暖气片的故事和科学思维

谢天谢地,这几天北京终于开始供暖气啦!从寒冷的室外,打开一扇门,就可以回到温暖的家,这是南方人的我最喜欢北京的地方了。在温暖的房间里,把厚被子换成薄被子,感觉再也不用瑟瑟发抖了。

然而走进次卧的瞬间,我感觉到了一丝凉意。难道暖气片坏了?摸了一摸,发现没有热气。这可不行,次卧是 Jojo 和阿姨睡觉的地方,难怪 Jojo 这几天手脚冰冷的,也没睡好。

「打电话给暖气公司报修一下吧!」这是我的第一反应。但是阿姨阻止了我:「不用的,我以前也遇到过,热的比较慢,过一个星期就好了」。 「是吗?」有可能哦,可能就是这么设计的?让暖气慢慢热透整个暖气片?那就过几天再看看吧!

第二天,我又到次卧。还是一样的冷。不过暖气片有进步,热了两片,上次才一片。看来阿姨说的慢慢热起来,也是真的。 第三天的时候,还是冷,暖气片还只热了两片。

「到底是怎么回事呢?」
——「就是这样的,过一星期就好了。」
「那是为什么呢?为什么比别的房间慢呢?」
——「有的暖气片就是这样的。」

emmmm,但总有个原因的吧?

我决定在网上查一下。打开 Google ,输入「暖气片只有几片热」,按下回车。 果然,有人也遇到同样的问题!据说是因为暖气片里面有空气,打开排气阀,排掉就好了。Soga!

我有心理准备,这个暖气片不是好对付的。白色喷漆覆盖了整个暖气片。我小心翼翼地刮开排气阀上的漆,让他露出来。果然不是省油的灯,螺丝盖已经成了一个圆形,拧了半天纹丝不动。我只好用一个老虎钳死死夹住唯一有点平的一处,用蛮力去转。突然「咝——」的一声,空气出来了!太棒啦!不一会儿,水汽也跟着出来了。等到水往下滴的时候,我拧回了螺丝。

接下来就是检验成果的时候了,已经没有什么悬念:暖气片慢慢地热起来了,三片、四片……慢慢就热起来了。带着工具和骄傲,我开心地离开了次卧。

科学思维

多年的职业生涯,训练了我很多习惯。其中一个是「科学思维」:

如果一个问题,我们不知道背后的原因,说明我们对她还没有的正确认知。

在没有正确认知的情况下去解决问题,会事倍功半,甚至无功而返。

很多人遇到小宝宝哭,不分状况就抱起来晃,或者抱着到处走,转移注意力。这可以作为安抚的方法先应用,但倘若不去细听哭声的层次,对哭声背后的需求不去探究,这些临时的安抚措施往往都会失效,小宝宝会因为需求得不到满足而感到沮丧,哭得更厉害。

盲目去解决问题而不去探索原因,对我们自己的成长没有益处,有可能还是有害的。

我的工作 —— 程序员 —— 主要的工作内容就是解决问题。大家每天都在解决问题,但是不同的人成长速度还是不一样。成长快的人,解决问题的时候会想方设法了解问题产生的原因,从一个点切入,了解整个系统的知识。

why it works

说到这里,我就想起了另外一个故事。

瓷器的故事

我们日常生活中经常用到瓷器,我们都知道 China 既是中国也是瓷器。瓷器硬度、光滑度都不错,中国历代都不断改良,明朝时达到巅峰。然而大部分人包括我以前,都不知道,其实现代的瓷器却不是中国人发明的。中国的瓷器传承几百年,有一些工艺的沉淀,依照一定的方式去制作,就有可能做出好的瓷器。但成品率一直很低。即便在清朝供应宫廷使用的官窑,也很难保证产量。在以前,家里有瓷器的非富即贵。欧洲皇室疯狂追求瓷器,只能向中国进口。而我们今天,谁家里没有几个瓷碗呢?

