# 馬斯克的第一性原理是如何實現在Space X上？ - 連結：https://cloudsea35.com/ma-si-ke-de-di-yi-xing-yuan-li-shi-ru-he-shi-xian/ - 發佈時間：2020-11-28T14:40:28+08:00 - 作者：David > 「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」。 > 法國哲學家和科學家勒內·笛卡爾（René Descartes） 你不應把現狀視作絕對不變的，而是應該敢於大刀闊斧地改變它。你不應讓其他人的願景塑造 你前進的道路，而應該放棄對這些願景的所有忠誠。你要破解現有的假設，直至找出基本組成 部分，就好像你在叢林中砍出一條道路那樣。除此以外的一切都是可以商量的。 > 第一性原理即「認知事物的第一基礎」。 > 亞里士多德 第一性原理思維方式讓你能夠看到隱藏在每個人眼皮子底下、看似顯而易見的真知灼見。哲學家 亞瑟·叔本華（Arthur Schopenhauer）有言：「能者達人所不達，智者達人所未見。」 當你運用第一性原理思考時，就會從一個演奏別人歌曲的翻唱樂隊轉變為一名藝術家，從事 艱苦的創造性工作。你從作家詹姆斯·卡爾斯（James Carse）所謂不敢逾越邊界的「有限玩家」， 變成跨越邊界的「無限玩家」。 在俄羅斯瘋狂「血拼」後空手而歸的馬斯克頓時醒悟了。他意識到，購買別國火箭的做法猶如 扮演翻唱樂隊的角色，他只是一名「有限玩家」。在回國的航班上，馬斯克對陪同他前往俄羅斯 的航空航天顧問吉姆·坎特雷爾（Jim Cantrell）說：「我覺得我們可以自己造一枚火箭。」 馬斯克給坎特雷爾看了一張電子錶格，上面有他一直在計算的數字。坎特雷爾回憶道：「我 看著表格，說：‘這也太誇張了吧！’原來這就是他一直向我借閱火箭科技方面書籍的原因。 > 「我喜歡從物理學的角度來看待事物。」 > 馬斯克 馬斯克在後來的一次訪談中解釋說，「物理學教會你根據第一性原理做出推理，而不是通過 類比進行推理。」類比式推理就是幾乎絲毫不差地模仿或模擬他人。 對於馬斯克來說，運用第一性原理意味著從物理定律開始，問自己需要哪些條件才能把火箭 送入太空。他把火箭拆分成最小的子部件，也就是它的基礎原材料。 「火箭是用什麼做的？」他問自己，「航空航天級鋁合金，加上一些鈦、銅和碳纖維。」然後 他又問自己：「這些材料在大宗商品市場上值多少錢？」結果證明，火箭的材料成本約為通行 價格的2%左右，這個比例太令人震驚了。 這種價格差異是航天工業的外包文化造成的（至少部分如此）。航空航天企業將原材料採購 外包給分包商，分包商再層層外包。馬斯克解釋說：「你得往下走四五層，才能找到真正做 實事的人，比如切割金屬、聚合零件等。 於是，馬斯克決定自己切割金屬，從零開始建造下一代火箭。穿過SpaceX的工廠走廊，你會 注意到工人在做著從焊接鈦合金到組裝飛行控制電腦等所有事情。在SpaceX，大約80%的火箭 組件是由內部製造的，這使公司能夠更嚴格地控製成本、質量和進度。 由於外部供應商數量很少，SpaceX可以以創紀錄的速度將想法付諸實施。下面我們講一個例子， 證明自主生產的好處。SpaceX的推進動力部負責人湯姆·穆勒曾要求一家供應商製造發動機氣門。「 他們報價25萬美元，且需要花1年時間。」穆勒回憶道。他回復供應商：「不，今年夏天我們 需要它，並且價格要很低很低。」供應商說了句「祝你好運」就走了。 於是，穆勒的團隊自行製造氣門，成本只有供應商報價的若干分之一。到了夏天，那家供應 商打電話給穆勒，詢問SpaceX是否還需要氣門，穆勒回答說：「我們已經製造出了合格產品， 正準備試飛。」SpaceX負責與NASA聯絡的員工邁克·霍卡恰克（Mike Horkachuck）驚訝地發現， 穆勒這種做法在整個公司里都很普遍。他說：「這種方法別具一格，因為我幾乎沒聽說過NASA 的工程師在外包設計和決定設計方案時談論過零部件的成本。」 ## SpaceX在原材料採購方面也很有創意。 公司一名員工在eBay上以2.5萬美元的價格購買了一台二手經緯儀——一種用來追蹤和校准火箭 的設備，因為他發現全新的經緯儀價格實在太高了。另一名員工從工業廢品場採購了一塊巨大 的金屬，用來做保護火箭的前椎體整流罩。經過測試合格之後，廉價的二手部件也能像昂貴 的新部件那樣發揮作用。 SpaceX還借用了其他行業的零部件。它沒有使用昂貴的設備來製造艙門把手，而是採用了浴室 隔間的門閂部件；它沒有設計昂貴的定製版宇航員安全帶，而是採用賽車安全帶，後者更舒適 也更便宜。SpaceX的第一枚火箭用自動取款機的同類計算機取代專業航天計算機，前者僅需 5000美元，而後者高達100萬美元。與宇宙飛船的總體成本相比，這些削減下來的成本似乎並不 多，「當你把它們全部加起來的時候，成本就相差很大了。」馬斯克說道。 這些廉價的部件中，有很多其實更加可靠，例如SpaceX火箭所使用的噴油嘴。