怪客思维(像斜杠科学家一样思考)

作者简介

比尔·奈 科学家、工程师，曾供职于波音公司，作为工程师参与研发波音747客机。 科普节目主持人，在1993—1998年，制作并主持了广受欢迎的探索频道科教节目《科学人比尔？奈》（Bill Nye the Science Guy），该节目曾获得多项艾美奖。 美国行星协会首席执行官。 科里·S. 鲍威尔 美国科学作家兼记者，《科学美国人》和《发现》杂志前主编。

内容简介

从宇宙的角度思考，从全球的角度行动 1968 年，我刚满13 岁，宇航员比尔·安德斯（Bill Anders）在执行“阿波罗8号”任务的过程中拍下了一张令人瞩目的照片，照片上是一个巨大的地球，前景是月球表面。这个标志性的景象被称为“地出”（Earthrise）。这是我们人类第一次从另一个世界的角度看到我们的家园。我们生活在地球表面，大多数人都觉得地球是一个广袤无垠的地方，有数十亿居民生活在成千上万的城市和数以百万计的村庄里。宇航员却能从远离月球表面的位置看到地球在宇宙中的另一个形象：一个小小的蓝色世界悬在那里，没有可见的支撑物，精致、有限、独一无二。地球不像我们在宇宙中发现的其他行星，它是我们知道的唯一有生命存在的地方。 没人想到，那张地球从月球地平线上升起的照片会产生如此深远的影响。当时比尔·安德斯正从太空舱的窗户往外看，他惊叹于眼前的景象，于是抓起相机，拍下了他认为很美的地球。他可能并没有想用一张快照来影响数十亿人，但是他做到了。 从地月空间的高度来看，地球显然是一个独立的世界。这个世界让我们这些怪客感到乐观。在我追随安德斯的脚步申请成为一名宇航员（4 次都没有成功）之前，我就迷恋太空，并乐观地相信未来，也许是因为我是看着《星际迷航》长大的——50 年前连有线电视都没有的时候。每周，“进取号”星舰（NCC-1701）都会在宇宙中航行，造访不同的文明世界或与之作战。每一次的奇遇不是发生在一个国家，而是发生在一整个世界中。自从我们看到“地出”的照片后，我们也把整个地球，连同其所有的生态系统，都看作一个世界，就像《星际迷航》里上演的一样，只不过我们的地球是一个真实的世界。这带来了一切的改变。 怪客的“全局思维”很像《星际迷航》中体现出的世界观。两者都植根于同一种哲学：我们是一个共同体。这部影视作品和其中的角色已经成为国际文化的一部分，就像迪士尼的米老鼠一样。在这个星球上的任何地方，你都能找到《星际迷航》的粉丝。更重要的是，你在任何地方都会遇见受到该剧及其世界观（或者更确切地说，是其宇宙观）影响的人。该剧由吉恩·罗登伯里（Gene Roddenberry）精心策划，他的故事基于一个乐观的愿景，即社会为每个人都提供了美好的未来。这个行星联邦中没有穷人，《星际迷航》里的人一定是万事皆备了。在他们的未来世界中，技术解决了一切问题，创造了舒适的环境。我们不会再遇到另一艘耗尽食物的星际飞船，也不会看到联邦星球上的哪个人因为没有足够的电能而打寒战或冻得要死。所有日常的衣食住行问题都得到了解决。我们预测，未来的先进技术发挥的作用比我们现在能做的多得多，并且我们进一步推测，所有这些舒适的环境都是科学的产物。这些星际飞船上都有一个“科学官”，而不是可以“替代医生”的“通灵官”或“祈祷官”。他们可以通过复制基因来满足任何实际的需要，还可以利用三录仪来即时评估任何健康问题。在这部科幻作品中，无处不是科学。 就像《星际迷航》中各种星际飞船所造访的虚构行星一样，从月球远观地球的时候，我们看不到任何政治标记或边界。地球上也没有自然的屏障可以将气候变化限制在地表的某个区域。与浩瀚的太空相比，我们的星球显得如此渺小。地球上的大气层非常稀薄，如果你能以某种方式竖直往上升，速度不低于高速路上的限速，你就能在不到一个小时的时间内到达外太空。