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讀美國作家奧贊·瓦羅爾的《像火箭科學家壹樣思考》筆記

《像火箭科學家壹樣思考》這本書的英文原名是Think Like a Rocket Scientist: Simple Strategies You Can Use to Make Giant Leaps in Work and Life, 是美國作家奧贊·瓦羅爾(Ozan Varol)2020年新出的書。奧贊曾在2003火星探測車項目和向土星發射壹枚探測器的卡西尼-惠更斯任務的運營團隊中工作。

“火箭科學”是壹個流行語,大學並沒有開設壹門叫“火箭科學”的專業,世界上也不存在壹份以“火箭科學家”作為正式頭銜的工作。 “火箭科學”是壹個口語詞,用來指代與太空旅行相關的科學和工程學。

壹聽到火箭科學就讓人感到高不可攀,不是普通人可以觸及的領域。他們能把衛星送上太空,把人類送上月球,在不久的將來還要殖民火星。1962年9月當美國總統肯尼迪宣布要在1970年前把人送上月球時,大家在震驚之余更多的可能是懷疑。1969年7月20日,阿波羅11號載人航天飛船就把2名宇航月送上了月球。阿姆斯特朗的那句名言 "這對壹個人說來是走了壹小步,但對人類說來是躍出了壹大步" 從此家喻戶曉。火箭科學家將壹個不可能的任務提前完成。幫助火箭科學家們完成不可能任務的除了科技的進步,還包括火箭科學家們的獨特思維過程。像火箭科學家壹樣思考就是學習他們實現不可能的思維方式,

1. ? 與不確定性***舞

不確定性就是連概率也無法計算,人類對太空的認識大多是靠推理和想象,即便在地球上做了很多的測試,但從火箭升空的那壹刻起,整個發射過程仍然充滿了變數,火箭科學家能對航天器做的是少之又少。 太空探索常常就是在這麽不確定的情況下進行,而壹旦出現問題就可能是致命的。不確定性就像壹個人在漆黑的房間尋找出口,難免跌跌撞撞,常常絆倒。但是幾乎所有偉大的發現都是在這樣的摸索中進行的。然而人類對確定性有著瘋狂的迷戀不輕易嘗試不確定性,即便是火箭科學家也不能免俗,他們會在發射時穿以往成功發射時穿的衣服,褲子,吃同樣的花生,以寄希望這次任務能夠成功。為了獲得壹點點的確定性,有的時候我們甚至故意化繁為簡,假裝知道某些事情,然而事實確不陪我們演戲。只有當我們敢於犧牲確定性答案,敢於冒險,敢於遠離路燈的時候,才能真正實現突破。如果固步自封,就不會有出人意料的發現。唯有那些領先時代之人,才敢於與偉大的未知事物***舞,並在現狀中發現潛伏的危機,而不是滿足於現狀。

擁抱不確定性是尋找突破的必經之路,然而在這條必經之路上我們要學習更智慧壹點。為了對抗不確定性,火箭科學家通常會給航天器設置冗余和安全邊際,以提高抗風險的能力。航空航天領域中的“冗余”是指創建備份,以避免因某個故障點而危及整個任務的情況出現。宇宙飛船的設計要滿足壹個條件:即使出了故障,它也能正常運行,也就是“有故障而不失效”,就像我們車輛的備用輪胎。設立安全邊際也是壹種解決不確定性問題的辦法,本質上是另外壹種形式的冗余。安全邊際(margin of safety)是根據實際或預計的銷售業務量與保本業務量的差量確定的定量指標。財務管理中,安全邊際是指正常銷售額超過盈虧臨界點銷售額的差額,它表明銷售量下降多少企業仍不致虧損。

2. ? 第壹性原理

最早提出第壹性原理思維的人是亞裏士多德,他把它定義為“認知事物的第壹基礎”。簡單的說,第壹性原理就是以最短的路徑到達目標,減少擾亂思維的假設和過程,就像思想家老子說的“大道至簡”。今天我們聽說第壹性原理,大都是通過SpaceX公司的勵誌故事. SpaceX取得成功的故事跌宕起伏,被人廣為傳播,是運用第壹性原理解決問題的範例。

