人類在尋找宜居星球過程中面臨哪些挑戰？| 圖源：pixabay.com
撰文、翻譯|辛玲
審校 | 王一葦
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《國家科學評論》：最新的美國天文界 「十年規劃」 將系外行星研究列為重中之重。為什麼選擇這個時間點？
林潮：經過三十年的迅速成長，系外行星探測正處於蓬勃發展階段。首先，技術的發展為我們提供了重大機遇。地面望遠鏡首次探測到系外行星後，我們開始建設相應的空間探測器，包括開普勒太空望遠鏡（Kepler Space Telescope）和凌日系外行星測量衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS）。這些設備發射後需要幾年調試才能全面運轉。二是系外行星研究的隊伍已經建立起來了。這個課題在三十年前還是冷門，大家不知道這個方向會不會有前途。現在這支隊伍已經壯大。第三，我們對下一步要做哪些事已經深思熟慮，主要科學問題已經非常明確，如生命起源和地外生命搜尋等。把地面望遠鏡和空間望遠鏡的觀測結合起來，我們很有希望通過跨學科研究來初步回答這些問題。
《國家科學評論》：人類最初形成「其他星球」 的概念時，是否受到「我們在宇宙中是孤獨的嗎」 這個問題的驅使？
林潮：這個問題里的 「我們」 可以指太陽系，也可以指生命。其實早在兩千多年前人類就有了多個行星系統共同存在的思想，先驅包括中國詩人屈原和希臘哲學家伊壁鳩魯。到了二百多年前，法國數學家拉普拉斯第一次建立了行星形成的定量模型。拉普拉斯提出，我們太陽系的行星是由圍繞太陽運行的圓盤狀物質聚合而成的。當然理論家們後來也提出了一些不同的行星形成和演化理論。
到了上世紀70年代，人類終於有能力發送航天器去對太陽系的其他行星進行成像。我們看到這些行星的結構與地球大不相同。90年代初又發射了紅外波段的航天器，去探測年輕恆星周圍的原行星盤。到了這時我們終於可以檢驗拉普拉斯的設想是否正確了。可是對系外行星的搜尋非常艱難，科學家們經歷了多次失敗和空歡喜，有好幾次都快放棄了。記得1994年我到夏威夷去參加一個關於行星系統形成、演化和探測的會議。幾個一直在按部就班尋找類木行星的研究者共同得出了一個令人失望的結論，即這種行星可能非常罕見，也很難找到。
《國家科學評論》：您是怎樣進入這個領域的？
林潮：純屬巧合。七十年代中期我在英國劍橋大學讀博士。當時發現了一些雙星能發射強烈的X射線，大家推測是一個中子星或黑洞在從它的恆星伴星吸取氣體。我就用吸積盤模型來研究這些雙星，用計算機模擬兩者之間的質量轉移。
有一次凌晨4點在學校機房工作時，我向程序輸錯了一個關鍵參數。本打算在伴星質量處輸入相當於太陽質量幾分之一的值，實際上卻輸入了相當於木星質量的值（譯者註：木星質量約為太陽質量的千分之一）。第二天我去拿模擬結果的時候吃了一驚，呈現在我眼前的是一個美麗的螺旋圖案，這是我完全沒有預料到的。
我和同事進行了後續分析，認為那個螺旋圖案實際表明木星和行星盤之間存在着強烈的潮汐作用。這種作用可能導致木星軌道的變化。所以在1994年的會上，我說「類似木星的行星其實並不少，只是他們形成後，可能其中一部分——或者大多數——跑了宿主恆星裡面。」 大家都覺得這個想法很瘋狂。