当你意识到每个人都在重力的作用下生活在一块宽12742公里的石头上，而且这块湿漉漉的石头正在太空中高速运转时，“我们VS他们”的概念就显得很荒谬了。我们没有办法单独选择行程，只能共赴前程。 与《星际迷航》的故事不同，在我们这艘行星飞船上，仍然存在全球范围内的健康问题。有人在挨饿，有人被剥夺了信仰的自由。战争仍在继续，人们无法远离恐惧。我们还不能充分、公平地运用我们的科学能力。正如我在上一章所描述的那样，我们离全球平等的那个“平地”仍然很远。世界银行最近的一项研究显示，全球贫困率在过去20 年里下降了一半以上，但仍有近11% 的人口（约7.7亿人）生活在极端贫困状态下。在这段时期内，撒哈拉以南非洲的贫困人口数几乎没有下降。需要明确指出的是，极端贫困真的是“极端”，其定义是每天生活费不足1.90美元。即使考虑到购买力在世界不同地区的不确定因素，这个标准也说明了一种贫乏的困苦。 我们必须做得更好。我们如果从大处着眼，就可以做得更好。在全局范围提高每个人的生活水平，将改善我们的世界，使我们所有人获得更多的安全感。当人们都能够工作并赚取生活收入时，他们就会变得富有成效，而不是感到幻灭，希望战斗。从贫困中崛起的人能够对经济和人类知识的增长做出更大的贡献。进步会带来更多的进步，我们都是受益者。 许多组织和政府机构正在以数据驱动的方式解决全球贫困问题，这是怪客们惯用的巧妙的方式。我是“忧思科学家联盟”的长期会员，该联盟的使命宣言是“为了一个更安全、更健康的世界”。例如，忧思科学家联盟中有工程师负责分析汽车排放和成本，他们在工程分析的基础上，就可实现的燃油效率标准向美国国会提出建议。联盟中还有农学专家和营养学专家，他们可以就提高作物产量提出建议。该联盟从一开始就针对核武器和核材料的开发、部署和维护增强了认识并发出警报。这些都是非常有意义的实用方法，可以通过应用怪客思维使世界更安全、更健康。尽管该联盟的主要关注点在美国，但它在保护热带雨林方面也发挥了重要的作用，同时还提倡在全球范围内实施可持续发展，以确保在保护热带雨林的过程中不会以牺牲当地经济为代价。 “全球公民”（Global Citizen，前身是全球贫困项目）是一个很有抱负的组织，它设定了到2030年消除世界极端贫困的目标。我很自豪能与他们并肩协作。该组织设定的目标很难实现，但他们正在以一种巧妙的、精心设计的方式来着手实施。全球公民通过高调举办音乐会和赛事活动，以及有针对性的在线融资活动来筹集资金。该组织会认真负责地重新分配这些资金，将其广泛投入卫生、教育、医疗领域并资助小规模的创新活动。全球公民计划不只是去分发一袋袋食物，然后转身离去。专家们已经指出，这种“放下就走”的救助方式效果很差。他们只解决了一天的问题，然后第二天就不管了；这是短期行动，而非长期的方案。相比之下，全球公民的工作人员是协助当地的合作伙伴，帮助制定长期的“远景”战略。 忧思科学家联盟和全球公民这样的组织能够良性运作的原因是，它们有明确的使命，贯穿设计倒金字塔中的所有步骤。如果你希望世界上的人能够更健康，你会怎么做？如果你想让人们呼吸更清洁的空气，喝更清洁的水，你怎样达成这些目标？你可以采取自上而下或自下而上的方式。忧思科学家联盟通过全局思维过滤信息以产生最大的影响力。它既采取了自上而下的方式，提倡制定强制人们不污染环境的法规，也采取了自下而上的方式，探访受当地潮汐风暴潮和空气污染影响的市民。全球公民组织向名人、公司、基金会和个人募集捐款。这些资金将用于根除印度的骨髓灰质炎等疾病，并资助非洲发展可持续农业，这是另一种自上而下和自下而上方法的巧妙结合。 我深信，为了使这个星球上所有的人都能获得福祉，我们需要完成三件基本的事情：获得可靠、可持续的电力，清洁的水，以及实现互联网的应用。电力是一个关键，因为它可以提供电子信息流和能源，从而实现水资源的有效管理。