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清华院长:光靠读书能成为一个火箭科学家?马斯克:是的

时间:2024-01-25

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不久前,特斯拉创始人马斯克将“重型猎鹰”火箭送上太空,他还计划搭建约1.2万颗卫星组成的太空“星链”。

这位“硅谷钢铁侠”是五家公司的创始人,身兼特斯拉、SpaceX和Neuralink三家公司CEO,他涉及的业务横跨十余个不同领域,且成就斐然,他每周工作超过100小时,每周会花 10 小时读书,自青少年时代起,他每天阅读2本不同学科的书……

他想做网络转账,于是创立了x.com和Paypal;他想做电动汽车,于是特斯拉诞生了,特斯拉Model S获得了NHTSA史上最高安全得分;他想去火星,于是创立Space X,将卫星和飞船送上太空,还做到了将火箭回收;他要解决交通拥堵,于是全网络地下3维交通系统的设计模型面世,获得华盛顿政府批准后,他在纽约和华盛顿特区之间挖掘一个地下隧道……

马斯克的朋友们评价他是个目标极其明确的人,他习惯从工程师的视角看世界。他在上大学的时候就常常思考,这个世界面临的真正问题是什么,哪些会影响到人类的未来。

只要他看好的,他会一直努力,直到达到目标。

在2015年10月的某一论坛上,清华大学钱颖一教授对话马斯克,马斯克分享了创立Space X的初衷及梦想,并且分享了自己的学习感悟。

自学成才的马斯克

火箭技术是非常高尖端的科技,马斯克不仅是公司的CEO,还是CTO(首席技术官),有着物理学和商科的背景。他自学了所有这些,科学、工程、计算机编程、物理学等课程,没有经过在学校的正规学习。

马斯克说,自学的速度要比正规学习要快得多。他的秘密就是:读很多的书,和很多人交流。

钱颖一问道:光靠读书就可以成为一个火箭科学家?

马斯克回答:是的,不过还要进行实验。既要看书,也要实验,因为有时书里的东西未必正确。

虽然马斯克非常忙,但他依然保持阅读的习惯。

据他弟弟介绍,自青少年时代起,马斯克就开始每天阅读不同学科的2本书。倘若普通人每月读一本书,马斯克的阅读量就是你的60倍。

对马斯克来说,在发展事业时最重要的,就是确保自己总是理解科学理论、规则背后最基本的那个“为什么”,这让他能够有效减少学习新概念的时间。

起初,马斯克的阅读涵盖科幻小说、哲学、宗教、编程、科学家工程师和企业家的传记。随着年龄增长,他的阅读和职业兴趣扩展到物理、工程学、产品设计、商业、科技和能源。

成立Space X:不是为了创建一家公司

在论坛上,清华院长钱颖一问埃隆•马斯克:人们都想做有用的事情。以SpaceX为例,这个领域是我们传统上认为政府部门负责的领域,技术门槛高,耗资巨大,监管复杂。我猜很多人也想进入这个领域,但他们觉得不太可能。你为什么认为你可以在2002年进入航天这个领域呢?

马斯克回答说:我可以告诉你SpaceX的初衷不是为了建一个公司。2001年,我跟一个朋友聊天的时候提到,既然在1969年就登陆了月球,为什么我们还没有登陆火星?我访问了NASA的官网,想看看有没有登陆火星的时间表,但什么也没找到。后来我了解到,NASA当时已经放弃登陆火星了。所以我想搞一个公益性质的项目,将一个小型温室送上火星表面,起到一个表率作用。如果成功的话,这将是地球上的生命去过的最远的地方,也是我们认知范围内生命首次出现在火星。

所以就有了把绿色植物送上红色火星表面的宏伟计划,他想这应该能激起公众的兴趣,从而促使NASA增加预算,那样就能延续阿波罗之梦了。这就是最早的初衷。

他还去了三趟俄罗斯,我想买一些用过的洲际弹道导弹,用于火星任务。

他虽然跟俄罗斯人达成了协议。但是他们的火箭价格低廉,因为卖给他的都是报废火箭。即使可以用那些火箭,一旦用完了还得购买昂贵的火箭。所以这最多是一个短期可能,不会有长期的结果。显然这无法用来在火星上建立自给自足的城市,而在火星上建立城市是马斯克开展这项计划的根本目的。

这时马斯克意识到,我们之所以没去火星,不是因为不想去,而是因为认为没有能力去。大家有意愿去,都觉得没有成功的可能,于是就放弃了。

所以他决心创立一家公司,减少太空旅行的成本,同时改进火箭技术,因为火箭技术自六十年代以来根本没取得什么进展。从某种意义上说,情况变得更糟,因为将物质送入轨道需要花费的成本更高。所以,这就是他创立SpaceX的初衷。

虽然在公司刚创立的时候,马斯克觉得公司的存活几率最多只有10%。但他依然冒了这个险。如果我们不做点什么来改进火箭技术,就永远去不了火星了。

马斯克的梦想:建立一个能够自我维系的文明

马斯克在2011年时曾说,未来10到20年,他可以把人类送上火星。

钱颖一教授问道:现在是2015年,这会实现吗?如果你当时的预估是正确的,那就是2020年或者2030年,距离现在已经不远了,你还是这样乐观吗?

