火箭对齐问题

（在一个不太接近的世界里，科学走上了一条截然不同的道路……）

Alfonso：你好，贝丝。我最近发现了很多关于“航天飞机”的投机，用于攻击城市，或者可能变得陷入困境的恶毒精神，他们居住在天体领域，以便他们打开自己的工程师。

我对这些猜测相当怀疑。事实上，我有点怀疑飞机是否能在下个世纪的任何时候上升到与平流层气象气球一样高的高度。但我知道你们研究所想要解决恶意或危险的太空飞机的潜在问题，而且你们认为这是当今的一个重要原因。

贝丝：那就是......真的不是我们在故意皇家学院的数学中的方式将是短语的。

所有的新闻文章都在关注邪恶神灵的问题，但我们认为真正的问题是完全不同的。我们担心存在一个困难的，理论上具有挑战性的问题，而现代火箭专家们大多忽略了这个问题。我们担心，如果你把火箭对准月球在天空中的位置，然后按下发射按钮，火箭可能不会落到月球上。

Alfonso：我知道设计可以稳定飞行器在大风中飞行的鳍片非常重要。这是一个重要的航天器安全研究，有人需要这样做。金宝博娱乐

但是，如果您正在研究这种安全研究，我希望您希望与现代飞机工程师密切合作，以测试您的鳍设计，以证金宝博娱乐明它们实际上是有用的。

贝丝：空气动力学设计是任何安全火箭的重要特征，我们很高兴火箭科学家正在致力于这些问题并认真对待安全。但这不是我们在Miri关注的问题。

Alfonso：那是什么关心的？您是否担心航天飞机可能由虐待的人开发？

贝丝：这不是我们现在担心的故障模式。我们现在更担心的是没有人能告诉你如何让你的火箭朝向月球吗任何预先确定的天体目的地。无论谷歌还是美国政府或朝鲜都是推出火箭的人，不会从我们的角度来到成功的月亮登陆的可能性务实的差异，因为现在没有人知道如何在任何地方瞄准任何类型的火箭．

Alfonso：我不确定我明白。

贝丝：我们担心的是，即使你在月球上的火箭瞄准火箭，使火箭的鼻子明显排列在天空中的月亮，火箭不会去月球。我们不确定地球到月亮的现实路径看起来像，但我们怀疑它这条路可能不太直它可能根本不需要将火箭的鼻尖对准月球。我们认为接下来要做的最重要的事情是推进我们对火箭轨道的理解，直到我们对所谓的"火箭校准问题"有了更好更深入的理解。还有其他安全问题，但这个火箭校准问题可能会花费最多的时间，所以它是最紧急的。

Alfonso：对我来说这是个大胆的要求。你有什么理由认为在这里和月球之间有无形的屏障太空飞机可能会撞到它?你是说这里和月球之间的风可能会很大很大，比地球上更大吗?我想，这两种可能性都值得准备，但似乎都不太可能。

贝丝：我们认为不太可能存在无形的障碍，不。我们认为在天上不会有特别大的风——事实上恰恰相反。问题是我们还不知道如何绘图任何飞行器从地球飞向月球的实际轨道。

Alfonso：当然，我们无法绘制实际的轨迹;风和天气太不可预测。但是你的索赔对我来说仍然太强大。只需瞄准月球上的飞行器，上升，并根据需要进行试点调整。为什么不起作用？你能证明旨在月亮的飞行员不会去那里吗？

贝丝：我们认为我们做不到证明那样的，没有。部分问题的是，在考虑到所有大气摩擦和其他天体的运动之后，在这方面的现实计算非常难以做到。我们一直在尝试在这一领域解决一些巨大的简化问题，按照假设没有氛围并且所有火箭在完全直线上移动。即使是那些不切实际的计算强烈建议，在更复杂的现实世界中，只是指向你的火箭在月球上的鼻子也不会让你的火箭最终在月球上。我的意思是，现实世界更加复杂的事实并不完全达到它更轻松到月球。

Alfonso：好吧，让我看看你所说的“理解”工作……

呵呵。根据我读到的关于你想要做的数学的东西，我不能说我明白它与月亮有什么关系。不应该帮助太空飞行员的目标是月亮涉及通过月球望远镜看着月亮看起来像是看起来像是象征的，使得飞行员飞行员可以识别景观的特殊特征来降落景观？

