观测器

81像火箭科学家一样思考

发布时间:2022/5/13 18:37:26   
罗强:各位同事晚上好,今天将由春桃和我一起来给大家分享一本书,是《像火箭科学家一样思考》,这不是一本教我们如何制造火箭的书,而是一本可能改变我们思维方式的书。先简单介绍一下本书作者,作者奥赞·瓦罗尔是一位在NASA真刀真枪干过的火箭科学家。年他加入“火星探测漫游者”计划的运营小组,并参与了人类迄今为止发射规模最大、复杂程度最高的行星探测器任务——“卡西尼-惠更斯”计划。这里插播两个知识点,了解一下作者亲身参与过的项目,两个可以让他吹一辈子牛的项目:1、“火星探测漫游者”计划是美国国家航空航天局在年启动的火星探测计划。这项计划的主要目的是将勇气号和机遇号两辆火星车送往火星,对火星这颗红色行星进行实地考察,后面在分享中会再次提到这个计划,这里不在赘述。2、“卡西尼-惠更斯”土星探测计划是人类首次真正意义上的土星之旅,这是一个由美国国家航天局、欧洲航天局和意大利航天局三方合作的对土星进行空间探测的科研项目。年10月15日,搭载着子探测器惠更斯的“卡西尼”号土星探测器离开地球。年7月1日,“卡西尼”号经过7年的漫漫太空跋涉,顺利进入土星轨道,成为首个绕土星飞行的人造飞船。年9月15日,“卡西尼”号的轨道低至土星大气中,它在土星大气中烧毁,结束了20年的科学考察任务。言归正传,回到书籍内容分享。本书主要讲的是,隐藏在火箭科学这个非常难的学科背后的足以改变我们生活,可以迁移的思维方式。不仅要超出所有存量的经验,去天马行空地思考,而且要极其务实地想尽一切办法,把看似极难的任务真正落地实现。本书有9个章节,可概括为两部分,首先由春桃同学分享第一部分的内容,讲的是“天马行空地想”,涵盖1-4章。之后由我来分享第二部分的内容,讲的是“极其务实地做”,涵盖5-9章。接下来先请春桃同学来分享第一部分内容

桃子?春桃:各位亲友,大家晚上好,《像火箭科学家一样思考》这本书的序言里说,要像火箭科学家那样思考,就得从不同的角度看待这个世界。火箭科学家们要想象那些无法想象的事情,解决那些无法解决的问题。他们将失败转化为胜利,把束缚转化为优势;他们认为小事故只是可以解决的难题,而非不可逾越的障碍;他们前进的动力不是盲目的信念,而是自我怀疑;他们的目标不是短期结果,而是长期突破;他们知道规则不是一成不变的,已设定的东西可以更改,他们能开辟出一条新的路径。看到这里时我想,不同的角度看世界甚至未必是足够的。很多事情人们在既定层面上是看不到其他可能的。比如古时候人们觉得天圆地方,这样的他们不可能知道星体的奥妙。又比如蒸汽时代的人们也无法明白火箭的领域。及至现在的我们,一样叹息于宇宙的浩瀚无法企及星际旅行的实现,更不知道其他宇宙维度的社会形态。从大众已知的讯息,到未知的奥秘,中间可能有亿万光年的鸿沟,想飞跃过去,需要想象力的翅膀和批判性思维的能量。社会的进步,是不是只是天才的灵光一闪+普罗大众的努力的结果呢?我们常常后知后觉地发现,无数我们自以为崭新的创意,其实无数年前早就有其他先人想到过了。历史上有的是无数闪光的群星,阻碍我们超越种族桎梏的,可能只是寿命上的限制罢了。又或者繁衍又何尝不是另一种意义上的长生。我们日常的学习,基本都会遇上记了又忘,忘了再记的情况。人类个体之于种族而言,不正像是被耗损的脑细胞吗?回到这本书,第一阶段“冲破枷锁,点燃你的创意”。这一阶段里,写的是如何利用不确定性的力量,如何根据第一性原理做出推论,如何通过思想实验引发突破,以及如何运用探月思维来改变生活和事业。