惨烈的工程大灾难
告诉我们……
|
——读《请原谅设计》
⊙林 颐
1912年4月，豪华游轮泰坦尼克号在北冰洋区域沉没。这艘号称“永不沉没”的巨轮，完全无法抵抗冰山的撞击与切割，永远地留在了冰冷的大洋深处。多部根据这一事件改编的电影曾一次次掀起热潮，随之而来的，就是世人对这次事故原因的广泛讨论。
这当然是一起让人无比痛心的灾难。但是，美国土木工程学者、历史学家亨利·波卓斯基却另有看法。假如泰坦尼克号幸运地抵达了纽约，那会怎样？鲜花、掌声、无数荣誉，以及效仿泰坦尼克号的各种新船。更大、更快、更豪华，为了更有商业竞争力，这些船可能船体更薄并携带更少的救生艇。然后呢？更多事故，更多死亡，更多让人悲痛的故事。
波卓斯基提出的这个思维实验并不是为泰坦尼克号开脱。他写这本《请原谅设计》，也并不是要求人们原谅那些因设计而造成的重大灾难。20世纪是个技术至上的时代，我们不能否认技术给大众生活带来的良性改变，需要警惕的是盲目崇拜技术而导致的祸端。在技术领域，设计担任了形同指挥官的角色，设计需要运筹帷幄、未雨绸缪，尽可能周密地考虑一切问题，任何微小的疏忽，在未来都可能会是一场大祸。这真的是太难了。
想必大家都还记得2000年钟声敲响的那一刻：许多人都守在电脑前，人们害怕“千年虫危机”会造成电脑程序的混乱，造成全球金融瘫痪。所幸，这场互联网大恐慌安然无恙地平静度过了。因为在人们意识到最初的日期简约设计有可能在世纪之交带来巨大麻烦之后，程序员们就一直在竭尽全力弥补这个漏洞，最终用新的、更好的设计解决了这个麻烦。不幸的是，并不是每个潜在设计缺陷都能在危害发生前就能被注意到。我们总是后知后觉，或者漫不经心。
1986年1月，美国“挑战者”号航天飞机在升空后爆炸。这起事故至今仍然时时被人提起，因为教训实在太过深刻。谁能想到，引起爆炸的是一个不起眼的小部件——密封圈。这种密封圈对天气的变化很敏感，之前的实验都是在温度较高的环境下，所以没有出问题，但飞行当日天气异乎寻常的寒冷，而寒冷的天气会加剧气体泄漏，工程师曾建议取消发射，但管理层却坚持发射。波卓斯基说，“挑战者”号的教训是，工程师和管理层应相互合作、相互尊重，两者关系和谐才能达到理想效果。很不幸，管理“挑战者”号的NASA并没有吸取这个教训，2003年1月“哥伦比亚”号航天飞机再次上演了类似事故，当工程师们报告一块绝缘泡沫剥离可能造成隔热层受损之后，管理者认为这无关紧要，飞船后来在空中解体。
有多少事故，原本可以避免。有多少庞大的工程，毁于小小的细节。还有一些工程在上马之前就存在隐患，并非没有人意识到，没有人提醒，可是，出于设计者的自大，出于资本方的要求，或其他形形色色的外部原因，花费大量人力物力财力的工程轰隆隆地开动了，最后，轰隆隆地倒塌。
网上流传着一段仅有3分20秒的视频，非常魔幻，那是位于美国华盛顿州的塔科马海峡大桥在1940年倒塌的录像。一座钢筋水泥的大桥竟然这么柔软，在那个夏日，它就像水波一样翻滚，摇摇摆摆，起伏不定，扭动晃悠了几个小时，之后，一段一段地碎掉，水泥块纷纷掉进了海里。这成了桥梁建筑史上一个典型的反面案例。它告诉后来人：桥面要有足够宽度，考虑空气动力因素，补强板或网梁代替格架或开梁可能存在结构缺陷。由于设计师的权威和他的团队的过分自信，州政府对经济利益的短期追求，这座以当时最高标准修建的大桥，仅仅存在四个月。在客观规律面前，一切人为的标准都难以成立。
塔科马海峡大桥因及时关闭，倒塌没有造成伤亡。美国桥梁史上另一个经典反面案例是1967年倒塌的弗吉尼亚“银桥”。事故发生在交通高峰期，一名幸存者描述，“这一切都在几秒内发生”，忽然间，桥上正常行驶的车辆就像下饺子一样掉进了水里。在广泛取证调查之后，排除了各种可能性，最后归咎于超载与眼干链的腐蚀。值得注意的一点是，“银桥”的检查和维修一直都很正常，并不存在人为的疏忽，原因还是在于人们对这种材料及其脆性断裂缺乏足够的理解，所以，“银桥”事故的积极影响是带动了对相关材料的技术关注，加强了对金属疲劳和裂纹的科研与应用检修。与工程设计相伴随，必然就有材料力学的研究。
波卓斯基从各种灾难里引出了各种教训。作为设计，要有长远的考虑，要尽力协调各方面的要求，研究材料的适用性，关注工程与周围环境的相配度，每个细节都力求完美。
好的设计，必然是考虑周全的，而不是只凭想象。就像书里举例的某座小区楼房在建造过程中就倾斜塌陷了，原因竟然是设计者完全没有考虑居民楼和停车库是一体的，没有考虑两者的相互影响。设计不应为虚荣心和经济利益让道，安全始终是第一位的。尽管我们早已进入了现代文明，可很多自然灾害仍然无法避免。在地震造成的灾害里，最不堪一击的往往是劣质的现代建筑，反而是传统的木质结构的老屋显得更加安全些。从20世纪开始，施工方式就从坚固的铆接变成了脆弱的焊接。工艺技术革新，是否意味着越新越好呢？
波卓斯基强调，“工程的历史就像人类文明进程一样，是成功和失败的结合体。”波卓斯基向来对“失败”怀有强烈的好奇心。《请原谅设计》更明确地表达了波卓斯基对“失败”的反思。“失败”的设计向我们诉说的必然不是已经发生的事实，还包括更加普遍的真理。在这个科技主导人类与现实联系的时代，波卓斯基提醒世人，设计不应当“唯技术论”，成功的设计并不一定就是很宏伟的，看上去非常高大上的。所有的设计，归根结底都是为人服务的。“以史为鉴，不单单是为了告诫工程师们要以谦卑代替自大，也是为了教会工程师们如何制定出一套有效的自我修正方法。”