《國家科學評論》：但那次會議之後不久就發現了 「飛馬座51b」。這是人類發現的第一顆圍繞類似太陽的恆星運轉的系外行星。飛馬座51b最讓你驚訝的是哪一點？
林潮：具有諷刺意味的是，大約就在夏威夷會議的同時，兩位瑞士天文學家在法國上普羅旺斯天文台發現了飛馬座51b。這一發現很快得到加州天文學家們的證實。幾乎所有人（包括發現者）都大吃一驚，因為木星繞太陽轉一圈大概要12年，而這顆行星繞着它的主恆星轉一圈只要4天。這種差異意味着飛馬座51b和它主星的距離大概只有木星和太陽距離的百分之一。在如此近的範圍內很難按照常規模型去形成一顆行星。
我和同事早就預測到嬰兒期的行星會從它們出生的行星盤中遷移出來，但我沒想到它們到了恆星附近會停下來。聽說了飛馬座51b的情況後，我立即着手研究行星在宿主恆星附近如何實現定位和停留。短短几個小時內，我就提出了一個創新的想法：當行星進入行星盤的中央空腔時，由於受到宿主恆星產生的強磁場的影響，它們的遷移可能停止。我還提出，當恆星和行星非常接近時，他們之間的潮汐力也可能阻止行星繼續遷移。後來還有一些別的理論來解釋為什麼行星會停在恆星附近，但我的解釋被廣泛認為是最可能的原因，尤其是對多行星系統而言。
《國家科學評論》：最早的一批系外行星發現後，給我們的思維範式帶來哪些變化？
林潮：首先，我們認識到行星存在的普遍性和多樣性。現在我們了解到，幾乎每顆恆星周圍都存在行星，行星的形態多種多樣，不拘一格。
第二是行星在從嬰兒期到其宿主恆星消亡的整個生命周期中具有驚人的流動性。系外行星在多種作用力的影響下實現長距離遷移，這有助於我們進一步研究動態平衡和演變問題。行星的流動性和多樣性對生命起源和生物進化也有很多潛在影響，行星本身物理狀態的轉變可能是基因突變和自然選擇的驅動力之一。儘管地球表麵條件的變化曾經導致生物大爆發、大滅絕等的事件發生，但跟那些行星漂來漂去、並常有強烈碰撞的系統相比，我們的環境變化是很小的。在一個系統里，生命出現、繁榮、消亡和倖存的概率是多少？我們還沒有答案，但對系外行星運動學和結構的認識將幫助我們打開思路，尋找可能的答案。
《國家科學評論》：到目前為止，大約一共發現了4500顆系外行星。探測系外行星的方法主要有哪些？
林潮：方法有很多。最直接的是成像法（imaging）。由於行星相對於太陽和背景恆星是運動的，所以古希臘和古代中國的天文學家們在正確的時間和地點仰望天空，就發現了太陽系的其它行星。但白天太陽光太亮，很難看到火星、木星和土星。從地球的角度來看，系外行星非常靠近它們的主星，主星通常比繞轉的行星要亮數十億倍。成像法最大的難點是要有效地阻擋恆星的光。
第二個方法叫視向速度巡天（radial velocity survey）。由於行星和恆星之間存在萬有引力作用，它們會相互干擾。如果在恆星光譜中觀測到微弱的周期性變化，這些信號很可能是由行星繞轉引起的。飛馬座51b就是這種方法發現的。後來，包括中國在內的許多國家的天文學家又用這種方法發現了幾百個系外行星。
第三種叫凌日法（transit method）。凌日類似於日食，當一顆行星從地球和它的主星之間經過時，它會擋住主星發出的一小部分光芒。精確測量恆星亮度的細微變化在技術上要求極高，但這個凌日法卻是目前識別系外行星最有效的方法，已經找到了幾千顆。這裡主要涉及的望遠鏡就是前面所講的美國NASA的開普勒和TESS。凌日法還有個好處，就是可以匯總候選行星，在凌日再次發生時對它們大氣的物理和化學成分進行進一步研究。這就好比搖滾明星在舞台上表演，他們身後的聚光燈發出強烈的光，使得我們可以在影子裡看清他們飛舞的髮絲。