絕大多數火箭 引擎採用蓮蓬頭設計，靠多個噴嘴將燃料噴射到火箭的燃燒室，而SpaceX採用所謂的樞軸引擎， 即只有一個噴嘴，看起來像花園裡澆花用的軟管噴嘴。這種噴嘴成本較低，也不太可能造成 燃燒不穩定。要知道，燃燒不穩定可能會導致火箭科學家所稱的「意外快速解體」，也就是 大眾所說的「爆炸」。 ### 第一性原理思維方式促使SpaceX對火箭科學領域另一個根深蒂固的假設提出質疑。 幾十年來，絕大多數將宇宙飛船送入外層空間的火箭都無法重復使用。當它們將飛船送入軌道 之後，就會墜入大海或在大氣層燃燒，後續發射又要造一枚全新的火箭。這就相當於每次飛往 宇宙的商業航班結束後，都將飛機燒掉。現代火箭的製造價格與波音737差不多，但乘坐737 飛機要便宜得多，因為噴氣式飛機可以反復執行飛行任務。 顯然，該問題的解決方案就是讓火箭也能同樣反復使用。正因為如此，NASA的航天飛機零件 是可以重復使用的。將航天飛機送入軌道的固體火箭助推器會從航天飛機分離，利用降落傘 降落到大西洋，然後被回收並翻新。載有宇航員的軌道飛行器也在每次任務結束後飛回地球， 重新用於執行未來的飛行任務。 為了使火箭具有可再用性，產生更大的經濟效益，必須盡可能達到「快速」和「完整」這兩個 要求。「快速」意味著完成任務後的調查和翻修時間保持在最短水平。經過快速檢查和加油 之後，火箭應該能夠馬上起飛，就像飛機在一趟飛行結束後檢查和加油一樣。完整的可再用 性則是指航天飛機所有零部件是可重復使用的，任何硬件都不會被丟棄。 但對於航天飛機來說，可再用性既不快速，也不完整，檢查和翻修費用高得驚人，尤其考慮 到航天飛機的飛行頻率不高。航天飛機的檢查、翻修和加油需要經過「120多萬道不同流程」， 花上好幾個月的時間，而且成本超過建造一艘新的航天飛機。 如果用類比法進行推理，你會得出一個結論：重復使用航天飛機的想法是不可行的，它不適用於 NASA，所以我們也用不上。但這種推理存在缺陷——反對重新使用航天飛機的理由源自單一的 案例研究對象，即航天飛機本身。然而問題在於航天飛機本身，而非所有可重復使用的航天 器。 火箭是分級的，多級火箭互相疊加在一起。SpaceX的「獵鷹9」號火箭共有兩級。第一級是一段 14層樓高的箭體，上面安裝了9台引擎。第一級火箭使航天器脫離地心引力，從發射台升空， 進入太空。然後，第一級箭體分離並脫落，第二級火箭接管飛行。第二級火箭只有一台引擎， 它點火後繼續推動航天器升空。第一級火箭是「獵鷹9」號最昂貴的部件，約佔整個發射任務 成本的70%，所以即使只有第一級火箭得以回收和有效再利用，也能節省大量資金。 但是，火箭的回收和再利用可不是一件容易的事情。第一級火箭必須與航天器分離，做一個 直體後空翻，其中3台引擎點火以減緩速度，找到通往地球著陸點的路徑，然後輕輕地把它的 巨大箭體竪立在地面上。借用SpaceX一份新聞稿里的話，這一過程就像「在風暴中心讓一根 橡膠掃帚在你手上保持平衡」。 2015年12月，「獵鷹9」號一級火箭將航天器送入軌道後，成功完成了在堅硬地面上直立著陸 的壯舉。貝佐斯旗下的私營航天公司藍色起源公司（Blue Origin）將它的「新謝潑德」號（ New Shepard）火箭送入太空後，其可重復使用的助推級箭體也成功返回地球。從那時起，這 兩家公司都翻新和重復使用了許多回收後的火箭級，然後把它們重新送回太空，這些火箭級 就像被授予合格證書的二手汽車。曾經的瘋狂實驗正在變成例行程序。 第一性原理思維方式所產生的創新，使藍色起源和SpaceX大大降低了太空飛行成本。 ```wp-block-verse 舉個例子：SpaceX開始把NASA的宇航員送到國際空間站的時候，每次飛行要花費納稅人1.33億美元，而過去發射航天飛機的成本為4.5億美元，前者還不到後者的三分之一。 ``` SpaceX和藍色起源處於這樣一種狀態——他們是這個行業的新來者。新來者的優勢在於可以揮 灑創意，內部既不存在固有思想，也不存在確立已久的做法和遺留的傳統。沒有過去的束縛， 他們可以把第一性原理作為火箭設計的驅動力。 我們絕大多數人享受不到這種優勢，無可避免地會受到自身已知事物和先驅者經驗的影響。 逃避自己的設想是一件棘手的事，尤其是在我們無法察覺它們的情況下。 本文節錄自『像火箭科學家一樣思考』 ![像火箭科學家一樣思考電子書，分類依據歐贊．瓦羅（Ozan Varol） - 3219861373065 | Rakuten Kobo 台灣](https://i0.wp.com/kbimages1-a.akamaihd.net/57f7b796-b76f-4090- 8297-4211426ad37e/1200/1200/False/rZQ7tnV_ET6okhG4l2OZJw.jpg?w=1600&ssl=1 "馬斯克 的第一性原理是如何實現在Space X上？ 1") ### 請按讚： 喜歡 正在載入... ### _相關_