理论教育 麻省理工创新思考力:火焰稳定测试及问题解决

麻省理工创新思考力:火焰稳定测试及问题解决

时间:2023-08-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:2015年9月前测试完毕后再拆装带回MIT,刚好可在9月底的塔塔中心年度大会中展示。9月初,制造商说机器不同的组件都已建造完成。结果在经过几天的失败又改进后,成功地使母火保持稳定。偏偏这时梅根主导设计的生物质输送系统出了问题,我们用的木屑常会卡住系统,无法连续喂食木屑。梅根回到MIT之后,又加盖了一个搅拌机来均匀混合木屑。火焰由下往上烧,不仅会烧坏昂贵的仪器,要是再烧得更猛烈,我们就无法控制这个火焰。

麻省理工创新思考力:火焰稳定测试及问题解决

建造反应炉的制造商位于波士顿北方两小时车程的新罕布什尔州。由于反应炉太大了,MIT的实验室容纳不下,因此我们同意会在制造商那里测试完毕。2015年9月前测试完毕后再拆装带回MIT,刚好可在9月底的塔塔中心年度大会中展示。

9月初,制造商说机器不同的组件都已建造完成。桑托什、梅根和我驱车前往新罕布什尔州制造商的厂房去检视零件。

我们马上发现了一个恼人的小问题:我们当初是依照最终的运作功能来设计机器,并没有细想该怎么安装中间测试过程中所需的仪器,像是出气口。我们的设计只是一个大洞,没有考虑到如何连接到可控制空气流量的仪器上。因此,我们的反应炉虽然可以运作,却无法给予精确的科学数据。

这个小问题渐渐地变成了一个大问题,到了9月中,大半个反应炉都得重新设计,原本在塔塔中心大会要展出的计划也因此跳票。我的指导教授感到十分失望,觉得我们在印度来的嘉宾面前丢尽了脸。

新的设计到10月中结束,又重新发包给制造商。建好时已经10月底了,我们又马上开车去测试。结果空气注入口的模拟似乎不正确,一直无法使母火维持稳定,一下子就熄灭了。

桑托什灵机一动,把一个瓦斯炉小心翼翼地拆开来,连接在反应炉下方。结果在经过几天的失败又改进后,成功地使母火保持稳定。

偏偏这时梅根主导设计的生物质输送系统出了问题,我们用的木屑常会卡住系统,无法连续喂食木屑。梅根回到MIT之后,又加盖了一个搅拌机来均匀混合木屑。我对于做这个搅拌机并不是很高兴,觉得我们愈处理愈复杂。

这时我的压力很大,加上看到梅根的输送系统修了半天还是有很多问题,感觉整个人都要失去耐心了。我觉得我自己设计的反应炉加热装置已经没问题了,唯有梅根的输送系统导致整个测试拖延,于是我开始把错误怪罪于她。

梅根听到了我的批评,觉得不以为然。史洛康教授知道我们的争执之后,认为我很自大。

“你既然对自己的成品那么有自信,在梅根修理输送系统时,为何不帮你自己的反应炉做加热测试?”他反问我。

这时已经11月多了,整个测试过程拖延得令我十分焦急,于是我照着史洛康教授的建议来测试反应炉。

因此一天下午,我小心翼翼地喂入木屑,慢慢打开瓦斯炉加热。两个小时后,有东西开始从反应炉出口出来。我们发现那不是炭,而是巨大的火焰!这可不行!火焰由下往上烧,不仅会烧坏昂贵的仪器,要是再烧得更猛烈,我们就无法控制这个火焰。

我马上喊停。大家迅速往反应炉各处浇水,两分钟就把火势扑灭。制造商看到这一团火,吓得他一身冷汗,告诉我们没把这个问题解决之前,他不会允许我的反应炉再进他的工厂。

反应炉冷却之后,我们开始检视损害。大部分的结构都还可以使用,不过有几条连接温度计的电线都被烧断或烧熔了,我得再买一个新的温度计来加以换新。

这时已经12月了,修改反应炉的资金已经快用完了,因此桑托什和我碰面,讨论下一步该怎么走。

“这个测试过程太冗长,也太昂贵了,而且有很多核心缺陷得好好检讨。你应该停止测试,重新思考你的研究方向,做一个新的、小一点的设计。”桑托什说。

“我们花了好几个月建造好的机器,目前才测试了两个小时而已。你凭什么现在就轻易放弃呢?好歹再给我几次机会。”我有点恼怒地回答他。(www.daowen.com)

“如果你设计的是飞机,结果却造了一辆汽车,然后测试汽车不会飞时,你试图把机翼黏在汽车两旁,这便是一个从基础上就有缺陷的设计。”桑托什说,“这种缺陷不需要反复测试,只要一次不行,就得回到白板上重新开始。”

“再给我五千美元,再给我一个月的时间,我就可以修好起火的问题。”我坚持说。

“如果你真的能做到的话,我请你吃饭。我再重申一次,会起火的机器,会卡住的输送系统,这些都是核心缺陷,不是你随便加一个补丁就能快速修理好。而且即使你把这些问题修好了,能担保反应炉没有其他缺失吗?”桑托什反驳,“你想要十年后还待在这里做博士研究吗?”