贝丝：我们认为，我们目前对月球的了解还太粗糙，不可能将详细的月球地图作为我们的下一个研究目标。金宝博娱乐我们还没有达到瞄准一个或另一个弹坑着陆的目标。我们不能目标任何事物在这一点上。这更像是“想办法用数学来讨论火箭的曲线轨迹，而不是火箭的直线运动”。甚至不是真实的曲线轨迹，现在，我们只是试图超越直线

Alfonso：但地球上的飞机一直在弯曲的线上移动，因为地球本身是弯曲的。期望未来的航天器也将具有在曲线中移动的能力似乎合理。如果你的担心是航天飞机只会直线移动并想念月球，并且你想建议火箭工程师建造在弯曲线上移动的火箭，似乎对我来说似乎并不是似乎任何人的时间。

贝丝：你试图在我们正在研究的数学和未来可能存在的实际火箭设计之间画一条太直接的线。这是不是目前的火箭想法几乎是正确的，我们只需要再解决一两个问题就可以让它们工作。任何人都无法解决火箭对准问题的概念距离是更大的比起那个来说。

现在每个人都是困惑关于火箭轨迹，我们正在努力成为不那么困惑．这就是我们接下来所需的事情，而不是用完火箭工程师建议火箭队，这就像我们目前的数学论文正在谈论的方式一样。直到我们停止存在困惑关于一些极其基本的问题，比如为什么地球不会落入太阳。

Alfonso：我认为地球不会很快就会与太阳碰撞。现在太阳一直稳定地扭转了地球。

贝丝：我并不是说我们的目标是解决地球落入太阳的风险。我想说的是，如果人类的现在无法回答问题，就像“为什么地球不落入太阳？”这样的问题然后我们对天体力学不太了解，我们将无法通过天体瞄准火箭，以柔和地在月球上落地。

作为我们目前正在做的工作的一个例子旨在提高我们的理解，这是我们所说的平铺姿势“ 问题。平铺位置问题是如何从大炮发射炮弹以这样一种方式，炮弹绕着地球一遍又一遍地飞行，“平铺”它的初始坐标，就像在镶嵌的地板上重复瓷砖一样

Alfonso：我读了一下你对该主题的工作。我不得不说，我很难看出来自炮弹的东西与上升到月球有什么用。坦率地说，这听起来很像良好的老式空间旅行，每个人都知道不起作用。也许Jules Verne认为可以通过射击大炮的胶囊来在地球上行进，但高海拔飞机的现代研究完全放弃了从大炮射击事物的概念。你谈论的事实谈论在大炮中谈论射击事物，这对我来说，你没有继续上个世纪飞机设计的所有创新，以及你的飞行器设计将是完全不切实际的。

贝丝：我们知道火箭实际上不会被解雇。真的，真的知道。我们非常熟悉原因，为什么无法从现代大炮中解雇的原因，从而达到逃避速度。我以前写过几种文章，其中我描述了基于炮大的空间旅行不起作用。

Alfonso：但你现在的工作就是用一门大炮把东西发射出去，让它一遍又一遍地绕着地球转。这和你给航天飞机飞行员的关于如何去月球的实际建议有什么关系呢?

贝丝：同样，您正在尝试在我们现在正在做的数学之间绘制太直的一条线，并将建议直接给未来的火箭工程师。

我们认为如果我们能找到一个角度和射击速度，使得一个理想的大炮，在那个速度下射击理想的炮弹，在一个没有大气的完全球形的地球上，会导致炮弹进入我们将称之为“稳定轨道”的炮弹没有击中地面，那么......我们可能已经了解了关于天体力学的真正根本和重要的东西。

也许不是!很难提前知道哪些问题是重要的，哪些研究途径会成功。金宝博娱乐你所能做的就是找出下一个让你困惑的看起来容易处理的问题，然后尝试想出一个解决方案，希望之后你就不会那么困惑了。

Alfonso：你说炮弹落地是个问题，你如何避免它让炮弹永远地飞下去?但真正的太空飞机一开始不会瞄准地面，而且很多常规飞机都设法不撞到地面。在我看来，你试图避免的这种“从大炮里发射出来然后撞到地面”的场景并不是真正的航天飞机设计师需要担心的失败模式。

