（一）非认知因素
让一个静止的物体运动起来需要外力的作用，而要使一个处于运动的物体保持这种运动状态就需要物体本身具有一种能保持当前运动状态的物理属性，即具有一定的质量。同理，个体在从事某项科学实践活动之初，也需要一个推动力或驱动力来启动这项活动，而在活动进行的过程中，个体则需要具备能继续维持和调整科学实践活动进程的某种个性心理特征。大部分西方心理学家将推动和维持人类进行实践活动的心理原因和内在动力视为是非认知因素。非认知因素具有动力作用、定型作用和补偿作用。本书中的“非认知因素”是指由物理建模的目标所激发、驱动和维持的个体从事物理建模实践活动的内部动力和习惯化的行为模式。研究将驱动和维持物理建模活动的心理动力特征称为“非认知因素”。我们分析了30位物理建模能力表现突出个体的访谈文本后，发现了“非认知因素”中的三个要素指标，即成就动机、专业兴趣、性格特征，下面将探讨这三支力量在个体物理建模活动中的作用。
1.成就动机
个体参与科学实践活动的行为受内、外动机的驱动，参与科学实践活动往往不是只受一种动机的驱使。相关专家认为人的有意识的欲望可以追溯到他更基本的目的，研究行为本身价值不大，但研究行为的动力意义是重要的。当年，该专家就是从记录、描述相关学者行为背后的动力意义来理解和洞见这些才华横溢的学者是如何不同于普通人的。今天我们追随他，从记录和描述具有物理建模专长的专家的建模历程来分析个体的物理建模动机，首先发现了受访者的物理建模动机具有认知需要、尊重与自尊需要、自我实现需要三种成分。经过对原始数据的反复分析，我们进一步发现，在复杂的物理建模实践活动中个体不只存在满足以上三种需要的成就动机，还有满足社会责任需要的动机，即作为社会人，个体在自我发展的道路上，应具有担负起一定社会责任的心理倾向。
（1）满足认知需要的动机
认知需要就是认知冲动，它是和兴趣、好奇心密切相关的。在某种意义下，我们可以认为在认知需要驱动下的成就动机和学习兴趣在性质上是统一的。就其关系而言，兴趣是决定认知需要的积极冲动，认知需要则是兴趣的延伸和拓展，有兴趣并不一定会给自己设定高远的行为目标，而认知需要则是目标导向的。我们访谈的一位教授，他从小就喜欢爱迪生，立志要做“大发明家”，要发明出“像电灯那样使全世界的人都受益的物件”。刚开始时，他仅仅是有一种朦胧的想法，因为想当发明家而对物理学产生了兴趣，直至上大学后才发现自己距离成为“大发明家”差得很远，随后开始努力学习。在学习专业知识的过程中他逐渐清晰了自己的发展目标，即“要为国家的国防事业做些什么”，在这个认知需要的驱动下，他不断地学习和丰富自己的专业知识，与此同时，他的自我效能感和胜任力也逐渐增长。以认知需要为特征的动机来自两方面，一是提高自身认知层次和问题解决能力的需要；二是促进物理学发展的需要。我们把表述中透露出“有志于”“很想弄懂”“我立下人生志向”“满怀雄心壮志”“一心向往……”等想法的受访者，看作是具有认知需要这一类型成就动机的典型个体。下面这段是Z教授的原话，它体现了驱动建模实践活动离不开满足认知需要的驱动力。
“我的科研更多的是我博士毕业之后开始的。我就觉得自已有一些技能不足以支撑我下一步的科研，正好有一个机会我就出国待了一年。出国的目标其实非常明确，当时有一个理论方法我想弄懂，而那个方法正好是那个组去做的事情，我目标非常明确。实际上我去那个组不是为旁的，我就是为了把那套方法学会。但实际上当我学会了之后，发现那个方法还不足以支撑我后续的研究。回国之后紧接着我就又去物理所待了一段时间。去物理所的目的也非常明确，我想知道的那个方法国内做得最好的组就在物理所。这样的话就又去物理所了解他们是如何用这种方法的。此后，才算是把我们这个研究方向所用到的技巧或方法完全吃透了、掌握了。基本上此后，慢慢才开始自己形成了一些思路。”
分析访谈文本可以发现具有认知需要的个体，他为自己设定的目标更明确、具体而高远。我们在进行院士自传的文本分析时，处处可见由于认知需要的驱动，而使个体产生强烈的目标追求欲望和兴趣，从而深入物理建模实践活动的案例，如上述案例中的院士。由于他对玻特实验怀有极大的兴趣而不断地学习玻特实验的相关理论，一直调研该方面的相关资料，在所有理论和原理都透彻理解之后，深入思考实验的相关步骤和细节，最终发现玻特实验的缺陷，并在相关专家做的38Cl→38Ar+e++v启发下，提出了通过测量放射性原子的反冲能量或动量获得中微子存在的证据。这样就能克服无法用中微子自身的电效应来探测中微子存在的实验缺陷，并建议用7Be+e-→7Li+u反应来实施。十年后，相关专家实现了该院士提出的通过云雾室实验观测粒子束的实验构想，终于发现了中微子的存在。这位院士曾说过：“中微子之谜对我具有巨大的诱惑力，使我魂牵梦萦”。
（2）满足尊重和自尊需要的动机
