厉害了！中国航天人发明了一套解决问题的方法论，已成国际标准

2019-11-01 10:09:15 来源：中国文化新闻网作者：分享：

10月27日，得到大学在北京奥体中心体育馆举办2019秋季开学典礼暨夏季毕业典礼。本次活动依然是“接力演讲”，5位重量级得到老师和9位得到大学夏季班优秀毕业学员依次登场进行主题分享，8小时高密度输出各行业顶级的认知框架和行业智慧。

得到大学北京四期五班学员张拯宁分享的是：想要突破自己的认知边界，怎么办？作为一名航天工程师，张拯宁曾经参与神舟飞船研制，把第一个中国人送入太空，也见证了嫦娥、北斗等国家重大科技工程的从无到有。他说，最让航天工程师恐惧的词是“没问题”，这意味着可能存在由路径依赖导致的认知盲区。一名优秀的工程师必须永远假设“不知道自己不知道”，从“以为没问题”到“知道有问题”再到“解决真问题”，不管问题是啥，都必须排除它、解决它、掌控它，从而不断突破自己的认知边界。在演讲中，张拯宁分享了中国航天发明的一种彻底解决问题的心法：“归零法”，这种方法由于极为有效，已经正式成为国际标准。

以下是张拯宁演讲全文：

大家好，我是一名航天工程师，我叫张拯宁。今年是我在这个岗位工作的第17个年头，我曾经参与了神舟飞船研制，把第一个中国人送入太空。也荣幸的作为一枚小螺丝钉，参与和见证了嫦娥、北斗等国家重大科技工程的从无到有。

但是今天，我就不跟大家说航天工程师最牛的事了，我和你们说说我们最怕的事吧。大家不妨猜一下，最让我们航天工程师恐惧的一个关键词是啥？一听到这个词，就会让我们立即汗毛倒竖、手脚冰凉？

就三个字：没！问！题！

你可能会问了，说没问题还不行，难道是要听有问题啊？其实不是。你看啊，我所从事的这项工作，实在太复杂了，脱口而出“没问题”才是最大的问题。

就拿神舟飞船来说：飞船重8吨，总长8m，它是由13个分系统组成，装有52台不同推力的发动机，飞船上的电缆总长度超过30km，共有600余台设备，10万余个元器件。你知道有多少家单位参与研制吗？差不多1000家！而航天飞机有多少个零件？250万个！

面对这么一个复杂的系统，谁敢随便说没问题？没问题，并不意味着真的搞定了，而是意味着当事人可能陷入了一种“不知道自己不知道”的境地，这才是最危险的。换句话说，不是真的没问题，而是他看不到问题。

我说的问题，不见得是一个故障。更多的情况是这件事本来完全在你的认知范围之内，但是由于路径依赖，你完全忽略了它。

在载人航天早期阶段，最悲剧性的事故是阿波罗1号飞船。因为失火，三名宇航员在地面模拟试验中被活活烧死。这起事故并不是一次人为事故，不是哪位工程师粗心大意造成的悲剧，而主要是工程师对纯氧方案的潜在威胁缺乏认识。

太空中没有氧气，所以飞船里就需要充填氧气，当时的阿波罗飞船采用了1/3大气压力的纯氧气，这是一个很自然也很合理的选择。但超出工程师认知的是纯氧环境下，很多本来不易燃的东西都变得易燃了，一些在正常空气中本属于耐火材料的塑料制品，在纯氧中却成了易燃物品，这就是路径依赖导致的认知盲区。舱门设计得也有问题，90s内绝对打不开。着火后飞船内形成负压，短时间内从外面也无法打开。这就导致大火在短短几十秒内就夺去了三名宇航员的生命。三十秒，三个生命。

因此，一名优秀的工程师，就必须有这样一种能力：永远要假设“不知道自己不知道”。只有这样我们才有可能从这种状态进步到“知道自己不知道”，从“以为没问题”到“知道有问题”再到“解决真问题”，不管问题是啥，我们都必须排除它、解决它、掌控它，从而突破认知边界。阻碍你前进的不是大山，而是“我知道”。

