航天是高科技吗？| 洞穴之外

航天是高科技吗？当然！在无人区打电话，在沙漠中认路，把宇航员送上月球，把飞行器送出太阳系，不是高科技是什么？

航天是高科技吗？那个谁，去统计一下20年来发动机出现的故障；那个谁，去查查这个原材料是哪个批次的；那个谁，组合一下偏差，打靶10万条。。。

日复一日的重复工作，以及公众眼中高大上的高科技，我们是活在现实世界，还是母体中？

什么是高科技？

高科技是高+科+技，“高”是“更高、更快、更强”，是指一种对极致的追求；“科”是科学，是指采用科学理论和科学的方法，“技”是技术，是指将一项工作分解为一条条可以协调运转的工序。

在理论的指导下，将复杂工作分解为一步步工序，最终实现对极致的追求，这就是高科技！

举例来说，芯片是高科技，指甲盖大的一片上要集成几十亿的晶体管，而且集成度还按摩尔定律往上增长，这是高；芯片需要半导体、光学等科学理论指导；芯片制造过程由金属溅镀、涂布光阻、蚀刻、光阻去除等5000道工序组成，构成了高科技的全部要素。

中医不是高科技，尽管中医有“不为良相便为良医”，有“上医治未病”的追求，也有“望闻问切”的工序分解，但仍停留在经验总结阶段，现阶段缺乏完整的理论支撑体系。由于缺乏理论指导，造成水平良莠不齐，而且持续提高困难，因此不能归结为高科技。

目前的新型电池，如碳纳米超级电容器，也不是高科技。它虽然充满了对高能量或功率密度追求，而且涉及到材料的最基本科学原理和性能研究。但仍为实验室产品，到形成完善的切实可行的工序，提高产能和成品率，尚有一段距离要走，因此是高科，但还不是高科技。

另外如电子表，在问世初是当之无愧的高科技，但现在人们已经不再把它视为高科技了，因此随着时间流逝，它仍是问世之初的模样，已经失去了对“高”的追求。所以是科技，而不是高科技。

那么？航天是高科技吗？高、科、技体现在哪里？

航天"高"在哪儿？高技术？高成本？高风险？这种说法比较虚。

技术上，航天的“高”可体现为高的能量密度、高的敏感性，和高的动态性。

如下图对比了汽车发动机、飞机发动机和SSME每磅质量产生的马力大小，SSME达到了汽车的近2000倍，即如果汽车发动机能量(和功率)密度与SSME相同，其重量将只有100克。

航天需要将能量集中，能量集中必然会发生等量的风险集中，同步等量的风险集中一定会导致危机爆发，这也注定航天的可靠性不可能是100%。

高能量密度是开源，航天还需要节流，即低的结构重量。这也是《中国民营火箭分析》里面说的：“在生活中，我们用的方式是留余量。1个人骑的摩托车，甚至50个人站上去都没问题，这时根本不需要操心载荷和试验。但航天不行，航天是要火箭自己将自己送上太空，余量太大飞不上去。1个人骑的车，绝对不能坐2人，甚至这个人多穿件衣服都不行。”

系统对性能要求越高，对于设计和性能参数不确定性的敏感度就越高。沿着下图的性能曲线，设计、验证和操作挑战性将随着性能需求的增加而非线性增长。

航天中，火箭的飞行在短短的几分钟内完成(滑行段除外)，控制系统以近百赫兹的速度时刻在调节着飞行的轨迹和姿态，飞行中出现的任何故障，均可能在毫秒时间内扩展并导致飞行失利。有多少次失利之后，大家总是扼腕，早知道这样干、那样干就好了。但一切均只能在自动程序下完成，人员根本没有可能进行干预。人的判断力、应急反应、对于复杂状况的掌控力，人的一切智慧，在面临火箭飞行的高动态性时，均无法实施。

航天“科”体现在哪儿？科学的原理，科学的管理，以及科学的流程。

数学和物理是航天的基础，齐奥尔科夫斯基定律奠定了飞行的基础，力学为结构设计划定了准绳，自动控制原理是控制参数设计的源头。如果不遵循大自然的方式，必将失败，大自然不会听我们的解释。