所谓尊重和自尊的需要是指一种个体对于自尊、自重和来自他人尊重的需要或渴求，这种驱动力在物理建模活动中也普遍存在。尊重和自尊的需要并不指向个体提高认知能力的目标，而是力图通过科学实践活动获得两类欲望的被满足，一种是个体因自己的活动表现或工作能力而获得的稳定的、较高的自我评价，如实力、成就、自信、独立；另一种是赢得了一定的地位，从而得到他人的尊重，如名誉、声望、地位、赞赏等。在众多的受访者中，一位研究凝聚态物理的教授给我留下了深刻的印象，他的经历体现了一个建模实践者对满足其尊重和自尊需要的强烈渴求，使我们意识到只有尊重和自尊需要得到满足，获得他人或科学共同体的认可或尊重，个体才能产生自信的心向，才能获得自己是有价值、有能力、有力量和有位置的心理体验，最终才可能顺利完成建模实践活动。相反，个体如果得不到他人或所谓圈子内部的认可和尊重就会丧失基本的信心，产生自卑情绪，弱小及无能感，严重影响他对曾经设定的目标的达成。
下面就是这位Z教授的自述：“我去年发表的一篇文章，这是一个让人纠结的事情。但是从一开始做这个事情，可能就是三年之前了。我有一个合作者，他提出了一个在石墨烯里实现量子反常霍尔效应的模型。然后，我就想如果这个东西和超导体结合的话，会不会有一些特殊的信号在里面。我跟我的合作者去讨论的时候，他非常感兴趣，他认为这里面一定会有一些新奇的东西。既然有这么一个想法，我就想试一试，那时就开始调研了很多东西。看看别人是怎么处理超导的，然后就开始去学一套新的方法，终于学会了那套东西之后呢，就开始算，其实每次学一个新的东西是很痛苦的一件事情。我计算出来一个东西，这个计算量非常大，完了之后和合作者讨论，他觉得这个事情好像有点儿什么，我觉得这个事情还没有弄清楚之前没有必要再往下继续算，总得理清一下你的思路。但是，最后我们俩觉得我们对这个问题都不是特别的理解或了解。这时候物理所的另一位合作者，他来我们这里访问，我就把这个事情给他念叨了念叨。他说这个事情你吗，可以朝着另外一个方向考虑。有时你会发现人真的是有差异的，你看那种武林高手，他的内功就是深厚，我们会一些花架子在这里舞了半天。我们就赶紧换了一个思路重新考虑，那个时候才非常明确了，这个东西就是基于一个所谓的量子反常霍尔效应，跟超导一阶耦合在一块儿，让它产生一个所谓的cooper对分离器，这时才非常明确了去做这个事儿。所以这个过程不是一蹴而就的，即使我们最后去写文章的时候也不是说都特别弄明白了。我们写文章，然后投到PRL。PRL审了三次还是被拒掉了。其实当时很痛苦，因为我们觉得这个结果是个非常好的结果，后来又投了NATURE的一个子刊，NATURE认为我们有一个问题没有说明白。那个时候我们说要不重写一遍。我从来也没有一个文章这么费劲。过了春节，中科大的合作者说让我到中科大去，我们俩当面修改的话可能进展会快一点儿。刚过完春节我就坐飞机到合肥，我们俩面对面一句一句地把文章又重新写了一遍，之后又交给物理所的合作者，他把其中的一段又重新写了一下。最后发表在NATURE的一个子刊上，但是这个结果离我们的预期已经很远了。实际上我们很满意的一个工作，最后的结果是非常不满意的。所以，这个学期不想写文章了，想去弄明白热力学教材中的一个普朗克能量子假设是如何提出的。”
（3）满足自我实现需要的动机
自我实现指的是人对于自我发挥和自我完成的欲望，也就是一种使人的潜能得以实现的倾向。如果一个人朝着“他所能够成为的人”的方向发展，从事他所适合的工作，忠实于他自己的本性，那么他将越来越成为那个独特的、他所能够成为的人。在我们的访谈中，可以看见很多受访者具有充分利用、开发个人天资、潜能的欲望和能力，他们努力实现自身价值，淋漓尽致地从事着他们力所能及的工作。如S教授，他在和我们的交流中，不断地强调寻找个人能力的上界，把个人能力发挥到极致的观点。通过分析原始资料发现，具有自我实现需要这种内驱力的个体的共同特征是，他们已经走到或者正在走向自己力所能及的高度，下面是S教授的一段自述：
“其实每个人都有自己的优点，你至少得让别人发现你的优点。就是说你不能所有的东西都是居中的。你如果都是居中的，你不行。你必须努力寻找你能力的上界在什么地方……找到你自己能力的上界之后，就要朝着它努力。我博士毕业工作三年后，还一事无成，只好厚着脸皮去找以前自己的老板。到他那儿以后，他还是不给你题目，自己找题目，其实还是没人管你，只不过是给你创造了一个平台让你在那儿工作。那半年，我没白天没黑夜的干，干的活足够一个博士毕业了，半年干的活就顶我以前五年干的。那时效率巨高，达到我的极限了。”
相关心理学家指出通向自我实现的途径之一就是融入事业，而不是关注个人的利益。在我们的访谈中，有12位受访者谈到“不急功近利”“没有后续资金支持，我仍然在做”“不能太功利了，只看能不能快发文章”等类似的达成自我实现的表述，他们对物理学的研究是出于实现更好的自己的目的，而不是追名逐利，如下面这段来自C教授的简述：