因此，我今天就想跟大家聊聊，想要突破自己的认知边界，怎么办？其实，我们航天工程师之所以要面对这种级别的难题，是我们的初心决定的。

人类探索宇宙的原始目的就是要探索未知宇宙：我们既不知道要去的地方那里有什么？也不知道那里没有什么？不信你可以试着想象一下太阳系边缘的海王星上会是什么样子？

你能想出来么？很难吧？因为我们对那里几乎一无所知，人类总是难以想象一无所知的东西。当我们离开地球大气层的保护，离开熟悉的一切，会遇到很多意想不到的问题，这种巨大的不确定性让我们恐惧。

为了抵达遥远的目标，我们需要在空间上、时间上、速度上，乃至认知上都去挑战极限。这就需要想象所有可能发生的情况、带上可能用到的一切东西，和魔术师一样，尽可能准备好所有方案。

但是，我们和魔术师不一样的是：魔术师可以控制灯光、服装、穷尽观众挑选五种颜色书籍的所有可能组合。这些组合，极限的情况也就是几百种。但航天工程师不能，我们面对的系统太复杂了，250万个元器件，肯定无法穷尽所有可能。

因此我每天都在面临的工作困境就是这样：为了突破认知边界，航天探索必须能应对各种变量，这导致我们只能用一个复杂系统提供所需的一切；然而系统自身太复杂了，无论每个零部件如何精心打磨，你都无法保证把它们组装到一起之后，还能够达到预期的设计目标。因此我们就没有办法提前预判哪里会出现风险，这就是 “薛定谔的风险”。

因此一名航天工程师在观念上就要首先做到，绝不轻易相信“没问题”；紧接着，要从没问题状态中把看不见的问题暴露出来；接下来还要找到方法把大问题转换为小问题，把问题定位准确，从而使得问题可能被解决。

那如何把看不见的问题暴露出来呢？简单概括其实就是做好两件事儿：设计阶段，通过仿真排除可能问题；制造阶段，通过测试排查潜在问题。

比如我们会在地面模拟太空环境：先弄个巨大的罐子，抽成真空，然后用液氮降低温度到零下一百多度，再弄个人造太阳，总之就是尽可能真实的模拟太空环境。然后把整个系统都装进去，反复试验，让缺陷和故障充分暴露出来。

我给大家讲个真实的故事。很多年以前，有一个卫星上用的设备，本来是继承已经成功型号的设计，所以大家都认为不会有任何问题。但是从西安把设备运到北京，总装好后，放到真空罐子中做试验。前几天一切正常，没想到到第七天忽然出现了故障。只好中止试验，把设备取出来，让工程师拉回西安去排除故障。

折腾回西安后，工程师反复测试，设备完全正常，一点问题没有啊。于是，大家又忐忑地把设备重新运到北京，接着做试验。然而不妙，这次到了第五天，一模一样的问题又出现了。

这可奇怪了，在西安就行，北京就不行。这也能水土不服？后来，工程师通过非常仔细地检查核对，终于找到为什么了。您猜怎么着？仅仅是更换了一个电阻。虽然是继承成熟的设计方案，几乎什么都没改变，但更换了一个小小的电阻。虽然电阻值完全相同，但这个新电阻是空心的。空心电阻重量更轻，看上去更适合航天用。但其实不然，因为在真空中，空心电阻会逐步把气体释放，而这会导致一个叫做低气压放电的现象，进而造成了故障。

放气是缓慢发生的，所以第一次试验需要七天才出现故障。运输回西安的过程中，空气重新进入电阻，所以故障现象又消失了。第二次在北京测试，就只需要五天时间。由于西安的测试环境不够真实，测试时间也不够长，所以问题没有提前发现。如果不是在真实环境中测试，这个问题就肯定无法暴露出来。

