《科学24小时》
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下潜 下潜
2013-08-10 21:37:15公元前460 年，波斯王泽克西斯一世雇佣了一位著名的希腊潜水员——西利斯，并派遣他从沉没在海底的船只中打捞起无数的金银财宝。当年人们为了海底的珠宝下潜，而如今人们为了了解海洋，开始探索更深邃的海底世界。
下潜 下潜
赵叶
想要去海底“龙宫”一探究竟的巨大魅力，诱使人们义无反顾地潜入水中，不少人甚至为此付出了生命。但是这又能怎么样？人类下潜的欲望从未停止。
永无止境的下潜欲望
古代潜水员是不借助任何装备直接潜入海底的，可是水中高压却限制了潜水者的下潜，一般只能下潜至十几米深。当达到一定深度时，水压会使人产生明显的氮麻醉、氧中毒等症状。倘若压力变化过度或压力作用不均匀，还会导致人体受到气压伤、挤压伤、减压伤等危害。人在水中每下降10 米，就会额外承受一个大气压的压力。在水深1000 米的海底，水压能把木材的体积压缩一半，如果在7600 米深的海水中，连空气都会被压得像水那样密实。
为了克服水压给潜水者带来的巨大困难，千百年来，人类不断地进行着探索。早在公元前4 世纪，亚里士多德就曾描述了古希腊一种为打捞海绵的潜水员设计的供气设备，它是一个倒扣并能沉入海中的密闭罐子，潜水员依靠储存在罐内的空气短暂补氧，维持水下活动。
意大利的天才画家达·芬奇曾在1490 年前后致力于潜水装备的研究，大部分设计稿被他编入《阿特兰提克斯手稿》中，其中一幅潜水呼吸管图相当引人注目。达芬奇设计的呼吸管是由一个较短的向外凸出的皮囊构成的，皮囊与呼吸管口相接，呼吸管上端装有一个软木浮托，使另一个管口得以浮出水面。虽然，达芬奇设计的呼吸管的结构并不完善，选用材料也非常普通，但却并不妨碍它成为如今的简易潜水装置的雏形。不过，达芬奇对他当时的研究工作极为保密，他认为如果公开他的研究成果，会对人类造成难以估量的负面影响。尽管如此，人们还是在潜海旅途的里程碑上刻上了他的名字。
1715 年，美国人约翰·美斯勃设计了世界上第一套盔甲式潜水服。它的外形像一只圆柱形的木桶，头盔前方有一个玻璃观察窗，圆桶左右还有两只固定在桶上的皮制袖子。人们穿着这套服装可以轻易地潜入18 米深的海底作业。
1797 年，法国的K·H·克林格尔特发明了一套用泵供气的开放式潜水服，它能使空气通过管子压进潜水服内，初步解决了潜水者在海底呼吸困难的问题，使人类向海洋深处进军迈出了可喜的一步。后来，他还在一艘英国舰船沉没的海域创办了世界上第一所潜水学校。
此后，潜水装置不断得到改进与完善。1865
年，法国人设计出一套具有自动调节阀的呼吸装置，1903年英国还制造了一只潜水逃生肺。20 世纪以来，潜水装置的发展更为迅速。1943 年，法国海洋学家发明了可自动调节的潜水呼吸器——“水肺”，1970 年，又诞生了“电子肺”。至此，人类的潜水装置已迎来一个全新的时代。
1998 年，在风光绮丽的夏威夷群岛，埃欧尔博士带领她的实验团队进行了一次深潜试验。埃欧尔博士身穿一件吉姆潜水服，在潜水器具Ⅱ号的护送下，慢慢地往海底下潜，坐在深潜器内的埃尔·马丁则不断向她报告潜入的深度。最后，埃尔报告的潜水深度停止在381 米，这已是这一带海域的最大深度了。埃欧尔在那幽深奇妙的海底世界漫游了两个半小时，饱览了深海底部各种奇异生物的形态。虽然她未能刷新当时人类的深潜纪录——438米，但她的成功也足以使人们为之叹服了。
束缚不住的科技力量
当然，由于受到诸多条件的限制，人类的下潜深度仍然是有限的，毕竟海底深处仍是一片充满危险的世界。在科学技术高度发达的今天，人们已经把潜入深海的重任交给了机器人，科学家们只要坐在监视器前，便能一清二楚地看到水下的一切。1974 年7月，美国“挑战号”就携带水下机器人在夏威夷西北深5300 米的太平洋底打捞起一艘前苏联潜艇。同一时间，美法两国科学家还联手在大西洋底进行了一次考察，这次考察的主要任务便是寻找大西洋底的“大裂谷”，并进一步证实大陆漂移学说。为此，科学家们使用了三个水下机器人，分别是法国的“阿基米德号”、“西尔纳号”和美国的“阿尔文号”，它们都能下潜至几千米深的海底，并配有海底自动行走装置，几只行动自如的机械手，以及水下照明灯、水下摄影机、声纳装置、水下电视系统、水下通信设备和锤击、钻探等各类高科技设备。三个机器人不负众望，终于在2000 米深的海底找到了“大裂谷”。大裂谷位于宽1000～2000 千米，高2～3 千米的大西洋中脊的中尖，它的顶端宽达25～50 千米，底部宽不到3 千米，深2.8 千米。机器人上岸后，科学家对它们采集的样品进行了各种测定，最终证实了魏格纳的大陆漂移学说（关于此次考察活动的详情可参见本刊2012
年第9 期中的《探测地球的“裂口”》一文）。
1985 年12 月，我国的第一台水下机器人“海人一号”样机首航成功。它通过综合电缆从监控船上获得电能和接受指令，在大海里自如地前进、后退、转弯、侧移、下潜，依靠自己的照明设备和“眼睛”观察神秘的海底世界，通过灵活的机械手臂进行作业。
人类在向海底下潜的历程中，克服了无数的艰难困苦，留下了一座座不可磨灭的里程碑。未来，人们将充分利用已掌握的潜水技术来探寻海洋世界，海底必将留下潜海者更加可歌可泣的光辉足迹。
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氮麻醉：如人体潜水到50～120 米深度时，呼吸气体的氮分压可升高到5～10 个大气压，高压氮将产生麻醉作用，称为氮麻醉。高压氮可大量溶解于脂肪成分和神经组织中，引起神经纤维的传导和中枢突触传递受阻，神经元的兴奋性不能正常发生，使人体各种机能减弱，处于抑制状态，严重者可致死亡。
氧中毒：是指人体吸入高于一定压力的氧一定时间后，某些系统或器官的功能与结构发生病理性变化而表现的病症。氧中毒可致肺部毛细管屏障被破坏，导致肺水肿、肺淤血和出血，严重影响呼吸功能，进而使各脏器缺氧而发生损害。
人类的最大下潜深度：世界纪录为17.38 米（不佩带任何护具）、115.45 米（佩带护具）、531.87 米（携带装备）。