“我们的合作组中怕出现这样的人，比较草率，逮着一个结果就觉得这是一个大的效应，最后发现不对。在天体实验里面，在宇宙射线实验里面，经常会出现这种乌龙事件，例如超光速事件、南极测得的宇宙微波背景辐射的变化的这种实验。人们由于急功近利的想法，就觉得我发现了一个大效应，就要赶快把这个轰动的效应报道出去，报道晚了可能优先权就没了，所以不经合作组的讨论就擅自发表了。然而，报道出去之后，其他实验组无法重复你的实验，没有测到你得到的结果，返回来你发现测错了，人丢大了，关键是整个合作组的声誉都会受损。”
W教授从正面揭示了满足自我实现需要的成就动机对个体从事建模实践活动的重要作用：“动机真是非常重要。有个学生大一就跑到我这儿来，他是听辅导员介绍说我这儿做一些电的东西，他很喜欢电学，以后也想从事这方面的工作。我就让他没什么事儿下课来，其实我个人觉得我也没指导他太多，他主要是在这儿整天自己整、鼓捣，那学生我很快在大二的时候就能指导他参加竞赛了。他就在省里能拿奖，国家的拿不了一等，二等、三等他能拿到，最后毕业的时候他靠这个就保送到复旦读研究生。因为你去面试的时候，老师如果想招一个学生肯定是让他来做科研，你必须具备有科学的动力，有一颗科研的心。”
（4）满足社会责任需要的动机
在分析访谈文本和院士自传的过程中，我们发现有一部分研究对象，他们的行为动机更多地体现为一种对他人、国家和社会责任需要的驱动力，而且越是资深的科学家、院士，越是处在国家社会动荡变革时期，他们的这种社会责任的需要就越强烈。他们对尊重、声誉、地位的追求以及他人的评价与赞赏没有太多的关注，而是专注于急难险重问题的解决。他们在紧急关头表现得从容自若，善于创造性地化解难题，一旦遭遇困难或危机，他们表现出超强的责任感和担当精神，敢于挺身而出承担风险，W老师讲述了这样一段关于他们团队十二五课题的研究经历：
“我们结题的一个十二五的项目，要做的就是如何检测海底输油管道内壁的腐蚀数据。中海油集团在海上有很多输油管道，管道分内壁和外壁，一般管道外壁都会有保护层，而管道内壁直接和石油相接触，管道内壁时间长了就会被腐蚀，腐蚀了就会影响整个系统安全，所以我们就要做一项研究看看如何来精确地检测管道内壁的腐蚀数据。英国有个COMSOL公司非常厉害，它的这套东西已经成型了，而且已经应用到工业领域了。我们国内根本没有这种产品，没有这个相关领域的研究。知识产权是人家的，它就要求在卖给你设备的同时，管道的安装也必须由它来完成。而COMSOL公司的这套设备卖两千多万，加上铺管可能动不动就得上亿了，成本太高了。再者说，我们的南海有很多东西，涉及国家安全问题，我们也不想让别国公司来介入。出于国家知识产权和国家安全保护的需要，我们下决心一定要做出具有独立知识产权的检测系统，不能在技术方面受他国的钳制。其实，我们整个研究过程的成本相比于COMSOL公司的十分之一都不到。现在还没到量产化的阶段，现在这条路是通的，如果将来要做的话已经有基础了。”
院士的自传为我们提供了物理学家在社会责任需要的驱动下产生科学研究动机的一个很好的例证。他和他的同事为我国天文学研究能赶超世界先进科技水平，开始投入对我国太阳塔的设计与研制工作。经过前后二十年的时间，终于在20世纪80年代太阳塔建成了。这个例子表明了，在很多时候其他的动机需要都不能像社会责任需要那样使人追求某一目标的行为更加持久和坚定。
物理学专业出身的SpaceX公司的创始人兼CEO就是一个从小抱定“改变世界、拯救人类”目标的科学天才。在他读物理学博士的第二天就去创业了，无论是PayPal，还是特斯拉（Tesla），再到SpaceX和SolarCity公司，他从未改变自己的初衷—“改变世界才重要”。当他的大学同学正忙着构想如何谈一场风花雪月的恋爱时，他的目标却是如何拯救人类。他自己找到了自己的使命，勇于承担责任。所以，正是他对自己社会职责和使命的追求，使他把自己的科技、艺术、思想和商业智慧发挥到了极致，他成为了“他所能够成为的人”。
综上所述，满足个体的认知需要、尊重和自尊需要、自我实现需要和社会责任需要，共同构建了物理建模活动的成就动机，有效激发和调控了个体的建模活动。与专业兴趣不同，成就动机引发的行为具有较强的目标指向性，能定位于较高的活动目标上，并且能更持久地保持科学实践的行为。
2.专业兴趣