找到问题还不够，更重要的是，航天工程师还需要不放过任何微小的异常，把大问题转换为小问题。

我再给大家讲个故事。我曾经经历过一次特别让人崩溃的测试。十一月的东北，大雪纷飞，零下三十度，天气非常寒冷。我们用一个12米的巨大天线和卫星通信，某一天忽然系统不能正常工作了。这是一个需要立即解决的问题，但是整个系统实在太复杂了。完全可能是卫星有故障，地面又有几百台不同的设备、几公里的电缆，任何一个环节，任何一个设备出问题，都可能导致这个故障。

我们用了三天时间，检查了所有可能的环节，但没有发现任何问题。这个过程让我开始怀疑人生。虽然是一个工程师，但这一次早晨起床我都想先拜拜远方的各方神仙了。

就在望向远方的时候，我忽然灵机一动，既然接口处总是最容易出问题，但天线和卫星之间的接口，我们从没有亲眼观察，都是通过仪器设备读的参数。于是决定派人系上安全带，爬到几十米高的天线上去检查。大家猜猜我们在那里看到了什么？就是它：一只烤焦的野鸡。

这只野鸡，因为天气太冷，啄破了信号源，也就是天线馈源的保护罩，钻进去取暖。这和北京冬天，下雪后小猫喜欢钻到汽车下取暖是一个道理。于是我们这个高大上的天线就变成了一个微波炉，所有能量都用来烤熟了这只野鸡。

我多说一句，这不是因为这个保护罩质量不好。而是因为这个保护罩要求必须能透过电磁波，所以很难非常结实，要防止野鸡等动物入侵并不容易。具体的解决方法就不赘述了，反正，你就记住，最终我解决了这个问题，我们不会再犯同样的错误了。

这类问题，其实在各位的工作中是不是也挺常见的？发现问题很困难，但是一旦发现了，好像事儿也不是很大。不过，如果想永久、彻底地解决这个问题，好像又不是那么容易？

对于这种情况，我们中国航天人逐步总结出了一个方法论，叫做归零法。这个方法的本质就是放大已经发现的任何微小异常，通过反复的追问，找到问题背后的本质原因，从而彻底解决问题。

这方法听起来挺抽象的，在航天里面执行的也很复杂，我再给你讲个当时是事故，现在是故事的真事儿：卫星在火箭上安装后，发射前，要有一个操作工程师钻进去做最后的检查。这是很久以前的事了，有一次任务中，现场的监督人发现他检查完成出来后又钻进去看了一下，觉得奇怪。于是就追问他为什么要再进去一次。操作工程师沉默之后承认是自己感觉腰带剐蹭到了什么东西。

原来是这位工程师戴了腰带，金属腰带扣和卫星主发动机发生了剐蹭，这可能会导致严重问题，甚至任务失败。

修理吗？当然要修理。但是，必须多问一句：为什么之前也都是他来操作，也戴了腰带，怎么就不会剐蹭呢？原来是因为前一段他家里丈母娘来了，家里伙食太好，这几个月胖了很多。

我们继续追问，如何彻底解决问题？那就要修改工作规程，以后所有工程师都需要称体重，量腰围；进入现场要安检；工作服也改为松紧带的，这个岗位的人咱们就基本告别腰带了。

出现腰带问题不能只解决腰带，我们还要再举一反三，去研究其它操作环节，有没有类似的人机接口问题？操作高压器件时会不会放电？手上的油脂会不会产生危害？需要戴什么样的手套？头发会不会掉入精密仪器？这样一直追问下去，这个问题到此才算是彻底解决。

这就是归零法，不惜动员一切资源去解决一个小问题。无论问题表现为什么具体现象，都要不停的追问为什么？揪出现象背后的本质，最终彻底解决问题。

我必须骄傲地说一句：归零法是中国航天发明的一种彻底解决问题的心法，这种方法由于极为有效，已经正式成为国际标准。归零之后是新的起点，归零之后我们并不是从零开始，而是从经验开始，从新的认知边界出发。

不过，我必须承认，虽然全世界的航天工程师已经努力了七十年，但人类仍然没有真正彻底地解决航天事业的风险控制问题。根本原因在于，以突破边界为使命的航天人，在突破一个边界之后，必然遭遇新的边界。

1961年4月12日，第一个进入太空的人类