像火箭科學家一樣思考: 這些簡單的策略可以讓你在工作和生活中取得巨大的飛躍

Think Like a Rocket Scientist: Simple Strategies You Can Use to Make Giant Leaps in Work and Life 

作者 | 奧贊·瓦羅爾 【美國】

《像火箭科學家一樣思考》主要講的是，隱藏在火箭科學這個非常難的學科背後，是一種足以改變我們生活，可以遷移的思維方式。

不僅要超出所有存量的經驗，去天馬行空的思考，而且要極其務實地想盡一切辦法，把看似極難的任務真正落地實現。

WHAT YOU'LL LEARN

The single principle Elon Musk used to revolutionize the aerospace industry (and how you can use the same principle to transform your life)

An unstoppable astronaut training strategy that you can use to nail your next presentation or product launch

How invisible rules constrain your thinking (and what to do about it)

The one word you can use to boost your creativity

What George Costanza and rocket scientists have in common, and what you can learn from both in starting your next project

What you should do first in tackling an audacious goal (and what you should NEVER do when tackling an audacious goal)

What Einstein’s biggest blunder can teach you about how to launch your next project

The fascinating story of the billion-dollar author and her eight-year-old secret weapon

Why doing 「nothing」 is more valuable than you think

and much more

這本書說的是，在太空探索，這種完全未知的事情面前，火箭科學家是怎麼完成一項，幾乎不可能完成的任務？

這件事的難度到底有多大呢？我說幾個書裡的細節，你感受一下。

首先，不確定性極高，並且沒有任何先例可以參考。比如，1962年，甘迺迪總統第一次宣布登月計劃的時候，美國國家航空航天局其實是什麼都不知道，兩眼一抹黑的狀態。他們不知道月球表面是否堅固到能夠支撐著陸器，不知道通信系統在月球上能否正常工作，不知道該怎麼計算地球軌道，更別提登月火箭的發射軌道了。甚至不誇張地說，製造火箭要用到的合金材料，當時還沒被發明出來。

再比如，在我們的想像中，火箭科學家們應該是一群極其嚴謹的人，研究火箭的實驗室應該是全世界最講究科學的地方。但是你可能想像不到，在每一次執行登陸任務的時候，他們都有一項近乎迷信的舉動，就是瘋狂地吃花生。

這個迷信的由來是曾經有一個登陸任務失敗了6次，第7次終於成功的時候，碰巧那天有實驗室的火箭科學家帶了花生。從那之後，花生就成了每次執行登陸任務的主食。所以你看，在全世界最需要科學思維的地方，居然還產生了這種迷信行為，你就可以想像一下，這事的不確定性有多高，人們對於不確定性的恐懼有多深。

其次，不僅不確定性極高，而且容錯率極低，任何一個局部的失敗，都會導致滿盤皆輸。比如，1959年一艘美國無人駕駛火箭，因為電力問題有點「興奮過頭」，它自己提前半小時就發射出去了，NASA的工作人員看得目瞪口呆，結果飛行20秒後就墜毀了。所以有科學家就說：「啟動火箭引擎後，可能會發生上千件事。其中只有一件是好事。」

這本書的作者奧贊·瓦羅爾，本科就讀於康奈爾大學的天體物理學。2003年加入「火星探測漫遊者」計劃的運營小組，還參與了人類迄今為止發射規模最大、複雜程度最高的行星探測器任務之一。不過大學畢業後，他沒有繼續攻讀物理，而是轉行學了法律，成為法學院最年輕的終身教授。

這些年中，他一直深入研究火箭科學原理在其他領域的應用。他意識到，隱藏在火箭科學這麼難的學科背後，是一種能夠遷移的思維方式。正如瓦羅爾在序言裡提到的那樣，他說：「我發現自己不經意間準備了一輩子，就是為了寫這本書」。