除了上面幾種方法，還可以通過測量主星位置變化、微引力透鏡現象、或主星發出的無線電信號來探測行星。利用微引力透鏡現象已經發現了幾十顆系外行星，這個方法還具有探測與地球具有相似質量和軌道的行星的潛力。
我覺得行星探測的美妙之處在於可以用多種互補的技術來描述一顆行星的各個方面。沒有某種技術是完全優於其他技術的。我們可以用大型的凱克望遠鏡（編者註：位於夏威夷的兩台口徑10米的光學/近紅外望遠鏡）來進行複雜測量，也可以用很小口徑的望遠鏡來觀測。實際上，凌日法觀測到的第一顆系外行星就是用一架4 英寸（10.16厘米）的望遠鏡在科羅拉多州丹佛市的一個停車場發現的。當我聽說這個故事的時候，我想，「這事的潛力太大了！」 後來的發展也確實如此。
《國家科學評論》：關於地外生命的搜尋，我們目前進展到哪一步了？
林潮：過去的五十年裡我們對行星物理特性的認識提高了不少，但在生命起源方面的認知仍然相當初級，大都帶有猜測性，因為沒有任何實驗數據可以明確地告訴我們對或者不對。
我每次做公眾演講時都喜歡問兩個問題。第一個問題是：「誰相信地球以外有生命？」 90%的觀眾都會舉手。第二個問題是：「誰知道我們是否有確鑿證據，證明地外生命確實存在？」 這次幾乎沒人舉手。所以大家都有觀點，但沒有事實。
這就是為什麼我們需要繼續尋找線索，並對可能的情形做出限制。我們的探測和表徵能力仍相當有限，理論結構仍相當初級。但只要堅持不懈，我們一定能提高對地外生命的感知力和理解力。
《國家科學評論》：尋找地外生命時，主要通過識別哪些 「生物標記」？
林潮：系外行星上其實不乏已知生物體的常見元素，如碳、氫、氮、氧。甚至不乏符合基本定義的宜居行星。然而，相對容易探測到的生命跡象很少，只能先去找一些間接的 「標記」。如果你去青藏高原上尋找雪豹，那麼比較簡單的辦法是在廣闊崎嶇的高原上尋找雪豹的腳印。地球上最容易識別的生命痕跡是大氣中的分子氧。分子氧不是微生物存在的必要成分，而是微生物代謝產生的副產品。在太古宙時期，地球上的生物過程極大地豐富了大氣中分子氧的含量。假設現在扼殺地球上的一切生命，那麼大氣中的分子氧含量將迅速下降，因為氧是一種很活潑的元素，會很快與土壤中的元素反應而消耗掉。火星的表面是紅褐色的，正是因為火星大氣中的氧和火星土壤中的鐵元素發生了反應。
天文學家選擇把分子氧作為生物標記是因為它相對容易探測。氧是宇宙中第三豐富的元素，儘管它在絕大多數恆星和行星的大氣中往往並不以自由分子的形式存在。以我們現在的技術能力，不難從紅外波段探測到痕量的氧分子。如果氧以臭氧形式存在，那麼更容易，從可見光波段就能探測到。很多天文學家都相信如果我們在某顆行星的大氣中檢測到高濃度的分子氧，那麼行星表面就可能存在碳基生命。
不久前科學家們在金星大氣中發現了極少量的磷化氫。磷化氫主要由地球生物體產生，一直被認為是生物標記，因此論文作者們認為這可能是金星高溫大氣層中存在生命的跡象。硫化氫光譜是否受到了金星大氣中的二氧化硫的影響？這篇論文受到了一波健康的質疑，甚至有科學家根據自己的觀察和分析，完全駁斥了那些微弱的信號。這種爭論在科學界是很正常的。正如天體生物學開拓者卡爾·薩根說的：「非凡的主張需要非凡的證據（Extraordinary claims require extraordinary evidence）。」