专业兴趣是个体对他所从事的专业领域的学习或研究活动所产生的一种比较积极的、稳定的心理倾向。物理专业兴趣一旦形成，个体就会对物理建模等科学实践活动产生内在的、正向的、积极的、关切的情绪和情感体验，倾向于和乐于投入时间和精力。“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”“一切有成效的工作必须以某种兴趣为先决条件。”有些人的兴趣比较广泛，他喜欢探究两个或更多的专业问题或乐于参与两个以上的科学实践活动，而另一些人的兴趣比较单一，仅关注一个专业问题或参与特定的科学实践活动。个体在专业领域的成功既要有广泛的兴趣做基础，又要有中心兴趣做目标。同时，个体的专业兴趣应具有一定的稳定性，才能为更深刻地认知模型和建模提供必要条件，对物理的专业兴趣不能只是观望而必须落实到参与物理建模实践活动中，只有这样的兴趣才是有效能的兴趣。在访谈文本中，我们共提取出关于专业兴趣的词句246条，有15人在访谈中超过10次提到对自己所从事的专业十分感兴趣。专业兴趣对个体参与物理建模活动具有激发和始动的作用，它是延长个体参与建模活动的时间，提高从事建模活动的参与度，克服建模活动中的困难，实现自我调控的重要动力源。通过对访谈记录的分析，我们归纳出专业兴趣在个体物理建模活动中的特征主要体现在如下三个方面。
（1）稳定的专业兴趣
稳定的专业兴趣能坚定个体从事物理建模实践活动的信念，专业兴趣的稳定性品质是个体能深刻认识事物的前提条件，是个体克服重重困难，坚守初心，持续物理建模活动的动力，它在很大程度上对个体从事物理建模活动起到定向作用。在访谈中，有10位受访者是由于专业兴趣而放弃了在别人看来能带来更多收益的职业或研究领域，而坚守在自己喜欢的专业领域里，或转专业进入自己喜爱的专业领域里，并取得了不俗成绩，下面是一位理论物理专业的x研究员讲述的经历：
“高中的时候，我就喜欢物理，但是我知道没有数学的功底，物理学是玩儿不了的。所以，考大学的时候我就报考了数学。本科学了四年数学，学数学实际是为了学物理打基础，做铺垫的。考研究生的时候，由于我家是大连的就义无反顾的考了大连理工大学的理论物理专业。我对物理，特别是理论物理很感兴趣。我们研究的东西可以说纯粹是靠精神去支持的，它没有任何的功利性可言。没兴趣的话，肯定做不下去。你看到这个东西就很烦。你怎么会做它呢？不可能的。”
一位资深的中学物理教师是这样描述他对物理学稳定的专业兴趣的：“我不知道为什么我初中的时候，高中再到大学学习物理就一直没费事儿。我善于动手，中学是农村中学，上面要有人来检查，实验室需要摆一些教具，学校没有，得要自制教具，我做了一个电铃，做了一个变压器，结果这些东西就给我们的实验室得分了。得分之后，老师对我特别好，就告诉我那三个实验室你随便进。我就是愿意摆弄。等到了大学的时候呢，上实验课，每一次实验课实验报告的后面我都对实验仪器的改进提出自己的观点，不知道为什么，就是喜欢。”
（2）有效能的专业兴趣
有效能的专业兴趣可以提高个体从事物理建模实践活动的参与程度和努力程度，只有落实到实际行动中的专业兴趣才是有效能的兴趣，专业兴趣的效能性品质是确保个体对物理建模活动的态度从观望状态转向积极参与的关键。我们采访的一位高能物理C教授，在他选择研究方向的过程中，他的专业兴趣发挥了主导作用。
“我考上研究生之后，导师让我从他的两个研究方向中选一个。我导师是做嫦娥1号和2号探测器的，当然那时还没有嫦娥，还是神舟，这个方向做的是电学。同时，他还跨另一个专业就是研究羊八井宇宙射线。他问我想做电学呢，还是想做羊八井这个实验的物理分析。这两个方向对我以后的发展是不一样的。做神舟2号，这是个军工大项目，就会一直做下去，毕业之后就留在北京这个组里。而另一选择的前途未卜。其实，我考高能所博士的时候，就了解到有羊八井这样一个地方是研究宇宙射线的，尽管不很清楚什么是宇宙射线，但我觉得在高原上，在野外实验观测点，很吸引人，特向往。所以，就选了羊八井实验物理分析。实验观测是很辛苦的，进行二维天区全天候扫描，每天地球围着太阳在转，每天看到确定的位置叫恒星日，而这个恒星日每天转一个同样的位置，我们就用这样累积的方法，每天扫描一次，累积一年的数据就能看到一些比较亮的源，比如蟹状星云等。慢慢在看的时候，时间累积长了发现有个问题，有一片天区的宇宙射线弱，然后就是各种检验，修正。这个相关研究工作我做了十几年，我的研究生连着好几届一直在做。”
（3）专业兴趣的指向性
专业兴趣的指向性与个体的认知需要密切相关，认知需要得到满足后，兴趣的指向性也更加明确和聚焦。对物理建模活动心驰神往、具有浓厚兴趣的人往往更关注和敏感于物理建模资料、信息及其他相关因素，这种心神向往的心理倾向加剧了认知需要，认知需要又引发个体经常地、主动地深度思考和积极参与物理建模活动。在访谈中，受访者被问及“有些人在本专业领域做了很多年，但没有多大的成绩，是否有这种情况？”受访者对此的回答都是肯定的，认为确实存在这种情况。当被追问原因时，他们给出的答案多种多样，例如“坚持得不够”“总是换方向”“思维不灵活”“选的方向与自己擅长的领域不对应”。但其中最具代表性的一个观点就是缺乏兴趣。受访者认为没有兴趣是某些人在专业领域内耕耘多年却没有成效的关键原因之一，下面是一位凝聚态物理L教授对此的看法：