都知道第壹性原理思維能起到創造性的作用,但我們卻很少有這樣的勇氣真的這麽做,我們習慣於站在巨人的肩膀上看問題,喜歡按照我們壹貫的做法去解決問題。在我們獨立思考解決方法之前,我們會看看別人時怎麽做的,能模仿的就盡量模仿。第壹性原理往往要求顛覆性的改變,會打破常規的方法和現有的體制,甚至是破除掉自身的優勢,失敗幾率極大,那麽我們為什麽要去冒險?其實道理很簡單,選擇去冒巨大的風險,只為了讓人生像種子壹樣,迎來花朵綻放的下壹刻。而且妳不去冒風險,別人會去冒風險,壹旦別人獲得了成功,就會取得絕對的領先地位,就像SpaceX幾乎成了所有火箭發射公司的噩夢。奧卡姆剃刀是實現第壹性原理的壹個工具和衡量標準。奧卡姆剃須刀原理是壹種指導原則,而非必須遵守的規則。它想表達的也並非不惜壹切代價追求簡單事物,相反,它只是對簡單事物的壹種偏愛而已,其他所有事物都是平等的。卡爾·薩根說得沒錯:“當妳面對兩個同樣能用數據解釋清楚的假設時,那就應該選擇較簡單的假設。”換句話說,“當妳聽到蹄聲響起時,應該立刻想到馬,而不是獨角獸”。冗雜的事物往往會妨礙第壹性思維,而奧卡姆剃刀的作用就是去除冗雜。最優雅的理論建立在最少的假設之上。

3. ? 發揮妳的想象力

從小老師就告訴我們要有想象力,思想實驗是科學家應用想象力的典範,有很多實驗因為各種原因沒辦法在現實中進行,科學家發明了思想實驗,讓實驗在腦袋中進行。比如伽利略的重力試驗,愛伊斯坦的光線,薛定諤的貓,光子箱等。思想實驗解決問題,而好奇心則提出問題的關鍵,是創造力的源泉。

4. ? 探月思維

探月思維簡單的說就是挑戰不可能。把人類送上月球在當時的技術背景下是不可能實現的,即便到了今天也是極其艱巨的任務。“探月”迫使妳根據第壹性原理做出判斷。如果妳的目標是做微小的改進,那就可以保持現狀;但如果妳的目標是做出10倍改進,就必須改變現狀。探月思維使妳跟妳的競爭對手處於不同陣營,而且往往是完全不同的陣營,使那些老牌玩家和慣例做法落後於潮流。 比起獵殺老鼠,探月者更想要獵殺羚羊。雖然獵獲羚羊更難,但是卻更能滿足自己的要求。想挑戰不可能的事情就要首先接受那些不著邊際的想法,摒除思維定勢。就像裝入開口玻璃瓶的蒼蠅和蜜蜂,蜜蜂會找光源,比蒼蠅的亂撞要聰明,但是如果在瓶底點亮壹盞燈,就能把蜜蜂困死在裏面,而蒼蠅卻因為亂撞而逃脫。從這個例子我們知道發散性思維和收斂性思維各有好處,但當我們習慣了收斂性思維,壹定要警惕排除發散性思維的奇思妙想。不僅要防範拒絕發散性思維還應當要不時的激蕩自己的大腦,很多現實的計劃就是脫胎於奇思妙想的科幻小說。”引發“潛鳥計劃”熱氣球驅動互聯網的思想實驗似乎直接來自凡爾納的著作《八十天環遊地球》(Around the World in Eighty Days)。包括《海底兩萬裏》(Twenty Thousand Leagues Under the Sea)和《征服者羅比爾》(Clipper of Clouds)在內的凡爾納其他著作,還啟發了潛水艇和直升飛機的發明者。馬斯克稱,阿西莫夫的著作激發了他對未來的思考。在《基地》系列中,壹位名叫哈裏·塞爾登(HariSeldon)的預言家預見人類將進入黑暗時代,並制定了壹項殖民遙遠行星的計劃。