《國家科學評論》：如果我們在行星上探測到了分子氧，那又意味着什麼？
林潮：那也只是第一步。氧可以有其他來源，如光解水分子。要把與生物活動相關的氧和其他來源的氧區分開來。這裡面的情況非常複雜，因為涉及到生物、化學、物理、地質和大氣過程的跨學科解釋，究竟哪些過程在哪些情況下占了上風等等。
除了分子氧，我們還要探測其他的生物標記。即使擁有最強大的地面和空間望遠鏡，最先進的儀器和軟件，要逐一觀察少量精心挑選的宜居行星上的生物標記也是需要時間的。也許十年以後，我們能掌握足夠的數據來得出這樣一個初步結論：在我們檢查過的所有行星中，有10%，1%或0.1%都發現了潛在的生物標記。有了這個結論，我們就可以把這些生物標記與行星位置、宿主恆星年齡和組成的關係，與宜居帶行星的情況進行對比。這樣既探測了生物標記，又獲得了其嚴格的上限值，對於我們理解宇宙其它地方的生命特徵會產生深遠的影響。
《國家科學評論》：如果外星生命形式與地球生命完全不同，不需要水、或者不是碳基的，那又該如何去尋找？
林潮：在我們開始盲目地尋找其他生命形式之前，需要對生命的定義達成共識。一種常用的定義是：「生命是能夠自我組裝和自我複製的生物」。按照這個定義，我們很快將迎來硅基生命的智能機器人，這些硅基機器人跟碳基生命的生物標記完全不同。想要遠程探測硅基生命不僅面臨技術挑戰，它們能否被真正視為生命還有爭議。
美國前國防部長唐納德·拉姆斯菲爾德曾將「已知的未知」（known unknowns ）和「未知的未知」 （unknown unknowns）區別開來。這個問題就屬於「未知的未知」。我想我們應該從已知的未知開始，一步步尋找地外生命。從地球生命形式出發去找總是容易些，畢竟知道要找什麼。我承認這種方法是以地球為中心的，目標比較狹隘。但如果沒有任何基於先驗知識的搜索標準，那我們恐怕連要問哪些問題都不知道。
《國家科學評論》：如果真的發現了外星生命，我們怎麼辦？
林潮：我傾向於先按兵不動，然後仔細觀察這些外星生命，深入了解它們的特徵、行為、優勢和弱點。要搭載着具有生命支撐系統的飛行器從他們的母星飛到地球，一般來說技術難度很大。還是謹慎一點比較明智，尤其當我們還不知道這種生命形式是熱情友好的、還是比較仇外敵對的。
總之，只要取得任何微生物在外星球上存在的證據，就足以豐富我們對貧瘠環境下生命如何形成的理解。這些知識還能打破學科邊界，幫助人類用整體視角去認識自然。無論如何，我的建議是不要擔心！我主張客觀地去理解周圍的世界，不要由於缺乏同理心或懷着先入為主的偏見而反應過度。
《國家科學評論》：尋找系外行星和地外生命，能否幫助我們更好地認識地球面臨的問題？
林潮：看看今天的金星和火星，就可以預見全球氣候變化的後果。我們知道在白堊紀時期地球的溫度比現在要高得多，但歷史上的氣候變化都是在很長的時間尺度上發生的，比如幾十萬年到幾百萬年。現在最令人擔心的事，是由於人類活動使得二氧化碳和其他溫室氣體在大氣中以驚人的速度進行累積。模型預測，就在我們下一代，地球的氣候模式和海岸線位置會有重大變化。我們亟需扭轉這種趨勢。
