人类，朝水下“进化”

2024-07-15 10:46 由大科技杂志社发表于 #社会

人类不仅渴望飞上蓝天，对海洋也有着强烈的好奇。为了探寻水下世界，人们创造过哪些奇特的装备？

电脑游戏里还原的古代潜水钟。

木桶潜水服

1715年，英国一位发明家制造了一套潜水服，它是一个长长的密封木桶。桶的侧面有玻璃窗、吊绳和交流用的信号绳，船只将木桶吊入水中，潜水员的双手从有皮革密封的孔中伸出，摸索水下物体；拉动信号绳，潜水员就能把指令传递给船只。但水越深，水压就会越大，使潜水员暴露在外的双手非常难受，因此潜水员最多只能下潜到约18米深的水中。

依靠这一发明，这位发明家打捞到了许多沉船宝藏，甚至还在一艘沉船周围发现了超过3吨的白银，变得非常富有。

潜水钟

一艘船上挂着一个巨大的钟，难道船上也需要敲钟报时吗？实际上，这个钟是用来潜水的。一名船员抓住钟的边缘，随着缆绳放下，重物拖着他和钟缓缓沉入水下……

把一个玻璃杯倒扣进水中，空气会被水和杯壁“关”在杯子里，不会轻易逸散。相传早在公元前4世纪，人类就利用这一原理造出了潜水钟，它由严丝合缝的木板或金属组成。在水下，潜水者屏住呼吸，寻找海产或沉船宝物，然后再返回潜水钟呼吸，这样多次往复，潜水者能在十几米深的水下待一个多小时。

章鱼人入侵

这是根据著名画家达·芬奇设计的潜水服图样制造的模型，须状的软管连接了一个迷你潜水钟，潜水员看上去像一个章鱼变种人。

圆圆大脑袋

这种铜质头盔你或许曾在电影中见过，它早在1819年就被发明出来，水面上的船只可以用气泵将空气通过软管输送给头盔。一开始，它很容易进水，潜水员只能小心翼翼地活动；十几年后，头盔才被成功改良，增加了阀门和包裹全身的帆布外套，防水效果大大提升。

这一套装备彻底改变了潜水行业，成为了后来的标准潜水服，最深可以下潜一百多米。它的许多设计沿用至今，但已被更轻、更舒适的材料取代。

怪物盔甲

这套金属潜水服跟欧洲中世纪的骑士盔甲十分相像，手肘、膝盖等位置装有可旋转的接头，头盔上布满了小观察窗，看起来又酷又恐怖。然而，它重达380千克，接头部分也并非完全防水，因此它没有被推广，而是被搬进了博物馆。

空气也致命

我们每时每刻都需要呼吸空气，但在潜水时，空气也可能使人丧命。

打开一瓶可乐，会有气体“嘶”地一声从饮料瓶中快速释放出来，这是通过加压方式加入的二氧化碳。在水较深的高压环境中，人的血液里会溶解更多的氧气和氮气；氧气会被人体组织消耗，氮气却依旧存在。这时，如果快速上浮，压力骤减，人体就会像被打开的可乐一样，氮气迅速从血液中析出，形成气泡。这就是“减压病”，可能使潜水员血管破裂、失去知觉，严重时甚至会瘫痪或丧命。

因此，潜水深度超过40米时，潜水员只能缓慢上浮，让身体适应压力的变化。

胖版“钢铁侠盔甲”

2006年，一名美国海军潜水员身穿金属潜水服，潜入610米深的水下。这种潜水服像一个发胖的钢铁侠盔甲，铝合金的外壳能抵御较强的水压，手臂末端装有机械爪，背后装有螺旋桨推进器，潜水员可以用踏板控制前后左右移动。不仅如此，潜水服内部还保持着正常的气压，潜水员可以快速上浮，而不会患上减压病。

水肺

如今，潜水员背上总是背着个大罐子，它是“水肺”的一部分，其中装有压缩空气，经调节器降低气压后，才会被人吸进肺中。从此，潜水者摆脱了空气输送管的束缚，在水下更加自由；穿上鸭掌般的脚蹼，他们能更灵活地游泳。

我们在呼吸时，不会完全吸收空气中的氧气，有相当多的氧气会随着二氧化碳一起被呼出。于是，人们又发明了循环式水肺，潜水者呼出的气体中，只有二氧化碳会被排放出去，其余气体再次进入气罐，从而得到循环利用。经过一定训练，普通人可以利用水肺潜到18米深。

要想潜更深，用深潜器

随着水深继续增加，水压会大到难以想象的程度。在水深1500米的地方，一个普通泡沫杯会被压缩至原来的一半大小；在水深4000米的地方，压强之大就像是一只大象站在你的脚拇指上。现有的潜水服已经不能给潜水员提供良好的保护，这时，就轮到深潜器登场了。它们不仅能潜得更深，搭载的科学仪器也更丰富，可以探索特定海域，发现海底火山、热泉，还能采集海底样品，发现新的物种。

潜水5000次

阿尔文号可以说是世界上最敬业的深潜器之一，它诞生于1964年，而且一直在更新换代，迄今已进行了5000多次潜水，最大下潜深度达到6500米。它内部的钛合金球状舱可以容纳3人，前方装有2个机械手，6个推进器能使它朝任意方向移动。

半个世纪以来，许多重要的海洋发现都离不开阿尔文号，它曾帮助地质学家确定地壳如何形成，为美国空军找到了丢失的氢弹，还参与了泰坦尼克号沉船的发掘。

海洋最深处

马里亚纳海沟的“挑战者深渊”是地球上最深的地方，最低点将近11000米深，面对这样一个冰冷、寂静、黑暗的世界，任何人都会感到恐慌，一位电影导演却单枪匹马抵达了这里，他就是拍摄了《阿凡达》的詹姆斯·卡梅隆。

卡梅隆搭乘的深潜器是深海挑战者号。不过，它并不是以科考为目的而制造的深潜器，配备的科学仪器比较少。

2020年11月，中国制造的奋斗者号也抵达了马里亚纳海沟最深处，成为世界上第4艘抵达海洋最深处的载人深潜器。