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空難，總是以慘痛的代價成為新聞頭條。如2013年7月6日，韓國韓亞航空公司的一架波音777-200型客機在美國舊金山國際機場降落時，因機尾觸地失火造成3名中國乘客身亡;2013年11月17日，一架波音737-500在韃靼斯坦共和國喀山機場降落時墜毀，機上50人全部罹難;2014年3月8日，馬來西亞航空公司的MH370航班從吉隆坡飛往北京途中離奇轉向消失在印度洋上……追查這類事件的根源，人為因素往往佔了很大比重，一再讓人聯想起航空界由來已久的“墨菲定律”或稱“墨菲法則”(Murphy's Law)：凡是可能出錯的事情必定會出錯。那麼這條宿命似的定律到底是怎麼來的呢?飛行中的致命錯誤真的無法避免嗎?
挑戰極限的“人體試驗”
很多人都曾聽說過墨菲定律或是類似的說法，比如“事情如果有變壞的可能，不管這種可能性有多小，它總會發生，並會引起最大可能的損失。”也就是中國人常說的“怕什麼就來什麼、要多糟就有多糟。”但長期以來大家對這樣的說法只是知其然而不知其所以然。實際上這位讓人避之不及的“墨菲”還真不是憑空杜撰出來的，而墨菲定律則是半個多世紀前美國空軍一個特殊試驗項目的“副產品”。
那是二戰結束後不久，正值航空動力從螺旋槳向噴氣式過渡的階段，飛機性能的突飛猛進也對飛行的安全性提出了更高的要求。那麼如果發生墜機事故，機上人員到底能承受多大的重力加速度(即物體受重力作用時所具有的加速度，用g表示，標準值為g=9.80665米/秒^2)呢?對於這個問題，航空業內長期以來普遍認為其極限是18個g，幾乎所有的軍用飛機在設計時都以此為參考。然而二戰中的一些事例表明這個經驗之談並不準確，比如有的艦載機在航母上降落時發生猛烈的衝撞而損毀，但飛行員還能存活下來，因此有必要進行詳細的科學研究。
1947年，諾斯羅普飛機公司與美國空軍的航空醫學研究室合作，開展一項代號為MX981的高速火箭滑車試驗項目，以測試人體在瞬間減速時承受衝擊的能力極限。試驗地點選在加利福尼亞州的穆洛克幹湖機場(1949年改名為愛德華茲空軍基地，發展成著名的航空航天研究中心)，因為這裡不僅有開闊平坦的場地，還有一段原本用於測試繳獲的德國V-1火箭的鐵軌可供利用。技術人員著手改造這條610米長的鐵軌，在末端安裝了長約14米的一套液壓制動器，像是一排排恐龍牙齒。他們還製造了一臺用在鐵軌上高速滑行的金屬車，重680千克，可承受100個g的衝擊力。這臺綽號“哇呀”(Gee Whiz)的滑車上設置了人員座椅和測試儀器，後部安裝有4個火箭助推器。每個助推器能產生2268千克的推力。通過啟動不同數量的助推器和調節制動器的壓力，就可以讓滑車及其載荷在滑行和減速過程中承受到不同的作用力，模擬出墜機時所受到的衝擊。
設在穆洛克機場的MX981項目試驗軌道，火箭滑車上起初還裝有防護罩
Gee Whiz火箭滑車全貌，除了前方的擋板，受試乘員完全暴露在外
MX981項目組的軍方主管是醫學博士約翰·斯塔普(John P.Stapp)上尉，不僅學識淵博，也以膽大心細而著稱。當時諾斯羅普公司帶來了一個重84千克的假人，起名“奧斯卡8號撞球”，準備安裝在滑車上作為試驗對象。不過斯塔普就提出一個讓同事們都驚呆了的想法：他要坐上滑車體驗高速制動產生的效果，以獲取第一手資料。這可不是一時的衝動，儘管有些專家宣稱人體承受18個g時骨頭都會被震裂，但斯塔普根據細緻的研究認為正常人應該可以承受兩倍力度的衝擊。另外他也不願意別人在自己負責的試驗中受傷或喪命，因此決定要親自上陣。
奧斯卡8號撞球
“奧斯卡”在高速滑行中被安全帶勒斷，軀幹衝破架在滑車前的木製擋板，飛出200多米遠