當前世界領導人的討論主要集中在減少碳排放上，但開發碳捕獲技術也是非常重要的。對其他行星大氣環流和氣候動力學的研究能給我們帶來啟發。例如金星的溫室效應很強，以至於雨水在到達地面之前就已經蒸發了。我們一定不希望這種情況發生在地球上，因為它會切斷碳從地球大氣返回地表土壤和岩石的主要渠道。我們需要揭示全球範圍內空氣、海洋、海冰、地表、大氣化學以及生物和工業活動之間複雜的相互作用，認識地殼岩石內部和深部長期的碳沉積-釋放的循環過程。這些知識都會有助於我們制定整體、高效的應對方法，減緩氣候變暖的腳步。
《國家科學評論》：您對於地外生命的尋找有哪些建議？
林潮：尋找地外生命的主要挑戰之一是要找到確鑿的、經得起任何懷疑和推敲的證據。除了已經討論得很多了的宜居帶問題和極端環境下的生命形式，其實還有很多重要問題等待我們去解答。比如，為什麼微生物能在地球上迅速興起，而火星已經沒有了生命跡象？畢竟火星也曾經被液態水覆蓋，並擁有類似地球大氣的保護層。火星上到底是否曾經出現過微生物，這至今仍然是個謎。那麼生命的基本信息是從哪裡開始的？又是如何從行星表面上滅絕的？現在大家都不知道答案，甚至不知道怎麼去構建一個可以檢驗的假設。
儘管如此，我們還是有充分理由對未來的研究感到樂觀。就在四年前，我們探測到了第一個穿越太陽系的星際物體奧陌陌（Oumuamua）。如果這種穿越事件真像我們預期的那樣豐富，那麼即將發射的維拉魯賓天文台（Vera Rubin Observatory）每年約能探測到數百個這樣的星際物體，它們攜帶着來自其主恆星和相鄰行星的寶貴信息。我們從太陽系小行星、彗星和行星的衛星上提取樣本的技術也在逐步完善。依靠這些技術，我們就能追蹤星際物體的歷史軌跡，實施取樣返回任務，獲得的數據將大大增加我們對遠方行星系統的基本認識，激發新思想，並對不同的理論假設做出進一步限制。
《國家科學評論》：中國科學家在探測系外行星方面做了哪些工作？
林潮：中國在數個領域都有成果。一是用凌日法在南極等地對系外行星候選體展開觀測，包括近期回國的年輕科學家利用興隆的郭守敬望遠鏡（LAMOST）對開普勒望遠鏡之前探測到的一些凌日行星的軌道離心率和主恆星參數進行了測量。他們的研究為所謂 「超級地球」 的大量出現提供了重要線索。同時，清華大學的師生和韓國科學家合作，用微引力透鏡法進行系外行星的探測。他們揭示了大量類海王星行星的存在，這種行星用其它方法很難探測到。
此外，上海天文台正在帶頭開展一個名為 「地球2.0」（Earth 2.0 Transit Planet Survey）的凌日法探測行星項目。據我了解，中科院國家空間科學中心在醞釀用天體測量法探測行星的項目，貴州的天眼望遠鏡（FAST）也計劃撥出時間來探測與系外行星相關的無線電信號。
值得一提的是，中國與美國、日本、加拿大和印度同屬三十米望遠鏡（TMT）的創始成員國。TMT是正在建設中的下一代光學望遠鏡，靈敏度非常高，可以觀測凌日行星的大氣層特徵。新發布的美國天文學 「十年規劃」 已將其與巨型麥哲倫望遠鏡（GMT）一起推薦為美國國家基金委在地面天文學設施中的首要資助對象。TMT中國項目能否在兩國目前的政治局勢中倖存下來還有待觀察，但我衷心希望這樣的項目能夠成為連接和合作的橋樑，造福於各國科學界。在理想世界中，基礎科學沒有國界和學科的界限。我希望所有努力都能帶來積極的結果。
《國家科學評論》：中國在系外行星探測上有沒有優勢？
