推动社会发展的三大事故

在人类成长和社会发展的过程中，失败是无须避免，也无法避免的。人类发展的历史就是经历种种失败并从中学习的历史。回想那些推动社会发展的失败故事，实在数不胜数。

我给工学部机械系的大三新生上的第一堂课就是历数过去的三大事故。从事设计行业的人肯定对这三个事件耳熟能详，它们对于推动科技进步做出了巨大贡献，是社会发展过程中有代表性的失败案例。

美国华盛顿州的塔科马海峡吊桥建成于1940年。当时的美国正经历长期的经济下滑，无法对社会资本重整和地区振兴注入大量资金，而运用吊桥技术可以用低造价建出较长的大桥，这一点让人们充满了期待。不料，这座大桥完工后仅4个月就被秒速19米的大风一口气吹断了。

这座大桥的设计师是当时活跃在吊桥设计领域最前沿的莱昂·莫伊塞夫。这座桥梁如此轻易地倒塌，其直接原因是大风引发的自激振动，而这在当时还是一种未知现象。所谓自激振动，就是风产生的旋涡晃动桥桁，桥桁的震动又引起新的震动，发生共振，产生大幅晃动的现象。

例如，高高飘扬在细柱上的旗帜随着风呼啦呼啦地飘动，水管咔哒咔哒地摇晃，很多人都见过这样的场景。其实这也是自激振动的一种，只要具备一定的条件，在日常生活中也能发生。

事实上，塔科马海峡大桥因巨大震动而倒塌的瞬间被一幅16毫米胶片记录了下来。因为大桥完工以后，相关人士指出其“振动过大”，因此，当时在华盛顿大学进行风洞实验的福克逊博士及其团队在大桥现场设置了照相机，对其进行持续的观测。

通过这份珍贵的资料，以及后来对风洞实验的解析，找出了当时世人未知的吊桥自激振动的机制，这个知识也关乎如今吊桥技术的飞跃进步。随着研究的发展，日本建成了能够承受秒速80米大风的明石海峡大桥，这也是从塔科马大桥的教训中得来的宝贵成果。

这便是一个典型的直面失败，将其转化为飞跃发展的基石的例子。

　

喷气式客机曾经是时代的宠儿，自1952年DH彗星客机初次投入使用，已经过去了大半个世纪。而仅仅两年后的1954年，就有两架飞机相继在飞行中爆炸。这在当时是一件令世人震惊的重大事故，我想应该有很多人在纪录片频道看过事故的记录影像吧。

彗星式客机是由被誉为航空器产业界的幸存者的英国政府自1942年起主导开发设计的商用客机。它最初由专攻喷气式客机的DH公司主导开发，飞机时速高达800公里，拥有高速度、低震动、低噪音等优点，后由英国的BOAC航空公司正式投入使用。在事故发生前的1953年，在全世界共计有47架彗星式客机活跃在蓝天上。

仅仅一年后的1954年1月，在意大利中部的厄尔巴岛海域发生了第一起事故。同年4月，现位于意大利南部的斯特龙博利岛海域发生了第二次坠机事故。因此，彗星式客机被全面停止使用。时任英国首相的丘吉尔称“哪怕掏空英格兰银行的金库，也要彻查事故原因”，赌上政府的威信开展调查。

经证实，事故的罪魁祸首是金属疲劳，这对于当时的人们来说，仍然是一种未知的机制。在高空中，机舱内外存在巨大的压力差，飞机的负荷与在地面时有很大的差距。DH公司认为只要实施疲劳实验就能解决压力差问题，于是倾尽全力进行耐压实验，机体受到压缩后抑制了龟裂的发生，最终估算出的机体寿命高达实际的十倍以上，在飞行中酿下大祸。

我们在日常生活中一定有这样的体会，有时不使用钳子也能够折断金属丝，只需要反复扭折几次，其原理就是金属疲劳造成的疲劳破坏。金属疲劳有一个不可思议的性质，如果加以十分的力，它能承受百万次，加以二十分的力，估计只能承受一百次，受力不同，结果差别也极大。

自那时起，人们才明白，大多数情况下，机械损坏都是由金属疲劳造成的。不过，彗星式客机的案例中，主要问题是研究人员在与实际使用的状态完全不同的环境下进行耐压实验，计算出了错误的金属疲劳寿命，导致事故重复发生。

通过这个事故，我们可以学到应该尽量在与实际使用状态相近的条件下进行实验，确认品质。虽然查明了事故的原因，但可惜的是彗星式客机事故给人们留下了极大的阴影，其口碑一落千丈。美国的波音公司吸取了彗星式客机的失败经验，将高空的金属疲劳问题整理成知识，占领了航天工具开发市场。这也是一个通过失败中实现飞跃式进步的典型案例。

　

最后一个失败案例也对后来的技术进步做出了引导性作用。在第二次世界大战中，美国大量制造了自由轮这一荷载约达一万吨的货轮。焊接技术大大加快了造船速度，建成船只多达4700艘。不可思议的是，这些船只服役不久，从1942年到1946年，却接二连三地出现损坏事故。

具体来讲，约有1/4，即1200艘船因船体破损而毁坏。其中的230艘因破损而沉船，永远无法使用，还有的船体甚至断为两截。事故大多发生在北方海域，以及寒冷时节。

人们开展了大规模的调查和研究工作，发现导致这些事故的原因主要是两大物理问题：焊接的缺陷和低温脆性。金属在低温条件下会变得易碎，这一特点被称为低温脆性，是引发事故的主要原因。另外，这种船是由钢板焊接而成的，与原先的铆钉接合技术不同，无法利用铆钉接合处的孔洞阻止龟裂。

很多我们以为是由“铁”制成的东西，实际上其原料都是铁和碳元素的合金——钢。钢拥有很高的强度，可以通过伸缩来抵消外力，保持自身的强度。但是，当温度降低到零摄氏度时，伸缩性就会消失。在这种状态下，对钢施加很大的力，钢无法消除这种外力，就会断开，这就叫低温脆性。

以前在日本，隆冬时节的滑雪场发生过索道车折断的事故。人们意识到其原因就是钢的这种低温脆性，并为解决这一问题进行了一系列的研究。研究取得了成果，基本解决了这一问题，其背后也是从美国自由轮的事件得来的经验。

事实上，自由轮发生事故时，人们还不知道脆性破坏就是罪魁祸首。因此，这个事故引起了很多人的关注。以材料和加工技术为主题的新的研究也在不断发展。自那以后，世界范围内的钢加工技术，尤其是焊接技术有了很大的进步。

那时，将失败转化为进步的关键点是人们没有因噎废食，在事故接连发生之际，没有认为“因为焊接知识不足，我们不应该再制造焊接船”而将技术封存起来。科研人员认真地面对了失败，培育在失败中的发展的种子，推动人类发展迈出了一大步。