泰坦尼克号沉没一百周年纪念日——4月15日——为我们提供了一个回顾工程师们取得的巨大进步的绝佳时机。在2012年,人们的出行比以往任何时候都更快、更安全。然而,今年1月在意大利西部海岸搁浅的歌诗达·康科迪亚号邮轮的命运提醒我们,无论我们取得多大进步,灾难仍然会发生。它也提出了一个问题:在海军工程技术进步了一个世纪之后,为什么我们仍然无法阻止致命的沉船事故?
我的研究生导师 William H. McNeill 在1989年的一篇文章《人类事务中的控制与灾难》中探讨了类似的问题。McNeill 想到的是经济崩溃,而非海难。在他写作时,监管机构正面临储蓄和贷款危机,而这本身就是自1873年恐慌以来一系列金融和货币灾难中的最新一次。为什么监管机构无法更好地管理这个体系?每一次恐慌或崩盘后,他们都会出台改革措施,但无论设计多么仔细,总有一天这些改革会失效,灾难又会卷土重来。McNeill 认为问题不在于改革设计不佳,而在于改革设计得“太好”了。它们实现了预期的目的,但代价是将风险转移到了组织程度较低的地方。“每一次人类活动协调精度的提高和生产效率的提升,似乎都伴随着新的崩溃的脆弱性,”McNeill 总结道。“如果真是这样,那么灾难的守恒可能确实是一条自然法则,就像能量守恒一样。”
我们在建造中世纪大教堂时也能看到灾难守恒的另一种变体。当建筑师们发现了建造更大、更通风、更明亮以彰显上帝荣耀的巧妙方法时,他们欣然采用了。然而,这些新的成就也使建筑结构暴露在以前未知的危险之下。例如,法国博韦圣彼得大教堂的建筑师们在建造历史上最高的教堂时,采用了当时最先进的飞扶壁技术。轻巧的飞扶壁是一项绝妙的创新,但它们所实现的宏伟设计也暴露了结构上以前无关紧要的缺陷(这些缺陷仍在学术研究中),导致唱诗班在1284年的一场风暴中部分倒塌,这是工程完工后十几年发生的事情。(六个世纪后,华盛顿州塔科马海峡大桥的毁灭也是由强风造成的。)
当工程师们如此成功以至于改变了环境时,灾难也可能再次出现。例如,在试图控制密西西比河的洪水时,工程师们在河岸附近修建了堤坝。曾经分散在广阔平原上的洪水现在被限制在高而窄的河道中。在大多数情况下,这样做是有效的——但水流越窄,流速越快,所以当堤坝最终被冲破或漫顶时,相同体积的水会以更快的速度扩散,造成更大的破坏。同样,森林管理员越来越有效地扑灭野火的能力,可能导致灌木丛的堆积——而这最终会成为失控野火更强大的燃料。
我们在海洋灾难中也能看到这三个趋势:首先,真正更安全的系统有时会让船员错误地评估风险。其次,真正更优良的工程技术会暴露以前未被认识到的薄弱环节。第三,使新船令人印象深刻的规模和复杂性,在灾难发生时可能会加剧麻烦。
泰坦尼克号事故以壮观的方式展现了这三个方面的影响,这正是因为它的设计者和船员都是其职业中最有能力、最有经验的人。船长爱德华·史密斯在1907年说出的“我无法想象任何情况会导致船沉没”的话,今天听起来可能充满悲剧性的鲁莽,但他有理由自信。大型钢铁船只确实经受住了与冰山的碰撞——同年,德国超级邮轮“威廉皇帝号”在与冰山相撞后只受了轻微损坏。但新的横跨大西洋的蒸汽船的稳定性并不比它们最薄弱的环节更强。20世纪末的潜水分析表明,泰坦尼克号的铆钉和钢板在碰撞中可能已经失效。此外,船的规模,远非像设计师和船长所认为的那样能提供保护,反而使危险更大。法医海军建筑师 Philip Sims 最近指出,泰坦尼克号的尺寸是幸存冰山碰撞的“威廉皇帝号”的三倍,而且“速度快了30%,所以撞击侧板的能量是其五倍。”而在灾难发生时,这种规模只会让事情变得更糟。通道的长度延误了一些乘客登上救生艇,而许多救生艇在未满员的情况下就被放下。