這本書裡雖然說了很多思維方式，但其實我讀完之後，有一個感受。那就是，火箭科學家思考的關鍵，在於一放一收。放，指的是超出所有存量的經驗，去天馬行空的思考。收，指的是把所有能想像到的事情，盡一切可能落地實現。

接下來，我就從一放一收這兩方面出發，為你解讀這本書。

第一部分

第一部分，我們先來說說，火箭科學家是怎麼產生那些奇思妙想的？

關鍵在於這三個方法。

第一個方法是他們的基本思考方式，用的是發散思維，而不是收斂思維。

我們先來說一個好玩的測試。你可以想像有一個玻璃瓶，瓶底對著一盞燈。如果你把6隻蜜蜂和6隻蒼蠅放進玻璃瓶裡，誰會先找到出口？

這個時候估計你心裡隱隱約約有個答案了，我們大多數人認為蜜蜂會先找到出口，因為蜜蜂確實更聰明。它們可以學習非常複雜的任務，比如在實驗室裡，科學家們就觀察到蜜蜂可以抬起或者滑動蓋子來收集糖水；它們還可以把自己學到的東西傳授給其他蜜蜂。

但是，要從瓶子裡找出口，蜜蜂會聰明反被聰明誤。蜜蜂喜歡光，由於瓶底靠近光源，它們會不斷地撞向瓶底，直到累死或者餓死。相比之下，蒼蠅根本無視那盞燈，它們會四處飛來飛去，直到無意中發現另一邊的出口就飛出去了。

這個故事裡的蒼蠅代表就發散思維者，它們隨意地拍動翅膀，直到能發現出口。而蜜蜂代表收斂思維者，它們把精力集中在看似最明顯的出路上，而這種行為最終會導致失敗。

我們在真實生活中是很容易略過發散思維，轉而求助於收斂思維的。我們會去評估什麼是容易的，什麼是可行的，然後依賴過去的經驗做出判斷。

打個比方，收斂思維有點像參加一次多項選擇題考試，你只能在幾個有限的選項中進行選擇，而不能寫一個新的答案。而發散思維是一種方法，我們可以不去考慮任何限制、可能性或預算，隨心所欲地接受任何不著邊際的想法。

從一開始就採用發散思維之所以重要，還因為創意剛剛形成的時候，我們其實很難判斷出哪些東西有用，哪些東西沒用。正如物理學家普朗克所說的那樣，「純粹的理性主義根本行不通」。

比如1990年火箭科學家們發射了哈勃望遠鏡，它是一顆繞地球運行的衛星，任務是拍攝高解析度的太空影像。但是很快，科學家們從它傳回來的那些模糊照片中發現，望遠鏡的一面鏡片存在瑕疵。但是如果要修復望遠鏡，就得面臨一個難題。不僅需要派太空人進入太空，而且還得深入望遠鏡內部進行檢修，這個事的風險很高。後來，美國航天局的一位火箭科學家提出，太空飛船可以攜帶一個可伸縮的機械臂深入望遠鏡裡進行檢修。而這個靈感原來是他在洗澡的時候想出來的，他發現有一個可調節的淋浴頭，可以通過延長或縮回，來適應不同的淋浴高度。

再比如為了解決世界上一些地理環境嚴峻或偏僻的農村地區沒有網絡信號的問題，科學家們創建了一個熱氣球網絡。每個熱氣球裡面裝了多臺靠太陽能供電的計算機，它們在海拔1.8萬米左右的平流層盤旋，當一隻熱氣球離開時，另一隻氣球就會取代它，把網際網路信號傳送到地面上。2017年秘魯發生洪災的時候，這個熱氣球網絡為數萬人提供了最基礎的網絡信號。你肯定很難猜到，這個方法原來是來自於一本科幻小說《八十天環遊世界》。