“我们组里有一位副教授，研究工作没什么进展，总是看他疲疲沓沓的。我就想和他聊聊，看看问题出在哪儿。后来，我发现他不是特别喜欢现在的研究方向，甚至是现在的工作，只是把它作为一种谋生的手段。他跟我说，如果有一个机会让他去高中当老师，当然待遇不能比现在差，对他而言更游刃有余。他从开始就喜欢当老师，即使是当一个普通中学的物理老师，感觉应该做得比较好，内心能够得到满足。这个工作对他而言不难，而且自己觉得能比别人讲得好。然而，做现在这个方向，他看东西经常推导不下去，只有选择放弃，时间一长，就对此特别怵头，一碰到问题就慌，没法静下心来扎进去想，总想找好啃的骨头，凑合一篇文章，完成工作量就算了。他不想深入思考，他对专业领域中的问题没有兴趣，对新问题和未知世界没有探索的强烈渴求。只是想领导让我做，我就做，做到什么程度算什么程度，做不下去就换一个问题做。所以，他做了很多年依然没太大的长进。你布置给他的事儿他可能也能做好，但他对此没欲望，没兴趣也就谈不上自主的思考，就是只做不想。”
综上所述，我们发现多数受访者对物理学以及物理建模活动的兴趣是出于该专业或该项实践活动本身符合他们自己的内在需要，且拥有与物理建模活动密切相关的深厚而宽广的专业背景知识，能胜任这项实践活动；较少的受访者的专业兴趣是由于对研究主题或学习任务本身的刺激性、挑战性感到新奇而产生的。所以，在物理建模过程中表现出来的兴趣应是一种稳定的、有效的、具有指向性的推动力，而不是随着物理建模活动结束就消失殆尽的短暂性心理倾向。
3.性格特征
如果说兴趣和动机是使个体从事物理建模活动的驱动力，那么性格特征则是使物理建模活动得以持续进行的稳定的心理特征。性格特征是个体长期接受一定社会影响后，保持和固定下来的习惯化的行为模式，它既包括先天的气质基因，又包括后天环境刻画的痕迹。兴趣能把个体引向某个方向，成就动机为这个方向确定了一个高远的目标，而性格特征则是保证个体朝向这个高远的目标持续运动的本质属性。加德纳认为专心从事某一领域工作的专家具有一些共通的性格特点，例如，创新能力强的群体的性格特点是野心勃勃、极度自信、敢于冒险等。在访谈的过程中，我们也发现物理建模能力强的研究对象普遍具有一些共同的性格特征，例如坚韧、踏实、严谨、勤奋、创新等。正是具有了这样的性格特征，个体在遇到困难和挫折时，没有选择放弃、停止，而是始终朝着既定的目标前进，最终达到预期的目标。正像《真心英雄》的歌词所唱的那样“不经历风雨怎么见彩虹，没有人能随随便便成功”，无论宏大物理学的研究道路，还是微观的物理建模活动，都不是令人愉悦而轻松的经历，所以，必须具有持久的、稳定的利于这种实践活动的心理特征和态度，物理建模乃至物理问题的解决才可能顺利达成。
（1）坚韧的性格
坚韧是受访者身上体现最明显的性格特征之一，我们把“坚持”“毅力”“锲而不舍”“执著”“耐力”“韧性”“不放弃”“坚还得韧”等类似的代码都归为坚韧这一性格特征之下。物理学是一门抽象、复杂、艰深，而又略显“枯燥”的学科。物理建模活动也是一样的，如果个体没有坚韧的性格，其在物理建模活动过程中，往往会在诸多困难的阻碍下选择半途放弃。具有较高物理建模能力水平的个体，他们普遍性格坚毅，耐得住寂寞，沉得下心，始终坚持自己的观点和目标，不轻易向困难低头示弱。正是有他们这种不放弃、不言败、执着坚毅的性格才能使他们的科研和建模实践活动得以持续。以下四位受访者的经历中都透射出他们性格坚韧的特点。
S教授认为，“我的理念是一个课题必须把它做到底。不管它是不是好做，必须得做。不管你做A课题或是B课题，不管花多长时间，每个课题都有问题可挖。任何课题都能做。你要记住这一点。所有课题都能做，只不过是你做到什么程度的问题。所有的课题都能发文章，只要你坚持，一定能把它发出文章来。”
C教授感慨，“我周围很多人做着做着就不做了，就走了。做宇宙射线实验这种大的实验，结果出来的周期比较长，不是短期就有一个发现就能来一篇文章，高兴一下，然后歇会儿。一个结果可能是从你开始做，等你把一个工作做到一个阶段，四五年的时间过去了。所以很多人做着觉得没意思就走了，我觉得只有你对这个方向坚韧、持续地做下去才可能会有斩获。”
Z教授谈到，“对于我们来说最重要的还是坚持，这个事情其实就已经不是物理，不是化学，不是数学上的事情了。其实，我们并没有那么高的天赋，如果有一些事情那些超牛的人一眼就能看出的结果，可能我们需要搞上一年或一点一点地挖掘。实际上，这个时候你是一点一点地在坚持。这个是最重要的。”
W老师的表述是“你得忍得住失败，这个过程中是需要耐力的。没有耐力，一看不行，反正我备选的多了，换个别的，换来换去什么也干不成。因为他第一开始看到的都是简单的，越做越难，做深了发现困难就来了，你原来想不到的。这时候最需要做的就是坚持住，如果坚持不住你就什么也干不成了。”
记得北京四中校长曾在一个名为“成功的要诀是看一个人有多傻”的主题发言中讲到“一件极其简单的事，都要把它当作事业，当作信仰，甚至当作生命，坚持和坚定地做下去，自始至终不动摇，不放弃。”简单地说，成功实现建模的必备条件之一就是个体要具备坚持、坚韧的性格特征，只有对既定目标的始终坚持才能有所收获。
