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设计，人类的本性 “ 亚历山大·基尔兰德号”是由1万吨钢铁焊接而成的一个有“5只脚”的石油钻塔，它能够在水中行走。像最初构想的那样，这艘被称为“半潜式平台”的丑陋的船能够在海洋中自由移动，可停泊在各处，“跨坐”在从地质上来说有可能出现石油的位置上钻探海底石油。在那些储量丰富的地方，会建立起一座永久的采油平台，就像是竖起了一个记录这个四处游走的钻探平台的丰功伟绩的纪念碑。
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然而，“亚历山大·基尔兰德号”从未意识到这样的潜在荣誉。在复杂并且迅速变化的海洋工程中，“基尔兰德号”逐渐被时间淘汰，于1976年结束了它的使命，这个由法国制造的“五角星”结构体（它那五艘巨大的平底船在运输过程中使平台保持一定的高度和干燥度，但是在抛锚时，为了获得更好的稳定性，人们会使它充满水，把它半下潜到海中70英尺）被它挪威的拥有者改造成了一个漂浮的旅馆，或称“浮动旅馆”，这个旅馆可以为348人提供住宿，这些房客都是在北海运行的更为先进的钻探平台的工作人员。
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更糟糕的是，尽管“基尔兰德号”130英尺高的钻塔已经没用了，但仍然被留在了钻探平台上，此时它并不是由数英里的经它提起并沉入到海床上的钻杆包围着，而是由许多标准房和普通房间包围着。这么多年，离岸的工作人员乘坐直升飞机往返于他们在基尔兰德号的家和不远处他们工作的平台之间，就像白领工人乘坐公共汽车或火车往返于他们城郊的家和大城市间一样。
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1980年3月27日的傍晚时分，212人在“基尔兰德号”上的家中，有的吃晚餐，有的在房间里读书，有的在桑拿房和电影院中放松，来度过恶劣天气带来的不便时光。外面空气很凉，但并不寒冷，风很大，但并不是飓风，波涛汹涌，但也并非擎天巨浪。“浮动旅馆”那时停泊在北海埃科菲斯克油田的埃达地段，而这一地段经历过比40华氏度、风速每小时40英里、浪高25英尺更恶劣的情况。“基尔兰德号”是为了抵御更加恶劣的环境条件而设计建造的，这些环境条件可能100年只发生1次。因此，尽管风大浪急的海面可能让钻探平台的居民们感觉不舒服，可他们也不必过于担心自己的安全。甚至就算它的5个支架折了1个，影响也不会很快遍及整个结构体，这让“基尔兰德号”的居住者有足够的时间穿上救生衣，登上救生艇。
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然而不幸的是，当那天晚上六点半左右，一根带有“巨大裂缝”的支架发生断裂时，钻探平台开始震动，并以比预料中快得多的速度发生了剧烈的倾斜。碰巧那天一直朝同一方向吹的风使得钻探平台的甲板发生了倾斜——据一些人说，将它修成旅馆的改造使它变得上重下轻。一些被掀翻、缆绳缠在一起的救生艇使救援工作无法按照计划展开。在这场最严重的离岸工程事故中，123人丧生，仅89人生还。
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人们推侧，可能是附近埃达油田生产平台和它的碰撞，也可能一台潜水艇碰撞到它基本的设计缺陷是导致“基尔兰德号”支架断裂的原因。后一种解释看起来不大可能，因为“基尔兰德号”是大约12个相似钻探平台之中最新的一批，而基本的设计缺陷应该首先暴露在最陈旧的平台身上。然而其他早些时候被提出的事故理论也很快被排除，因为脱落下来的支架被运送到挪威斯塔万格港一个平静的海湾上接受了断裂面的检查。其中一个断裂的支架显示出了一个在不为钻探平台操作员所知的境况下，支柱上形成了一个扩展速度无法控制的巨大裂缝。每个波浪对海上结构体的作用，都不会使结构体身上的某个裂缝增长多过一百万分之一英寸，但是因为大海每年会对像“基尔兰德号”这样的一个结构体连续猛击数百万次，随着时间的流失，结构体上可能会出现相当大的裂缝。即使有疲劳裂缝，只要没有达到像锯拉木头，咔嚓就断的地步，工程结构体就能够继续工作。可通过以下措施来抵制金属疲劳：消除新工程结构体上所有（除了最细微的）裂缝；在有规律的时间间隔内，检查结构，探查任何可能会扩大的裂缝；在那些细小的裂缝发展成危险的隐患之前让这个结构体退役。（因此，每一个海上石油平台都设有一个疲劳寿命，就是它被用于钻探它所在位置的石油的年限。）
