读像火箭科学家一样思考笔记02_与不确定性共舞（下）

1.万有理论 1.1.相对论 1.1.1.适用于体积非常大的物体 1.2.量子力学 1.2.1.适用于非常小的物体 1.2.2.在量子力学诞生之前，物理学一直强调的是因果关系，即做这件事，就会得到那个结果 1.2.3.量子力学讲的似乎是：当我们做这事时，只有在一定的概率下才能得到那个结果 1.2.3.1.即便如此，在某些情况下，“我们还是有可能得到另一种结果” 1.3.科学知识是一系列不同程度的确定陈述组成的，有些陈述的不确定程度高，有些陈述几乎是确定的，不存在绝对确定的陈述。问题不在于陈述的真假，而在于陈述真假的可能性有多大 1.3.1.费曼 1.4.在一个充满不确定性的世界中寻找确定性，是人类的一种追求 1.5.在科学领域，人们拒绝接受绝对真理，而更倾向于某个范围内的真理，不确定性已经成为惯例 1.6.科学家只有在接受不确定性、密切关注异常事物的情况下，才会有突破性进展，因为异常事物正是进步的主要驱动力 2.异常现象 2.1.我们不是天生就能注意到异常现象 2.1.1.量子力学、X射线、DNA（脱氧核糖核酸）、氧气、青霉素和其他事物的发现，都发生在科学家们接受而非忽视异常现象的时候 2.2.天王星被证明是一颗不守规矩的行星 2.2.1.它会毫无规律地加速和减速，拒绝遵守牛顿的万有引力定律 2.2.2.万有引力定律理应能够准确预测一切物体的运动规律，无论是地球上的物体，还是行星在太空中的运行轨迹 2.3.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 2.3.1.当每个人都认为地球是宇宙舞台的中心时，哥白尼（Copernicus）横空出世，挥动笔杆，把地球降格为一颗单纯的行星 2.4.新的发现并非出现在某些事情进展顺利的时候，而是在某些事情不正常时，这种新奇事物与人们的预期背道而驰。 2.4.1.物理学家兼哲学家托马斯·库恩（Thomas Kuhn） 2.5.当一只盲目的甲虫在弯曲的树枝表面爬行时，不会注意到自己经过的轨道其实是弯曲的（这是含蓄地指相对论）。我很幸运地注意到了甲虫没有注意到的东西。 2.5.1.爱因斯坦 2.6.老师可以借助冥王星的故事向学生们解释，为何在科学领域通往正确答案的道路很少是笔直的，而人生之路同样如此 3.高风险的躲猫猫游戏 3.1.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 3.2.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 3.3.当不确定性缺乏边界时，人们就会变得极度不适 3.3.1.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。 3.3.1.1.哈德菲尔德 3.4.如果张开手后出现的不是原来的人，而是另一个人，婴儿的笑容会少一些 3.4.1.而当同一人是在不同位置再次出现时，婴儿笑容也会减少 3.5.即使是6个月大的婴儿，也会对那个人的身份和位置有某种程度的确定性期望 3.6.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 3.7.消极的想法比积极的想法更能使我们产生共鸣 3.7.1.除非你同时考虑最好和最坏的情况，否则的话，你的大脑会引导你走向看似最安全的道路，也就是不采取任何行动 4.冗余不是多余的 4.1.在火箭科学中，是否有冗余可能就决定了是成功还是失败，而成败关乎生死 4.2.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 4.3.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” 4.3.1.汽车后面有一个备用轮胎 4.3.2.前面有一个紧急制动装置 4.3.3.如果你的车胎没气或者刹车失灵，就得靠这些备用装置收拾烂摊子 4.4.即使某个组成部分失效，整个系统也必须能够继续运行 4.5.SpaceX的“猎鹰9”号（Falcon 9）火箭配备了9个引擎 4.5.1.引擎的设计决定了它只会“优雅地”失效，不会损害其他组件并危及航天任务 4.6.航天飞机的计算机是4倍冗余的，即飞机上有4台计算机在运行着同样的软件 4.6.1.这4台计算机会通过一个多数投票系统就下一步动作进行单独投票 4.7.冗余装置要正常工作，就必须独立运行 4.7.1.航天飞机还配备了第5个备用飞行系统 4.7.2.该系统安装有一款不同的软件，而这款软件由不同于其他4款软件的分包商提供 4.8.尽管冗余是一种很好的保险措施，但它同样遵循收益递减定律 4.8.1.额外的冗余增加到某种程度之后，就会无谓地增加设备的复杂性、重量和成本 4.9.过度的冗余还会适得其反，不仅无法提高可靠性，反而对其造成影响 4.9.1.冗余设备增加了额外的故障点 4.9.2.波音公司得出一个结论：引擎数量越少，事故发生的风险就越低 4.10.冗余所提供的安全性能是显而易见的，但这可能导致人们做出草率决定 4.10.1.他们可能会错误地假设：即使出了问题，也会有一个故障保护装置保驾护航 4.10.2.冗余不能代替优秀的设计 5.安全边际 5.1.打造安全边际来解决不确定性难题 5.2.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 5.3.如果你要做出不可逆转的单向决策，就要留出更高的安全边际 5.4.飞船发射后，就没有机会召回它上面的硬件了。所以，我们在飞船上使用的工具必须是多用途的，就跟双向门差不多 5.4.1.各种不同的工具放在探测器上，尽量把它们变得灵活多能 5.5.学会了借助探测器上的工具来解决火星给我们带来的难题，而不是我们预期中的难题 5.6.如果宇宙飞船上的工具用途广泛，它们就可以用来实现远远超出其预期用途的功能 5.7.在面对不确定性的时候，我们经常为自己的不作为编造借口 5.7.1.除非找到一种保证可行的方法，否则我们不会开始行动 5.8.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 5.9.在看到一条清晰的道路之前，你就要开始行走 5.10.唯有迈开步伐，路才会出现在前方 5.10.1.神秘主义诗人鲁米（Rumi）