（2）踏实的性格
脚踏实地、不浮躁是很多受访者给我的第一印象。踏实已经成为他们在建模活动中表现出来的一种稳定的、习惯化的行为特征。我们把“踏实肯干”“脚踏实地”“踏实而不浮躁”“扎实、呆得住”“踏实稳重”等类似的代码都归为踏实这种性格特征之下。在分析访谈文本时，发现很多受访者在物理问题解决或物理建模过程中都展现出他们性格特征中踏实的一面。甚至很多受访者直接、明确地表达出在物理建模活动，相比于聪明的天资，踏踏实实做事的性格更为重要。正如一位受访者所说的“我们现在做的都不是什么开创性的研究，所以不需要太聪明的人，而是要扎实，能塌下心来做事的人”。C教授对一位学生的考研经历颇为感慨，反思整个过程，C教授认为踏实的性格比聪明的天资对于从事物理研究或参与物理建模实践活动的人而言更关键。
“要坐得住，要有耐心，要踏实，聪明当然更好，如果聪明坐不住，我觉得坐得住是个更重要的品质。只是聪明，他踏不下心来，做什么都摇摆不定，那他什么也做不出来。我们这个领域，你得沉得住气，光想今天有个Idea很快就出一个东西，越来越不现实了。我有一个很典型的例子，跟我做本科毕业论文的一个学生，他在年级排名靠前，不然他不敢报考中科大的研究生。第一年他报的是中科大，在他考研成绩还没出来时，我就把他送去国家天文台那边联合培养。他在那儿待的那段时间，真正的做了点科研。我跟他说假如考不上中科大，就在天文台待一年继续备考，同时，也积累一些科研基础。结果他没考上，因为中科大的题比较难，线没过。第二年报考时，他没有跟我商量，报的是北京师范大学宇宙学，跟我们一点儿也不搭界。他第二年要是还考中科大我也能理解，结果他报考了另一个新的单位，所有的一切又要从头再来。我也没说什么，尊重他的选择吧。他的兴趣不在这儿，你逼他也不行。结果北师大也没考上。今年是他第三次考研了，他报考了本校，一开始考的也不是我们这个方向，后来我有点儿沉不住气了，实际上也是为他考虑，你这样换来换去怎么能成功呀。现在搞科研尤其自然科学，哪个领域不积累个几年怎么可能做出来东西，你就是不聪明积累几年也成专家了。你打一枪换一个专业，你再聪明也不行。我不喜欢这种学生，虽然他今年考得很好，第一，我也不会要他的。还有一个学生，那年跟他一起来的，那个学生没考研，家是农村的条件不好，毕业的时候天文台正好缺观测助手，我问他想不想去做观测助手，他说反正工作现在没有找好，他想去当，我就把他送过去了。送过去在那儿待了一年，这一年里我的合作者挺满意，说这个学生特别扎实，因为观测都是晚上值班，其他人都在一个大厅里操控，还有一个离望远镜很近的岗位在山上，没人愿意去，他自己就去那儿。他很扎实，呆得住，给他布置一些挺费劲，挺烦琐的活，他也干，你交给他什么他就干什么，而且成果做得很令人满意。我的合作者说要是再有这样的学生希望再给他送过去。今年这个学生考上了北台的直博。刚说的这两个学生，他俩平时关系还不错。一个感觉自己学习好敢考中科大，另一个连研究生都没敢考。一个聪明一点儿，但总是这儿打一枪，那儿打一枪，他的兴趣老飘。他做不出来什么东西，你安排他做点事儿他总是三心二意的。你有想法不怕，但是你真正去做了，做不出来再换也可以。你想一下，遇到困难就换，遇到困难就换，或者今天看见这个好，明天看见那个又比这个好，那你肯定做不出东西来。”
另一位Y教授的观点也是如此，“我觉得聪明不聪明倒不打紧，越是聪明的人越不愿意去做这个，因为聪明的人认为你做的这个事儿太傻了。这么多年还一直在做这个，聪明的人想法就多，想法太多就不能持久地做一件事情。”
坚韧这一性格特征不仅表现在对从事研究工作持之以恒地投入，还表现在对自己认为正确的观点的一种坚守。上文中院士的经历就向我们透彻地诠释了坚韧所包含的这两方面的含义。他从事中微子研究持续了将近50年的时间，从1930年留学期间涉足中微子探测这一难题后，就与它结下了不解之缘，殚精竭虑的思考之后，提出了探测中微子的多种方法。探测到中微子之后又投入到中微子静止质量的研究中。这位院士曾说过：“罗马不是一朝一夕建成的，没有长期的、不懈的努力，就不可能取得好的科研成果。”他曾多次提到令他终生遗憾的一件事儿，他在国外留学时提出用云雾室重做玻特实验，以寻找真正的贯穿辐射的想法，但这个想法遭到了他的博士生导师否定，在导师的反对之下，他只好改变研究计划，放弃了云室实验的想法。对此事一直很懊悔，如果他当时坚持己见，耐心说服迈导师，不屈不挠地去争取实验的条件，或尽力去争取其他人或渠道的支持，也许事情就是另一番景象。在这一点上，另一位院士所表现出来的“坚韧”值得我们赞扬和学习，在对导带电子是否可分区的问题研究中，他敢于质疑诺贝尔奖获得者物理学家莫特提出的“导带电子不可区分”的观点，而认为光电子不同于热电子，分区的关键是看在同一个材料上，提高导带电子的能量后得到的电子复合与俘获面之比的大小，虽然该观点曾一度受到质疑，但最终证明该院士的想法是对的。