當然，試驗剛開始時還是用假人做主角，目的是找出設備和程序中可能存在的不足並加以修正。在1947年4月30日的第一次試驗中，主制動器就失靈了，結果滑車被整個拋到沙漠中。還有一次是“奧斯卡”在高速滑行中被安全帶勒斷，軀幹衝破架在滑車前的木製擋板，飛出200多米遠。經過不斷的測試和改進，到12月時斯塔普認為進行“人體制動”的條件已經成熟。出於謹慎起見，他第一次登上滑車時是面向後方而坐，只啟動了一個火箭助推器，滑車的最高時速約為155千米，制動時產生的衝擊也僅有10個g。此後，滑車的時速和制動的強度逐漸提高。到1948年8月，斯塔普已經完成了16次真人試驗，不僅突破了18個g的底線，甚至達到35個g的驚人紀錄，事實證明他的設想是正確的。
醫學博士約翰·斯塔普(John P.Stapp)
Gee Whiz火箭滑車急劇減速時的動態
脫口而出的經典定律
而“墨菲”就在這個時候登場了。這裡說的是愛德華·墨菲(Edward A.Murphy)，1918年出生於巴拿馬運河區，1940年他從美國軍事學院也就是大名鼎鼎的西點軍校畢業後，加入了美國陸軍航空隊。二戰期間，墨菲曾在中國-緬甸-印度戰區服役。儘管學過飛行，但他更擅長的是機電工程。1947年美國空軍成立後，墨菲來到俄亥俄州代頓的萊特-帕特森空軍基地負責技術工作，軍銜最高時升至少校。1952年退役後，墨菲繼續在北美航空、道格拉斯和休斯等飛機公司從事安全保障方面的工作，包括為多種軍用飛機和試驗飛機設計乘員逃生裝置，據說他還參與研製了“阿波羅”載人航天計劃中的宇航員生命支持系統。
愛德華·墨菲(Edward A.Murphy)
當斯塔普開展“人體制動”試驗時，墨菲並沒有直接參與，他正在萊特航空研究中心進行另一個類似的項目，使用的是高速離心機，併為此研製出一些專用的電子測量儀器。斯塔普聽說後，聯繫到墨菲請他幫忙提高滑車上所用加速計的精確度。墨菲先是按要求把所需的設備發了過去，但在斯塔普的測試中卻出現莫名其妙沒有讀數的故障。墨菲只好親自跑一趟，到穆洛克試驗現場解決問題。經過仔細檢查，大家發現原來是技術人員在滑車座椅的安全帶上安裝測量儀的傳感器時，剛好把接線全都裝反了，導致儀器毫無反應。
根據墨菲自己的說法，是他在設計時有所疏漏，使得接線方式存在出錯的可能，表示“我沒有考慮到所有的可能性”。不過也有MX981項目組的成員後來回憶，墨菲當時把這種低級錯誤歸咎於負責安裝傳感器的助手，聲稱“如果有什麼方法能讓事情出錯，他就會這麼做。”無論是哪個版本，在場的斯塔普就將其歸納為“墨菲定律”，很快傳遍了整個基地，用來數落某人犯了錯。不久後，斯塔普在一次記者招待會上介紹MX981項目的進展。有記者問道為什麼在如此危險的試驗當中沒有發生過嚴重的傷亡事故，斯塔普的回答是因為所有的工作都遵循了墨菲定律，也就是在試驗之前就考慮到所有出錯的可能性並做好預防措施。就這樣，藉助媒體的傳播，墨菲無意中讓自己的一句話“名垂青史”，而墨菲定律的內容後來也演變成“凡是可能出錯的事情必定會出錯”(Anything that can go wrong will go wrong)。
技術人員正在為坐在火箭滑車上的約翰·斯塔普安裝測試傳感器
在短短的加速和減速過程中，人體會承受劇烈的衝擊和各種副作用
墨菲定律與航空安全
由於契合了大眾在實際生活中的主觀經驗，墨菲定律一經報道就流行開來，並出現了各種帶有黑色幽默的變體，當人們遇到倒黴事時往往用它來自嘲或調侃，這一定律因此也和派金森定理、彼德原理一道被稱為20世紀西方文化的三大發現。然而在航空安全領域，墨菲定律卻是必須嚴肅面對的課題。它無情地表明：只要存在發生事故的可能性，如果不斷重複去做，事故就一定會發生，而且不管可能性有多麼小，它總會發生，並會造成最大程度的損失。