它分为4章,分别是第1章与不确定性共舞、第2章第一性原理、第3章发挥你的想象力、第4章探月思维。第1章与不确定性共舞阐述了我们对确定性是如何的迷恋,就连航空工程师也不能免俗。火箭升空后航空工程师们就做不了什么了,升空的关键时刻,原本理性严肃、用毕生精力探索未知事物的火箭科学家们,却只能像体育迷一样不停啃着花生,在花生包装袋的底部寻找确定性,给自己制造笃定和一切尽在掌握的幻觉。我们天生就对不确定的事物恐惧。不害怕未知事物的远古人成了剑齿虎的食物没有留下后代。而那些认为不确定性会威胁生命的却活得够长,把他们的基因遗传给了我们。在现代世界,我们在不确定性中寻找确定性,在混乱中搜索秩序,在歧义中寻找正确回答,在错综复杂中寻找坚定。我们花了更多的时间和精力尝试控制这个世界,而不是尝试着去理解它。随着时间的推移,我们丧失了与未知事物共处的能力。我们不敢冒险走入黑暗之中,而是停留于现状,无论现状多么差。营销人员一遍又一遍地使用相同的技巧,想创业的人舍不得稳定的收入,药企热衷于开发仿制药,都是我们对于确定性的迷恋。但是,只有当我们敢于牺牲确定性答案,敢于冒险,敢于远离路灯的时候,才能真正实现突破。如果你固步自封,就不会有出人意料的发现。唯有那些领先时代之人,才敢于与伟大的未知事物共舞,并在现状中发现潜伏的危机,而不是满足于现状。伟大的未知事物爱因斯坦描述自己的科学发现过程是“我们的最终结果几乎是不证自明的。但是,多年来在黑暗中寻找一种只可意会、不可言传的真理,强烈的欲望及自信和疑虑反复交替,直到打破僵局,真相水落石出。只有亲身经历过这一切的人才知道是什么感觉。”科学家们要一直在黑暗的房间里蹒跚而行,穷尽一生寻找真理。即便他们找到了电灯开关,灯光也可能只照亮房间一隅,剩余的黑暗空间比他们想象的要大得多,也黑得多。但对于他们来说,在黑暗中蹒跚行走比坐在外面光线充足的走廊里要有趣得多。我们对确定性的痴迷会产生另一个副作用,它犹如游乐场里的一组哈哈镜,扭曲了我们的视觉。而我们在这些哈哈镜里看到的,就是所谓的“未知的已知事物”。未知的已知事物“未知的已知事物”是对自欺欺人的另一种表述。我们以为自己牢牢掌握了真相,以为自己的立场是牢不可破的,但实际上它却脆弱不堪,只需一阵狂风就会被吹倒。我们所知道的很多东西都是不准确的,而且常常难以分辨哪一部分缺乏真正的证据。我们已经掌握了“似懂非懂”这门艺术,例如微笑、点头及用一个临时答案来虚张声势。有人告诉我们要“假戏真做”,而我们已经成为自欺欺人的专家。我们崇尚自信,认为凡事都要坚定地给出清晰的答案,即使对某个问题只是在网上查了两分钟多一点的时间。我们滔滔不绝,假装知道我们认为自己知道的东西,却无视那些与我们的坚定信念相矛盾的显眼事实。现代世界的问题在于“愚蠢的人过于自信,而聪明人则充满怀疑”。物理学家理查德·费曼即使获得了诺贝尔奖,也认为自己是一只“迷茫的猿人”,并以同等的好奇心对待身边的每一样事物,这使他能够看到被其他人忽视的细微差别。当我们说出“我不懂”这三个可怕的字时,我们的自负心理会有所削弱,开始敞开心扉、竖起耳朵聆听别人的意见。承认自己无知并不意味着故意无视事实,相反,这需要我们意识到不确定性的存在,并完全意识到自己不知道什么。唯有如此,才能学习和成长。最终,改变世界的是那些“迷茫的猿人”,他们堪称不确定性这门艺术的鉴赏家。不确定性鉴赏家不确定性鉴赏家不只是走进黑暗的房间,他们还在里面跳舞。不确定性鉴赏家知道,若实验产生一个众所周知的结果,那这根本不是实验,而不断审视同样答案的做法也称不上进步。