“解决方案项目”是我看好的一个领导可再生能源项目发展的组织。该组织由一群工程师建立，他们已经通过实地分析证明，可再生能源（风能、太阳能、潮汐和地热）可于2050 年满足整个世界的全部电力需求。该项目由斯坦福大学的土木工程师马克·雅各布森（Mark Jacobson）联合发起。其筹集的资金用于进行必要的详细分析，并向在地方和国家选举中支持数据驱动提案的工作人员支付薪酬。 解决方案项目组织之所以能够脱颖而出，是因为他们的提案并非基于不切实际的直觉，也不涉及任何尚不存在的技术。例如，该组织的工程师建议为所有的地面运输设施通电：所有的轿车、卡车和火车都将使用电池或依靠传输线路运行。这些都是已经存在的技术。我现在开的车就是美国制造的雪佛兰Bolt 电动汽车。如果我们有数百万辆装有电池的电动轿车和卡车，我们就可以随时随地为每个人储存能量了。我经常乘坐阿西乐特快往返于纽约和华盛顿，它就是美铁全电动的列车。如果电力成为可再生的能源动力，那么火车的运行将不再造成污染。对于那些质疑该方案可行性的人们，请再想想。解决方案项目的团队已经对此做了周密的考虑。他们对所有的计划都做了有条不紊的设计，取得了短期和长期目标之间的平衡，并对电力需求地附近的可再生能源进行了详细审查。直到最近，还没有其他人对可再生能源做过如此系统的分析。化石燃料在我们的生活中无处不在，是有待更新的能源基础设施的一部分。既然我们已经有了用于更新基础设施的信息和算法，那么实现能源的更迭将会容易得多。 在接下来的30 年里，根据解决方案项目组织的计划，我们将从集中式电力生产转向分布式电力生产。这是一项大的工程，但也是一个小的世界。（你在思考地出的图景时可以同时体会到这两种感觉。）我们所需的能源技术已经存在，可以在任何地方通过共享与配置来满足本地需求。解决方案项目组织中的人们相信，如果我们决定采取行动——整个社会都行动起来，我们就能做到这一切。这就是为什么除了技术工作，他们还要与地方和地区政府，以及美国和其他100多个国家的政府一起推行这些可再生技术。扩大清洁能源供应将大幅增加财富，同时也能在很大程度上削减不平等现象、部落主义、冲突和恐惧。这是通过科学设想的美好未来，就好像将《星际迷航》里的场景投射到了地球上一样。 这些都是我最为熟悉并且直接合作过的组织。我相信它们能更好地帮助地球变“平”，或者使其在球形基础上变得更加均衡。不过还有许多其他的团体不断涌现出来，它们各自发挥着独有的价值。处理有关慈善机构的数据同筛选其他信息一样，你需要对事实进行仔细甄别，要寻找运营成本相对较低且业绩良好、目标明确的组织。明智捐赠联盟（BBB Wise Giving Alliance）和慈善观察（Charity Watch）等监督组织提供了一个快速核实现状的途径，你可以很容易地上网查找到它们。 你可能还记得，2016年国际宇航大会在墨西哥瓜达拉哈拉举行。是的，我也参加了。这是一个怪客的狂欢节，在会议中心的同一个屋顶下，有销售商在出售巨型的商用火箭，也有商家在推销学生们建造的小型航天器。这是一个有趣的例证，你可以借此研究全世界如何聚在了一起（但仍然障碍重重）。这次大会之所以选择在瓜达拉哈拉召开，是因为该地正在成为墨西哥领先的科技孵化点。那里的企业对进步的理念有广泛的接受度。瓜达拉哈拉是一个相当发达的现代化城镇，经济似乎很强劲，设施也很完备，足以支持大型国际会议的召开。但我也看到，这里还有一些地方有待改善。有人强烈建议我们这样的外国人不要饮用当地的水，因为墨西哥的自来水中含有各种致病微生物，而我们的肠胃系统中没有当地人所具有的抗体。技术的发展并没有改善水龙头和饮水机里的水质。 还有一个以城市为蓝本的问题更加重要：我们必须在各个层次上同时向贫困宣战。当你仰望星空的时候，你仍然需要留意阴沟。