除了火箭科學領域，其他行業也有類似的思考方式。比如，耐克的第一雙跑鞋是模仿家電行業研發出來的。20世紀70年代初，運動員訓練穿的跑鞋都是帶金屬釘的，不僅缺乏適當的附著力，而且會損壞跑道表面。結果有一位跑步教練，吃飯的時候看到了華夫餅烤盤裡的格子圖案，再和鞋底這麼一聯想，這事有戲。於是他抓起烤盤，在車庫裡經過一系列實驗，創造了橡膠底的華夫運動鞋。現在，從這位教練的廚房中拿的那臺華夫餅烤盤，就擺放在耐克總部的展櫃裡。

你看，但凡我們需要找創意的時候，發散思維的方法很好用。

好，在初步產生各種奇思妙想的基礎上，第二個要說的方法就是要不斷地使用第一性原理，充分質疑，來進一步解放自己的思考能力。

第一性原理思維說的是不要把現狀當成是絕對不變的，而是要敢於大刀闊斧地改變它。就好比說必要的時候，得手拿一把大錘，砸碎我們對某個事物形成的固有觀念，直至找出它的基本組成部分。

最早提出第一性原理思維的人是亞里斯多德，他給出的定義是「認知事物的第一基礎」。法國哲學家和科學家笛卡爾認為，第一性原理就是指「系統性地懷疑你可能懷疑的一切事物，直到你獲得無可置疑的真相」。

說到這，我們繞不開火箭科學領域的一個人——埃隆·馬斯克。他運用第一性原理思維顛覆了航天領域，把自己的幻想變成了現實。

馬斯克最早創立了太空探索技術公司的時候，根本沒有足夠的錢在美國或俄羅斯市場上購買火箭。於是，在回國的航班上，空手而歸的馬斯克突然醒悟了。他意識到，購買火箭的做法好像是扮演翻唱樂隊的角色，他只是一名「有限玩家」。

要想成為一個跨越邊界的「無限玩家」，他必須運用第一性原理，從物理定律開始，反問自己需要哪些條件才能把火箭送入太空。馬斯克把火箭拆分成最小的子部件，也就是基礎原材料都需要什麼。然後他發現造火箭需要航空航天級鋁合金，加上一些鈦、銅和碳纖維。

緊接著他又問自己，這些材料在大宗商品市場上值多少錢？是否可以通過採購二手設備，或者借用其他行業的零部件來降低部分的生產成本？最後通過計算，馬斯克算出來火箭的材料成本大概是目前市場上通行價格的2%左右，而這種巨大的價格差異正是由於航天工業的外包文化造成的。於是，馬斯克決定自己切割金屬，從零開始建造下一代火箭。

你看，正是第一性原理的思維方式，促使馬斯克對火箭科學領域根深蒂固的假設提出質疑。

不過，要真正使用第一性原理，還要突破兩個大障礙。那就是「我們一直都是這樣做的」和「別人就是這樣做的」。

我們以前做的事，就像一塊磁力超強的磁鐵，決定了我們下一步要做的事情。即使在火箭科學這樣的先進行業中，慣性思維也有著巨大的力量。

比如為太空梭提供動力的引擎，是人類有史以來創造出的最複雜機器之一，但它的寬度是由兩千多年前羅馬帝國的一位道路工程師決定的，雖然這其中並沒有什麼必然性。

你確實沒聽錯，太空梭引擎寬143.51釐米，因為這是美國猶他州到佛羅裡達州鐵路的寬度。而那條鐵路的寬度是英國電車軌道的寬度，英國電車軌道的寬度則是根據羅馬人建造的道路寬度設計的，而這個寬度就是143.51釐米。

再給你講個好玩的寓言故事。有位聖人帶領他的信徒們冥想，但就在信徒們進入禪定之時，他們被一隻貓打亂了。那隻貓走來走去，一會喵喵地叫，一會發出咕嚕聲，幹擾了在場的所有人。後來聖人想出了一個簡單的解決辦法，在冥想過程中，把貓綁在一根杆子上。於是，這個解決方案很快就變成一種儀式，大家先把這隻貓綁在杆子上，然後再開始冥想。最終這隻貓自然老死了，但隨之而來的卻是一場宗教危機。信徒們該怎麼做呢？貓沒有綁在杆子上，他們怎麼可能冥想呢？

