当地时间2018年2月6日,SpaceX旗下的新型火箭,也是世界上现役运力最强火箭——“重型猎鹰”火箭首飞成功。
图丨发射现场
而早在2015年10月22日,埃隆•马斯克(Elon Musk)与清华大学经济管理学院院长钱颖一教授在清华管理全球论坛上展开一场历时两小时的精彩对话,在对话中,他就提到了火箭计划。而这一计划当时在很多人看来是不太可能。
清华经管学院院长钱颖一对话SpaceX首席执行官兼首席设计师马斯克
最强火箭——“重型猎鹰”火箭的首飞成功,也许预示着马斯克正走在实现梦想的正确道路上。我们将钱颖一教授与马斯克在2015年的部分对话分享如下,以此共勉。
SpaceX:成功机率10%
钱颖一:人们都想做有用的事情。以SpaceX为例,这个领域是我们传统上认为政府部门负责的领域,技术门槛高,耗资巨大,以及从监管角度考虑,很多人也想进入这个领域,但他们觉得不太可能。你为什么认为你可以进入航空航天这个领域呢?
马斯克:我创立SpaceX的初衷不是为了创业。2001年,我跟一个朋友聊天的时候,提到为什么我们还没有登陆火星?因为既然在1969年就登陆了月球,那现在也应该快登陆火星了。
我访问了NASA的官网,想看看有没有登陆火星的时间表,但什么也没找到。后来我了解到,NASA已经放弃登陆火星了。所以我想搞一个公益性质的项目,将一 个小型温室送上火星表面,起到一个表率作用。如果成功的话,这将是地球生命去过的最远的地方,也是我们认知范围内生命首次出现在火星。所以我们就有了把绿 色植物送上红色火星表面的宏伟计划,我想这应该能激起公众的兴趣,从而促使NASA增加预算,那样我们就能延续阿波罗之梦了。这就是最早的想法。
我甚至还去了三趟俄罗斯,我想买一些用过的ICMB(洲际弹道导弹),用于火星任务。生意确实谈成了。但我这时意识到,之前的想法是错的。我们之所以没去火星,不是因为不想去,而是因为认为没有能力去。大家都觉得没有成功的可能,于是就放弃了。所以我决心创立一家公司,减少太空旅行的开支,同时改进火箭技 术,因为火箭技术自上世纪六十年代以来根本没取得什么进展。从某种意义上说,火箭技术还退步了,因为将物质送入轨道需要花费的成本更高了。这就是我创立 SpaceX的初衷,不过在公司刚创立的时候,我觉得公司的存活几率只有10%。
钱颖一:你打算冒这个风险?
马斯克:是的,我感觉如果我们不做点什么来改进火箭技术,就永远去不了火星了。
钱颖一:你打算自己造火箭,是因为俄罗斯人没有卖给你火箭还是你觉得价格太贵?
马斯克:其实我跟俄罗斯人达成了协议,但是他们的火箭都是报废火箭。所以,即使那些火箭可以用,也只能短期使用,一旦用完了还得购买昂贵的火箭。从长远来看,这样的火箭没有什么优势,显然无法用来在火星上建立自给自足的城市,而在火星上建立城市是我开展这项计划的根本目的。
钱颖一:你有了意愿,也做了一些初步的工作,跟俄国人接触。你认为过去几十年中在此领域没有任何进展,但是有人类登陆火星的可能性。火箭技术是非常尖端的科技,而你 不仅是公司的CEO,还是CTO(首席技术官)。你读了三天博士,我非常肯定,你是自学成才的。你自学了科学工程、计算机编程、物理学等,没有经过在学校 的正式学习研究,你是怎么做到的?
马斯克:自学速度要比正规学习快得多。
钱颖一:自学要比在学校的正规学习快?和我们分享一下你学习的秘密。
马斯克:读很多书,和很多人交流。
钱颖一:光靠读书就可以成为一个火箭科学家?
马斯克:是的,不过还要进行实验。既要看书,也要实验,因为书里的东西未必正确。
钱颖一:通过阅读书籍,就能成为高科技领域的专家,就这样?
马斯克:是的,其实看书的速度要比听课快。看可以比听快得多,所以看书学东西要快得多。我可能把自己说得像个机器人。
朱邦芬(清华大学物理系的教授):我认为天才学生可以自学物理学。物理学基于实验,特别是工程学。另外,你最喜欢哪门物理学课程?哪门物理学课程对你的公司和你的创新思维帮助最大?
