比例中项是什么意思怎么求,我的科学观｜葛健：魔鬼和真理都在不确定性中

导读：比例中项是什么意思，怎么找？我的科学观|葛剑:不确定性中的魔鬼与真理都在要突破科研天花板，实现原始创新，首先要改变思维习惯，注重提出新问题，用演绎思维代替寻找答案的归纳思维。

比例中项是什么意思，怎么找？我的科学观|葛剑:不确定性中的魔鬼与真理都在

要突破科研天花板，实现原始创新，首先要改变思维习惯，注重提出新问题，用演绎思维代替寻找答案的归纳思维。

中国高质量的科技论文近年来取得了长足的进步，论文数量在世界上名列前茅。但是在原始创新方面，我们还有很大的提升空间。原始创新是真正成为世界强国的最大动力。据我的观察，原始创新型科学家有以下共同特征:深沉执着的爱；从0到1的突破；不断的努力，坚持，冒险和毅力。

所谓的爱，就是为科学和信仰事业奉献一生的激情。这种爱能让他们忘记年龄。比如天文学家，把它当成生命的观测，这是一项非常辛苦的工作，经常需要黑白颠倒地在山里待很长时间。然而，瑞士科学家米歇尔·马约尔70多岁时，仍坚持在智利的欧洲南方天文台观测。他因发现围绕类太阳恒星运行的系外行星而获得2019年诺贝尔物理学奖。我的天文学家罗杰·安吉尔，博士生导师，世界新时代大望远镜之父。他在1996年获得了麦克阿瑟天才奖。81岁高龄的他仍在推动建设一个可以相当于直径约80米的廉价光学望远镜阵列，用于直接获取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断产生新的想法并推动它们前进。只有这样的热情，他们才能取得伟大的成就。

叶树华院士响应国家重大需求，建设了上海天文台，建立了我国自主的综合世界时系统，为我国VLBI技术从0到1的发展做出了贡献。这项技术后来被应用于探月工程等。她还是天文学地球动力学研究的先驱，并领导了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，只要认识到某样东西是有价值的，就会全力以赴把它变成现实，最终影响一代人甚至几代人。

要突破科研天花板，实现原始创新，我觉得主要有三点。

第一，要改变思维习惯，注意提出新问题，用演绎思维代替归纳思维寻找答案。应试教育让我们总是执着于寻找答案，但其实更重要的是学会提问。科学研究必须从提出问题开始，原始创新也是如此。问题可以分为三类。我也叫他们3W: What(什么)，How(怎样)，Why(为什么)。探索无人区的基础研究需要好奇心。在这三类问题中，我们往往对第三类考虑不够，但它是把握世界本质的核心问题。

第二点是要注意概念的理解。人对世界的认识是从概念开始的。我们应该深刻理解和研究概念之间的关系。关键概念之间的关系是法律和原则。研究这些关键概念之间的关系可以帮助我们关注重要的科学问题。比如物理学的大定律就是一些关键概念之间的关系。虽然它们很简单，但是人们在认识到这些概念之前，并不知道它们之间的关系是什么。爱因斯坦思考了时间、空间和光速不变这三个关键概念。经过思考，他提出了狭义相对论。对物质存在的思考导致了广义相对论。银河系中心超级黑洞的发现也是如此。通过观测银心的恒星轨道，测量恒星的位置与时间的关系，发现银河系中心存在一个质量非常大的隐形物体，这就是黑洞。在进行重大原始创新时，一定要注意关键概念之间的关系，找到规律。有时候看似不相关的事情，一旦发现规律，自然能证明其关联性。

最后一点是理解不确定性，魔鬼与真理都在不确定性。通过不确定性发现新现象，揭示自然规律。在天文学的历史上，曾经不止一次因为测量的不确定性而错过历史发现的重要时刻。所以当你发现了一个现象，却又不确定的时候，一定要花时间去研究它的不确定性。只有彻底研究了，你才有信心坚持自己的发现。

刚到美国的时候，我不知道怎么提问，也完全不知道为什么。1992年，我去美国做理论研究的第一份工作就是寻找宇宙常数的观测证据。宇宙常数是由爱因斯坦首先提出的。为了解释物质密度非零的静态宇宙的存在，他在引力场方程中引入了一个与度规张量成正比的项，用符号λ表示。这个比例常数非常小，在星系尺度下可以忽略不计。我们发现了观测证据，但当时并没有意识到这是宇宙暗能量的结果。我们当时没有问“为什么”，为什么这么巧合，也没有去了解和研究观测数据和理论之间可能有多大的误差。观测数据的“不确定性”和模型的“不确定性”可以继续研究。

在做这些早期前沿研究的时候，我经常会感到困惑。反复的科研和日常的程序让兴奋度迅速下降。现在看来，重点是当时还没学会问更深层次的问题。

在我看来，做科学，一定要根据自己的兴趣去做，保持好奇心，比如宇宙中有没有第二个地球？我们独一无二吗？2018年回国，了解国内科研发展现状，包括空间科学探索。2020年，我加入上海天文台，推动“地球2.0”项目。目标是通过使用空间科学卫星发现首个地球2.0，建立各种系外行星的大样本，并回答地球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。，希望实现我们的中国梦和科学。面向国家重大需求，是科学家的初心。面对世界科技前沿，对未知的好奇是初心。通过不断的努力，坚持，冒险和毅力，我们可以实现我们的原始科学探索和创新的使命。

(作者葛剑，中科院上海天文台研究员，2004年至2020年在佛罗里达大学担任终身教授。本文是本报记者张静整理的葛健在中国科学院上海分院第五届“报国论坛”上的讲话。)

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