“永不沉没”的泰坦尼克号首航沉没：麻省理工人解析物理与机械原因
The "Unsinkable" Titanic Sank–A Lesson in Physics and Engineering
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Tom Hafer先生（MIT 70’）从工程师的视角，深入剖析了20世纪最具代表性的海难事件，泰坦尼克号沉船背后的物理与机械教训。一系列的大错小错造成悲剧，甚至当时如果船长选择直接撞上冰山，结果都不会是众多人失去获救机会。多重意外与判断错误叠加引发悲剧，令人痛惜。如此重大的灾难，本可通过更严谨的工程设计与操作规程加以避免，也再次警示我们生命的脆弱与珍贵。 在这场事故中，令人动容的不仅是技术层面的反思，还有人性的光辉：百余年前，一些当时最富有的美国亿万富翁，也能够在生死关头恪守妇孺优先的原则，将生的机会让给女性和孩子，彰显了超越同时代其他地方文明的高度，令人震撼。 此外，Tom叔还分享了他亲历的一场海上事故，讲述了那段惊心动魄的经历，生动而深刻。
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1:15 泰塔尼克号是什么 — What is the Titanic
1:55 泰坦尼克首航 — Titanic's maiden voyage
3:03 出发就差点撞船 — Nearly collided right after setting off
3:45 救生艇配置严重不足 — Serious shortage of lifeboats
5:10 铆钉设计严重安全隐患 — Dangerous rivet design flaw
6:25 出发前未扑灭煤炭着火 — Coal fire was never put out before departure
7:35 多个意外错误导致没发现冰山 — Multiple mistakes led to missing the iceberg 7:45 为什么望远镜被锁 — Why the binoculars were locked away
8:25 晚11:40分撞上冰山 — Hit the iceberg
8:55 最近的船错过求救信号 — Nearest ship missed the distress signals
9:30 求救信号弹被当成烟火 — Distress flares mistaken for fireworks
10:35 泰坦尼克号彻底沉没 — Titanic completely sank
11:00 沉船背后的物理机械原因 — The physics and engineering behind the sinking
13:35 船体撕裂为二 — Ship broke in two
14:40 营救船到来 — Rescue ship arrived
15:03 营救结果体现“女士儿童优先” — Rescue reflects “women and children first”
17:50 沉船文物展示 — Exhibition of Titanic artifacts
18:14 介绍不同等级船舱 — Introduction to different class cabins
19:25 三等舱的菜单 — Third-class menu
20:20 最有故事的幸存者 — The most remarkable survivor
21:20 主讲Tom叔自己亲历的沉船事件 — Presenter Mr. Hafer's own shipwreck experience
【全字幕】泰坦尼克号事件是个非常让人感兴趣的话题，因为大约一个月前，这座城市刚好举办了一个关于泰坦尼克号的展览，展出了各种关于这艘船的信息，还有很多从沉船中打捞上来的物品。此外，我们大约在30年前还听过一场讲座，讲的是泰坦尼克号真正发生了什么，到底是什么原因导致它沉没的。事实上，这是一连串几乎难以预料的事件共同作用的结果。
