一 本 失 败 设 计 的 案 例 库 ， 人 类 为 何 失 败 ， 又 如 何 进 步 ？

“ 失 败 给 我 们 提 供 了 经 验 和 智 慧 ， 让 我 们 能 预 见 到 一 个 新 提 议 的 设 计 、 计 划 或 政 策 将 会 在 哪 里 出 错 。 对 过 去 成 功 的 过 度 信 任 肯 定 会 导 致 将 来 惨 痛 的 失 败 。” 作 者 简 介 ： 亨 利 • 波 卓 斯 基 （Henry Petroski）， 美 国 杜 克 大 学 土 木 工 程 、 历 史 学 教 授 ， 被 《 克 科 斯 评 论 》 誉 为 “ 科 技 的 桂 冠 诗 人 ”， 2006 年 荣 获 美 国 历 史 悠 久 且 最 富 盛 名 的 工 程 奖 项 —— 华 盛 顿 奖 。 他 曾 在 《 美 国 科 学 家 》 杂 志 上 持 续 为 大 众 撰 写 工 程 设 计 与 文 化 研 究 专 栏 ， 同 时 也 为 《 纽 约 时 报 》《 华 盛 顿 邮 报 》 和 《 华 尔 街 日 报 》 撰 写 一 些 非 工 程 类 文 章 。 他 的 主 要 著 作 有 《 设 计 ， 人 类 的 本 性 》《 铅 笔 ： 设 计 与 环 境 的 历 史 》 和 《 超 越 设 计 ： 散 论 及 其 他 非 方 程 式 计 算 的 尝 试 》 等 。 波 卓 斯 基 通 过 对 事 故 分 析 的 案 例 、 不 同 文 化 背 景 下 器 物 形 态 的 差 异 进 行 比 较 ， 以 及 梳 理 器 物 创 造 和 演 进 的 过 程 ， 富 有 创 造 性 地 阐 述 了 抽 象 的 设 计 基 本 问 题 ； 除 此 之 外 ， 他 多 采 用 以 小 见 大 的 研 究 方 法 ， 通 过 一 些 经 常 被 人 们 忽 视 的 小 物 件 来 揭 示 复 杂 的 设 计 原 理 。 书 籍 摘 录 ： 第 十 四 章   历 史 与 失 败 （ 节 选 ） 1912 年 ， 拥 有 前 所 未 有 独 创 设 计 的 远 洋 邮 轮 “ 泰 坦 尼 克 ” 号 在 还 未 下 水 之 前 ， 就 被 宣 称 为 是 “ 永 不 沉 没 ” 的 成 功 。 就 像 我 们 现 在 都 知 道 的 那 样 ， 它 在 第 一 次 出 海 时 就 沉 没 了 。 一 个 世 纪 后 的 现 在 ， 让 我 们 针 对 这 件 事 做 一 个 思 维 实 验 。 我 们 假 设 一 下 ，“ 泰 坦 尼 克 ” 号 运 气 好 点 ， 没 有 在 那 时 那 刻 碰 到 那 座 巨 大 的 北 大 西 洋 冰 山 ， 没 有 这 次 不 幸 的 遭 遇 ， 它 可 能 会 安 全 地 到 达 纽 约 ， 它 成 功 的 设 计 会 得 到 证 明 。“ 泰 坦 尼 克 ” 号 完 成 的 跨 洋 航 行 越 多 ， 船 长 、 船 主 以 及 潜 在 的 旅 客 们 就 会 对 它 卓 越 的 适 航 性 越 来 越 有 信 心 。 与 之 竞 争 的 轮 船 公 司 会 想 要 效 仿 “ 泰 坦 尼 克 ” 号 的 成 功 ， 也 会 想 在 技 术 上 ， 经 济 性 上 还 有 商 业 优 势 上 做 出 一 些 改 进 。 更 大 、 更 快 、 更 豪 华 的 远 洋 邮 轮 会 被 设 计 并 制 造 出 来 。 为 了 在 商 业 利 益 上 更 有 竞 争 力 ， 新 船 可 能 船 体 更 薄 并 携 带 更 少 的 救 生 艇 。 毕 竟 ， 这 些 新 船 都 是 参 考 那 艘 永 不 沉 没 并 取 得 巨 大 成 功 的 “ 泰 坦 尼 克 ” 号 而 设 计 的 。 