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研究范式与创新:从普里斯特利到马斯克 精选

已有 3235 次阅读 2024-3-18 14:26 |系统分类:观点评述

美国当地时间3月14日,“星舰”第三次发射成功。该消息刷屏,全世界反响巨大。

SpaceX公司设计的这款重型运载火箭,把人类实现探索太空,奔赴火星的梦想提前了很多年。这款火箭可以先把大量的燃料运到空间站,做成加油站,后续的飞船可以很轻便地从地球起飞,加满油,再飞向星际。

作为人类,每个地球人都应该欢呼。可是作为技术的引导者,这已经不是卡脖子技术,而是颠覆性技术,即使其所有图纸都公开,后续者如何去追赶?

星舰所采用的单方面技术应该说不是全新的,比如发动机、舰身的钢材、燃料、以及几级推进装置等等。这也不完全是资金问题,综合说来是一种研究范式的革新问题。

一种复杂系统设计大量技术集成和参数设定。前者还可以设计,而后者的获得则没有什么捷径可走,需要脚踏实地去实验,去获得。这个数据获得过程需要大量的试错实验,逐步迭代,逐步提升。所以,当我们在嘲笑埃隆.马斯克(1971年)造大型烟花时,后续的更多缸筒舰身正在立起,这种复杂体系需要的不只是设计,而是数据反馈和经验提升,其效率反而是高效的。

这种研究范式的革新,是突破性技术和思维的源泉。这不禁让我想起普里斯特利,其研究思路有异曲同工之妙。

约瑟夫. 普里斯特利(Joseph Priestley)出生于1733年,比马斯克早了230多年,他发现了氧气和二氧化碳。古人一直讲“天人合一”。自然和生命之间的联系到底在哪里?当人类发现了氧气和二氧化碳,就等同于可以构建这二者之间的物质循环。此后,人类又经过一百多年,在多个领域同时前进,最终形成了物质与能量循环的体系构架,成为现代人类文明发展的科学根基。

普里斯特利的研究范式革新是其作出巨大成就的主因。他搜集了当时先进的化学实验器材为我所用,通过构建新的实验体系,逐步试错,最终发现了氧气和二氧化碳。

而形成一种新的研究范式,底层需要两个特别的支撑。第一个是长时间的敏感度和兴趣。之前我做过比喻,这就像蝉(类比于灵感),当它破土而出时,其实在地下早已经连续蛰伏了很多年。普里斯特利把动植物放在密闭的罐子里,观察其生命存活时长,这种思路早在年轻的时候就已经存在。这种兴趣可以保持几十年而不湮灭,需要的是思维的流动性,择时强化。绝大多数的好思想需要长时间的进化和发展才能变成我们所谓的瞬间灵动。普里斯特利有一个非常好的习惯就是一直记录“我不希望忘掉的一切”。这在现今社会不再是难点,只要把思路及时发表在网络上,就几乎可以一生相随,方便回头查看和调用。在200-300年前,这可不是一件容易的事情,需要更好的管理。

第二个支撑就是开放的思维。普里斯特利喜欢把自己的想法和别人分享,让思想流动起来,去激发别人的思路,然后再反馈回来,让自己的思想再提升。这一点,马斯克公开其星舰设计如出一辙。真正的创新者并不惧怕思想的公开,只有潜在的竞争,才能相互提升。现代城市一般都设立两所著名的大学,相互支撑,相互竞争,欣欣向荣,其实就是这个道理。

如果深挖这种公开设计和思想的底层逻辑,普里斯特利和马斯克还不完全一样。普里斯特利从事的是几乎没有商业回馈的自由探索,纯粹是业余爱好。所以,他没有任何的压力去隐藏自己的科学思想,反而需要别人的持续交流,让自己的思想更活跃和流动。马斯克则面对一个商业项目,他这样做更多是出于一种天然的破釜沉舟的动力。公开资料,不留后路,勇往前行。这类似于开源的程序,说不定还会吸引更多的设计师加盟,提出更多宝贵的建议。其实,马斯克骨子里透露的是一种自信。对于这种集科学、管理和商业于一身的项目,目前地球上估计还没有竞争者。这种看似冒险的研究范式,还需要很长的时间,后续团队才能适应和借鉴。在这种情况下,即使透露了一些设计信息,其核心的参数他绝对不会透露,因为设计只占整个工程的一部分而已。

参数和数据为什么重要?

有这样一则故事。一台发动机出故障了,需要换一个小零件。工厂把所有流程全程录像,买了一模一样的原厂零件,再重新组装,然后整台机器的精度和功效就不达标了。没办法,只好把发动机拉回原厂,看人家怎么安装,然后就傻眼了。首先,原厂家把所有零件拉入一个特制的房间。所有零件按照一定规律按照流程逐次安装,安装顺序和每道工序要达到的精度都严格控制。一台机器那么多零件,每一步都有安装误差。机器需要达到整体误差最小,而不是每一道工序都要最佳精度。这有点类似于以毒攻毒,需要用一些流程的误差来抵消另外流程的误差。所以,安装这个发动机的核心不是简单地把所有零件安装好,而是需要大量的安装参数,这是核心机密。

在这里,我还不得不提及普里斯特利和马斯克的另外一个共同特点,就是跨界。普里斯特利在宗教、科学、哲学、社会学等诸多领域涉猎。他眼中的科学并不独立存在,而是和其他学科一起构成他的认知体系。马斯克是一个理工男,不用怀疑他的科学和技术思维。同时,他还兼具管理和商业才能。如果只是一个单一的理工科学家,做不出他这样的业绩。

有了科学范式的改变就一定能成功吗?

当我们看到马斯克在指挥室的紧张神态时,当看到他在发射成功后爆粗口时,我们就会知道他所经历的压力非一般人所能及。抗压力和耐力,面对失败的不气馁等等,都是成功和创新不可或缺的元素。

我也坚信科学创新不只是简单的智力叠加,而是需要一个大背景下的洞察力和敏锐度、科学范式、个人生活环境等多因素相互促进的复杂体系和过程。经过几百年的发展,从普里斯特利的较为简单的实验体系到马斯克的复杂实验体系,其核心模式并没有变,只不过其涉及的团队规模从“个人”模式变成“个人引领下的团队”模式。涉及的人员和资金不是一般人或者公司可以承受。

这也为科学发展提出新的挑战,要想技术引领,就要思考创新范式的革新,靠传统的小米加步枪,可能无法满足技术引领的需求。

马斯克和普里斯特利这种“天才”能否被培养?普里斯特利距离我们太久远,可马斯克和其研究思路就在眼前,需要深入研究和思考。



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