（3）严谨的性格
人的性格既受先天遗传因素的影响，更是个体与社会环境交互作用的结果。物理学是一门逻辑严密的系统科学，它与其他学科不同，强调科学性、严密性、客观性。所以长期从事物理学研究或参与物理建模实践活动的个体，由于受物理学科特质的影响，往往会表现出一种严肃谨慎，细致周全，追求完美的稳定的行为方式和心理特征。一个做事随性的人是不适合从事物理学的相关工作的，在分析访谈文本时，我们发现很多受访者不但自己做事认真、严谨，而且对学生或他人也经常提出这样的要求，或是以严谨作为评价和衡量他人的标准。由此可见，严谨这一性格特征对于物理建模活动乃至物理学研究的成败都相当重要。另外，我们还发现越是物理专业底蕴深厚、物理学术造诣高的受访者，他们身上越是体现出严谨、一丝不苟的性格特征。严谨既表现在解决专业问题的精益求精，还表现在处理日常琐事的谨慎和慎重，下面几位受访者的谈话内容中就透射出他们骨子里那种严谨的性格特征。
S教授说：“要是我做，可能两三天就做完了，我都交给研究生去做，要培养他们。但是，我还不能放心他们，他们的程序可能有错，一定要记住对于研究生做出来的东西要小心、小心、再小心。他们做的东西可能把你带到沟里面。所以，我自己的导师在这个方面就特别谨慎。以前，我们都觉得他谨慎得简直是没必要，但看看现在学术圈里发生的很多事儿，谨慎还是特别需要的。”
Y教授认为，“我觉得不光是做科研要严谨，做其他事儿也要严谨。包括我在给本科生上课的时候，都是这样子的。我觉得科研这个东西不能够糊弄，要求注重细节，不能说差不多就行，任何一个事情你要把细节做好。每一个数据甚至我们写文章的每一句话都要仔细地琢磨。包括我平时做人做事也是比较注重细节，什么事情要有条理，滴水不漏。”
C教授曾谈道，“比如我们2010年，我们发现一个argo实验，就是大尺度各向异性，它有一个变化，并且这种变化很大，我们一直不敢报道。因为是我们实验组做出来的，我们就向大的合作组进行解释。我本来要发文章的时候，发现加上2010年的结果不对，跟原来不一样。我们就开始解释，随着2010年，2011年，2012年，2013年，这么多年，时间到了2013年2月由于argo实验没有后续的资金支持，这个项目停了，这么多年的实验数据我一直在不断地向合作组做着解释。前面08年，09年的文章都没发出去。到了2015年才发表了08年，09年发现的大尺度各向异性的结果，即阶段性结果发出去了。后面的结果合作组还不让对外面宣布，还是在自己内部不断地讨论、核实。一个大的效应，如果是一个好的效应、特殊的效应，这个工作就要向更高的期刊上发，影响也就更大，也就需要更加的谨慎，如果做错了，整个的合作组承担不起这个责任。所以，就需要不断地检验。合作组不断地给你反馈问题，并且他们提出来的问题，好多根本都解释不了。你比如说系统误差在里面到底起多大的影响，而系统误差和其他很多效应混合在一块儿，你根本摘不出来。”
严谨并不是科研人员的专利，物理教师在长期的物理学教学过程中也形成了严谨的行为方式和稳定的处事态度。下面是某中学副校长、市物理学科带头人M老师的一段描述：“有一天我们闲聊，我就问大家发没发现学物理的人有一个特点，犟啊。他们说是。我说原因跟物理学科的特点有关系，但是学物理的人还有一个特点，不知道你有没有发现，当他一旦认为你说得对的时候，他肯定马上转换过来接受你的观点。这是物理学科跟别人不一样的地方。并且物理学科的人不记仇。首先我坚持这个观点，不行我就修补，再不行我就放弃不要了，接受新的。这是我们的学科特点造成的。”
（4）勤奋的性格
勤奋几乎就是我所访谈的对象群体的一个代名词，他们每个人的奋斗历程，都充满着不懈努力的印记，即使功成名就，他们依然兢兢业业。物理学科领域的研究人员和一线教师的勤奋表现在两方面，一方面是把握每一分钟时间努力有所作为；另一方面是抓住每一个来之不易的机会，实现新的突破。
一位研究光学方向的青年学者Y老师对自己的评价就是比别人更刻苦、勤奋：“不谦虚地说，我比别人刻苦努力。我一般上班的时候比较忙，各种杂事太多，平时也去算一些东西。这几年，我没有过寒暑假，尤其现在要申请国家基金写东西吗。一放假就把媳妇和孩子送回老家去，然后我自己在这儿，有点儿像苦行僧一样。反正也没有个时间点，经常三，四点睡，早上九，十点醒。就一天天地在算东西。但是睡眠时间还是够的，一天八个小时是少不了。这三年的时间发了十三篇文章。当然档次上还有待进一步提高。二区的有三篇，大部分都是三区的，至少完成项目的要求是可以的。”