林潮：中國在用凌日法進行長期地基觀測方面有獨特的地理優勢。這是因為需要從地球上不同經度和緯度持續觀測目標恆星，而包括新疆和西藏在內的青藏高原地區的觀測目前基本是一片空白。中國可以做很多事情來填補這個空缺。另外，天眼望遠鏡是世界上無線電波段探測靈敏度最高的設備之一，這也是中國的優勢。
中國也有劣勢。探測地外生命必須用紅外設備，但中國的紅外技術一直比較落後。一部分紅外探測設備始終在美國政府對華禁運清單上。中國要麼勉強利用現有的技術，要麼遲早需要下決心來研製自己的紅外技術，但這涉及資源和人才的投入，而且需要時間來完成。
中國的太空項目發展迅速，主要是月球、火星等太陽系內的探測。有團隊正在考慮小行星和彗星取樣返回的可能性。這些岩石樣本是太陽系最古老的遺蹟，將為研究太陽系的形成和早期演化提供重要線索。中國在建設空間站的同時也在開發類似哈勃的巡天望遠鏡，這種望遠鏡能夠為研究系外行星的大氣特徵做出重要貢獻。
《國家科學評論》：中國天文學界是否準備好迎接這一輪技術進步帶來的機遇了？
林潮：中國的系外行星研究隊伍一直在成長。最主要的問題是領域內真正的專家還不多。最近十五年我一直想推動國內系外行星研究的發展，我跟國家自然科學基金委等部門都交流過，但他們覺得這個領域還沒有足夠的研究力量。資助部門往往更願意支持比較成熟的領域，這是很自然的事。不過正是由於研究系外行星的人還不多，才需要支持，這種提攜新興領域發展的重要性在多年後才會顯現出來。歐美很多人都是二十多歲讀博士或做博士後的時候就開始研究系外行星。今天他們已經成長為本領域的中堅力量，並推動領域不斷前進。
想要奮起直追，什麼時候都不嫌晚。一些在歐美深造的中國學生選擇了系外行星研究，有的人已經帶着觀測和理論方面的專業知識回到中國。這些新生力量有望引領中國在系外行星領域的重大前沿項目。我也希望這些年輕人進一步完善中國的科研文化，為科研的各個方面帶來新鮮空氣，包括戰略層面的發展規劃和充滿活力的國際合作。
《國家科學評論》：天文學涉及大科學裝置，大科學裝置需要多方合作。您認為中國天文界如何才能更好地合作？
林潮：這確實是個挑戰。中國社會可能是全世界競爭最激烈的社會之一。小孩子出生不久就要接受評估和比較。從小學到大學，通過定期考試等手段來評估學生的成績和能力。雖然定量和標準化的評估有助於確保公平、激發成就感和促進自豪感，但如果競爭的欲望太強，會在無形中阻礙人與人的合作。在學術界，科研人員的工作往往用發表論文的影響力來評判和獎勵。最簡單的方法是用作者身份、論文引用次數、基金數量和獲獎數量等指標進行排名。不幸的是，一篇論文只能有一個第一作者和一個第一單位。這種排名可以為科研人員的晉升提供一種機械化的標準，但私下圍繞第一作者、第一單位署名問題的尷尬協調並不利於團隊間的長期合作。
在這裡我想用瑞士做個例子。瑞士有四種官方語言，文化也相當多元化，但它在許多科技領域都是世界領先的，尤其是系外行星研究。怎麼可能呢？我認為這裡有值得中國天文界學習的地方。全世界科學家都會做的一件事是競爭科研資源。然而當一個大項目最終塵埃落定後，瑞士人能夠做到讓失敗的一方加入勝利的一方，雙方一起來推動項目的發展。然而在中國，我經常看到失敗那方坐在一邊，看着獲勝方把項目做成——或做不成。整個領域的目標比某個機構的利益更重要。建立共識、促進合作比獲得個人榮譽、樹立個人權威更重要。