所以我现在给你们讲讲泰坦尼克号沉没的过程。当然，它是撞上冰山后沉没的，但它原本被认为是“永不沉没”的，那为什么最后还是沉了呢？我会先讲这个。之后如果有人感兴趣，我会展示一些从泰坦尼克号打捞上来的文物，然后我还会讲一个令人意外的沉船故事，因为我们自己也曾经在一艘正在下沉的船上。虽然不是像泰坦尼克号那样的情况，但那确实是一艘真正正在下沉的船。
那么，到底是什么原因导致泰坦尼克号沉没呢？首先，我们来了解一下泰坦尼克号。它是一艘巨大的远洋邮轮，于1911年为白星航运公司建造，是当时世界上建造过的最大的移动物体。它被认为是“永不沉没”的，即使有四个舱室进水也不会沉没。
它有两艘姊妹船，一艘叫“奥林匹克号”，略小一点，建造时间也稍早；另一艘叫“不列颠号”，在泰坦尼克号之后建造，但基本上是一艘一模一样的船。而这艘船后来也发生了一些奇怪的事情，我们一会儿再说。
泰坦尼克号的首航是从英格兰南安普顿出发，目的地是纽约，出发时间是1912年4月10日。这艘船非常豪华，船上有许多知名的富人，比如美国最富有的人之一约翰·雅各布·阿斯特、古根海姆家族的本杰明·古根海姆、梅西百货的创始人伊西多·斯特劳斯、杨斯敦钢铁公司的董事长乔治·迪克·维克、以及电车大亨乔治·邓顿·维德纳。他们全部遇难了。
这张图展示的是泰坦尼克号还在建造时的情景，它是当时世界上最大的移动物体。为了给大家展示它的规模，这里是船尾和螺旋桨的位置，有一个主螺旋桨和两个舵用螺旋桨。你可以看到下面这些工人——这就是它的巨大程度。
然而这次航行一开始就不顺利。他们起航还不到10分钟，这里是泰坦尼克号，当时它产生了巨大的浪涌，导致旁边这艘船——美国海军的“纽约号”——的锚链被扯断了，泰坦尼克号差点撞上纽约号。若不是一位反应迅速的拖船船长及时将纽约号的船头推开，他们可能真的撞上了。最后两船只擦肩而过，之间只差四英尺——这都发生在出航的前十分钟。
这张图是泰坦尼克号航行中的样子，你可以看到这里有三个救生艇，旁边还有四个救生艇，此外还有几艘小型救生艇和救生筏。但这些救生艇的数量远远少于船上的乘客数量。原因是大家都相信这艘船是“永不沉没”的。如果它在海上出了问题，比如发动机停了或者电力系统故障，救生艇可以先把三分之一的乘客送到救援船上，然后再回来接第二批、最后一批人。所以这就是当时的想法，他们根本没有配备足够的救生艇来让所有人撤离。
这是一个救生艇的模型，里面大致就是这个样子。它们是挂在这种叫做“吊艇架”的装置上，有点像起重机，可以把救生艇放下或吊起。原本每个救生艇位置都应该有两艘救生艇，就像这个模型里那样，但公司认为：“我们不需要那么多救生艇，这艘船不会沉。”所以他们每个位置只配了一艘救生艇。这就是救生艇数量如此之少的原因。
关于泰坦尼克号的另一个问题是，承受最大压力的是垂直的钢梁。你可以看到这些梁上有大约五颗铆钉，而上面这一段是四颗铆钉，但在靠近船底、水线附近的地方，只有三排铆钉。实际上，如果你一直往船头方向看，最前端只有两排铆钉。这种结构本身就存在潜在的问题。
更糟糕的是，当时其实已经有液压铆钉机可以安装更坚固的铆钉，但不知为何，他们使用了手动铆接方式，这就需要使用强度低得多的铆钉。这些铆钉是铸铁的，不仅强度低，而且含有很多杂质，其中的“炉渣”会在铆钉的一侧聚集，这就造成了结构弱点。
除此之外，更糟糕的事情是，甚至在航行开始前，船体内部第六煤舱就已经起火了。他们始终没能把这场火扑灭。你可能知道，煤炭一旦着火，火势会沿着煤层深入，外面看不到，但突然又会从其他地方冒出来。你可以看到船体外部的烧灼区域，高温会使钢材强度变弱。这些问题都在潜伏着。
那么，真正发生了什么呢？1912年4月14日晚上，船长带着船以22节的速度穿越冰区，几乎是船的最大速度。有猜测说，他担心煤火会失控，急于赶到纽约，好让人们用合适的灭火设备把火扑灭。
就在那个晚上，接近午夜，晚上11点35分，瞭望员发现了冰山，但那时距离船只有四分之一英里。为什么这么晚才看到？因为瞭望员原本应当配备望远镜，但掌握望远镜储物柜钥匙的工作人员在最后一刻没能登船，导致望远镜被锁在柜子里。瞭望员只能靠肉眼看，结果由于天黑，可能还有些雾，直到冰山离船只有四分之一英里时他才看见。