我是说真的，经常有记者问我，我认为迄今为止人类最伟大的发明是什么。我感觉他们预计我会说iPhone或者灯泡，但我总是回答：“下水道。”如果没有办法清除人类的排泄物及其携带的所有致病微生物，那村庄就会成为各种可怕寄生虫的生长媒介。如果村里每个人都在喝的水被污染了，即使是轻微污染，人们也会经常生病。生病的人，尤其是孩子，无法从事劳动，并且需要人照顾。全世界近8 亿人缺乏干净的饮用水，25亿人无法拥有现代化的卫生设施。如果你的目标是让发展中国家的人们获得清洁用水（也是大规模脱贫的一个途径），那么下水道就是“着地点”。 在发达国家中，土木工程师和市政当局已经解决了废物排放和疾病控制的问题。他们使用精密的沉淀池、曝气设备、絮凝剂（结块剂）、酸度控制和庞大的管道系统来提供清洁的水源。这在加拿大、英国、丹麦、日本、美国和其他西方国家是如此的普遍，以至我们大多数读者可能都很少意识到这点。而如果你的成长环境中没有这样完善的管道系统，那你可能也不会想到这个方面，因为你从来没有亲眼见过。发达国家可以解决这个问题。我认为最好的办法是引入我前面提到的下水道和现代清洁饮水设施，而国家或国际服务团体可以在实现这一目标的过程中起到推进作用。 水和能源息息相关。清洁的水可以带给人们健康，并有助于适用现代化农业操作和建立新的能源基础设施。能源可以为保持饮水清洁所需的卫生和净化技术提供支持。两者相辅相成，可以为全世界带来更多的自由，并降低人们的恐惧感。有了足够的清洁能源和干净的水，我们就可以改善健康；可以让人们使用手机并连接互联网；可以增加教育机会和经济机会。这样我们就会更加富有成效，也可以和更多富有成效的人打交道。从长远来看，更多的国家将为全球经济做出贡献，而不是日渐衰落，只能寄希望于援助。 与许多投资一样，为全球提供现代卫生设施和可再生能源的成本似乎很高，但如果不这么做的话，成本还会更高。想想看，如果世界上这么多的人口被排除在了等式之外，那么我们将在生产力、经济增长、科学和技术方面遭受多少损失。我们都可以做更多的事情来纠正这一错误。你可以更进一步，可以向我之前提到的那些组织捐款，可以做志愿者，或者你也可以建立自己的组织来加快这一进程。每一个具有改变世界使命的非营利性组织都是由某个人发起的，下一个人可能就是你。当我开始跃跃欲试时，就像我现在这样，我觉得回避这些挑战是完全不符合美国精神的，当然也不符合怪客精神。 在过去的40 年里，《星际迷航》（以及其他理想主义的科幻小说）帮助孕育了一个未来的愿景，即科学已经解决了世界上最重大的一些问题。为了实现这一愿景，我们必须采取“全局”思路。在我看来，《星际迷航》还有助于传播一种正确的认识，那就是，实施太空计划等走在时代前端的宏大项目并不是浪费，即使对发展中国家来说也是如此。我一直在谈（写）的这些益处也适用于这些国家，甚至它们可能会受益更多。太空计划设定了宏大的目标，进而促使一个国家以自上而下的方式推进教育、创新和批判性思维，就好像美国从NASA的探索活动中获益不菲一样。 如今，世界各地都在开展新的太空计划。2014年，印度将一艘名为“曼加里安”（Mangalyaan，“火星飞船”之意）的火星探测器送入了火星轨道，并且印度太空机构允许印度私人团队Indus于2018 年将探测器送上月球。马来西亚、巴西、伊朗、尼日利亚和越南等国家都有类似的太空项目。我特别关注墨西哥的情况，尽管墨西哥与美国有大量的贸易往来，但该国一直是技术创新的旁观者。墨西哥停滞不前的状态是许多煽动者抨击移民和贸易条约的原因之一。但那里的情况正在改变，墨西哥不仅成功举办了一场太空会议，而且现在已经拥有了自己的太空计划。夸张一点说，瓜达拉哈拉甚至可以称为墨西哥的硅谷。 说实话，太空愿景是我自身的一部分，而我又是宇宙的一部分。卡尔·萨根于1980 年创立了行星协会，我是特许会员，现在我又担任了该协会的首席执行官。