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通过确保在新结构体上不会出现裂缝或近似于裂缝的缺陷，我们可以避免疲劳裂缝的出现，因为在优质金属上出现裂缝或者从一个可接受的缺陷中衍生出问题不大的裂缝要花费数千万的生命周期，所以在这期间安全可以得到保证。然而，“亚历山大·基尔兰德号”的事故后调查显示，当它刚建成时，在设备托架（instrument bracket）被连接到运气不佳的支柱托架的焊点处，就出现了一个大约3英寸长的裂缝。因此，这个未被察觉的裂缝从钻探平台首次下水航行的时候就已经存在了，因为这个裂缝的表面被油漆覆盖了，这层油漆是只有对新的钻探平台进行最后的完善时才会被喷上。断裂面的其余部分显示，疲劳裂缝逐渐增大到使金属最终突然断裂的程度，这样大的裂缝使它们无法再被连接在一起。一个仅仅比以前稍大一点的波浪都超出了这个有裂缝的结构体的承受范围。
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事故之后，“亚历山大·基尔兰德号”的主体被运送到了斯塔万格峡湾，它在这里倒置悬浮了3年多，而在此期间关于它命运的讨论一直在挪威上演着。这艘倒置的翻船被描绘为海上营救历史上最伟大的功绩之一， 31具下落不明的遗体可能仍然在浮动旅馆的电影院或者其他房间里的这一事实使得钻探平台的最终处理成为了一个非常情感化的问题。应再次打捞遗体的要求，挪威政府耗资3400万第3次尝试将倒置的“基尔兰德号”翻转直立起来，最终在精心的计划之下这次尝试取得了成功，这次计划是综合使用以海岸为基准的绞车链、铁浮力箱和驳船。这次的翻转操作很成功，但人们只在船上找到6具遗体。当残骸被从警察局（调查毒品交易的指控）到保险公司（收集检控造船者的证据）的专家们检查完毕后，“亚历山大·基尔兰德号”最后在1983年11月被爆破并下沉到2399英尺的深水中。虽然它如今已经淡出了人们的视线，但它不会被受害者的家属和希望造出新的、更可靠的海上钻井设备和平台的工程师们所遗忘。
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“基尔兰德号”残骸的调查是鉴识工程[1]中事故分析的一个实例。尽管一些存在于事故调查分析中的敏感利益无疑是来自法律和保险索赔的，但是通过正确地理解结构失效的原因，我们能够获得大量的工程经验。理解一个像“基尔兰德号”的结构体是如何坍塌的尤为重要，因为这可以让我们就关于是否修改设计或者使用其他与其相似的结构等问题做出合理的决定。1979年麦道公司所有DC-10客机的停飞是根据芝加哥空难可能是飞机设计本身存在缺陷的征兆而采取的预防措施。尽管这样的停飞可能给航空公司和飞机制造商造成经济上的困难，但是这样的检查却是必要的或者是必须被鼓励的，因为它们会对飞机进行仔细的排查，对线索的分析也会如福尔摩斯处理线索那样精细。通常事故分析的早期报告可能是不成熟的，经过慎重研究得出的最终研究报告也可能是完全错误的。
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鉴识工程的一个经典的例子是第一架商业喷气式飞机的开发。1953年3月2日，是喷气式客机运行的首个周年纪念日，而在这一天一架哈维兰“彗星”号飞机在印度加尔各答的Dum-Dum机场起飞时坠毁。残骸分散在一片很大的区域，这一事实表明飞机是在空中破裂的，一场伴有闪电的巨大热带雷雨很快被指责为导致这场悲剧事故的罪魁祸首。对残骸部件的检查表明飞机的尾部在与某种重物发生撞击之后可能发生折断，但那个重物是什么还无法确定。然而，这一观察使得人们得出了这样的结论，即在飞机出现破裂后又发生了一场火灾，但火灾不是飞机坠毁的原因。印度中央政府调查委员会给出的结论是事故是由某种结构失效造成的，这种结构失效是由于飞机当时受到了太多的力，这种力要么来源于猛烈的暴风雨，要么来源于飞行员在应对暴风雨时操作过度。既然人们假定导致加尔各答空难的力超出了人们对飞行中的飞机将受到的力的合理想象，飞机的基本设计就免受责难。设计者说第一架喷气式客机是从“制图板上飞出来的”，因为它没有制作样机就直接投入了生产，它仍然是一个工程学上的成就。“彗星”号客机的设计者们普遍相信他们在推动飞机技术达到新的高度时保守有余了，他们相信已经对这架飞机进行超安全标准设计了。只要“彗星”号客机坠毁事件能够归因于恶劣的天气状况或者飞行员的操作失误，那么它的设计就不是头号嫌疑。
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因此，“彗星”号客机本身被推定为安全的，并且在没什么重大嫌疑的情况下恢复了使用，之后的8个月中也没有任何反常现象。然而，在1954年1月10日，一架在温和晴朗的天气条件下从罗马起飞的“彗星”号客机在27 000英尺的高空发生爆炸，飞机残骸掉落在地中海附近的厄尔巴岛上并形成了一个大的圆圈。很难找回飞机的大部分残骸，找到的飞机部件没有给对此次空难进行调查的英国法恩伯勒皇家航空研究院的调查员们提供更有效的线索。同样，这次也没有无可辩驳的证据表明飞机的设计要为空难负责。