冰山被发现后，船长立即下令“硬左舵”，也就是尽快向左转，并停掉发动机。但这仍然来不及。五分钟后的11点40分，冰山撞上了船体，它沿着船体右侧刮过，船在向左转。这次撞击并不剧烈或响亮，很多正在睡觉的人甚至毫无察觉。
当船员意识到问题，发现引擎舱正在进水时，他们在12点15分发出了无线电求救信号。但很不幸的是，当时距离最近的两艘船——加州号（SS California）和卡帕西亚号（SS Carpathia）——它们的无线电操作员都在午夜时分上床睡觉了。
幸运的是，在凌晨12:30，卡帕西亚号（Carpathia）的无线电操作员回到无线电室查看电报时，接收到了来自科德角（Cape Cod）转发的消息。于是他意识到有一艘遇险的船，泰坦尼克号（Titanic），虽然他们不是离出事船最近的船只，但却是第一个收到求救信号的船只。
凌晨12:45，泰坦尼克号发射了遇险信号弹，这是船只遇险时的常规做法。然而，加州号（SS California）忽略了这些信号弹，他们以为那只是烟火。事实上，加州号距离出事地点仅约一小时航程，但由于他们没有听到无线电信号，又误以为信号弹是普通烟火，所以并未前往救援。
凌晨12:45，第一艘救生艇被放下。由于乘客们并未意识到情况的严重性，不明白为什么船长要把他们从床上叫起来，而且也没有看到明显的问题，所以第一艘本可容纳60人的救生艇上只有28人。但当时的时代观念是“女士和儿童优先”，这一原则大体上得到了遵守。
到了凌晨2:20，也就是一个半小时后，泰坦尼克号完全沉没。而卡帕西亚号直到凌晨4点才以最快速度赶到出事海域。
这张照片据说是沉没泰坦尼克号的那座冰山的照片，由卡帕西亚号在第二天拍摄。
那么实际上发生了什么？冰山并不能割裂钢板，但它可以撞击并使钢板变形。还记得之前提到的铆钉线路吗？冰山的撞击导致钢板间相互挤压，出现缝隙，同时铆钉的头部可能被撞断。由于铆钉数量少且质量差，这种断裂就更容易发生。
这张照片显示了一枚从泰坦尼克号打捞出的铆钉复制品，确实有一端已经断裂。
冰山是沿着这边撞上来的。红色线条表示的是防水舱。如果只有四个舱进水，船是不会沉的。但绿色线条表示的是铆钉脱落、钢板分离的地方，水开始从这些缝隙涌入。你可以看到有1、2、3、4、5，甚至一部分第6舱都进水了——总共六个舱破裂进水，而这在当时被认为几乎不可能发生。
事实上，如果船长当时选择正面撞上冰山，而不是转向规避，那么最多会撞破两三个舱，这对船是个灾难，但不会导致沉没，所有人也能获救。
但水进入这前六个舱后，还出现了另一个问题。设计时并未考虑这么多舱同时进水后水位会变得非常高，而防水舱的隔断并没有延伸到船顶，所以水很快就从隔断顶部流进了其他舱。结果船头变得极重，水不断向后部扩散，最终船体断裂。
船体有一个叫做“膨胀接缝”的设计，它的作用是在船遇到大浪时可以灵活应对，减少应力。但是在这次事故中，该接缝断裂了，龙骨也部分断裂。于是船头完全沉入水下。
当船体的膨胀接缝断裂后，船尾又重新浮回到水面上。船尾上的人（当时大部分人还在船尾）以为他们安全了，因为船头断裂了，船尾应该可以漂浮。但实际上龙骨还没有完全断裂，当船头继续下沉到一定程度时，它将整艘船拖了下去。
卡帕西亚号赶到后发现了许多救生艇，他们放下了救援梯子，从救生艇上的人开始营救。这一过程从凌晨4点持续到早上8点，把能救的人全部救上来。
来看一下数据：泰坦尼克号的总容量是3,300人，但因为当时英格兰发生了一次煤炭工人罢工，造成多次航班中断，幸运的是船上实际只有2,240人。有20艘救生艇，其中只有18艘使用，而且很多没坐满。分布为146人、240人、447人——这些救生艇的容量总共只够船上人数的一半，若按最大载客量算则只够三分之一。
但因为并非所有救生艇都装满，实际上只有706人登上了救生艇，导致1,534人遇难。
下面是一张生还者比例的图表，展示了成人男性、女性、男孩、女孩，以及一等舱、二等舱、三等舱的生还比例。即使在一等舱，大多数男性也遇难了，但女性生还率高。一等舱的位置最靠近救生艇，所以他们排在最前面。二等舱次之，三等舱最远，所以处在最后。
几乎100%的一等舱女性获救，三等舱女性也有90%以上获救。而儿童方面，男童生还情况尚可，二等舱女童生还率为100%。她们成功登上了救生艇。