下面这位在凝聚态物理方向研究成果突出的S教授，谈到“勤奋”时依然感慨颇多。在他身上，充分地体现了“勤奋”的两方面内容。“第一点，我比别人勤奋。第二呢（停顿了10秒钟）我比别人懂得去争取机会，利用机会。我觉得这两点是最重要的。机会特别重要，因为一旦你失去了这个平台，你就非常难。勤奋这一点就不展开说了，要是细说的话满眼都是泪。就说抓住机会这一点。因为遇到挫折就特别痛苦，痛苦得就感觉啥也不想干了。其实，对我帮助大的还是我博士期间的那些老板，就是从内心里面感激他们，我感激他们对我有再造之恩。因为，我毕业之后一事无成，眼看着就顺着大滑坡滑下来，上不去了。正好那时学院组织了一个磁学理论会议，因为我在这里工作，我的两个老板跟这里的关系也都不错，就过来开会了。我厚着脸皮，跟老板说我下半年能不能去北大访问半年，老板一般都不会否了你，只要是你不是人品特别的差。然后拿着邀请函去跟咱们的领导说，我要去北大访问，我一定努力好好干。这是一次机会，你如果失去了这次机会，以后你就再也没有翻身的机会了。然后，在这半年里我利用了第一个特点就是勤奋。从早上6点出了住的地方，晚上12点才回去，中午也没地方休息，就睡六个小时。那半年那叫痛苦，没日没夜地干。要不然怎么能半年干出来好几年的活呀，那时处于极度亢奋的状态，感觉这是个机会一定要利用好这个机会。”
本书中的受访者绝大部分是研究生导师，他们都有面试选拔研究生的经历。在访谈中问到他们“希望选具有什么样品质的学生做自己的研究生”时，有12位受访者提到了勤奋、刻苦。他们认为，做物理研究不轻松，不好玩儿，甚至有时很枯燥，如果你缺乏勤奋的个性品质，很难坚持下来突破难关。所以，导师在选择学生和培养研究生的过程中，都非常重视性格中的勤奋因素，如下面的这位S老师所言：
“我现在特别忙，每天都特别忙，看到研究生浪费时间，我就训他们。我说你们选择一种模式，要么就是8点上班12点下班，1点半上班五5点半下班。晚上也不用工作，周末也不用工作，一周工作五天，一天保证工作8个小时。你如果想9点上班，11点去吃饭，两点半3点半下班，你自己算一算一天还欠几个小时。你把这几个小时补上，我就不管你。其实，我们仔细算一下我们每个人的工作时间都不够，做科研的人如果说你周六、周日不加班，然后平常的杂事儿又多，一会儿去判高考卷子，一会儿去判会考卷子，你把这些时间刨除，你算一算做科研的时间太少了，所以你只能把周六、周日的时间用到这上面。”
杰出的物理学家身上所表现出来的勤奋特质更是我们一般人所无法企及的，取得每项成果都凝聚着无数辛勤的汗水，甚至是鲜血。对于他本人而言，每一项工作的完成都伴随着一次十二指肠溃疡大出血。他在研究三种类型1024位MOS动态随机存储器的三个月中，每天都在图书馆灯光亮到黎明。
（5）创造性人格
创造性人格就是个体具备不断地打破原有的知识结构，重新组合知识并加以迁移应用的心理倾向。社会发展的本质是创新，具备创造性人格的个体在工作中能展现出创造和发明的才能，能提出和实施新的想法，并把新想法传播给他人，对新的、不同的观点持开放的态度并积极回应，能实施具有创新性的设想。在物理学中，绝大多数模型无法在真实世界中找到其原型，它们是人类“在强烈的创造欲之下，利用自己手里的材料创造的产物”。物理建模是一项创新性很强的科学实践活动，它离不开个体的创造性人格，创造性人格是建构新颖的科学模型的先导。物理建模的过程需要发挥个体勇于突破，敢于创新，只有追求创新、富于冒险精神才能发现原有物理模型的缺陷，建立新的物理模型。物理学史上的原子结构模型的演进过程就是最好的例证，正是相关学者勇于突破思维惯性，才推动人类对物质世界的认识向微观领域迈进了一大步，为原子物理和量子力学的发展开辟了道路。创新不仅是一种能力，它同样也是一种个体在长期的实践活动过程中，受各种因素影响而形成的对于工作和生活的稳定的态度和行为倾向。具有创新和创造这种处事态度和行为倾向的个体常常是特别出色的综合思维者，能够发现别人所不能发现的联合点，能够分析自己的思想，并对其优劣做出判断，而不是一味地追寻新的想法而不顾其好坏。
我们访谈的专家和学者，他们性格中创新和创造的元素就表现为既能分析、揭开新思想所具有的深层含义，又能对之加以评价和检验。如果一个在头脑里从来就没有新问题的人，永远不会有科学创造。虽然，访谈的专家中很少人特别拿出创造力做长篇大论，但从他们工作和研究的点滴中仍然能够清晰地感受到他们所表现出的骨子里的创造性人格。下面就是Z教授云淡风轻地描述他是如何在研究中时刻保持问题意识，不断地提出新的问题解决思路的历程。
“中国科技大学，他们提出了一个模型，提出了在石墨烯里面实现所谓的量子反常效应。然后我就想这个东西有这么一个效应，如果和超导体结合的话，会不会有一些特殊的信号在里面。我跟我的合作者去讨论的时候，他非常感兴趣，他说这里面一定会有一些新奇的东西。我们只是这么一说，怎么去解决超导体的耦合，里面可能遇见的事情我们俩谁也不知道。”1979年诺贝尔物理学奖获得者说“物理学家很重要的一个素质是‘进攻性’，对自然的进攻性”。而所谓进攻性就是要敢于想象，敢于创造，敢于向自然界索取知识，敢于挑战权威。