如果我们只探索前人开拓好的道路,而不去玩那些不知道怎么玩的游戏,我们就会停滞不前。只有当你在黑暗中跳舞的时候,只有当你不知道电灯开关在哪里,甚至不知道电灯开关是何物的时候,你才能开始取得进步。先经历混乱,然后才能取得突破。停下了舞步,进步也就随之终止了。这真有趣痴迷数学的作曲家威廉·赫歇尔发现了天王星,一颗毫无规律地加速和减速,拒绝遵守牛顿的万有引力定律的行星。数学家奥本·勒威耶从这一异常现象中推测出,存在另一颗行星。这颗名为“海王星”的新行星,后来在勒威耶预测的范围内被观测到。随着海王星的发现,人们观察到牛顿的诸多定律似乎在太阳系外部边缘的地位也是那么至高无上。然而在离地球较近的地方,水星拒绝顺应人类预期,偏离了牛顿定律预测的轨道。这个微小的反常现象反映了牛顿定律的一个重大缺陷。爱因斯坦抓住这个小瑕疵,提出了一种能精确预测水星轨道的新理论。在描述重力时,牛顿依赖的是一个粗糙的模型,称“万物互相吸引”;相比之下,爱因斯坦的模型则要复杂得多,他说:“物质扭曲空间和时间。”离太阳越近,时间和空间的扭曲就越大,与牛顿定律的偏差也就越大。被降级冥王星被降级出行星行列时,成千上万的冥王星粉丝发出怒吼。有限的、不变的行星数量,给具有巨大不确定性的宇宙带来了一些确定性;这是学校可以教给学生的确切知识,老师也可以对这个知识点进行标准化考试。但一夜之间,宇宙悄悄发生了变化。冥王星并不是太阳系中第一个被降级的天体,而世人对这种天体降级的激烈反应也不是头一回了。这份“荣誉”属于我们自己的星球。当每个人都认为地球是宇宙舞台的中心时,哥白尼横空出世,把地球降格为一颗单纯的行星。太阳所特有的运动并不是来自太阳,而是来自地球和我们的运行轨道。地球和其他行星一样围绕太阳旋转。和其他星球一样,我们没有什么特别之处,不是万物的中心,我们很普通。哥白尼的发现堪比冥王星的降级,动摇了人们的确定感和他们在宇宙中的地位。结果,哥白尼的学说被禁了近一个世纪。高风险的躲猫猫游戏要解决不确定性问题,首先要承认不确定性的存在。科学家们不知道失重状态是否会影响视力,所以要求带一张视力检查表上太空。如果我们弄清楚我们知道什么和不知道什么,就会包容不确定性,并减少与之相关的恐惧感。我们给不确定性设定越宽广的边界,我们大脑剩余的模糊感就越容易控制。躲猫猫游戏中,婴儿会对眼前人的身份和位置有某种程度的确定性期望。当可变因素发生变化时,婴儿们的快乐程度也随之发生变化。知识把充满不确定性的局面变成一场高风险的躲猫猫游戏。宇航员所面临的不确定性和婴儿没什么两样——当双手打开的那一刻,他们都得弄清楚谁会出现在对面。无论是婴儿还是宇航员,都希望不确定因素是安全的。我们喜欢从远处观看狩猎活动,喜欢坐在家里舒服的沙发上看侦探片。当不确定性缺乏边界时,人们就会变得极度不适。倘若任由这种对不确定性的恐惧在你的脑海中发酵,恐惧感就会越来越强。恐惧来自不知道该期待什么,以及你觉得对即将发生的事情缺乏控制感。当你感到无助时,你会比知道事实更觉得恐惧。如果你不知道该担心什么,那么所有事物都令人感到不安。必须用笔写下“最坏的情况是什么?这种情况发生的可能性有多大?”写下你担心的事物及已知和未知的不确定因素,然后一一剖析它们。当你揭去未知事物的神秘面纱,把“未知的未知”变成“已知的未知”,你就能拔去它们的“毒牙”。它们的面纱褪下以后,你就会清楚地看到自己到底在害怕什么,发现不确定性,往往比你所害怕的事物要可怕得多。你还将意识到,无论发生什么事情,对于你而言最重要的事物多半依旧存在。