雖然這個故事是虛構的，但是有趣的地方就在於，它讓我們感受到了「別人都是這麼做的」這種無形規則的力量。相比於有形的書面規則，無形規則就像是沉默的殺手，在我們意識不到的情況下限制了我們的思維。

在你的世界裡，什麼是寓言故事中那隻影響了信徒們冥想的貓？過去哪些不必要的事物會蒙蔽你的思想，阻礙你的進步？有哪些事情僅僅因為你周圍的人在做，所以你假設自己必須做？你有能力質疑這個假設，並用更好的東西取代它嗎？

第一性原理思維並不只是為了找到某種產品或實踐做法的基本組成部分，並創造出新的事物。你還可以藉助這種思維方式尋找內心的「原材料」，拆掉那些固有思維裡的牆。

好，說到這，假如前兩個方法都用了，你發現，在整個方案裡，還是有很多不確定性，怎麼辦？

這本書裡提供的第三個方法，就是先幹了再說，沒必要非得把什麼都先想清楚。你先把大目標制定出來，過程中可以慢慢想解決方案。作者還專門給這個方法起了個名字，叫探月思維。

前面說過，按照1962年的航天技術水平，甘迺迪總統當眾宣布登月計劃的時候，他似乎在期待一個奇蹟。他說：「我們之所以選擇在10年內登月，並不是因為它很容易，而是因為它很難。」

今天的我們當然知道，這件事後來成功了，可是，憑的是什麼呢？在瓦羅爾看來，這就是探月思維的勝利。對於這個看似不可能的大目標，先公開宣布，完了再琢磨可行性，然後召集人手、整合資源，集中力量把這個目標做出來。

電影《阿波羅13號》的開頭有這樣一幕。後備指揮官看著太空人阿姆斯特朗和奧爾德林，在月球表面邁出了人類歷史上真正意義的第一步。指揮官非常感慨，他說：「這根本不是什麼奇蹟，我們只是決定去月球而已。」

我知道，這話乍一聽可能有點奇怪，像一句心靈雞湯。但是回過頭來想想，似乎任何偉大的事業都是從一個偉大的目標開始的。關於探月思維具體的邏輯解釋，這本書裡也沒有提到很多，但是書裡有一個關於探月思維的故事，我覺得很有觸動，想講給你聽聽。

這是一個希臘的神話故事。伊卡洛斯的父親是一名工匠，他為自己和兒子做了一雙翅膀，準備逃離克裡特島回到家鄉。這雙翅膀的羽翼是用蠟封在一起的，因此父親就提醒伊卡洛斯要跟隨他的飛行路線，不要飛得離太陽太近。結果在飛行過程中，伊卡洛斯無視了他父親的提醒，因為飛得太高導致羽翼上的蠟融化了，翅膀完全散開，最終伊卡洛斯從高空墜落，淹死在了大海裡。

這個神話本來的寓意是告訴人們不要好高騖遠，那些遵循預定路線和服從指示的人才能逃離島嶼並生存下來。

但是美國著名企業家、暢銷書作者塞斯·高汀就在著作《伊卡洛斯騙局》中說，這個神話故事還有另一部分的情節，你可能沒聽過。父親除了告訴伊卡洛斯不要飛得太高，還告訴他不要飛得太低，因為海水會腐蝕他的翅膀。

作者在書裡提到，伊卡洛斯父親描述的物理現象其實是錯誤的。當你升上高空時，空氣會變冷而不是變熱，所以其實翅膀上的蠟並不會融化。而且從飛行經驗來看，飛得很高的時候，如果引擎發生故障，飛行員還可以操縱飛機滑翔到安全的地方。但如果高度很低，繼續飛行的可能性就小得多了。

好，這個故事講完了，我覺得這個故事觸動我的地方就在於，所有偉大的事業往往具備兩個特點：第一，我們會因為不確定性放大它的難度，就像高空翅膀會融化一樣，其實我們所有的恐懼都來自於自己的內心。

