來發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，揭開自然規(guī)律。天文學(xué)歷史上，不止一次出現(xiàn)過由于測量的不確定性而錯(cuò)過歷史性發(fā)現(xiàn)的重要時(shí)刻。所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象但自己并不確定時(shí)，一定要花時(shí)間研究它的不確定性，只有把它研究透了，才有信心堅(jiān)持自己的發(fā)現(xiàn)。

我剛到美國時(shí)，也不知道怎么問問題，根本不知道問“為什么”。1992年，我去美國讀博士做理論研究時(shí)的第一個(gè)工作是發(fā)現(xiàn)宇宙學(xué)常數(shù)存在的觀測證據(jù)。宇宙學(xué)常數(shù)由愛因斯坦首先提出，為了解釋物質(zhì)密度不為零的靜態(tài)宇宙的存在，他在引力場方程中引進(jìn)一個(gè)與度規(guī)張量成比例的項(xiàng)，用符號Λ表示，這個(gè)比例常數(shù)很小，在銀河系尺度范圍可忽略不計(jì)。我們發(fā)現(xiàn)了觀測證據(jù)，但那時(shí)沒有認(rèn)識到這是由宇宙暗能量產(chǎn)生的結(jié)果，我們當(dāng)時(shí)就沒有問“為什么”，為什么這么巧合，也沒有去理解和研究觀測數(shù)據(jù)和理論可能存在多大誤差，觀測數(shù)據(jù)的“不確定性”、模型的“不確定性”都可以繼續(xù)研究。

做這些早期的前沿研究時(shí)，我經(jīng)常也會產(chǎn)生困惑，重復(fù)性的科學(xué)研究和日常程序讓興奮度快速下降?，F(xiàn)在看來，關(guān)鍵是那時(shí)的我還沒學(xué)會問更深的問題。

在我看來，做科學(xué)一定要沖著自己的興趣去做，要保持好奇心，譬如宇宙中到底有沒有第二個(gè)地球？我們是不是獨(dú)一無二的？2018年，我回國訪問，了解國內(nèi)科研發(fā)展的現(xiàn)狀，包括空間科學(xué)探測，并于2020年加入了上海天文臺，推進(jìn)“地球2.0”項(xiàng)目，目標(biāo)是利用空間科學(xué)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)第一個(gè)地球2.0，構(gòu)建各類系外行星的大樣本，回答地球2.0在宇宙中的普遍性、類地行星的形成和演化等核心科學(xué)問題，希望能夠?qū)崿F(xiàn)我們中國的夢想、科學(xué)的夢想。面向國家重大需求就是科學(xué)家的初心。面向世界科技前沿，對未知的好奇就是初心。在不斷地努力、堅(jiān)持、冒險(xiǎn)和百折不撓中實(shí)現(xiàn)我們科學(xué)原初探測和創(chuàng)新的使命。

（作者葛健，系中國科學(xué)院上海天文臺研究員，2004年-2020年為美國佛羅里達(dá)大學(xué)終身教授。本文為葛健在中科院上海分院第五期“報(bào)國講壇”上的講話，由澎湃新聞記者張靜整理。）