#238 1893 · Fridtjof Nansen / Colin Archer · Polar exploration / naval engineering

南森造了一艘圆到扛不住浮冰挤压的船，然后故意一头扎进冰里

问题

一座结构无论建得多结实，在挤压性的、无法抵挡的外部力量面前，最终都会被压垮

背景

「前进号」之前的每一艘十九世纪北极探险船都是一个造法：用加厚、加固的船体去抵抗浮冰合拢时带来的挤压，因为工程师们假定，对付如此强大的力量，唯一的防御就是硬扛的结构强度。按这套逻辑加固的船一艘接一艘，最终还是被浮冰挤碎沉没，其中包括1881年的「珍妮特号」——它沉没于西伯利亚附近，三年后残骸却在格陵兰海岸被人发现，这比一个警示故事更有价值：残骸是被一条此前无人测绘的洋流，横越整个北冰洋漂过来的。

挪威探险家南森把这股漂移规律读成机会而不是警告：既然有一条洋流能载着残骸横穿北冰洋，一艘船就能顺着同一条洋流驶向北极点——故意把自己冻进浮冰，而不是试图避开它或跟它耗下去。这个计划要成立，前提是船本身能经得起被冰封锁数年——而此前所有派去跟冰硬碰硬的加固船体，都被压垮了。

换别人会怎么做

把船体造得最坚固、加固到极致，用纯粹的结构强度跟冰耗到底——这是此前每一艘北极探险船的做法。它之所以失败，是因为浮冰能在时间加持下施加近乎无限的挤压力；不管加多少强化，一艘跟冰正面硬碰的船，都是在跟一个没有上限的力量竞赛，包括「珍妮特号」在内，一艘接一艘加固过的船最终都被压碎了。

他们看到了什么

南森看出「珍妮特号」残骸横穿北冰洋的漂移，不是冰不可战胜的证据，而是一张洋流地图——这条洋流能免费把一艘船载向极点——只要这艘船根本不需要去抵抗冰。科林·阿切尔的洞见补上了最后一块：如果船的形状一开始就不给冰任何平直的东西去抓握、去挤压，那船体根本不必强到能扛住挤压。

那一手

造船师科林·阿切尔把「前进号」设计成光滑的圆底船，没有一块让冰可以抓住的平直侧壁——不是用更厚的船壁去抵抗冰的挤压，而是靠船型让船「像鳗鱼一样从冰的拥抱中滑脱」，如南森所说，被向上挤出、骑在冰面上，而不是在两块冰之间被夹碎。1893年9月，南森驾驶「前进号」故意驶进新西伯利亚群岛附近的浮冰，让它冻住。

为什么管用

一艘没有垂直侧壁的光滑圆底船，让合拢的浮冰找不到平整面可挤压，于是它不像普通船那样被两堵逼近的冰墙夹住，而是被向上顶起、在冰合拢时骑在冰面上——压力被转化为升力，而不是被吸收成挤压力。因为船靠彻底脱离受力路径、而不是硬扛来存活，它的存活不依赖去跟无限的力量比拼结构，这就是「前进号」能在南森识别出的那条洋流上冻住近三年、船体却从未被冲破的原因。

值了多少

「前进号」1893年10月至1896年8月封冻于浮冰中漂行近三年，沿南森预测的洋流从新西伯利亚群岛漂至斯匹次卑尔根岛以北，船体完好。南森与同伴中途改乘雪橇，1895年4月抵北纬86°13.6′，比此前任何探险更近极点三度；十二名船员1896年全部活着返回，北极浮冰史上前所未有。

什么时候会失灵

这个设计之所以成立，是因为逃生路径（被向上挤出冰的抓握）确实存在——一艘被困在没有上升空间的冰里、或被卡在固定障碍物之间而非流动浮冰之间的船，一个设计成能滑脱的船型对它毫无用处。它同样取决于一开始能否正确读透那股底层力量，就像南森把「珍妮特号」的漂移读成一条可航行的洋流、而不是一场随机事故；想把一个系统的主导力量当作自己的运输工具而非敌人，前提是先确认那股力量足够可预期、可以借道而行，而不只是强大到值得避开硬碰。

后来呢

「前进号」的船体设计成了其后极地船的参照标准，包括阿蒙森后来探险所用的船只；这艘船如今作为奥斯陆「前进号博物馆」的镇馆之宝被保存下来——它仍是历史上唯一既到过最北、又到过最南的木质帆船。