我之所以接受这份工作，是因为我强烈地感觉到太空计划能让我们做到最好。它让全世界的人瞩目，我以前曾说过，太空探索跨越了政治意识形态，也跨越了文化和民族。太空计划没有部落之分，它是自由和进步的象征——无论你是谁，无论你身在何处。不管人类要解决什么其他问题，我们都想知道我们从哪里来，以及我们如何来到这个地球上。行星协会的使命显然是全球性的：我们让世界上的所有人都能够了解宇宙以及我们在宇宙中的位置。每个人都渴望突破自我，成为更广阔图景中的一部分。 有很多持怀疑态度的人认为，无论是资助一艘“轻帆”航天器，还是建造一台在月球上漫游的机器，或者把机器人送上火星，这些都不如终结贫困或者让世界变得健康和安全来得重要。他们忽略了一个重要的问题：当我们探索宇宙的时候，我们每个人都感觉自己与世界的联系更紧密了，也更加充实、更富有成效。当“曼加里安”探测器成功进入轨道并发回了火星的第一张照片时，整个印度都为之庆祝，这既是在庆祝他们的科学技术和优秀的设计成果，也是在庆祝理性战胜了迷信，以及协作战胜了恐惧与分裂。“终结贫困”和“探索太空”不是非此即彼的两个选择，这两者完全可以协同并进。探索和科学为人类提供了更大的动力，我很自豪自己能成为其中的一员。 我又回到了那张从月球上方升起的地球照片上，那是一颗悬在太空中的闪闪发光的宝石。从遥远的地方看我们的星球能带给人强烈的感官冲击，这叫作总观效应。从太空归来的宇航员经常有这种感觉——国家和部落之间的界限完全消除了。不是每个人都能进入太空（目前来看），但我们可以尝试将这种效应内化，然后尽可能广泛地进行传播。 在未来，国家之间建立信任的方式就是分享知识、技术，以及理性、专注地解决问题。这也是打击贫困的制度根源的方式。这些目标比水、能源和信息等核心事项更加宽泛，能满足我们未来的需求，并有助于实现基本的人权。我们已经有一些机构吸纳了这种总观效应：不仅有忧思科学家联盟、解决方案项目和全球公民等非营利性组织，还有联合国、国家服务项目和全球各个企业。即便是采取自上而下管理方式的大型机构也必须认识到，它们有必要同时自下而上地开展工作，协助发展当地企业并开发本地市场。 这些行动的范围之广可能令人惊叹，但总观效应可以在这里助我们一臂之力。我们并不都是做这些事情的专家，也没这个必要。我们只需要携手并进，并且要尊重“每个人都知道一些你不知道的事情”的原则。让我们去寻找这些正式和非正式意义上的专家，让他们加入我们的阵营，或者我们加入他们的行动中。让我们来应用最好的设计原则，测试不同的方法，构建技术原型，并细化我们的解决方案。让我们以最好的、最有智慧的、最怪客气的方式来解决贫困问题，尽我们最大的努力，尽可能地完成更多的任务。 我希望，在不久的将来，我们会看到美国的年轻人在国内外辛勤地工作，建造风力涡轮机，安装光伏板，并在需要的地方运行高效的甚至革命性的输电线路。下次我去瓜达拉哈拉的时候，也许墨西哥就会发射它自己的互联网卫星群，而且任何地方的人都能喝到不含病菌的自来水。下次我再看那些世界贫困人口的图表时，我希望看到所有的线条都趋向于零。我梦想着有一天我们不需要再讨论这些话题，因为它们都成了活生生的现实。我相信，我们可以一步一步地实现这个梦想。 1. 怪客思维，简单来说就是科学思维和创新思维，作者倡导使用理性的工具来解决问题，培养批判性的思维和过滤信息的能力。学习怪客思维，可以帮助你成为具有全局观的学习者和创新者，应对不确定的未来。 2. 这本书通过作者个人非常跨界的职业经历和成长经历，讲述了怪客群体的独有的思维方式和人生原则、行动准则，让我们明白：科学不仅仅是数字和公式，科学是一种理性地看待世界的方式。 3. 美国行星协会CEO、全美家喻户晓的科学教育者比尔·奈新作。复旦大学严锋、中国科技大学袁岚峰、科幻作家陈楸帆力荐。