当断不断,反受其乱。确定了什么东西真正值得警觉之后,你可以采取措施减轻风险,方法是从火箭科学的规则手册中调用两个规则——冗余和安全边际。现在,让我们一起研究这两点。为什么冗余不是多余的航空航天领域中的“冗余”是指创建备份,以避免因某个故障点而危及整个任务的情况出现。宇宙飞船的设计要满足一个条件:即使出了故障,它也能正常运行,也就是“有故障而不失效”。生活中,存在哪些冗余现象?若团队损失了一个有价值的成员、一家重要的经销商,或者一个重要的客户,将如何应对?如果家庭失去了收入来源,你会怎么做?即使某个组成部分失效,整个系统也必须能够继续运行。安全边际除了将冗余考虑在内,火箭科学家还通过打造安全边际来解决不确定性难题。例如,他们建造的宇宙飞船比表面看上去的更结实,隔热层厚度也超过标准要求。这些安全边际保护着宇宙飞船,以防充满不确定性的太空环境比预想中更恶劣。为宇宙飞船所做的决定大多是不可逆转的。飞船发射后,就没有机会召回它上面的硬件了。所以,在飞船上使用的工具必须是多用途的。绝对的确定性犹如海市蜃楼。在生活中,我们必须以不完善的信息为基础,用粗略的数据做决策。唯有迈开步伐,路才会出现在前方。秘诀就在于:在看到一条清晰的道路之前,你就要开始行走。迈开你的步伐吧,尽管前方会遭遇卡住的轮子,坏了的钻头,以及爆炸的氧气罐。如果你的轮子卡住了,你可以学会倒着走,又或者,你可以用胶带来阻止灾难发生。当你习惯行走时,你会看到自己对黑暗的恐惧感慢慢消失。因为正如牛顿第一定律所描述的那样,运动中的物体会保持运动状态。一旦你迈开步伐,就会一直走下去。因为你的小小步伐最终会变成巨大的飞跃。如果有帮助的话,可以带上一袋花生,让它给你带来好运。行走不是因为容易,而是因为它很难。因为这是前进的唯一方式。第2章讲述了什么是第一性原理我们一直都是这样做的即使在火箭科学这样的先进行业中,惯性思维也有着巨大的力量。为航天飞机提供动力的引擎是人类有史以来创造出的最复杂机器之一,而它的宽度居然是由多年前罗马帝国的一位道路工程师决定的。又比如我们现在用的键盘都是QWERTY布局(以键盘头6个字母命名),它其实是专门为了降低打字速度而发明的,最早的时候如果你打字太快,打字机就会卡住。此外出于营销目的,组成“打字机”这个英文单词(也就是typewriter)的字母被放在了最上面一行,这样销售人员就能够迅速打出名称,从而演示机器是如何操作的了(你可以试一试)。当然,机械按键卡住如今已不再是个问题,我们也无须尽快打出“打字机”的英文单词。然而我们还是用着这样的键盘。变革的代价可能很大,我们都不想重新学一遍打字。既得利益也使我们更倾向于维持现状。世界强公司是高层人员更倾向于逃避创新,因为他们的薪酬与短期季度业绩挂钩,倘若要开辟一条新的道路,短期业绩就会暂时受到影响。研究表明,随着年龄的增长,我们变得越来越受规则约束。日复一日,年复一年,我们总是老调重弹,做同样的工作,跟同样的人交谈,保持相同的产品线。我们的人生本应不同,却总是有着相同的结局。回到第一性原理最早提出第一性原理思维的人是亚里士多德,他把它定义为“认知事物的第一基础”。笛卡尔将其描述为“系统性地怀疑你可能怀疑的一切事物,直到你获得无可置疑的真相”。被称为现实版钢铁侠的埃隆·马斯克就是第一性原理思维的践行者。他把自己的创业公司Zip2卖掉后成了千万富翁,所得的收益用来创建网上银行X.

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