本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
一部泰坦尼克号续集正在制作中。不,这不是第二部电影;而是一艘第二艘船。虽然大多数人满足于简单地记住这艘伟大的船只,但一位名叫克莱夫·帕尔默的澳大利亚亿万富翁和他的团队正在建造这艘最豪华、传奇的远洋客轮的近乎相同的复制品——并进行了一些更新。自2012年以来,新泰坦尼克号的建造工作一直在中国进行。据称,它的处女航将不是穿越冰山林立的北大西洋,而是从中国到迪拜,时间是2022年。从那里,这艘船将前往英国南安普顿,并沿着与原船完全相同的路线航行。如果一切按计划进行,它将继续环球航行。
泰坦尼克II号将在其建筑、客舱布局、等级类别、餐厅和用餐室方面与原船相同——乘客和工作人员还将穿着正宗的服装。但最新版本将配备新的和改进的技术和安全功能,以期阻止另一场灾难。与原船不同,这艘船将采用柴油动力而不是燃煤动力,但标志性的四个烟囱将保留。乘客可以期待九层甲板和840个特等舱,可容纳2400名乘客和900名船员。泰坦尼克II号增加了一个额外的安全甲板——与原船不同,它拥有足够数量的救生艇——以及更宽的船体,这将提供额外的水上稳定性,符合所有21世纪的法规,并且还拥有现代导航技术,可以识别任何威胁它的冰山。
即使泰坦尼克II号与冰山相撞,它的命运也几乎肯定会与它的同名船只不同。虽然每个人都熟悉导致这场最伟大的海上悲剧的冰山,但这并没有讲述全部故事。冰山确实促成了这场灾难,但最近的研究表明,真正使原泰坦尼克号沉没的是船只的钢材。
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原泰坦尼克号由造船公司哈兰德与沃尔夫于1909年至1912年间建造,是当时建造的最大的船只:她近900英尺长,25层楼高,重达46000吨。凭借所有最新的先进设备,泰坦尼克号被当时一家名为造船者的受人尊敬的期刊视为“永不沉没”的船只。即使在最糟糕的撞击中,该团队也将其设计为漂浮两到三天。然而,1912年4月14日,泰坦尼克号遇到了她的克星,当时这艘船擦过一座冰山,冰山撕裂了她的船体。在短短三个小时内完全被海水吞没,这艘永不沉没的船只的沉没震惊了世界。
然而,在1985年在海洋中找到这艘船的残骸后,事实证明冰山并不是唯一的问题。罗伯特·巴拉德是一位从美国海军行动中改道的海洋学家,他和他的团队是第一批发现残骸的人。“我们为正在庆祝而感到尴尬,”他后来告诉60 Minutes;“突然间我们意识到我们不应该在别人的坟墓上跳舞。”巴拉德在勘测这艘伟大船只的残骸时注意到,这些残骸距离该船发出求救信号的地方有数英里之遥,这解释了为什么花了70多年的时间才找到它们——但他错误地表示这艘船“原始如新”,像“博物馆的展品”。泰坦尼克号被撞成碎片,部分埋在海底的淤泥中,掩盖了导致其覆灭的损坏。借助声纳,随后几年出现在现场的法医团队绘制了船首前六个“水密”舱室中的多处裂口。
材料科学家们对据称坚不可摧的舱室出现裂缝的消息感到震惊,并开始认真调查该船的设计。在回收了一些船体碎片后,加拿大国防研究机构——大西洋(DREA)在加拿大新斯科舍省哈利法克斯的科学家们揭示了该船的致命缺陷,这在当时的海军建筑师看来是完全闻所未闻的。
DREA的科学家们使用保存下来的船只碎片,发现了两个主要的材料失效:一个是钢制船体,另一个是铁铆钉。该团队首先查看船体,注意到回收的钢材碎片具有锯齿状、锋利的边缘,像碎玻璃一样。在研究人员制作了样品复制品后,他们将复制品浸入与北大西洋海洋温度相当的冰盐水温度中。当他们刺穿钢材时,它以完全相同的方式断裂。科学家们确信:虽然冰山一定是灾难的催化剂,但正是被称为脆性断裂的现象使泰坦尼克号沉没。
脆性断裂是一种不稳定的失效过程,发生在许多金属中,当某些现象触发相变时,使材料从柔韧变为刚硬。脆性断裂的一些最常见原因包括低温暴露、钢材中硫含量高以及高冲击速度——而所有这些都在泰坦尼克号撞船当晚出现。国家标准与技术研究院的冶金学家蒂姆·福克评论说,虽然其主要结构中使用的钢材强度足够,但冰水温度促使金属快速而容易地断裂。这种被称为韧性到脆性转变的相变基本上使泰坦尼克号的船体像瓷器一样在撞击时破碎,让水以令人难以置信的速度涌入。每个因素本身都可能使泰坦尼克号沉没,但冲击力、硫含量和低温共同作用,使得冰山的撞击几乎没有给该船留下生存的机会。
DREA团队的第二个重点是用于将船体钢板固定到泰坦尼克号骨架上的铁铆钉。研究人员进行了与船体舱室相同的测试,结果震惊了:又出现了脆性断裂。高应力碰撞和低温海水在另一个地方注定了这艘船的命运。当泰坦尼克号以每小时26英里的速度撞击冰山时,铆钉很容易被剪断。在较低的冲击速度或高于韧性到脆性相变的温度下,铆钉会在失效之前变形。但船体和铆钉的失效结合在一起,使得水的渗入速度最终吞噬了整艘船,比其建造者预期的快24倍。
因此,泰坦尼克号的沉没不仅是一场历史悲剧,也是一场工程悲剧:鉴于船舶建造时海军建筑师可用的知识,无法预测或预防这艘最豪华的游轮的致命撞击。然而,泰坦尼克II号的建造者们非常清楚他们在最新型号的泰坦尼克号上使用的材料特性。
虽然尚未开始售票,但那些确实购买船票的人可能会去重现臭名昭著的沉没场景,但他们可能会失望。船体已经过重新设计,以保持船舶在航行过程中的漂浮。泰坦尼克II号的船体不再是铆接的,而是焊接封闭的,并且整艘船的结构都采用21世纪的钢合金制造,这种合金在低温下不会破碎。虽然新船的结构已经解决了材料问题,但泰坦尼克II号可能只会变成亿万富翁的白日梦。
像任何船只一样——即使是像泰坦尼克号这样迷人的船只——命运仍然有可能将这个5亿美元的项目送入它自己的水墓。虽然历史迷们对第二艘泰坦尼克号在原船下水整整110年后下水而欢呼雀跃,但许多人持怀疑态度。如果说有什么地方会考验命运、激怒波塞冬的愤怒、触动因果报应或其他什么,那就是自愿登上注定要失败的船只的克隆体,这艘船只曾在海上遭受悲惨命运。“如果这真的是对人类的达尔文主义考验,”《时尚先生》的莎拉·伦斯说,“我们正在失败。”
泰坦尼克国际协会主席查尔斯·哈斯等其他人则“更愿意记住泰坦尼克号的真实面目,而不是不完美的近似物。”哈斯在一封电子邮件中指出,在1993年和1996年的探险中潜水看过原船,并会见了许多幸存者——现在都已去世——无论泰坦尼克II号多么相似或技术多么先进,他都不会购买船票。这与“没有人努力建造卢西塔尼亚II号或亚利桑那号战列舰的复制品”的原因相同。“这是一个关于敏感、尊重和体贴的问题,”哈斯说;“我们纪念悲剧和那些在悲剧中丧生的人,而不是复制它们。”