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）