但 我 们 从 它 未 能 到 达 目 的 地 纽 约 的 巨 大 失 败 里 了 解 到 ， 就 算 是 “ 泰 坦 尼 克 ” 号 也 不 能 抵 挡 住 一 座 冰 山 的 碰 撞 —— 这 是 船 体 设 计 的 一 个 致 命 缺 陷 。 后 来 那 些 所 有 参 照 本 应 成 功 的 “ 泰 坦 尼 克 ” 号 设 计 的 远 洋 邮 轮 ， 也 有 可 能 存 在 潜 在 的 相 似 缺 陷 。 因 为 “ 泰 坦 尼 克 ” 号 的 成 功 带 来 的 过 度 自 信 ， 作 为 其 衍 生 物 的 那 些 船 ， 将 会 不 可 避 免 地 使 用 更 薄 的 钢 材 来 制 造 船 体 ， 船 体 变 得 更 加 脆 弱 ， 而 更 少 的 救 生 艇 配 备 则 会 让 海 上 事 故 造 成 更 多 的 伤 亡 。 有 这 样 一 种 可 能 性 ， 这 些 “ 泰 坦 尼 克 ” 号 的 “ 改 进 版 ” 中 的 某 一 艘 船 会 最 终 运 气 不 好 ， 在 同 样 的 地 点 遭 遇 了 那 座 命 中 注 定 的 冰 山 。 只 有 到 那 时 候 ， 致 命 的 舱 壁 设 计 缺 陷 ， 才 会 无 可 争 辩 地 显 现 出 来 。 成 功 的 改 革 不 是 来 自 效 仿 过 去 的 成 功 并 试 图 比 它 更 好 ， 而 是 来 自 从 失 败 中 学 习 ， 汲 取 经 验 教 训 。 这 里 所 说 的 失 败 不 一 定 需 要 真 实 发 生 过 ， 它 也 可 能 是 我 们 假 设 会 发 生 的 失 败 。 确 实 ，“ 泰 坦 尼 克 ” 号 的 事 故 、 失 败 和 沉 没 并 不 是 无 法 预 料 的 。 众 所 周 知 在 北 大 西 洋 航 行 的 远 洋 邮 轮 很 有 可 能 遭 遇 冰 山 ， 特 别 是 在 “ 泰 坦 尼 克 ” 号 出 海 的 4 月 份 。 冰 山 与 邮 轮 擦 身 而 过 ， 船 体 可 能 被 割 开 ， 表 面 的 铆 钉 也 可 能 被 扯 掉 。 一 旦 船 体 损 坏 ， 海 水 会 进 入 船 头 ， 降 低 船 的 浮 力 。 随 着 海 水 继 续 流 入 ， 船 头 继 续 下 沉 ， 高 度 有 限 的 防 水 舱 壁 （ 一 个 致 命 的 设 计 缺 陷 ） 会 被 淹 没 。 船 头 接 着 继 续 下 沉 ， 船 尾 翘 起 来 。 如 果 船 尾 被 抬 出 了 水 面 ， 那 就 会 出 现 一 个 船 只 设 计 时 没 有 考 虑 到 的 情 况 —— 船 身 断 成 两 半 。 不 难 算 出 ， 遭 遇 险 情 的 人 数 会 远 远 超 过 救 生 艇 的 容 量 。 这 个 已 确 认 为 事 实 的 失 败 场 景 ， 应 该 作 为 避 免 设 计 失 误 的 基 础 。 然 而 不 管 是 因 为 忽 视 、 过 度 的 自 信 还 是 基 于 经 济 因 素 考 虑 ， 船 只 的 设 计 和 运 行 都 没 有 因 此 而 修 改 或 调 整 以 确 保 这 个 有 可 能 发 生 的 场 景 不 会 真 的 发 生 。 每 个 与 之 相 关 的 人 —— 从 设 计 者 到 经 营 者 到 船 员 到 乘 客 —— 看 上 去 都 更 期 望 成 功 而 不 是 害 怕 失 败 ， 可 能 他 们 觉 得 跨 大 西 洋 航 行 遇 到 冰 山 这 种 情 况 总 体 来 说 还 是 比 较 少 见 的 吧 。 但 成 功 是 一 个 难 以 捉 摸 的 向 导 ， 我 们 应 该 通 过 对 失 败 可 能 会 发 生 并 且 确 实 会 发 生 的 合 理 认 知 ， 来 权 衡 我 们 对 成 功 的 期 望 。 失 败 给 我 们 提 供 了 经 验 和 智 慧 ， 让 我 们 能 预 见 到 一 个 新 提 议 的 设 计 、 计 划 或 政 策 将 会 在 哪 里 出 错 。 