什么是难如登天?
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发布时间：2022-05-06 15:22
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时间：2022-07-01 04:48
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*，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，*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，*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。
“探险者二号”
阿·比卡特在1884年生于瑞士的巴塞尔，毕业于苏黎世专科学校，20岁时成为布鲁塞尔大学教授。比卡特所处的时代是一个发明创造的时代，是科学上充满冒险和奇迹的时代，而他不愧是这个时代的闯将。他的格言是：“生活中应该有冒险！”他总是不知疲倦地工作，无所畏惧地向当代科学的顶峰冲去。
当时，他对欧洲盛行的大气层探险感兴趣，刚涉足这一领域，正值吊篮式升空气球遇到技术上的困扰，高空的严寒和空气的稀薄堵住了升空的道路。比卡特以其独特的才能创造了一种铝制的密封舱代替吊篮，克服了严寒和稀薄气体对乘员的威胁，推进了升空高度。1913年，他乘坐亲自设计的气球创造了垂直升空16千米的记录，在密闭舱内舒适又安全地度过了16个小时，进行了大量的科学考察。这一成功使他在这能人辈出的时代一举成名。
勇于探索的比卡特，自幼就有进军海洋的梦想，就在他进行大气层探险时，也未放弃叩开海底龙门的念头。1933年，在美国芝加哥的一次展览会上，他遇到了从事深海探险的毕比，毕比向他介绍了深海奇观及自己的深潜球所面临的困难。比卡特既为这位探险家的成就而高兴，又为眼前提高下潜深度的困难而担忧。从此，他决定尽早转向海洋深潜器的研究。
当时的深潜器面临两大难题：一是随深度增加，球壳增厚增重，因此深潜球自身不再有正浮力，必须用绳索吊着；二是深度增加，缆索变长变重，下潜深度受缆索强度的*。发明家与探险家的双重性格，广博的知识和丰富的实践，使他在深海探索中重现了高空探险时创造的世界奇迹。
他大胆地把气球加密封舱的原理移植到深潜器的技术改进中心，形成了上浮和压舱原理，创造出新一代的自航深潜器即水下气球。它的原理是：把一个钢制的潜水球和一个像船一样的浮筒连在一起，在浮筒里充满比海水比重小得多的轻汽油，为深潜器产生浮力；同时，在深潜球内放进铁砂作压舱物，帮它下沉，当它需上浮时，只要打开电磁阀门，扔掉一些压载物就行了。采取这两个措施，深潜器就可在任何深度的海洋里自主沉浮。它第一次扔掉头上的拖缆和供气的管子，成为在深海中自由航行的特制潜水器。
二战的爆发，推迟了比卡特的深潜计划，直到1948年，他的第一艘深潜器才建成，命名为“探险者二号”，成为著名的探空气球号的孪生姐妹。“探险者二号”壁厚9厘米，耐压直径2米。它的浮筒可装80立方米汽油，能提供足够的浮力。深潜器的首次试航冒着巨大的风险，因为这是人类首次不依赖系缆下潜，一旦出故障，便永远葬沉大海。立志献身科学探险的比卡特，又一次把生死置之度外，亲自乘坐“探险者二号”下潜，到达25米深度后，安全返回海面。
1948年11月3日，西非外海的佛得角群岛附近，“探险者二号”正准备首次深潜试验。由于风浪太大，试验不得不推迟到下午进行。这是一次无人下潜，深潜器上安装一套自动导航设备进行定时操纵，当它到达预定深度后自动弃载上浮。15点45分，“探险者二号”被吊放到蔚蓝的海水中，解开绳索后慢慢下沉，不一会就消失在波涛中。比卡特与所有参加试验的人都带着不安的心情凝视着水面，等待它的返回。44分钟后，船上响起一片欢呼声，成功了，深潜器重新出现在海面，深度指示器示数为1373米。
由于风浪的折腾，装汽油的浮体有部分受损，观察窗轻微漏水，耐压舱里也进了几滴水。因此，有些报道说比卡特的试验失败了。比卡特清醒地分析道：浮体的部分受损是强度不够，不能抵挡海浪的冲击，以后应加强浮体结构；观察窗少量漏水，是密封还不严密；但耐压舱却经受住了高压的考验。成功使比卡特增强了深海探险的信心，不足则成了他攻关的新起点。
比卡特对未来的深潜器有了新蓝图，他研制了改进型的“探险者三号”，在法国的土伦市建造。1953年，它载着比卡特父子达到3048米的深度。1954年，又创造了4050米的深潜记录，为人类到达海底深渊开辟了道路。