那个时代确实不同，我不认为今天的百万富翁或亿万富翁会让妇女和儿童优先上船，自己沉入海中。
100年前我们可能有一个更有道德的社会。
这确实令人伤感，不是所有变化都是进步。
这张照片是1986年人们在海底发现的泰坦尼克号船头残骸的照片。
这就是泰坦尼克号沉没的故事。如果你时间不多，可以到此为止。但我还会展示一些来自泰坦尼克号的物品。
如果你想看看当时的豪华程度，这是一等舱餐厅使用的餐具，全是纯银打造。一等舱的客舱有两个房间，一个是客厅，如果你想晚睡可以在这里待着，另一个是卧室，如果你想早睡也可以休息。他们甚至有自己的私人浴室，这在当时的船上几乎是闻所未闻的。
那么，二等舱怎么样？很糟糕吗？不完全像一等舱那么豪华，但这里是一间二等舱的卧室。虽然要睡在上下铺上，而且没有私人浴室，但他们有一个叫做“盥洗室”的地方。你可以接水、泡茶、洗脸等等。
那么三等舱呢？三等舱稍微拥挤一些，这里有两组上下铺。他们也有一个供水的柜子，但没有泡茶的装置。我们今天可能觉得这些条件很局促，但对当时大多数三等舱的乘客来说，这已经远远超过他们原本的生活条件了，对他们而言，这就是奢侈。
至于食物，这是三等舱的菜单。看看他们早餐吃什么：燕麦粥加牛奶、熏鲱鱼、土豆、火腿和鸡蛋、面包黄油、橘子酱、茶、瑞典面包、茶和咖啡。
午餐吃的是米汤、新鲜面包、饼干、带肉汁的烤牛肉、甜玉米、水煮土豆、李子布丁、甜酱、水果、茶。哦，对了，下午茶时间，他们会有冷肉、奶酪、腌菜、新鲜面包、黄油、无花果和米饭。
至于晚餐，是一天中最简单的一顿饭，有饼干和奶酪。非常不错的饮食。不过遗憾的是，这也是许多人最后的一顿饭。是的，但他们并未受到虐待，每个人的生活条件都比他们在家时还要好。
接下来是一个有趣的故事。这个女士在这里，她是一位船舱服务员。她在泰坦尼克号沉没事件中幸存了下来。之后她又在它的姐妹船，不列颠尼克号（Britannic）上服役，而这艘船在第一次世界大战中被土耳其的反舰水雷击沉，她也从那次沉船中幸存。她之后一直担任船舱服务员直到1950年。所以她可能是想：“我经历了两次沉船，不可能再遇到第三次了。”所以，这真的很了不起。
最后我想说的是，这艘船是我们经历的沉船事故，我们当时就在这艘船上，名字叫“海钻石号”（Sea Diamond），YouTube 上有关于它的视频，我们会把链接放在这个视频下面，你可以去看看。我不会在这里讲太多细节，因为故事太多了，需要做一个完整的独立视频。
今天的演讲就到这里，希望你喜欢。
你是说你当时在海钻石号上？那艘沉没的船？
是的，我就在那艘船上。
这艘船是在圣托里尼（Santorini），一个火山口岛。当时我们在船上，船撞到了圣托里尼港的一块礁石。你可以看到这里发生了什么，船正在疯狂进水。
我来讲一个小片段，这是他们在尝试放下救生艇。你知道吗？当一艘船在沉没时会倾斜，就像这艘船那样，这会使放下救生艇变得极其困难。救生艇一路刮下来，还会卡住。
和泰坦尼克一样，这艘船也没有足够的救生艇给所有人使用。有些人先上了岸，而我们剩下的人则被一艘垃圾船救起。
真的很多故事可以讲。但总之，这艘船确实沉了。不是在照片这个位置，圣托里尼当地人不喜欢有坏名声，而这片海域正好在所有游客船的中央。所以他们把船拖到岛的背面，在那里没有人能看到，然后它沉入了300米深的海底，连同我所有的行李一起。
哇，你是船难的幸存者，真不可思议。
是啊，虽然这不是最严重的事故，但确实有两人在这次沉船中丧生，这不是玩笑。
很遗憾，但幸运的是大多数人都获救了。
是的，几乎所有人都获救了。只有那两人遇难，因为他们当时在游客可以进入的最低层，第二层。也就是这个楼层。
我们当时并不知道船出了问题，当一艘大船撞上岩石时，不会像汽车那样立刻停下。船还会继续行驶。我们减速、停下，然后大家都在问：“为什么我们停在海中央？”接着船开始倾斜，但在那之前，整层第二层就已经被水淹没了。
有一个法国家庭住在第二层的一个房间里。那里的门非常密封，他们在睡觉，根本不知道走廊里已经进水了。最后水开始渗入门缝，妻子打开门后，水猛地涌了进来。她喊：“快游出去！快游出去！”她游了出来，成功获救，但她的丈夫和女儿没有。
今天就讲到这里，谢谢大家。