合作對於天文學的發展尤其關鍵，因為現代天文學強調多波段觀測，只有天文學家通力合作才能及時交換信息，拼湊出關於某個天體或天文現象的全面圖景。天文學的另一個特點是隨着技術的飛速發展，其主要研究方向大約每十年就會發生重大轉變。在天文界內部就短期、中期和長期的研究重點達成共識是很重要的。建立共識的過程需要透徹的討論、批判性的評估、包容性的辯論和全球視野。美國天文學的 「十年規劃」 就是這樣產生的。十年規劃的研究重點超越了任何一個機構或分支學科的研究興趣，反映了整個天文界的合作精神。
中國天文界需要通過改革來建立一個靈敏有效的決策機制。雖然也常組織專家委員會來討論未來發展，但容易出現某一級委員會的結論被另一級委員會（或其它想維護其機構或分支學科的既得利益團體）推翻的情況。通過來回操控，個別派系獲得了暫時的勝利，但這種不顧規則的做法將對決策過程造成長遠的負面影響。必須保護和尊重相關科學家，尤其是年輕科學家的意見。直接與國家領導人進行溝通、遊說的做法可能有助於項目啟動，但從長遠來看會妨礙固有的行政秩序，給領導人增加不必要的負擔，降低程序執行的透明度。
最後，將中國科學院在重大資源配置、國家設施運營和大科學項目規劃推進等方面的職責分開可能會使科研工作更高效、包容性更高。不會有完美的解決方案，幸運的是中國對基礎科學研究的投入在快速增長。隨着政府支持的增加和年輕人才的湧入，我盼望看到中國在行星天體物理學等前沿領域做出引領性的重大發現。同時，中國天文界需要思考如何最大限度地提高政府投資的效果和科學回報。對於大科學裝置而言，最終展現給世界的應該是豐碩的科學發現，而不是光鮮亮麗的裝置本身。建造龐大而昂貴的大科學裝置也並非實現全球重大影響的唯一途徑。
《國家科學評論》：您是北京大學科維理天文與天體物理研究所的首任所長。您如何看待中國在吸引外籍人才來華工作方面做出的努力？
林潮：前沿科學受國界限制比較少，國際化的機會較多，特別是天文學，我們的研究對象是同一片天空。KIAA的初衷是要打造一個開放的、國際化的研究平台。我們遇到了一些挑戰。在中國，經常會用嚴格的指標來評判一個機構的表現，機構必須不斷證明其存在的合理性。但我覺得KIAA沒有必要去爭奪中國第一研究所的位置。相反，我希望把她打造成一個全世界科學家都可以來討論想法的卓越中心，一個激發創新的孵化器，和一個幫助年輕學者尋找靈感、探索方向、成長為原創思想家的智力平台。這些崇高的目標難以實現，因為我總不能對領導說，「我正在致力於培養良好的學術環境，二十年後可能會出成果。」 我相信今天的KIAA正在朝着正確的方向前進，最終將成為世界一流的研究所。
《國家科學評論》：您認為我們需要在基礎科學領域鼓勵更多 「大膽的探索者」 來攻克難題嗎？
林潮：非常需要。天文學的很多重大發現看起來都是偶然取得的：比如人們一開始想尋找跟我們太陽系相似的行星系統，但找到的第一顆系外行星跟太陽系行星完全不一樣。這些偶然發現並非真的偶然，需要設備、資金的鋪墊，還有人才和一點創造性思維。
我出生在蘇聯發射第一顆人造衛星的時期，六歲就對天文產生了興趣。我希望今天的孩子和年輕人能從正在進行的太空探索中獲得靈感和啟發。系外行星領域有許多富有想象力、敢於大膽嘗試的年輕人，他們的科學觀很少受到先入為主的限制。在利用新技術新設備方面，這些年輕人非常靈活，富有創新性。很多人在設計複雜算法或從數據中挖掘信號方面有天賦，還有人還提出了原創性的技巧，無需巨額投資或製造昂貴的大設備就能解決問題。
《國家科學評論》：您對年輕科學家有哪些建議？
