郭雷院士：科学研究要勇于攻坚克难、开疆拓土

"获得预期证据的唯一方法是选择一条完全不同的道路."这就是德国数学家希尔伯特在证明戈尔丁定理时的想法。1983年，当我还是中国科学院系统科学研究所的研究生时，我在康斯坦斯·瑞德写的《希尔伯特》中第一次见到这句话。虽然书上有标记，但当时我没有个人感情。

不久，我开始了我研究生期间的第一份工作:研究当传统的“连续激励”条件不满足要求时随机梯度算法的收敛性。没想到，前人使用的鞅理论和微分方程方法遇到了本质上的困难。我经常被逼到走投无路、筋疲力尽的地步。在屡战屡败的过程中，我终于探索出了一条与过去完全不同的新途径，即直接处理随机矩阵的无穷乘积的有效方法，从而实现了随机梯度算法研究的突破。这一刻，我突然想起了希尔伯特说过的话，并产生了强烈的共鸣。

科学成果的创新至少取决于两个重要方面。一是科学概念的创新，这是新理论的基石和知识进步的阶梯。一是科学方法的创新，它能使人类不断拓展认知能力，促进科学的深入发展。作为一名理论科学家，我在过去30年里所取得的代表性成就主要归功于理论方法的创新和“选择了一条与过去完全不同的道路”。当然，重要的创新往往是“在巨人肩上”取得的关键突破

科学研究过程中的关键步骤是选择一个主题。我非常重视两种情况:一是克服困难，在重大科学问题的研究上取得突破；第二是开拓新领域，提出新问题，发现新现象或开辟新方向。这两种情况往往密切相关，并往往伴随着科学方法的创新。

你为什么特别重视这两种情况？在我看来，对于科学研究来说，应用现成的方法来解决一些类似于以前工作的问题，本质上就是学生做练习。虽然它可以培养人才或增加论文数量，但这不是科学家应该有的追求、境界和责任。爱因斯坦曾经说过:“问一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题可能只是一个数学或实验技能的问题。然而，提出新问题、新可能性和从新的角度看待旧问题需要创造性的想象力，并标志着科学的真正进步。”我对爱因斯坦的观点深信不疑，并认为这是科学家应该有的境界——不拘泥于现有的方法或理论，而是提出新的科学问题，发现新的现象和新的规律，发明新的理论和新的方法，探索从未踏足过的*土地。因此，发现、选择、提出和形成适当的、真正重要的科学问题是科学研究和创新过程的第一步。

诚然，面对已知的科学问题和研究新的科学问题都有更大的风险和挑战。许多人经常担心如果失败了，他们将一无所获。加入这种研究确实需要更大的勇气、更强的综合素质和更大的毅力。

虽然面临重大难题的工作短期内很难取得重大突破，但一旦取得实质性进展或获得有意义的“副产品”，就可能是显著的成就，很快得到同行的认可，远远好于在无关紧要的问题上取得“巨大”的进展。

对于提出新问题或开辟新方向的工作来说，批准的过程往往更长，因为任何新事物都有一个发展、完善和接受的过程。科学系统是一个复杂的适应系统。虽然它是开放的，但也是保守的。否则，该系统的可靠性无法保证。因此，科学创新工作，尤其是改变传统观念或研究范式的创新，被忽视或质疑，甚至受到打击等。在任何时候和任何国家，这都不是一个孤立的案例。它也可以被看作是科学发展的一条规律。这要求我们以更坚定的信心、更坚定的毅力、更冷静的心态和更长远的眼光来对待它。

(作者郭雷是中国科学院院士，记者詹元采访整理)