像火箭科學家一樣思考：3個方法打破常規思維，幫你解決各種難題

本文字數4796，預計閱讀時間5分鐘。

閱讀使人充實，分享使人愉悅。文章結尾附有思維導圖，幫你梳理文中脈絡精華。歡迎閱讀，你離知識又近一步。

今天分享的書籍是《像火箭科學家一樣思考》。

作者奧贊·瓦羅爾，前火箭科學家，美國俄勒岡州路易拉克大學法學院最年輕的終身教授。暢銷書作家亞當·格蘭特眼中「最有趣的新人作家」。2003年加入「火星探測漫遊者」計劃的運營小組，並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——「卡西尼－惠更斯」計劃。同時，他也是一位備受歡迎的公眾演講人，曾多次接受電臺和電視採訪，並向大公司、非營利組織和政府機構等大小群體發表主題演講。

本書主要講的是，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。

01、火箭科學家的思考方式

作者在書中為我們介紹了三個方法，來告訴我們火箭科學家的思維方式與我們的不同。就是這些奇思妙想可以促使我們成就偉大的事業。

1、發散思維

他們的基本思考方式，用的是發散思維，而不是收斂思維。

比如，有一個玻璃瓶，瓶底對著一盞燈。如果把6隻蜜蜂和6隻蒼蠅放進玻璃瓶裡，誰會先找到出口？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。比如在實驗室裡，科學家們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。

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。

2、使用第一性原理

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。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」。

比如，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。

也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。

3、探月思維

也就是說，我們沒必要非得把什麼都先想清楚，你可以先把大目標制定出來，然後在過程中慢慢想解決方案。這就是探月思維。對於一個不可能完成的大目標，我們可以先公開宣布，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。

比如，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。」任何偉大的事業都是從一個偉大的目標開始的。

我們來看一個故事。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。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。

02、如何推進創意實現完美著陸

有了自己的奇思妙想以後，就是想辦法讓它落地，不然也是無用之功。我們來看看作者介紹給我們的方法。

1、即飛即測」原則

簡單來說，就是模擬真實場景做測試。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。我們推出一款新產品，更換職業，或者嘗試一種新的營銷手段，所有這些都沒有做過實驗。我們常找藉口說，我們之所以不做測試，是因為缺乏資源。但我們沒有認識到，新方法若最終失敗，將會讓我們付出極大代價。

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，或者解釋模稜兩可的結果，以確認我們的先入之見。

而火箭科學家並不是，他們把測試運用到了極致。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。

我們認為戳破氣囊的應該是一些很尖銳的石頭，但實際是一個很圓滑的巖石，它的外形像奶牛肝臟，頂部光滑，看起來並不危險。這其實是一個小概率事件，要是擱在其他的實驗裡，也許並不會那麼看重。但是在火箭科學家看來，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。

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。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」。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。

比如，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。

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。

2、太空人起飛前的長期訓練

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，這個系統就是太空人。

太空人的日常生活並不像你在好萊塢電影中看到的那樣光鮮亮麗，太空人是吃苦耐勞之人，而不是太空冒險家。他們不以太空飛行為生，而是畢生都在訓練和為太空飛行做準備。克裡斯·哈德菲爾德說：「我當了6年太空人，卻只在太空中待了8天。」剩下的時間都用來做準備工作。到太空人執行任務時，他們已經在模擬器上飛過無數次相同的路線。

比如：太空梭實驗模型的全套裝備就像真的一樣，操控和顯示裝置和真的太空梭完全相同。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。火箭科學家為此專門做了一架飛機，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。這架飛機的名字，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。

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。

最後的話：

這個世界正在以令人眼花繚亂的速度變化發展，每個人在日常生活中都會遇到複雜和陌生的問題。在沒有明確指導方針且時間緊迫的情況下，那些能夠像火箭科學家一樣思考，並去解決問題的人，無疑享有非凡優勢。或許不能人人都成為火箭科學家，但人人都能掌握火箭科學家的思維方式。