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人们提出了很多可能造成第二架“彗星”号客机空难的原因，但是因为证据不足所以无法得出结论。因此，尽管蒙上了一层神秘的面纱，但是在厄尔巴空难发生的10周后，“彗星”号客机再次被投入使用，1954年8月8号，一架“彗星”号客机在从伦敦飞往开罗和约翰内斯堡的途中发生了第三次也是最后一次空中爆炸，它是从罗马起飞的。因为这一残骸落入深水中，找到残骸的希望很小，因此对厄尔巴残骸部件的搜寻工作重新开始，并且加强了搜寻力度。人们在法恩伯勒进行了计算，在大海上引爆了用巴沙木做成的“彗星”号客机模型，来确定部分掉落的方位。搜寻人员在水下电视摄像机的引导和协助下找回了更多的厄尔巴“彗星”号客机部件，调查员们继续努力将线索拼凑起来。在水平尾翼被最终复原的时候，人们发现了机身前部在水平尾翼损坏之前就已经发生断裂的结论性证据。在检查中，人们发现水平尾翼被一张报纸撞击得如此猛烈，以至于报纸的反文在地中海里浸泡了数月后仍然能够阅读。彗星号客机的压力舱在水平尾翼断裂之前已经被炸开的另一个确凿证据是水平尾翼上那个显而易见的安那——一种印度硬币——的印记，无疑这是从尾部的客舱被吹出来的。
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知道机舱确实发生了爆炸仍然没有解释出空难的原因。真正的原因是经过下面的实验而最终得出的：一架真正的“彗星”号客机在退役之后被浸入到一个水箱中，人们交替着将水注入或抽出以便能够模拟伴随着飞机飞行过程中的反复增压和减压。机翼同时还受到液压千斤顶的压力而变得弯曲，以此来代表飞行中大气的作用，此后大约又进行了3 000次的模拟飞行。原计划“彗星”号客机在出现重大疲劳问题前能够飞行1万次，然而在远没有达到这一数字前，在一个机舱窗户的窗角处便出现了一条裂缝，这条裂缝在接下来的飞行模拟中迅速扩大，最终灾难性地横穿飞机的金属表面。一旦将水释放，缓解了来自水的压力，这些一连串的反应就会停止，但是如果在实际的飞行中，受到来自空气施加的压力时，这类裂缝的扩张速度会比在不受压时快得多，而且会导致到目前为止都无法解释的爆炸事故。如果不是法恩伯勒皇家航空研究院的工程师在几乎绝望之时尝试了这个水箱实验，“彗星”号客机可能会再一次地恢复飞行，直到设计中的疲劳敏感性通过其他的途径被发现。
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当彗星号客机高压仓被设计出来时，人们认为它是一个重要的新型结构体，但是人们却未将疲劳看成是一个问题，因为加压和减压的过程很缓慢，而且在每次飞行中只发生一次。因此它要无节制地飞行很多次，才能到达人们通常认为会引起疲劳破坏的周期——成百上千，甚至成千上万（火车的轮轴大约每英里转动1000次，而早期出现事故的“彗星”号客机加起来也就只飞行了几千个小时，而它的原定寿命大约是3万个小时）。因此“彗星”号客机的设计者们并不担心疲劳问题，而是担心机舱自身可承受的压力大小。尽管飞机每平方英寸受到的压力只比外界压力多8.25磅，但墙壁却被设计成每平方英寸能够承受20磅的压力。这相当于安全系数2.5，比当时飞机制造业惯用的安全系数2还多。此外，所有新制造出来的“彗星”号客机的机舱都被充满了压缩空气，在测试中每平方英寸的承压量必须得有一次达到16.5磅之后才能被用于商业服务，人们通常认为这种验证测试足以排除疲劳破坏。的确，调查法庭对“彗星”号客机灾难所做的调查报告写到：
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在设计过程中，德·哈维兰“彗星”号喷气客机所依赖的那些得到公认的方法与飞机设计者通常使用的方法在本质上是一致的。但是它们超出了以前的经验范围，因此他们决定对这个舱型结构体的每个部分进行彻底的检查。
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……他们相信，飞机技术检验注册局和其他专家也这样认为，一个在双倍压力的测试下能够未受损坏而幸存下来的机舱……是不会在疲劳的作用下出现故障的……