第二，一旦你放手去做，就會發現，它並沒有那麼難。也許當你走到那一步的時候，你會發現很多意外的因素可以助你一臂之力，就像翅膀飛得越高，反而越不會融化。

總之，假如你朝著「月球」的正確方向前進，而不是墜向地面，你肯定會比以前飛得更高。

第二部分

接下來，到了實踐部分。我們來說說，當有了這些奇思妙想之後，要怎麼落地呢？

火箭科學家用的關鍵方法就是「即飛即測」原則。簡單來說，就是模擬真實場景做測試。

乍一聽，這個方法也沒什麼稀奇，不就是提前演練嗎？公司如果要推出一個新產品，或者我們找工作面試，做演講等等，用的都是這個方法。

別急，事情還真沒這麼簡單，火箭科學家和我們的不同之處就在於，他們已經把這個方法用到了極致。

根據「即飛即測」原則，在測試階段，地球上的實驗必須盡最大努力模仿火箭的飛行環境。所以，火箭科學家常用的一個策略就是，不斷地破壞東西，找到它們的極限點。

為了實現這個目標，大到火箭的各種部件、小到螺絲，都要承受相同類型的衝擊、振動和極端溫度。火箭科學家們必須想盡各種辦法，誘使這些零部件和計算機代碼在發射前犯下致命的錯誤，然後馬上解決。

比如有一次火箭科學家們為了測試氣囊的安全性，他們就把一個假的著陸器放在一組安全氣囊裡，抽掉真空室裡的空氣來模仿火星的溫度和壓力，還在室內地面上放了一些假的火星巖石。

結果氣囊落地時真的破了。巖石完全戳破了氣囊，那個漏氣的口子大到一個人都能穿過去。所以測試表明，火箭科學家打算使用的安全氣囊太脆弱了。

按照我們通常的想像，戳破氣囊的應該是一些很尖銳的石頭，實際上還真不是。反而是一個很圓滑的巖石，按照這本書裡的描述，它的外形像奶牛肝臟，頂部光滑，看起來並不危險。

你看，這麼一塊石頭刺破氣囊，是個小概率事件，要是擱在其他的實驗裡，也許並不會那麼看重。更何況，1997年的時候用同樣的安全氣囊，也成功地降落在了火星表面。

但是在火箭科學家看來，不行，它是個大問題。他們要把這個小概率事件拿出來無限放大，假設這個問題百分百會發生，那麼要怎樣才能杜絕它呢？

於是，火箭科學家製作了好多塊巖石的複製品，散放在真空室的地上，然後開始把安全氣囊往石頭上扔。後來他們想到，可以模仿自行車的輪胎，設計出一個內外雙層的內膽，這樣即使外面那層氣囊漏氣，著陸器也不會有問題。最後，火箭科學家對新的設計開始反覆測試，直到通過各種極限點的考驗。

而且這裡面，你注意啊，還有一個容易失敗的地方就在於，僅僅測試一個單獨的部件，可靠性是遠遠不夠的。因為很多時候，火箭科學家發現，每個零部件的問題都解決了，但是組合在一起，這些子系統相互作用，可能會導致最後的整體系統出故障。

說白了，就是一連串的解決方案放到一起，可能會引發新的問題。這件事在書裡還有一個特別貼切的說法，叫「弗蘭肯斯坦的縫合怪」。

這是什麼意思呢？「弗蘭肯斯坦的縫合怪」是《科學怪人》小說裡一個虛構的角色，它的所有部位都來自於不同的人體，但這些部位縫合在一起之後，它變成了一個怪物，而不像是一個正常的人。

舉個真實的例子，歐巴馬弄醫療改革的時候，人們必須通過登陸一個政府網站才能購買保險。但是這個網站一開通就崩潰了。有些用戶沒法創建新帳戶，有些用戶的流程進入死循環。結果網站運營的第一天，只有6個人成功購買了保險。

