挑战者号的失事真相？你不知道的费曼冰水实验

雷锋网 (搜索“雷锋网”公众号关注) 按 ：本文作者巴特，来自知社学术圈。

【导读】5月11日是理查德·费曼的生日，在缅怀这位物理学家的同时，一定要讲讲他与挑战者号航天飞机的故事，因为今年正是挑战者号失事30周年。费曼作为失事调查团成员，对揭露事件真相起到了关键的作用。让我们回到当时，感受这位物理学家的智慧与执着。

1986年1月28日，美国挑战者号航天飞机升空后，因其右侧固体火箭助推器的O型环密封圈失效，毗邻的外部燃料舱在泄漏出的火焰的高温烧灼下结构失效，使高速飞行中的航天飞机在空气阻力的作用下于发射后的第73秒解体，机上7名宇航员全部罹难。挑战者号的残骸散落在大海上。

遇难宇航员

灾难的发生令全世界震惊，美国总统罗纳德·里根立即委派前国务卿罗杰斯对事故进行调查。调查团成员包括宇航员阿姆斯特朗、赖德，以及著名理论物理学家理查德·费曼。当时费曼已经68岁高龄，距离自己的人生终点只有两年时间。

在发射前夕，肯尼迪航天中心当地环境极为寒冷，气温降到了零下，这几乎是允许航天发射的最低温度。负责维护航天飞机火箭助推器的工程师也曾表示担心，但种种原因，火箭承包商和NASA高层最终没有将其作为推迟发射的理由。

于是，悲剧发生了。

经过调查，费曼将问题锁定在火箭助推器的O型环密封圈。该O型环为橡胶材料，具有一定膨胀性，以便在挑战者号发射时为火箭脆弱的接合处提供密封功能，防止高温气体接触燃料箱。

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调查会现场

在调查公开会议现场，费曼用一个非常简单的实验作了说明：他将连接件模型上的O型环稍作挤压后置入冰水一段时间后取出，

我发现，从冰水里拿出的O型环材料没有恢复原形。换句话说，有好几秒钟时间，它受低温影响，失去了膨胀性，尤其在气温为 (华氏) 32度的时候。我认为这对我们正在讨论的问题有直接的影响。

费曼演示冰水实验

O型环材料样品的临时连接件模型

然而，这样明确直接的声音却并未得到调查团队的支持。团长罗杰斯甚至打断费曼提出的话题，“这将是我们讨论的一个问题，但今天时间有限，不谈天气的影响。我想这个问题的重要性，穆勒先生一定早已知晓，也一定会在将来给予解释。” (穆勒曾对起飞计划施压，并掩盖隐患。会议上负责报告O型环情况)

其他成员尽管也认识到这个问题，但他们对NASA抱着一份先天的同情心，不希望航天飞行计划就这样搁置，不希望资金受到限制，不希望让这样的消息“污染”了公众的双眼。作为航天飞行的支持者，调查团其他成员倾向于让NASA内部处理此事，避免过多的批评。

但是费曼却始终坚持自己的意见，这样严重的事故和漏洞令他无法安然顺从。于是，他以个人名义起草了一份尖锐有力的事故分析报告，并强烈要求将之纳入到罗杰斯调查团报告中。如今，费曼的这份个人报告作为 “附录F” 可供全世界人查阅，但值得一提的是，在1986年提交给里根总统的版本中并未收录。

在罗杰斯眼里，费曼简直成为了眼中钉肉中刺，他一心想说服费曼嘴下留情，以顾全大局，不要搞得NASA既失掉经费，又丢了民心。但费曼并未妥协，他表示如果不把他个人报告放入最终报告中，他将辞去调查员职务。用他的话说：

For a successful technology, reality must take precedence over public relations, for nature cannot be fooled.

公关怎能比人命还重要呢？

令人震惊的是，调查团还发现火箭承包商和NASA管理层对O型环存在的隐患心知肚明，但是发射还是如期进行了。火箭工程师罗杰·鲍斯约利后来表示：“我曾竭尽全力地阻止那次发射，但没有人听，太气愤了。”

而费曼后来也披露，NASA计算航天安全风险的方法与承包商的火箭工程师也大为不同，这使NASA的计算结果理论上比后者要安全1000倍。这实在令人心痛。

在后来的传记作品中，费曼就这段经历讲述了更多细节。其实，那个巧妙的冰水实验也并非完全源自他的脑袋。同为调查员的好友库提那曾打电话对他说：“早上我修理汽车喷油器，想起个问题，温度会不会影响密封圈的性能？”

原来，NASA的一名宇航员曾向库提那提起密封圈有问题，在低温下会失去弹性。但库提那为难的是用什么办法既能把这重要情况揭露出来，又不提及那位宇航员的名字，因为他还要继续在NASA工作很久，这才是库提那修车时真正在想的问题！他巧妙地让费曼注意到密封圈，并追查了下去。

在费曼所熟悉的科学研究领域，成功的惟一办法是抛开所有个人的主观臆断，客观地非常严谨细致地看待一切。如果你有个理论，那你必须同时讲清楚它的成功和不足。因此，科学研究有一种内在的诚实。然而费曼也逐渐明白，挑战者号的失事绝不是简单的科学技术问题，其中根深蒂固的官僚和政治因素，更值得我们深思。如果总统要他们保证明天起飞，那么又有谁想去拖后腿呢？

参考资料

The Challenger Disaster's Minority Report

Space Shuttle Challenger disaster

费曼自传《你干吗在乎别人怎么想》