“当然不想。可是我觉得我从这部机器上还可以学到一些新的东西。”

“就算你可以学到新的东西,但这些东西能用在你的博士论文上吗?你能担保自己可以完全掌控这部机器,在稳定的情况下给你可以重复的科学精确数据吗?即使哪天这部机器真的在某种情况下成功了,你只是侥幸走运而已,根本不是靠深度了解内部的运作来了解成功的原因。”

桑托什看我一直执着不放,于是私底下去见古奈教授谈了我的事。古奈教授给我一个月时间修复这些错误。结果我又来来回回了数次,还是没办法解决反应炉自燃的问题。一个月飞快地过去了,经费也花完了,我不得不向现实低头。我也告知梅根,因为反应炉本身的设计就有问题,在我解决好之前,她的输送系统不必修了。

于是我在2015年圣诞节前两天,租了一辆大车去制造商那里,把反应炉的所有零件塞满一整辆车。当我独自开着零件已堆到车顶的车从高速公路返回MIT时,脑子里不断盘旋着一个疑问:我们花一年完成的设计,小心翼翼地采纳了大家的意见,最后落到这种地步,究竟是谁的错?是史洛康教授的设计建议有瑕疵吗?还是古奈教授没有针对我的导热模型给予充分指导?抑或是梅根帮我设计时,没有彻底去了解反应炉系统的行为及需求?

想来想去,最后我得承认,唯一能怪罪的人就是我自己。以前我在救护车队担任志愿者时,学到怪罪别人都没有好下场。而现在反应炉测试不成功,当我试图把责任推给别人时,只是一种鸵鸟心态。

以前,我和史洛康教授、古奈教授或桑托什碰面时,总是有着把他们当神一般的心态,因为他们是这个领域的顶尖,而我不过是刚起步的学徒。因此每当教授对我的设计有新的建议,我总是立即遵照他们的建议去更改,毫不质疑。梅根虽然比我年轻,但她对于机械设计的经验远比我多,我也几乎从来没有质疑过她的建议。

可是我渐渐体会到,如果我要为自己的研究负责,就不能囫囵吞枣式地全盘接受他们的建议,当问题出现时,更不能指望他们能提供所有的解决方法,而是自己必须加以过滤及评估思考。若其中有些是好的想法,我也就要积极接纳;反之,若是不好的建议,我也得在钻研之后予以抛弃。

或许,我在博士班的成长之一便是逐渐学会将世界顶尖的专家看成是凡人,他们偶尔也会犯错,我可以与他们一同并肩探索未知。有这样的认知一方面固然令我有点恐惧,因为我从此无法再拿任何导师作为挡箭牌,来推脱自己的错误;但另一方面,这会令我感到自由,因为我不必再无条件地接受指导老师们所说的一切。博士学位象征着学术界认同一个人有自己的独创想法,可以有自信地捍卫他人对其思想的挑战,并据此想法对世界做出独特的贡献,因此,如果我要成为货真价实的博士,就必须对自己的思考有自信,并肩负起责任。

现在,我的首要责任便是收拾这个自燃反应炉的烂摊子了。

我先列出了目前设计上的所有问题,以及我学到的一切。我开始思考,如何重新设计一个不会重蹈覆辙的反应炉。事后看来,原先的反应炉设计错误百出,这似乎是无法避免的结果,因为原来的模拟模板不够全面,无法预测所有可能产生的突发状况。如果在这过程中有一个我该汲取的教训,那就是不应该建造一部那么大的机器。我太想把它商业化了,所以一下子就建了一个半米宽的反应炉。结果不仅造价昂贵还很笨重,以至于每进行一次维修,都得花上至少半天时间。也因此,我的第二个反应炉的尺寸必须缩小一点。

不过,我目前已经没有研究资金了,无法重建一个新的反应炉。可是我搬回的零件并非都是无用的破铜烂铁,当中有很多昂贵的材料可以再利用。我把现有零件逐一陈列好之后,想出一个可以利用这些回收零件组成的新装置。我去机械工厂自行做了一些更改,造出一个简单的加热设备。

2016年1月初,我召集了史洛康教授、古奈教授、桑托什及梅根。我先检讨了这次测试的失败原因,然后与其他人讨论下一步该如何处理。我也展示了我用回收零件新组装的加热设备。后来,我们和史托纳教授讨论过后,塔塔中心同意提供一些额外资金,让我把加热设备扩建成可以进行炭化实验的系统。

刹那间,我仿佛得到重生一般,充满了希望。有了这一年左右研究资金的支持,我就有了另一次机会重新设计我的反应炉。如果设计成功,这个反应炉便有了新契机可以继续商业化。万一又失败了,我也不必指望会再有新的资金挹注。无论如何,我的内心此时此刻被一种无法解释的自信所充满,在过去的六年半里,MIT已经把所有能教我的都教了,在这最后的一年中,我可以整合我过去所学的一切,让自己闪耀发光。

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