林潮：我一般會給處於科研事業初期的年輕人四點建議。
首先，追隨你的內心，這很重要。只有這樣你才能懷着熱情、決心和永不滿足的好奇心去迎接挑戰，而不是僅僅獲得一份穩定的工作或好的名聲。追求知識本身是一種崇高的動機。
其次，在你尋找答案之前，不妨先想一想問題是什麼。作為老師，我更喜歡激發和培養學生的原創思想。維生素C的發現者阿爾伯特·聖捷爾吉曾經說過：「發現就是看到了大家都看得到的東西，而想到了大家都想不到的東西。」 雖然你必須謙虛地嚮導師和同行學習，但只有保持開放的心態和獨立思考的能力，才能開拓未知領域。
第三，找到一種或幾種最適合自己的研究方法。有人數學有天賦，有人擅長做實驗，有人善於挖掘數據，有人在儀器製造方面很有創造力。所有這些專業能力在科學研究中都是需要的。對我自己來說，我最喜歡揭示複雜天體物理現象之間的聯繫。但我不一定要嘗試所有方法。我欽佩和尊重同事們的專業特長，並積極和我的同齡人和學生們開展合作。你要找到自己的天賦，對自己充滿信心，同時去欣賞、學習和受益於他人的特長。
第四，科研是一種集體行為，因此我們有責任傳播自己的研究成果。要讓儘可能多的人理解你的研究，這樣你的想法才會變得有影響力。可以訓練自己做 「電梯演講」，設想在電梯從一樓升到四樓的時間內把你研究課題的精髓介紹給外行。對於我來說，能把自己的科研熱情分享給領域外的人，把自己研究的重要性解釋清楚，激發他人的求知慾和靈感，我就覺得很滿足。
《國家科學評論》：最後一個問題：您最近在研究什麼？接下去打算做什麼？
林潮：過去五年我一直專注於引力波研究。最近探測到的引力波信號來自兩個相互繞轉的恆星級質量黑洞的併合。在它們併合的最後階段，這些黑洞強烈地扭曲了周圍的時空，產生的引力波傳播到極遠的距離。我最感興趣的問題是：這些雙黑洞是哪裡來的？它們究竟是如何併合成更大的黑洞的？最初被廣泛認可的理論模型認為這些雙黑洞是雙星系統演化的副產品，然而隨着我們獲得更多數據，這種模型在解釋黑洞的質量範圍和自旋率方面遇到了挑戰。
在尋找其它解釋的過程中，我把這些引力波事件與活動星系核聯繫起來。活動星系核包含了超大質量黑洞周圍的吸積盤，根據我之前對行星形成和吸積盤的研究，我認為活動星系核中超大質量黑洞周圍的氣體吸積盤可以為恆星級質量黑洞的誕生、成長、配對以及最終併合提供一個理想的場所。我過去在行星形成領域的許多研究方法都可以直接用到雙黑洞研究上。我和敢於探索的年輕人合作研究這些問題，並鼓勵他們跳出框框進行原創性思考。在這個過程中，我們發現了以前被忽視的一些物理效應，而這些效應反過來又對行星形成的研究有啟發。
在我研究天體物理的幾十年裡，飛速進步的技術給我們帶來了爆炸式增長的多波段、多信使的觀測數據，極大地拓展了我們的視野。從系外行星到天體生物學、黑洞、活動星系核和引力波，這些新線索開啟了天體物理學令人興奮的黃金時代。這些領域之間既互補又相互聯繫，跨越了巨大的空間和時間尺度，為潛在的重大發現提供了肥沃的土壤。我一生在許多國家生活、學習和工作過，在同行和社會的支持下得以參與這些振奮人心的研究，我倍感幸運和感激。我也羨慕今天的年輕人能有這麼多機會去探索新的想法、追求重大進步，從而更全面、更準確地理解宇宙及其豐富的組成成分。
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