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他们所相信的当然是错误的，“彗星”号客机的经验最终提高了飞机设计的技术发展水平。人们一旦知道是与机身窗口附近铆钉孔有关的高应力使疲劳问题恶化时，便将窗口附近原来的中墙板整个换成了一个含有特殊钢筋的中墙板。这大大提高了机舱抵抗疲劳的强度，检测表明，它可以承受超过10万次的逆转压力，这相当于几十万个小时的飞行时间。经检测，新型“彗星”4号每飞行1万小时才会出现一些危险信号，因此我们可以保守地宣称它是安全的。
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在他的自传中，杰弗里·德·哈维兰先生详细地描述了“彗星”号客机的苦难经历，他提到“许多好心人曾建议”在“彗星”号客机早期遭受了这些麻烦之后，它的继任者应该改名。但是，杰弗里先生的公司并没有给这架一直是公司骄傲并且通过占领正在发展中的长途空中旅行业务、帮助英国战后经济得以复苏的客机重新命名，而是坚持使用“彗星”号，只是在它的后面加了一个“4”作为新一代“彗星”号的标记。他反对更改名字，用他自己的话说，
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……对我来说，这是一种愚笨的欺骗，弊大于利。人们迟早会知道，我们只是在用一个不聪明的把戏自欺欺人，而沿用原来的名字，让其证明“彗星”号客机由失败转向成功则是一个好得多的选择。
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事实正是如此。有一段时间仿佛大洋另一面的波音公司将会第一个把喷气飞机应用到横跨大西洋的常规客运业务之中，但是在1958年却是由德·哈维兰公司的“彗星”4号首先开启了横跨大西洋的喷气式客运业务，它用事实证明了它对飞机命名的政策是正确的。这一成就也强调了一个事实，即虽然有时会花上一段时间，但结构失效确实可以最终导致成功。技术人员，像科学家一样，在确切的证据——通常是以事故的形式——说服他们接受新的范例之前，往往一直倾向于坚持他们自己的理论。
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内尔·舒特·挪威于1922年加入德·哈维兰航空公司，作为一个刚从牛津大学毕业的年轻航空工程师，在1923年他开始成为该公司的一名全职应力计算师。在工作的早期，他利用工作之外的时间写了他的第一本小说，但在被几个出版商拒绝之后他便把它搁在了一边。然而，他继续从事写作， 并在1926年出版了一部小说。与此同时，挪威的工程学职业生涯开始出现了转机，他离开了德·哈维兰加入了另一个飞艇项目，并在1930年参与建立了一家新的飞机制造公司——空速有限公司。由于自己正在发展中的公司占据了他越来越多的时间，他停止了写作，并在1934年成为英国皇家航空协会会员。1937年，他重新开始写作，当他的小说《废都》的电影版权足以使他在经济上无忧之后，他成了一名职业作家，以内尔·舒特作为笔名。今天，他作为《海滩上》和《艾丽丝之城》的作者而为人们所知，《海滩上》是一个关于核毁灭的故事，写于20世纪50年代中期；《艾丽丝之城》是他在20世纪40年代后期游历了澳大利亚之后所作，这本书在作者去世20年之后，在1960年被公共电视台（Public Television）改编成剧本《巨著剧院》。
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1948年，内尔·舒特一个不太广为人知的小说出版了，令人好奇的是这本书竟然预示出了德·哈维兰“彗星”号客机上那个很难才找到的疲劳问题。这部以“无路”命名的小说是关于法恩伯勒皇家航空研究院结构部门一个研究员的故事。这位名叫西奥多·哈里的研究员根据他对金属合金疲劳的基础研究，预测出一个名叫“驯鹿”的新型横跨大西洋客机将会由于疲劳而出现结构失效。这架飞机的设计遇到了不良颤振这一空气动力学现象，在这样的情况下恶性循环应力发生的频率很高，因此，疲劳问题出现得会比通常预期要早。哈里的计算表明，由于金属疲劳，在仅约1 400个小时的飞行时间之后，这架新型飞机受了影响的水平尾翼装置将会折断，就这一现象他向飞机制造业中的科技和技术机构提出了警告。“所有在世界各地飞行的“驯鹿”号客机都应该接受检查，看是否有出现疲劳现象的征兆。”哈里警告说。尽管其他新型交通技术，比如铁路，都伴随着疲劳问题，但是技术专家并不认为他的理论计算与现实飞机的实际状况相关。因此，哈里开始从一架在加拿大坠毁的“驯鹿”号客机上收集证据，这架飞机是在飞行了与哈里通过计算预测出的时间相同的飞行时间后坠毁的。那次坠毁被简单地归因于飞行员操作失误，因此人们并不认为一份关于飞机残骸的全面调查能够提供任何实质性的证据。于是，哈里亲自飞往加拿大去收集疲劳破坏的证据，他确信证据就掩盖在雪下。