現代航空業無論是科研生產還是運營管理，都是具有高技術、高投入和高風險特點的複雜系統。不難想象，一套系統如果涉及的人員越多，設置的環節越多，運轉的時間越長，那麼出問題的幾率也就越大。即使負責的人員是多麼聰明能幹，使用的設備是多麼先進可靠，也無法避免各種極小概率的事件發生，如果處置不當將會釀成大禍。拿民航運輸來說，儘管如今已是公認的最安全的交通運輸方式，然而一旦出現意外，尤其是人為差錯，後果往往十分嚴重。
既然安全只是相對的，那麼在墨菲定律面前是不是隻能聽天由命了呢?其實任何事物都有其兩面性，看似消極宿命的墨菲定律恰恰是在提醒我們，要從細枝末節上開始重視出錯的各種可能性，積極採取措施防患於未然，萬一發生事故也能儘可能地控制損失。以MX981項目為例，斯塔普團隊的工作就是在研究當墜機事故發生時，能否防止這樣的壞事變得更糟，從而保全機內人員的生命。他們通過反覆試驗來模擬飛行人員可能遭遇的狀況，找出可以承受的臨界點，為改進飛機的安全性提供科學依據。當墨菲的儀器出現故障時，儘管只是出在傳感器接錯線這樣的“小問題”上，但斯塔普仍敏銳地意識到“細節決定安危”的重要性，將墨菲定律奉為工作準繩，才確保了人體試驗的安全性。
韓亞航空公司就去年的空難事件提交的最新調查報告中，承認是因機長操作失誤，使得飛機在降落時速度過低而導致事故發生。儘管波音777客機上有先進的操控和航電系統，但機長沒有認真查看航速的變化並及時做出調整，這再次驗證了細節的重要性。在事故因果鏈條中，客觀上總會存在著薄弱環節。墨菲定律一方面警告我們事故是完全有可能發生的，要打消盲目的自信，設想到最壞的情況;另一方面就促使我們要主動運用各種應對手段，儘可能消除潛在的問題。將墨菲定律換一種說法就是：“凡是可能出現的錯誤必定會被發現。”任何一起事故發生之前，都會有不同程度的徵兆顯露出來，以嚴謹的態度進行周密的檢查和處置，才能預防偶然性的事件發展為無法彌補的悲劇。
如今，墨菲定律的影響力早已從航空界擴展到各行各業的安全管理領域。它並非冥冥中註定的一條魔咒，而是時時在敲響的一記警鐘。正面地理解和運用墨菲定律，從歷史教訓中汲取經驗，積極防範技術風險和人為失誤的出現，才是避免安全隱患從量的積累演變成突發事故的萬全之策。
韓亞航空墜機事故現場
地面上速度最快的人
回過頭來再說說墨菲定律的“助產士”約翰·斯塔普。他於1910年出生在巴西的一個美籍傳教士家庭，1944年在美國獲得醫學博士後加入陸軍航空隊，被派到航空醫學研究室的生理物理學分部工作。斯塔普最早參與的研究任務是測試非增壓飛機的供氧系統，並解決高空飛行時機組人員出現減壓病的問題。1946年，他乘坐經過改裝的B-17轟炸機飛到1.35萬米的高度，在低溫缺氧的環境下把自己當作試驗品，摸索出以呼吸純氧來防治減壓病的方法。由於這一貢獻，斯塔普在航空醫學研究室被委以重任，他的下一個挑戰就是測試人體抗衝擊能力的MX981項目。
1947年10月14日，傳奇飛行員查爾斯·耶格爾(Charles Yeager)駕駛貝爾X-1試驗機在穆洛克上空首次突破音障，實現了超音速飛行。他有句名言就是：“真正的障礙並不在天空上，而是在我們的知識和經驗裡。”無論當時同在一地的斯塔普是否受到耶格爾的影響，顯然在骨子裡都同樣有著敢於打破常規、不惜以身試險的幹勁(耶格爾在那次歷史性的試飛前因騎馬摔傷了肋骨，傳說他曾去找好朋友斯塔普開醫療證明以獲准登機，其實並無此事)。