贝丝：我们并不担心真正的火箭被射出大炮并击中地面。这不是为什么我们正在研究平铺职位问题。在某种程度上，您对已经解决了多少火箭对齐理论的乐观太乐观了！我们没有那么接近了解如何瞄准人们现在正在谈论的那种设计的火箭将只要我们解决了一些遗留的问题比如不把火箭发射到地面上。你需要更深入地了解我们正在努力取得的进展。

我们正在做瓷砖的位置问题,因为我们认为能够火炮弹在某一瞬时速度,使其进入一个稳定的轨道…的问题,人可以真的发射一枚火箭在空间和它在一个特定的曲线移动,真的结束,轻轻地降落on the Moon would be able to solve很容易．因此，我们无法解决这个问题的事实令人担忧。如果我们能想出办法来解决这个更简单，更明确的“平铺位置问题”，用假想的炮弹在一个没有大气层的完美球形地球上，这比登月发射容易分析得多，因此，我们可能会朝着最终成为能够策划月球发射的那种人，再多迈出一步。

Alfonso：如果你不认为Jules-Verne风格的空间大炮是未来的浪潮，我不明白为什么你坚持谈论大炮。

贝丝：因为已经为瞄准大炮开发了很多复杂的数学机械。人们一直在瞄准大炮并从十六世纪以来绘制炮弹轨迹。我们可以利用现有数学来说，如果我们在某个方向发射理想的炮弹，它会犁进入地面。如果我们试图谈论火箭，那么具有现实地不同的加速，我们甚至不能设法证明像这样的火箭不会以一个完美的正方形绕着地球旋转，因为所有这些现实变化的加速度和现实的空气摩擦不可能以这种或那种方式做出任何明确的论断。我们目前的理解还不够。

Alfonso：好的，同样静脉中的另一个问题。为什么Miri赞助在加入许多小型矢量方面的工作？我甚至不在首先看到与火箭有关的东西;似乎是抽象数学中这个奇怪的侧面问题。

贝丝：它更像是。在我们目前的研究中，我们遇到了一个问题，从一个关于时变加速度的函数，到一个关于时变位置的函数。我们经常在数学中遇到这个问题，在很多地方都是一个阻塞点，所以我们分叉了，开始明确地分析它。因为它是关于不在离散区间内移动的点的纯数学，我们称它为逻辑undiscreteness“ 问题。一些调查这个问题的方法涉及尝试加入许多微小的不同的向量来获得大量的矢量。然后我们讨论该总和似乎如何越来越慢地改变，接近限制，因为向量变得更大，我们加起来越来越多的......或者至少这是一种方法的一个途径。

Alfonso：我只是发现很难想象未来的航天火箭队盯着他们的观点和去，“哦，不，我们没有足够的向量，纠正我们的课程！如果只有某种方式加入更多的载体，甚至更小！“我希望未来的计算机器已经做得很好。

贝丝：同样，您正在尝试在我们现在正在做的工作之间绘制太大的一条线，以及对未来火箭设计的影响。这不像我们认为火箭设计几乎工作，但飞行员将无法快速加上大量的小型矢量，所以我们只需要更快的算法，然后火箭将到达月球。这是我们认为可能在多种基本概念中发挥作用的基础上的作品，了解天体轨迹。当我们尝试绘制一个轨迹时，一路走到移动的月亮上的柔软着陆，我们感到困惑和阻止。我们认为这些混乱的一部分来自无法从加速函数到定位功能，因此我们正试图解决我们的混乱。

Alfonso：这听起来可疑地就像一个哲学的数学问题，我认为不可能通过做哲学研究来实现航天设计。金宝博娱乐哲学领域是一个停滞不前的泥潭。一些哲学家仍然相信去月球是不可能的;他们说天翼从根本上与地球平面分开，因此无法进入，这显然是愚蠢的。航天设计是工程问题，工程师将取得进展。

贝丝：我同意火箭设计将由工程师而不是哲学家来完成。我也分享了一些你对哲学的失望。出于这个原因，我们坚持解决定义明确的、可能有实际答案的数学问题，比如如何在一个完美的球形行星上发射一颗炮弹，没有大气层，使其处于稳定的轨道上。

这通常需要开发新的数学框架。例如，在逻辑不连续问题中，我们正在开发在时变加速度和时变位置之间转换的方法。你可以叫的发展新的数学框架“哲学”如果你想——但是如果你这样做,记住,这是一个非常不同的哲学比“推测天堂和尘世的飞机”,而我们总是努力开发新的数学框架或工具。

Alfonso：所以从公众的角度来看，如果你解决了这个逻辑未玷污问题，可能会发生什么好事？

贝丝：主要是，我们迷茫，我们的研究不会被封锁，人类总有一天会降落在月亮上。金宝博娱乐To try and make it more concrete – though it’s hard to do that without actually knowing the concrete solution – we might be able to talk about incrementally more realistic rocket trajectories, because our mathematics would no longer break down as soon as we stopped assuming that rockets moved in straight lines. Our math would be able to talk about exact curves, instead of a series of straight lines that approximate the curve.