工程师应该意识到,新设计可能会带来新的灾难。泰坦尼克号的沉没导致了改革。国会开始要求船只时刻监听无线电波。1913年的《国际海上人命安全公约》要求船只携带足够容纳所有乘客的救生艇,并成立国际冰情巡逻队监测冰山。然而,灾难同样不可避免地再次发生。增加救生艇反而使一些船只变得不稳定;1915年,本已相对不稳的游轮“东兰号”(Eastland)在安装了泰坦尼克号之后更多的救生艇后,在芝加哥港倾覆,造成844名乘客死亡。船上超载,惊慌的乘客们来回奔跑,最终导致船只倾斜。
歌诗达·康科迪亚号的运营者似乎重复了一些同样的错误。邮轮行业吹嘘其自20世纪80年代以来兴起的浅吃水巨型邮轮的安全记录。在那个大众旅游时代,它们就像黄金时代的横跨大西洋的豪华邮轮一样具有标志性。歌诗达·康科迪亚号载有4200名乘客和船员,远非同类中最大的。它的船长经验丰富,并得到同事的高度评价。但与泰坦尼克号一样,长期的成功可能被误解了。一些目击者声称,船长在事故发生时正忙于与船桥上的乘客交谈。他可能过于自信,因为他几个月前曾成功地执行过类似的航行。与史密斯船长一样,他也因延误撤离而受到批评——可能过于自信于船只的韧性——从而在船只倾斜前损失了一个小时,导致一半的救生艇无法使用。
我们还没有关于歌诗达·康科迪亚号船体的数据,以及其结构是否在异常应力下暴露出弱点,就像博韦和泰坦尼克号一样。但船体结构可能没有考虑到岩石会造成160英尺长的裂缝。当设计师和建造者作证时,我们将了解更多。
最后,与泰坦尼克号一样,歌诗达·康科迪亚号的规模也造成了意想不到的问题。现在和那时一样,船上的疏散路线让许多乘客感到困惑。歌诗达·康科迪亚号的设计者可能认为,通过使用先进的疏散动力学软件来规划内部布局,他们能够确保即使是偏远区域也能有序撤离。但苏格兰斯特拉斯克莱德大学海事安全学教授 Dracos Vassalos 最近在《今日美国》上指出,“邮轮的内部结构如此复杂,即使在……实验、计算机模拟或实际事故中考虑了相同的效应,我们每次模拟事故时,都可能看到不同的结果。”
当然,工程师应该继续开发防止灾难的措施。抗碰撞结构,尽管不完美,但已挽救了数千人的生命。在泰坦尼克号上,它争取了宝贵的数小时时间;如果早些下达撤离命令,并且附近的“加利福尼亚人号”及时响应了求救信号,死亡人数可能会少得多。而且,绝大多数歌诗达·康科迪亚号的乘客都在没有严重受伤的情况下获救。
然而,工程师们应该意识到,新设计可能会带来新的灾难——或者,正如 McNeill 所总结的那样,“智慧和灾难似乎都在一个无限排列组合的世界中运行,引发一连串的挑战与回应。”关于泰坦尼克号沉没的争论仍在继续,关于歌诗达·康科迪亚号的听证会和法律诉讼也可能需要数年时间。但无论责任在哪里,我们已经被提醒,没有什么是比警惕、想象力和开明的偏执更重要的。用刘易斯·卡罗尔《爱丽丝梦游仙境》中红心皇后的话说,我们需要拼命奔跑,才能停留在原地。
Edward Tenner 是《Our Own Devices: How Technology Remakes Humanity》一书的作者,该书是其近期作品。