瓷器的工艺一直都作为商业机密口口相传,限制在小范围内。传递过程中越来越玄学了,有些做法不知道原因,但是就是管用。比如周杰伦的《青花瓷》唱道「天青色等烟雨」,指的是天将雨未雨的时候,此时最适合制作青花瓷,但是不是空气湿度的原因?我们不知道,照做就行,等着这样的天气吧。

中国垄断了近千年的瓷器,产生了巨额的利益。欧洲人也希望能掌握这样的技术,用尽各种方法试图破解瓷器的秘密,其中以德国的故事最为曲折。

理性而执拗的德国人信赖科技兴邦,但在破译瓷器密码这件事儿上,他们依靠的是王权、科学和颇带投机色彩的炼金术士三位一体的强力组合。

1694年,奥古斯都王子即位成为萨克森选帝侯。奥古斯都恋瓷成癖,他拥有的瓷器达到35,798件,是西方世界最大规模的瓷器收藏。他批量购买康熙瓷,购买大盖罐、瓷盘、花瓶,总之就是景德镇生产的一切器物。当然了,都是通过荷兰的东印度公司购买的,付钱如流水。

当时德国有个哲学家、数学家——契恩豪斯。对他来说,瓷器是个值得认真研究的课题:白瓷不是天然存在的物质,需要经过化学反应的淬炼(这个神奇过程的奥秘已让无数英雄在实验室中折戟),而最终成型的这种坚硬的白色固体,居然可以让光穿透。契恩豪斯是个务实的人,他花了二十年时间观察玻璃作坊和彩陶工厂的操作,见识过那些配制、提炼和做化验检测的人。作为一个数学家,他能够看到规律如何呈现;也懂得钻研问题需要花时间,测试各种可能的排列组合。在国王的实验室,契恩豪斯日复一日锲而不舍地测试和研制瓷的配方。投入试验的矿物质价格不菲,打开窑炉和坩埚,只见又是一块烧结的疙瘩,又一个妙点子化为硬邦邦的废物,这种生活一定十分煎熬。他工作非常刻苦,每天站在巨大的燃烧镜前检测矿物质,毁掉了他的视力。

多次失败之后,契恩豪斯遇到了国王的炼金师波特格。波特格19岁时“在可靠的目击证人面前炼成了黄金”,自那之后争夺这个男孩的人“比争夺特洛伊美女海伦的人还要多”。他从柏林逃到了萨克森,在激烈的挣扎后被逮捕,随后被奥古斯都秘密关押。波特格没能给国王炼出金子,但契恩豪斯察觉到这个年轻的术士身上有一种化学的悟性,对物质具有直觉的感受力,也会走捷径。

数学家与炼金术士一起在“宛如地狱”的地下室工作了六年。温度高达几千摄氏度的灼热窑炉是个巨大的潜在危险。“他们每隔半个小时就看一下窑炉,像看护牲口似的,红红的火光让人赶紧跳开。里面太热了,他们的头发被烧焦,地板滚烫,他们脚上起了大水泡。”波特格活像“扫烟囱的人”,他的脑袋上缠着打湿的破布条。

在现存的波特格笔记本的一页上记载着1708年1月一次实验的情况,这次烧制测试了七种配方,按照不同的比例把某地出产的一种白色黏土与雪花石膏混合起来,每种编号下标明了具体的配比。德国人在严谨的反复实验上加乘了两倍甚至三倍于常人的努力,终于将想法变成现实。

1708年4月,奥古斯都签署法令并加盖印章,在德累斯顿建立了第一座瓷厂,这也是西方第一座瓷器制造厂。10月9日,契恩豪斯和波特格烧造了第一只真正的无釉瓷杯,第一只半透明白色器皿。德国至此在西方世界率先破解了秘术的玄机,拥有了制作瓷器的知识。这种全新的白色物质被称为Böttgerporzellan,“波特格瓷”。 德国人在麦森兴建了一座新工厂,生产由秘术师波特格发明的白瓷。麦森瓷成为御用精品,三百年来历久不衰且愈发精美贵重,至今依然是蜚声国际的顶级名瓷。

欧洲人擅长定量分析和比较试验,并且注重保留全部原始数据和实验报告,不仅代表了实验的严谨性,也能让后续人不用重新造车而直接受益。 目前欧洲人占据高端瓷器市场的 90%,其余被美国和日本瓜分,不仅令人唏嘘。

承认自己的无知,尊重实验,构成了科学思维。

如果回答不出「为什么」,就是无知。这个无知并无贬义。无知并不可耻,无知却故作有知才可耻。先假设一个原因,然后设计实验,通过严谨的实验,验证这个假设,如此,我们才获得了认知。

参考:

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