Alfonso：火箭的精确曲线?这就引出了我在你的项目中遇到的主要问题。我只是不相信未来的火箭设计会是那种可以被绝对精确地分析的东西，这样你就可以把火箭送到月球上在一个绝对绘制的轨道上，而不需要操纵。在我看来，这就像一群数学家，他们不知道现实世界中事物是如何工作的，希望一切都能得到完美的计算。看看金星在天空中移动的方式;通常它沿着一个方向运动，但有时它会向另一个方向逆行。我们只能一边走一边掌舵。

贝丝：That’s not what I meant by talking about exact curves… Look, even if we can invent logical undiscreteness, I agree that it’s futile to try to predict, in advance, the precise trajectories of all of the winds that will strike a rocket on its way off the ground. Though I’ll mention parenthetically that things might actually become calmer and easier to predict, once a rocket gets sufficiently high up –

Alfonso：为什么？

贝丝：让我们暂时把这个放在一边，因为我们都同意，由于风等因素，火箭在轨道的大气部分的位置很难准确预测。是的，如果你不能准确地预测最初的轨迹，你就不能准确地预测后来的轨迹。所以，实际上，我们的建议绝对不是让火箭设计得如此完美以至于你可以以正确的角度发射然后离开而不需要飞行员做任何进一步的操纵。做火箭计算的意义不是你想提前预测火箭每微秒的确切位置。

Alfonso：那么，为什么要痴迷于纯粹的数学呢?因为它太简单了，无法描述时而下雨、丰富而复杂的真实宇宙。

贝丝：真实的火箭不是板上的简单方程。确实，真正的火箭形状和内部管道各种各样的方面都不会有数学上紧凑的表征。Miri正在做的是所有火箭工程师的数学都是正确的;现在是我们现在使用的数学（或我们希望）。

为了逐步建立对该领域的理解，我们需要讨论一些思想，这些思想的结果可以足够精确地确定下来，以便人们能够在一个共享的框架中分析各种情景。我们需要足够的精确度，让某些人可以说，“我认为在场景X中，设计Y做了Z”，而另一些人可以说，“不，在场景X中，设计Y做了W”，第一个人回答说，“该死，你是对的。”有没有办法改变Y，让它变成Z "

如果你试图在这个研究阶段逼真地复杂的东西，你就是留下的一切是口头幻想。金宝博娱乐When we try to talk to someone with an enormous flowchart of all the gears and steering rudders they think should go into a rocket design, and we try to explain why a rocket pointed at the Moon doesn’t necessarily end up at the Moon, they just reply, “Oh, my rocket won’t do那他们的想法足够模糊、灵活和不明确，以至于没有人能够证明他们是错的。以这种方式逐步建立一个集体知识体系是不可能的。

我们的目标是开始建立一个工具和想法库，我们可以用它们来正式讨论发展轨迹。形式化和分析的一些关键工具直观地看似合理的轨迹还没有用数学来表达，我们现在可以接受它。我们仍在努力寻找用数学上干脆利落的方式来表达关键思想的方法。这并不是因为数学很出色或很有声望;这是一个正在进行的项目的一部分，关于火箭超越“没有!”vs.“Does so!”