管理上，航天是典型的系统工程，总体设计部是钱学森留给中国航天的最大遗产，1978年，钱学森在《组织管理的技术---系统工程》一文中指出：“总体设计部的实践，体现了一种科学方法，这种科学方法就是系统工程”。大系统要被分解划分成子系统，子系统设计完成后又重新集成为大系统，存在大量的交互和非线性过程。“总体设计部把系统作为它所从属的更大系统的组成部分进行研制；对每个分系统的技术要求都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑；对于分系统与分系统之间的矛盾、分系统与系统之间的矛盾，都首先从总体协调的需要来考虑”。

除科学的原理、科学的管理外，还需要科学的流程。航天设计过程是一个类似剥洋葱的过程，开始于需求定义，首先定义架构和流程，然后是概念研制，初步设计、详细设计，通过各系统的组建完成验证和操作。系统工程研制需按研制流程办事，以需求为例，如在设计活动开始之前，需求必须明确，如项目需求没有充分定义，成本、周期将大大超支。

我们习惯将科学和技术连在一起，并统称为“科技”，但两者有重要区别，科学解决理论问题，技术解决实际问题。技术由希腊文techne(工艺、技能)和logos(词、讲话)构成，意为工艺、技能，要把科学的成果应用到实际问题中去，是在相对成熟的领域做详细的工序分解，即前述剥出来的洋葱，重点解决的是“怎么做”的问题。产品从设计到最终集成，从原材料到包装的全过程。如公认芯片是高科技，最终仍需落实到工艺路线、工艺流程、工艺步骤、工艺指标、操作要点、工艺控制等的一个个步骤和方法，这就是技术。

做技术，尤其是航天技术，要有“三细”---工序分解细，工作开展细，数据记录细。

军民融合时，航天专业人才流动更为频繁，这种知识溢出可以让民营公司避开发展时的雷区，但航天产业的特点是一发火箭从开始设计到最终出产，环节太多了，涉及到的坑太多了，既需要少数牛人的架构设计，更需要全产业链的支撑，要将工作切实的分解为一道道充分而且必要的工序。

作为典型系统工程，航天特点是分系统众多，需要一道道集成，中间一环工作开展不细，如未被发现，一层层扩散，到最后要么造成失败，要么将大幅耽误项目进度，大幅提高项目成本。

航天还有一个特点，火箭和卫星上天后，已经无法对原产品状态进行回溯，在发现问题或潜在可靠性问题时，仅靠少量遥测数据根本无法对问题做全盘的分析，因此更依赖于在地面时，就把数据记录完善。因此从这个角度，Falcon9火箭的返回技术的重要性可能仍被低估，因为Falcon9返回的不仅仅是火箭一子级，更是宝贵的、以往无法全盘获取的数据！利用这些数据，一定可把火箭97%的可靠性提高1到2个百分点。

有“三高、三科、三细”，航天是高科技吗？

为何很多人认为日常进行的工作不是高科技呢？

因为日常中，有些人只看到了“技”，而对“高科”没有太多的感触；或只感受到“高科”，无法看到“技”的落地，“高科技”尚未走完一个闭环。

如同样的记录数据，典型的“技”范畴，事无巨细的记录和比对，非常枯燥乏味，但如果能和现在的信息化、大数据手段结合起来，不仅可以实现工作效率的提“高”，同时在结合过程中，可让员工接触到、了解到数字化、信息化这种“科学”，接受新事物的刺激。

如新型材料的应用，典型的“高科”范畴，如果能增加这些项目的支撑力度，员工可以亲手将之分解为一道道可行工序，实现到“技”的落地，走完一个真实的闭环，使员工有成功的成就感。

航天系统很多硕士、博士等高学历人才，如果工作总是陷在“技”的范畴，的确有浪费之嫌；如果工作总是现在对于“高科”论证论证的范畴，则难有成功的感受。

个人、组织上都应该在日常工作中深深挖掘，致力于走完“高科技”这个闭环，既有新事物的冲击，也有成功的成就感。大家真正体会到“高科技”给自己带来的新鲜和成功感受，给社会带来的进步，给人类带来的光明。