马斯克回答:我觉得大约还需要10年。

钱颖一:使用可重复利用的火箭不容易,因为美国宇航局停止制造航天飞机了。非常昂贵。我不是这方面的专家,但是我猜想这一定非常不容易。为什么你会如此自信你可以实现这些?

马斯克:目前,我相信我们至少能实现推进节的重复利用,因为我们曾两次成功地将推进节降落在海面上,至少两次降落到了无人船上。第二次,火箭过了几秒才炸掉,说明我们在进步。我相信在未来一年内,我们能够使推进节安全着陆,并重新飞上天,这种可能性很大。可能性在90%以上。

钱颖一:那十年内是否有可能在火星上看到人类?可能性有多大?

马斯克:我觉得10年实现的概率是50%。当然取决于全球范围的技术进展。但如果按目前SpaceX发展趋势推算的话,2025年是大致正确的。实现这一目标的关键在于重复利用。

这一目标实现的可能性,用第一原理分析就很有意义了。

如果用仿照先例的话,我们可以看看前人在重复使用方面的努力,比如太空梭或俄罗斯暴风雪计划,这些重复使用的努力并未降低太空飞行的成本,反而增加了成本。关于太空飞行的成本,太空梭的预算大约是40亿美元一年,每年一般飞四次,所以每艘太空梭的成本大约就是每年10亿美元,这比同等档次的火箭贵多了。所以,人们看到这个,就会觉得重复使用非但没有降低成本,反而增加了成本。

但站在第一原理的角度来看,实际情况不是这么回事。如果你用的是精炼航空燃料低成本推进剂,就有可能。马斯克他们用的火箭推进剂的费用大约是每次飞行30万美元,而火箭的造价达到6000万美元,所以推进剂的花费与之相比是九牛一毛,只占火箭造价的0.5%。这与大型喷气式飞机差不多,那么如果进行重复利用,考虑到维护等问题,每次飞行的成本就会不断接近推进剂的成本。如果火箭也遇到类似飞机那样的情况,维护成本可能会相当于燃油成本,对于航空公司来说,每次飞行的成本就是60万美元,这就能大幅节省成本。

人类文明基本将会朝着两个不同的方向发展。要么变成一个居住在多个行星上的文明,走向太空探索星系,要么就永远住在一个行星上,直到最终灭绝于某个天灾人祸。比较而言还是前一种结局比较好。

要实现前一种愿景,我们必须在某颗星球上建立一个能够自我维系的文明。火星是唯一现实的选择,所以马斯克觉得我们应该向这个方向努力。

成功的法宝:第一性原理思维


马斯克认为物理的基础理论是最有用的。物理学的思维框架是迄今为止是最有用的框架。有助于了解历史上最早的科学家是怎么探索的?他们又是如何改变他们的探索方法的?他们是如何随时间改变分析框架,知道某一种框架比另一种更好?

马斯克表示:“我更倾向于从物理学的角度来看待世界。物理学教会我运用第一性原理思维去推理,而不是用类比的思维去推理。让我们来看看这个第一性原理究竟是什么。火箭是由什么制成的?航空级铝合金,再加上一些钛、铜和碳纤维。然后我会问自己,这些材料在市场上值多少钱?结果他发现,火箭原材料的成本大约是火箭价格的2%。”

这就是运用了第一性原理思维,将复杂的问题拆解,简化为基本问题,然后逐一寻找解决办法。注意,虽然马斯克讲述的非常简单,但在寻找解决办法的过程中,他设想的每一个情况都是经过了非常严密的逻辑推论,他所预估的数字是相对具体的,而不是一个大概。

其实在实践中,没有必要将每个问题都拆解到原子级,只要在思考时,比大多数人更深入一到两层,就能体会到第一性原理思维的优势。著名战斗机飞行员、军事家约翰·博伊德创造了下面这个思维实验,用来展示如何在实际中运用第一性原理思维。

想象你有下面这三样东西:

一辆摩托艇(后面有一副滑雪板)

一辆军用坦克

一辆自行车

现在,我们将这些物品分解为基本的构成部件:

摩托艇:发动机、船体、一副滑雪板。

坦克:金属履带、钢板装甲、一挺枪。

自行车:车把、车轮、齿轮和车座。

你能用这些单独的部件做出什么?其中能做出的东西之一是,把自行车的车把和车座、坦克的金属履带、摩托艇上的发动机和滑雪板组合在一起,你就能做出一辆雪地摩托。这就是第一性原理思维的的实际运用的一个简单展示。它是一个循环过程,首先将一种情况分解为核心部分,再将各个部分以更有效的方式整合在一起。先进行解构,再进行重构。

从雪地摩托的例子能看到,第一性原理思维能提升创新力,对基础元素的重新组合利用,让事物产生新的火花。

马斯克说:“我们运用第一性原理,而不是比较思维去思考问题是非常重要的。我们在生活中总是倾向于比较,对别人已经做过或者正在做的事情我们也都去做,这样发展的结果只能产生细小的迭代发展。第一性原理的思想方式是用物理学的角度看待世界,也就是说一层层拨开事物表象,看到里面的本质,再从本质一层层往上走。”

“如果你真的想做一些新的东西出来,就必须依赖物理学的方法。”马斯克的成功,离不开第一性原理。

文章来源:盒饭财经、清华管理评论

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