Alfonso：我仍然有这样的印象，你在一个数学安慰不起作用的领域里，想要得到数学安慰的温暖的毯子。我们无法从数学上确定，我们的航天飞机绝对可以毫无差错地到达月球。在这种情况下，试图假装我们可以用数学来得到关于太空飞机的绝对保证是没有意义的。

贝丝：相信我，无论MIRI想出什么数学，我都不会对火箭感到“放心”。但是，是的，你当然不能得到任何物理命题的数学保证，也不能给任何经验陈述赋予概率1。

Alfonso：但是你说到证明定理——比如证明一颗炮弹会无限期地绕着地球转。

贝丝：证明一个关于火箭轨道的定理永远不会让我们对火箭最终的位置感到欣慰。但是如果你能证明一个定理说你的火箭会飞到月球如果它在一个完美的真空中发射，也许你可以在火箭上安装一些导向喷气机然后让它在现实生活中飞到月球。不是100%的概率，而是大于零的概率。

我们工作的重点并不是把当前关于火箭目标的观点从99%的成功几率提高到100%的成功几率。这是为了突破几乎0%的成功几率，也就是我们现在所处的位置。

Alfonso：百分之零? !

贝丝：modulo.克伦威尔的统治是的，百分之零。如果你把火箭的鼻尖对准月球发射，它不会飞向月球。

Alfonso：我不认为未来的航天飞机工程师真的会那么愚蠢，如果直接瞄准月球不是一个有效的方法。他们将引导月球当前在天空中的运动，并瞄准天空中月球在太空飞机到达月球的那一天出现的地方。我有点担心，你谈论这个问题这么长时间，却没有考虑这样一个显而易见的想法。

贝丝：我们很早就考虑过这个想法，我们很确定它仍然不能把我们带到月球。

Alfonso：如果我添加了导向鳍，让火箭以更弯曲的轨迹运动会怎样?你能证明不管我怎么努力，那种火箭设计的任何版本都不能去月球吗?

贝丝：你可以勾勒出你认为你的火箭将遵循的轨迹吗？

Alfonso：它从地球到月球。

贝丝：有点细节，也许？

Alfonso：不，因为在现实世界中总是有可变的风速，我们没有无限的燃料，我们的航天飞机也不是完全沿直线运动。

贝丝：你可以勾勒出一个轨迹，你认为你的火箭的简化版本会遵循，所以我们可以检查假设你认为需要吗?

Alfonso：我只是不相信你提出的宇宙飞机设计的一般方法。我们会装上一些舵翼，一边走一边转动方向盘，把月亮放在我们的视野里。如果我们偏离了航道，我们就会往回开。

贝丝：我们其实有点担心一旦火箭飞得足够高，标准的转向鳍可能会停止工作,所以你不会发现自己能够正确的轨道,一旦你在天体到达——就像,如果你已经在一个好的课程,你可以纠正它,但是如果你搞砸了,你不仅可以扭转可能转飞机,喜欢你

Alfonso：为什么不？

贝丝：我们也可以深入讨论这个话题;但是即使给出一个简化的火箭模型可以转向，沿着沿着路径的步骤的演练，简化火箭将采取到月球将是向前移动这一讨论的重要一步。天体摇滚是一个域名，即我们预计与地球上的建筑火箭队相比，我们甚至可以是一个着名的难题，因为它们通常只是爆炸。并不是一切都必须整洁和数学。但总体困难是这样，如果核心思想对它们没有一定的稳定性，就像“在天空中引导月亮一样”这样的建议，那就等同于将火箭随机射击到空隙中。

如果你不确定你的想法是否可行，但它可能可行;如果你的想法有许多看似合理的元素，而你却觉得没有人能够做到令人信服向你解释它会如何失败;那么，在现实生活中，该提议将火箭送上月球的可能性约为0%。

如果看起来像一个想法非常坚实，显然很好地了解，如果这一提议肯定应该把火箭拿到月球，没有失败的情况，那么可能在最好的情况下，我们应该分配85％的主观成功的信任，或者在那附近的东西。

Alfonso：所以不确定性就意味着失败?老实说，这听起来有点偏执。

贝丝：The idea I’m trying to communicate is something along the lines of, “If you can reason rigorously about why a rocket should definitely work in principle, it might work in real life, but if you have anything less than that, then it definitely won’t work in real life.”

我不是要你给我一个绝对的数学证明来证明经验主义的成功。我要求你们给我一个更像是简化版的火箭如何移动的草图，它的含义已经足够确定了你不能回来说"哦，我不是那个意思那“每次有人试图弄清楚它所实际所做的或找出失败模式。

这并不是一个不合理的要求，我强加的是让任何想法都不可能通过我的筛选。这是我们所有人在这一领域为集体进步做出贡献所必须通过的首要门槛。一个甚至不能通过这个概念门槛的火箭设计，在月球上软着陆的可能性大约为0%。