潜海探险之谜
人在水里,就如同鱼类在陆上一样,如果不浮上水面呼吸新鲜空气,便无法在水里停滞2、3分钟以上。根据记录,古代希腊的潜水员,不使用呼吸器具,便能潜水4、5分钟,但这只能在较浅的水域、同时保持静止不动的条件下完成。1300年到1400年,人们再度开发海洋时,已经有了能在深海里呼吸的装置。
首先研究这种装置的是达文西,他是欧洲文艺复兴时代(1300年到1500年)最优秀的人物之一。他所设计的水中装置,是一种装在头上能抵抗水压的头盔,盔上装有可伸出海面与浮标相连的呼吸管,并戴上玻璃潜水眼罩,而且在金属头盔上钉上许多大铁钉,以避免海中怪物的接近。
达文西同时设计了有蹼的手套和蛙鞋,但他没有实际试验过自己发明的器具,否则他将会发现许多意想不到的缺点。戴上达文西呼吸管的潜水员,潜至不超过5尺处,一定会窒息而死,因为在那个深度,胸部所受的压力使得肺不能充分扩张,以致无法吸收空气。
1690年,艾德蒙·哈利发明了在钟里输送压缩空气的方法。
他发现,如果潜水员所呼吸的空气与他周围的水压相等的话,他的胸部就不会受水压的影响,并能正常呼吸。哈利就以这观点作为制作潜水钟的原理。潜水钟由钢铁制成,但无底部,钟下可容纳1个或2个潜水夫。潜水钟深人海里时,水的重量会将钟内的空气压缩,潜水夫就能在钟内暂时地吸些空气。
如果钟的高度有10尺,在深627尺处,钟的内部空气只有15公分,因此,这种装置就不太实用了。因为潜水员在里面无法自由活动。为解决空间问题,哈利再度研究发现,如果能从海面上不断传送与水相等压力的空气,那么内部的水面便不会上升。他用两只软管装在潜水钟上,空气因水的压力透过管子进入钟内,潜水员只要打开栓盖,便能获取所需要的空气。
哈利不断的亲自试验自己的发明,发现潜水钟有不理想的地方时,马上加以改进。因为钟内的坐椅,妨碍潜水员的视野,于是哈利想办法使潜水员能呼吸戴在自己头上的独立小钟内的空气,于是,他发明了潜水服。
人体肺部受到强力水压时,无法呼吸普通空气,因此,初期的潜水服设计家们,着重研究在危险的压力下如何保护潜水人员的问题。他们开始研究制作铁制甲胄般的潜水服。1829年,奥古斯都·希普发明了一种潜水服,这是现代附帽潜水服的原形。
1837年完成了制造完全的潜水服,这是能够自由拆除钢盔的橡皮制不透水潜水服,钢盔上装有空气的进出口,由协助人员在甲板上以打气筒供给压缩空气。由于希普的发明,使得潜水员可以潜至300尺深处。第一位利用希普的装置探险海底的是科学家亨利·米伦·爱德华,他是法国的动物学家,1844年,在西西里外海潜水,采撷栖息于地中海的生物标本,亨利多次从事这项工作。
潜水服的发明虽大大便利了科学家对海洋的研究,可是初期仿效他从事潜水探险的科学家却寥寥无几。
19世纪中叶,潜水服已有了改良,但仍必须靠着海面供给空气;到了公元1865年,法国采矿技师布诺瓦·鲁魁洛尔和一位海军士官奥邱斯特·杜涅鲁斯,设计了能让潜水员自由活动的装置。他们将装满压缩空气的金属罐子,安装于潜水者的背部,其上装了两个调节活门,其中一个活门是送出空气,另一个调节活门将潜水员呼出的空气排出。
这项发明虽然了不起,可是因有些障碍而无法成功;这是因为当时无法制造能耐深海水压的金属罐子,所以鲁魁洛尔和杜涅鲁斯只好仍使用原来的装置,以长长的管子输送空气。完全脱离输送管的潜水,在78年后才得以实现。
从达文西时代以来,潜水艇与潜水服故事大全的研究,同时进展着。