马斯克:物理的基础理论是最有用的。物理学的思维框架是迄今为止最有用的框架,有助于了解历史上第一位科学家是如何学习的,他们如何改变了学习方法,他们如何改变分析框架,知道某种方法比另一种方法更好。物理学原理(《物理101》)就是最有用的,只要好好研究下物理学原理(《物理101》)就能发觉它是最有价值 的。
另外我觉得量子力学也很有趣,量子力学现象总是令人感到不可思议,但却都是真实的。量子力学很难学,因为量子力学极其违背直觉。你在其他很多领域都可以用直觉,但对于量子力学,你不能用惯常的思维方式来推断,因为你的直觉是无效的,所以量子力学很难。此外,量子力学还结合了大量高等数学和统计学的内容。
钱颖一:你创立SpaceX已经13年了。你的理想是把人类送往火星,用可重复利用的火箭,成本降低到十分之一。
马斯克:我觉得最终可以减少到原来的百分之一。
钱颖一:降低到原来的百分之一?我记得你在2011年时说未来10到20年,你可以把人类送上火星。现在是2015年,这还会实现么?如果你当时的预估是正确的,那是2020年或者2030年,离现在已经不远了,你还是这样乐观么?
马斯克:我觉得大约要10年。
钱颖一:由你实现?
马斯克:基本上是我,当然也有其他人,我们公司有一个优秀的团队,SpaceX公司有5000人。
钱颖一:使用可重复利用的火箭不容易,美国宇航局已经停止制造航天飞机了。制造火箭也很贵。我在这方面不是专家,但是我猜想这一定非常不容易。为什么你会如此自信你可以实现这些?
马斯克:目前,我相信我们至少能实现推进节的重复利用,因为我们曾两次成功地将推进节降落在海面上,至少两次降落到了无人船上。第二次,火箭过了几秒才炸掉,说明我们在进步。我相信在未来一年内,我们能够使推进节安全着陆,并重新飞上天,这种可能性很大。
钱颖一:很可能?
马斯克:可能性在90%以上。
钱颖一:那十年内是否有可能在火星上看到人类?可能性有多大?
马斯克:我觉得大概需要10年,50%几率。取决于全球范围的技术进展。但如果按目前趋势推算的话,我估计SpaceX在2025年就能做到了。关键在于重复使用。 这里第一原理就成立了。不过如果仿照先例的话,我们可以看看前人在重复使用方面的努力,比如太空梭或俄罗斯暴风雪计划,这些重复使用的努力并未降低太空飞 行的成本,反而增加了成本。关于太空飞行的成本,太空梭的预算大约是一年40亿,每年一般飞四次,所以每艘太空梭的成本大约就是每次10亿,这比同等档次 的火箭贵多了。
人们看到这些先例,就会觉得重复使用非但没有降低成本,反而增加了成本。但站在第一原理的角度来看,实际情况不是这么回事。我们用的火箭推进剂的费用大约是 每次飞行30万美元,而火箭的造价达到6000万美元,所以推进剂的花费只占火箭造价的0.5%。如果能够重复使用,考虑到维护等问题,每次火箭飞行的成 本就会不断接近推进剂的成本,就与大型喷气式飞机差不多,飞机的维护成本可能接近于燃油成本。对于航空公司来说,每次飞行的成本就是60万美元。
钱颖一:这是个非常好的例子。用物理学第一原理思考问题与用类推不一样,使用类推你会觉得任何事情都不可能。
马斯克:绝对是。研究火箭究竟是应该用完就扔还是重复使用也是这么个道理。
火箭到底应该花费多少才合理?以过去的火箭造价作为现在火箭的造价,还是看一下火箭的组成材料?你可以确定铝、钛、铬镍铁合金、碳纤维等元素的重量,把它们堆成一堆放在房间里,然后拿一根魔法棒一挥,把它们变成你想要的物理形状,就可以确定实物的最低造价。
问题在于如何将这些元素变成你想要的形状。如果你真能够这么干,你就会发觉原材料的成本对于火箭是否能重复使用的比重很小,只占总价的百分之几,关键在于如何高效地重新组合这些原材料,变成你想要的形状。
钱颖一:再次回到第一原理的一个很好的例子。回到事物最基本的假定去看待问题。我知道你的梦想是把人类送往火星,并在火星上建立一座城市,是这样的吗?
马斯克:纵观整个人类文明史,你会发现人类文明基本会朝着两个不同的方向发展。要么变成一个居住在多个行星上的文明,走向太空探索星系,要么就永远住在一个行星上, 直到最终灭绝于某个天灾人祸。我想还是前一种结局比较好。要实现前一种愿景,我们必须在某颗星球上建立一个能够自我维系的文明。
火星是唯一现实的选择,所以我觉得我们应该向这个方向努力,而在我们的认知范围内,这将是地球诞生45亿年以来生命首次有机会走出地球。这个时间窗口可能很长,也可能很短,而我们应该赶早不赶晚,在有能力的时候采取行动。
钱颖一:这是你的梦想之一?
马斯克:如果考虑到我们的生存前景,我认为我们应该朝这个方向努力。
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