·一流的顶级科学家总是不停地产生新的想法，并且不停地推进，有这样的热情才能做出伟大的成果。
·要突破科研的天花板，实现原始创新，首先要改变我们的思维习惯，注重提出新的问题，用演绎思维代替寻找答案的归纳思维。
中国高质量科学论文近年进步非常快，论文数量世界排名数一数二；但在原始创新方面，我们还有很大空间可以提升。原始创新是真正成为世界强国的最大动力。根据我的观察，原始创新的科学家有以下几个共同特征：深深和持续的热爱；从0到1的突破；持续的努力、坚持、敢于冒险、百折不挠。
所谓热爱，就是为科学事业、为信仰奉献生命的热情，这种热爱可以让他们忘记了自己的年纪。譬如天文学家视之为生命的观测是一件非常辛苦的事，经常需要黑白颠倒地长时间待在高山上。但瑞士科学家Michel Mayor70多岁时仍然一直坚持亲自到智利的欧洲南方天文台观测。他因为发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星获得了2019年诺贝尔物理学奖。我的博士导师天文学家Roger Angel是世界新时代大望远镜之父，1996年获得了麦克阿瑟天才奖。81岁的他还在推动建设可以等效于大约80米口径的廉价光学望远镜阵，用于直接获得太阳系附近宜居类地行星的大气透射光谱，探测生命迹象。一流的顶级科学家总是不停地产生新的想法，并且不停地推进，有这样的热情才能做出伟大的成果。
叶叔华院士面向国家重大需求建设上海天文台，建立了我国自主的综合世界时系统，促成了我国甚长基线干涉测量（VLBI）技术从0到1的发展，这一技术后来被应用于探月工程等。她也开拓性地发展了天文地球动力学研究，引领国际亚太空间地球动力学计划的发展。
从事原始创新的科学家只要认准了一件事有价值，就会全力以赴地把它变为现实，并最终影响一代甚至几代人。
要突破科研的天花板，实现原始创新，我认为有三个要点。
一是要改变我们的思维习惯，注重提出新的问题，用演绎思维代替寻找答案的归纳思维。应试教育使得我们总是执着于寻找答案，但事实上更重要的是学会提问。科学研究一定是从提出问题开始的，原始创新也始于问问题。问题可以被分为三大类，我也把它称之为3W：What（是什么），How（如何）和Why（为什么）。在无人区里探索基础研究需要好奇心驱动，在这三类问题中，对于第三个问题，我们往往思考得不够，但这是抓住世界本质的核心问题。
第二个要点是要注重对概念的理解，人们对世界的认识始于概念。我们要深入认识和研究概念之间的关系。关键概念之间的关系就是规律和原理，研究这些关键概念的关系可以帮助我们聚焦重大科学问题。譬如物理学的重大规律都是一些关键概念的关系，虽然非常简单，但在被认识之前，人们根本不知道这些概念之间有什么关系。爱因斯坦思考时间、空间以及光速不变这三个关键概念，想透想通后就产生了狭义相对论，思考物质的存在于是有了广义相对论。银河系中心超级黑洞的发现也是如此，用正确的手段观测银心的恒星轨道，测量恒星位置和时间的关系，发现银河系中心有一个非常大质量的看不见的物体，这就是黑洞。做重大的原始创新，一定要注意关键概念的关系，并找到其中的规律。有时候看似不相关的事物，一旦找到规律，就可以自然证明相关性。
最后一个要点是要理解不确定性，魔鬼和真理都在不确定性中。通过不确定性来发现新现象，揭开自然规律。天文学历史上，不止一次出现过由于测量的不确定性而错过历史性发现的重要时刻。所以当发现一个现象但自己并不确定时，一定要花时间研究它的不确定性，只有把它研究透了，才有信心坚持自己的发现。
我刚到美国时，也不知道怎么问问题，根本不知道问“为什么”。1992年，我去美国读博士做理论研究时的第一个工作是发现宇宙学常数存在的观测证据。宇宙学常数由爱因斯坦首先提出，为了解释物质密度不为零的静态宇宙的存在，他在引力场方程中引进一个与度规张量成比例的项，用符号Λ表示，这个比例常数很小，在银河系尺度范围可忽略不计。我们发现了观测证据，但那时没有认识到这是由宇宙暗能量产生的结果，我们当时就没有问“为什么”，为什么这么巧合，也没有去理解和研究观测数据和理论可能存在多大误差，观测数据的“不确定性”、模型的“不确定性”都可以继续研究。
做这些早期的前沿研究时，我经常也会产生困惑，重复性的科学研究和日常程序让兴奋度快速下降。现在看来，关键是那时的我还没学会问更深的问题。
在我看来，做科学一定要冲着自己的兴趣去做，要保持好奇心，譬如宇宙中到底有没有第二个地球？我们是不是独一无二的？2018年，我回国访问，了解国内科研发展的现状，包括空间科学探测，并于2020年加入了上海天文台，推进“地球2.0”项目，目标是利用空间科学卫星发现第一个地球2.0，构建各类系外行星的大样本，回答地球2.0在宇宙中的普遍性、类地行星的形成和演化等核心科学问题，希望能够实现我们中国的梦想、科学的梦想。面向国家重大需求就是科学家的初心。面向世界科技前沿，对未知的好奇就是初心。在不断地努力、坚持、冒险和百折不挠中实现我们科学原初探测和创新的使命。
（作者葛健，系中国科学院上海天文台研究员，2004年-2020年为美国佛罗里达大学终身教授。本文为葛健在中科院上海分院第五期“报国讲坛”上的讲话，由澎湃新闻记者张静整理。）