我們要用探月思維激蕩大腦,但這並不意味著我們不用考慮實際情況。有了奇思妙想之後,問題就轉換為這些想法的可行性和實現途徑。壹個方法就是站在未來的角度,假設這個想法已經實現,來引導我們現在要做些什麽,把遙不可及的夢想分解為可實現的步驟。此外對於最難的任務要最先解決,如果我們從周邊的簡單問題著手可能會讓我們在投入了大量的沈默成本後無法回頭了。

5. ? 重構問題

清晰定義問題,問題便解決了壹半,而我們總是急於做判斷,找答案,有時甚至出現先宣判後裁決的情況。就像《腦中的大象》這本書裏講的:我們往往是先有了感性的答案,再用理性去尋找證據。對於那些我們熟悉的難題,以為自己擁有正確答案時,就不再看到其他選項。重構問題要學會首先質疑問題,有時候我們會局限在自己的框架中,找不到真正問題。

6. ? 反轉的力量

人有時壹旦認定壹件事情,就很難改變,就像“自己手裏有壹把錘子,看誰都像是釘子”。真理在敲門,而妳卻說:‘走開,我在尋找真理。’於是它就走開了。事實就擺在那裏,我們依然不會改變自己的觀點。就像研究已經證明疫苗與自閉癥沒有直接明顯的關系,但是父母卻還是放心不下。為了克服強大的慣性,我們可以設定多種假設,這樣我們就不會輕易的偏向某壹種而嘗試證明它是對的,我們不是為了證明某種假設,而是要證明事實。其實現代科學就是壹部證明自己是錯誤的歷史,很多理論創立後又被後來的新理論顛覆。如果我們不證明自己是錯的,別人就會替我們做這件事。如果我們假裝自己擁有所有問題的答案,那我們的偽裝遲早會被人揭穿。如果我們不承認自己的思維存在缺陷,則這些缺陷將會壹直困擾我們。我們的目標應該是找到正確的答案,而不是成為正確的答案。

7. ? 實踐和測試

我們日常生活中的大多數決定靠的不是測試數據,而是直覺和有限的信息。即使我們做測試,也只是走走過場,這只是自欺欺人的做法罷了。我們進行測試的目的不是為了證明自己是錯的,而是為了確認那些我們認為正確的事物。我們調整測試條件,或者解釋模棱兩可的結果,以確認我們的先入之見。此外測試條件與現實之間也往往脫節。火箭科學家使用的即飛即測方法,對航天器進行多層次多維度的模擬現實的測試,盡量確保與真實環境的壹致,通過細小的異常數據來得到有效信息,減小風險。

8. ? 失敗是最大的成功,成功是最大的失敗

火箭科學家給我們的壹個啟示還包括福兮禍所依,禍兮福所致。每壹次失敗都能從中汲取教訓,為成功奠定基礎。而多次的成功,反而會讓我們習以為常壹些瑕疵,最終可能釀成大禍。SpaceX的“獵鷹1”號火箭經歷三次失敗才終於成功。 正好相反,“哥倫比亞”號航天飛機在重返大氣層時發生爆炸,機上7名宇航員全部遇難,碎片散落範圍達5000多平方千米。此次事故的罪魁禍首是壹塊隔熱泡沫材料,“大小與壹臺啤酒冷卻器差不多”。而在這之前的飛行中泡沫及時脫落也沒有出過事故,總能成功返航,這才讓人放松了警惕。

簡單書評:《像火箭科學家壹樣思考》這本書沒有給我特別耳目壹新的感覺,很多觀點都是其他思維和心理學著作已經講過的,但是各章中舉的案例很豐富,尤其是航天領域的故事,很吸引我。