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第52章 难如登天

古代的潜水员——蛙人,大都是赤条条地以其非凡的水下活动能力,憋足一口气潜入海洋采集珍珠或海产,然后回到水面换气休息。由于生理条件的限制,他们至多能在20~30米的水深中作业。有人说,潜水员遇到的困难,要比宇航员碰到的问题严重,这话一点不假。因为,宇航员乘坐航天器,最不舒适的,莫过于脱离地球引力后的失重。而潜水员在海水世界里,将会遇到各种各样的复杂问题。人要直接进入海洋深处,必须闯过几道难关:第一是呼吸。

我们都知道,鱼在水中自由自在地生活,关键在于鱼是用腮呼吸水中的氧气,而人只能在陆地生活,用肺来呼吸空气。除非有特制的人工鳃,使人同鱼一样,用鳃呼吸水中的氧气,才能使人自由地进入海洋。一些科学家企图从这方面去努力,并用老鼠和狗进行实验,虽证明理论上是成立的,但效果不大。看来,要完全实现人工鳃呼吸,还要走很长一段路程。

另一种办法,是把供人呼吸的气体带到水下去。我们知道,空气是由氮和氧组成的,所以最早给潜水者配备的是氮氧混合气体。实践证明,氮氧混合气体对潜水者来说,也是不保险的。随着潜水深度的增加,潜水者肺中的氧气含量逐渐下降,相反,氮气增多。而氮气一旦进入人体组织和血液,会对潜水者产生麻醉作用,使潜水者像醉酒似的病态一样,失去知觉和控制能力,这种病态称为“氮麻醉”或深水麻醉。大量的潜水经验表明:潜水员呼吸空气,一旦潜水深度超50米,氮麻醉的中毒程度就加剧,转入危险状态或造成死亡。为保障裸潜安全,许多国家把“空气潜水”深度极限规定为50米。就算是竞技运动员,裸潜的世界记录也不过是101米,这是法国53岁的马约耳于1981年创造的。这种深潜方法的突出弱点是:水下停留时间短,人还活受罪,不幸碰上鲨鱼,连命都赔上。显然,凭这种办法到万米深渊是行不通的,就好比不能要求徒步去月宫旅行一样。

后来,科学家们找到了一种氦氧混合气体。使用这种气体,借助潜水装置,使人类的潜海深度突破了300米大关。到了1970年,法国人竟下潜到501米的海底,并逗留了4小时。看来,从解决潜水者的海下呼吸气体入手,比仿制人工鳃要现实一些。第二是压力。

我们生活在陆地上的人,通常只受一个大气压的压力,一旦进入水下,每超过10米,就增加一个大气压。若在300米深海处,将要承受30个大气压的重压。在这种特殊的重压环境里,人呼吸的氦、氮等气体已溶解在人体组织内部。假如潜水者从300米深海重压环境中,突然浮到海面,人身体所受的重压就会突然减弱。这种压力的迅速降低,使潜水者血液中和身体细胞内溶解的气体,马上施放出来,形成小气泡,这就是减压病。

患有这种病的特征是:气泡在皮肤内形成,就会产生奇痒的感觉;气泡停留在关节处,往往出现关节痛、头痛、呕吐等症状;气泡在神经组织内出现,就会使全身瘫痪,甚至死亡。而如果缓慢上升,逐步达到适应陆地上的环境,就不会得减压病了。

裸潜是行不通的,深海探险必须借助更可靠、更完善的装置来完成。探海的好奇心,促使了人们去探索发明各种利于深潜的装置,经历了一条由潜水钟到潜水服、深潜器问世的漫长过程。

公元332年,古希腊的发明家亚里士多德曾把一个水桶倒置,让潜水者把桶顶在头上,整个身体被罩在桶内,然后直立地潜入深海。这样,桶内的空气供潜水者呼吸,比憋一口气时间长得多。由于他描绘的潜水桶像寺院里钟的形状,故称为潜水钟而沿用至今。

不幸的是,这种潜水方式直到16世纪才被重视并加以发展。1531年,意大利的洛雷达教授设计了一个桶状的潜水钟。潜水成功后,激发了许多科学家的热情,有的给潜水钟扩大外罩,有的在罩的顶部开些小窗口供观察用。在众多改进中,最大的要数法国物理学家邓尼斯·蓓平。他想,以往钟内空气储量有限,潜水者呼出的二氧化碳排不出去,常使人窒息。若能不断给潜水钟供气,危险就解除了。于是,他发明了在钟的顶部安装一根长长的管子,一直连接到海面船只的风箱口的供气法。后来又有人发明了用抽气泵供气的潜水钟,这大大增加了潜水深度。

然而,很快潜水者感到在潜水钟内的活动是不自由的,若能随身携带供气装置,不受约束地在海底行动就好了。各种斯库巴的问世,使这种幻想成为现实。

请你不要误会,斯库巴不是一个人的名字,而是潜水者自带供气装置一词的英文字母缩写。中国人将计就计,将其英文字母读音用汉语标出来,就读出了斯库巴。16世纪研制出的各式斯库巴潜水服,虽延长了潜水者在海底停留的时间,可它靠海面供气的通气管存在两个致命的弱点:一是通气管长度有限,限制了下潜深度;二是通气管易被障碍物划破,潜水者将发生生命危险。以后的许多发明家都试图甩掉“供气管的尾巴”。

直到1865年,法国研制出的“自容式”潜水服才完全解决了这一问题。这是设计一个耐压的金属筒,用泵将空气压入筒内达40个大气压,将圆筒空气存贮器与呼吸面罩间用根软管连接,中间有个空气量调节阀。在调节器的内侧,装有一片薄膜,承受外面海水的压力。这种潜水服可使潜水者在水下自由地活动,成为人类潜海史上一个不朽的事件。

然而,直到20世纪30年代之间,人类无论是乘坐潜水钟,还是穿潜水服,都因水下呼吸气体的氮中毒和深水压力两大障碍,限制了深潜的深度。各种潜水器的问世,对于想到海洋深处的人来说,真是一个福音。1929年,世界上第一个实用的“深潜器”——“进步世纪”号问世,这是一个壁厚32毫米、直径145厘米的钢球。第二年,几位科学家乘坐它潜入了435米的深海。1934年又潜到923米的深度。尽管这深度离人们要探索的海洋深渊还差很远,但它还是鼓舞人心的。1949年,新研制的潜水球能下潜到1375米的深处,至今仍是用钢索系着的深潜装置的最高记录。

可人们发现,这种深潜器仍然达不到目的,因为所有的这种深潜装置有着共同的弱点:就是依靠粗笨的钢索与水面船相联系,以致无法自由运动,不能克服深度增加而带来的钢索增长的困难,它的深潜距离难以超过2000米。就在深潜器发展进退维谷之际,著名的大气层探险家、瑞士的物理学家阿·比卡特,决心转向深海探奇,制造一种不带钢索且能独立行走的、适于海洋深渊的潜水器。

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