在人體滑車試驗中，隨著試驗強度的增加，斯塔普面臨的危險程度也隨之上升，1949年改用面朝前方的坐姿後更是如此。滑車座椅上使用的安全帶在高速衝擊下很可能勒斷乘坐者的肋骨或鎖骨。實際上斯塔普就曾多次受傷，比如肌肉拉傷、腦震盪和意識模糊，手腕甚至骨折過兩次。嚴重的副作用還包括血液急速湧入眼球后產生的“紅視”現象，會造成短暫的失明。儘管後來有別的志願者加入到真人試驗中，但只要設備或程序有所變動，斯塔普總是堅持由他首先嚐試。這讓斯塔普在基地內贏得了“謹慎的冒失鬼”這一稱號，連真正的高空高速飛行員也為之嘆服。
進入1950年代，新的課題又出現了：在超音速飛行中飛行員能夠安全彈射逃生嗎?穆洛克的火箭滑車已經達不到試驗的要求了，斯塔普來到新墨西哥州的霍洛曼空軍基地，設立航空醫學現場研究室展開新的冒險。這裡有一段上千米長的導彈測試鐵軌，末端是個減速用的注水池。新的滑車也更大更重，名為“音速風”一號(Sonic Wind No.1)，尾部可安裝12個火箭助推器，能產生超過22500千克的推力。這部滑車其實分為兩部分，當加速完成後，推進部分會被拋開，留下較輕的載荷部分繼續向前滑行，最高時速可達1200千米。
“音速風”一號火箭滑車的推力更大，試驗的風險也更高
斯塔普在“音速風”一號上準備進行人體制動試驗
“音速風”一號在末段制動時激起大片水幕
1953年11月，高速滑行試驗開始用假人進行。次年1月，黑猩猩被用於活體試驗。3月19日，已經被提升為中校的斯塔普再度親自上陣。他的第一次人體試驗使用了6個助推器，滑車在5秒內達到677千米的時速，而在減速階段就承受到22個g的衝擊。在此後的試驗中，滑車前還安裝過可以彈開的活動門，模擬在失去座艙保護時飛行員突然遭到高速氣流衝擊的效果。到1954年底，試驗進入到跨音速階段。12月10日，戴著頭盔和麵罩的斯塔普第29次坐到滑車裡。在9個助推器的作用下，滑車達到了1017千米的時速(接近0.9馬赫)，比出膛的子彈還快。而在不到兩秒鐘的減速階段，滑車激起30多米長的水幕才停了下來。測試儀器顯示，斯塔普承受的水平衝擊峰值達到46.2個g!當助手將他扶下滑車時，發現他的眼球完全充血，好在沒有喪失意識，在醫院休息一天後也基本恢復了視力。
創下陸地速度和水平加速度紀錄的斯塔普被媒體稱為“地面上速度最快的人”和“空軍中最勇敢的人”，他冒著生命危險得到的試驗數據進一步提高了飛行人員的生存機率。如果人體能承受30個g的衝擊，那麼飛機座艙的結構強度也要相應增加，以免在墜機中過早破損而傷害乘員。而通過這些試驗也改進了飛行員和跳傘員使用的安全帶系統，提高其舒適度和保護作用。不僅如此，斯塔普還“順帶”對道路交通安全做出了貢獻。他曾向汽車製造商和民間研究人員展示部分試驗成果，說明在汽車上使用安全帶可以大幅降低交通事故的死亡率，並協助他們利用假人進行汽車碰撞試驗。當軍方反對斯塔普“不務正業”時，他就列舉出每年死於車禍的飛行員幾乎與死於飛行事故的一樣多。在他的積極推動下，1966年美國通過了強制汽車安裝安全帶的法案，此舉挽救了無數人的生命。
1970年斯塔普以上校軍銜退役後，仍長期致力於交通安全事務。除了軍方榮譽，他還先後入選國際航天名人堂和美國國家航空名人堂，89歲時才去世。斯塔普提煉出“墨菲定律”並不是偶然的，他平時就喜歡收集各種帶有幽默性的格言諺語，還曾編撰過相關的書籍。而且他也有自己的“斯塔普定律”或者叫“斯塔普悖論”：我們愚鈍的天性使得人類的任何一項成就都是不可思議的奇蹟。
斯塔普作為“地面上速度最快的人”登上《時代》雜誌封面
愛德華·墨菲(站立者)退役後參與研製飛行員彈射逃生裝置
2012年，斯塔普(右)榮獲美國空軍太空與導彈先鋒獎
來自空軍之翼
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