对 过 去 成 功 的 过 度 信 任 肯 定 会 导 致 将 来 惨 痛 的 失 败 。 工 程 是 一 种 着 眼 于 未 来 的 专 业 ， 但 也 需 要 时 常 回 头 看 一 看 以 校 准 进 度 ； 工 程 师 通 常 会 为 下 一 代 产 品 而 起 草 计 划 ， 试 图 设 计 和 实 现 那 些 未 曾 实 现 过 的 事 物 。 工 程 师 们 会 构 想 更 大 、 更 快 、 更 强 韧 的 结 构 和 系 统 ； 他 们 也 会 创 造 更 小 、 更 轻 、 更 高 效 的 机 器 和 设 备 。 新 事 物 取 代 旧 事 物 ， 这 个 过 程 的 意 义 在 于 超 越 曾 经 的 成 功 ， 比 以 前 更 好 。 如 果 说 过 去 的 成 就 能 为 现 在 的 设 计 提 供 什 么 帮 助 ， 那 就 是 人 们 会 用 过 去 的 成 功 作 为 标 准 来 评 判 现 今 的 设 计 。 从 这 个 观 点 来 说 ， 只 有 非 常 接 近 现 在 的 技 术 史 ， 才 真 正 对 现 代 工 程 有 用 ， 而 且 必 须 能 提 供 可 演 算 的 数 据 或 是 需 要 克 服 的 难 题 。 那 些 过 去 比 较 久 的 工 程 历 史 ， 实 际 上 对 于 现 代 工 程 已 经 没 有 太 多 可 以 参 考 的 东 西 。 在 工 程 的 悠 久 历 史 上 ， 有 着 一 个 接 着 一 个 的 成 就 ， 这 种 传 承 会 给 年 轻 的 工 程 师 们 一 种 荣 耀 感 ， 激 励 着 他 们 前 行 ， 但 在 实 际 技 能 上 ， 那 些 脱 离 现 实 的 历 史 并 不 能 给 他 们 带 来 什 么 实 际 的 提 升 。 仅 仅 着 眼 于 接 近 现 在 的 历 史 ， 是 目 光 短 浅 的 。 早 已 嵌 入 社 会 和 文 化 里 的 工 程 历 史 ， 以 及 我 们 如 今 在 现 实 世 界 中 所 创 造 的 那 些 卓 越 的 工 程 ， 都 向 我 们 展 示 了 工 程 的 真 正 意 义 。 工 程 师 们 知 道 他 们 遇 到 的 问 题 不 仅 仅 是 在 技 术 这 个 维 度 ， 但 如 果 不 打 下 坚 实 的 技 术 基 础 ， 那 么 他 们 的 方 案 最 终 都 会 漏 洞 百 出 。 因 此 在 工 程 教 育 和 实 习 中 ， 工 程 历 史 最 有 意 义 的 用 途 不 是 告 诉 新 工 程 师 们 那 些 老 古 董 们 是 怎 么 运 行 的 ， 而 是 告 诉 大 家 工 程 学 不 断 超 越 自 我 、 不 断 创 新 的 这 种 永 恒 的 追 求 。 正 是 通 过 这 样 的 努 力 ， 工 程 技 术 才 在 历 史 文 化 长 河 里 留 下 了 浓 墨 重 彩 的 一 笔 。 在 之 前 举 办 的 一 次 开 放 式 研 讨 会 上 ， 英 国 结 构 工 程 师 协 会 的 萨 瑟 兰 （R. J. M. Sutherland） 表 达 了 他 的 观 点 ， 他 认 为 ：“ 如 果 未 来 的 设 计 师 们 可 以 独 自 培 养 出 一 种 回 头 审 视 过 去 项 目 的 习 惯 ， 并 学 会 质 疑 设 计 的 初 衷 是 否 得 到 兑 现 ， 那 大 多 数 的 工 程 灾 难 都 可 以 被 避 免 。” 不 幸 的 是 ， 这 种 审 视 和 质 疑 很 少 有 设 计 师 能 真 正 做 到 。 工 程 界 所 取 得 的 昭 著 成 就 ， 一 般 都 是 倾 向 于 从 过 去 的 失 败 中 寻 找 答 案 ， 而 不 是 从 稳 定 且 持 续 增 长 的 成 功 经 验 中 继 承 —— 无 论 是 发 现 工 件 有 细