但是，為什麼一個耗資近20億美元的網站無法執行最基本的指令？這背後的原因，就是因為政府把這個大型項目的設計環節外包給了60家承包商，最後卻沒有對網站的綜合體系進行系統測試。

另外，在火箭科學領域，還有一個系統需要在起飛前進行測試。這個系統遠比火箭本身更不可預測，他們會恐慌，會忘記事情，會生病，可能還會不小心弄錯了控制臺上的按鈕。

估計你也猜到了，這個系統就是太空人。

太空人的日常生活可不像我們在電影中看到的那樣光鮮亮麗，他們不是太空冒險家，而是一輩子都在訓練，為太空飛行做準備。有位太空人說：「我當了6年太空人，卻只在太空中待了8天。」說不定，能呆8天的這種情況，對太空人來說還算是好的。

到太空人執行任務的時候，他們已經在模擬器上飛過無數次相同的路線。比如，太空人像操作實物一樣操作太空梭模擬器，完成從發射、對接到著陸等不同階段的任務。從模擬裝置的顯示器上，太空人可以看到與實際飛行中相同的場景，隱藏的揚聲器也會產生相同的噪音，包括他們在飛行過程中聽到的振動聲、煙火爆炸聲和齒輪啟動的聲音。

但模擬器沒法產生微重力，那該怎麼辦呢？

火箭科學家就專門做了一架飛機，這個飛機有點像過山車，它的飛行軌跡是一條拋物線，先爬升後俯衝來模擬失重狀態，在每條拋物線的頂端，太空人會體驗到大約25秒的微重力。估計這體驗應該不會太好，所以他們給這架飛機起了個貼切的名字，叫「嘔吐彗星」。太空人登上「嘔吐彗星」，在失重狀態下練習吃、喝等動作。

但只有25秒，時間太短了，沒法練習更複雜的動作。為了獲得更長的失重時間，太空人需要進入一個大型室內水池中，練習走路，直到成為第二天性。但是要想達到正常走路的熟悉程度，最起碼得花250個小時，才能為6個小時的太空行走做好準備。

而且這些還遠遠不夠，為了防止太空人發生生命危險，火箭科學家還需要一個比找到物體極限點更殘忍的策略，叫「殺死太空人」。因為在太空中，倘若出現緊急情況，太空人往往沒有長時間思考的餘地，必須要能夠瞬間做出反應。

所以，為了完成航天任務，火箭科學家差不多需要模擬大約6800個故障場景，把每一種能夠想像到的故障拋給太空人，包括電腦死機、發動機故障和爆炸等等。目標就是造成的麻煩越大越好，直到所有參與訓練的人把重複動作變成本能。而且反覆接觸難題，也會使太空人對困難產生免疫力，增強他們的信心，認為自己有能力解決任何問題。

你看，這大概是印證了一句話，「那些殺不死你的，終將會使你變得更強大。」

特別說明一下，這本書裡關於怎麼把想法真正落地的方法還有很多，在這裡無法窮盡，有興趣的話，歡迎你去閱讀原書。

結語

好，這本《像火箭科學家一樣思考》我們先講到這。再強調一下，這本書的內容非常豐富，萬維鋼老師在精英日課第四季裡花了很大篇幅專門解讀過這本書，強烈建議你去聽一聽。

最後，我們說了這麼多關於火箭科學家的事，那火箭科學家們到底是一群什麼樣的人呢？

讀完這本書，我有一個感受。那就是，每一位火箭科學家腦子裡其實都住了兩個狠人。一個像瘋子一樣，有一籮筐奇思妙想，完全不受任何思維的束縛；而另一個，極其務實，想盡一切辦法，把那些看似極難的任務真正落地。

這兩種截然不同的性格，在火箭科學家的大腦裡並行。

也許就像菲茨傑拉德說的那樣，「所謂的第一流智慧，就是擁有兩種截然相反的觀念且依然能夠正常行事」。

 

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