为万米深渊开一扇窗：深海潜水器

深海对于人类来说始终都是一片尚未知晓之地。在还没有潜水技术能深入海底的时候，海底世界变成了神话故事中的常驻场...

文章来自/科学FM

深海对于人类来说始终都是一片尚未知晓之地。在还没有潜水技术能深入海底的时候，海底世界变成了神话故事中的常驻场景。

苦等十二年上映的《大鱼海棠》，孙大圣深藏东海的金箍棒，都显示出人类对于海底的探索之欲。

而现如今，海底世界的面纱已经随着技术发展逐渐揭开。人们学会了潜水，看到了海下30米的世界，发明了潜水艇，看到了海底500米的世界，而鲜少有人知晓真正的深海中的“探针”——深海潜水器，它甚至能带我们进入海底一万米以下的世界。深海世界的陌生犹如身处另一个星球。（莫尼）

“上天容易，还是下海容易？”如果突然被问起这个问题，相信大多数人都会选择后者，因为没有人能不借助外力飞上蓝天，盛夏时节到海边旅游却可以随时下海游泳。但如果把这个问题里的“上天”定义为“飞向外层空间”，“下海”解释为“潜入不见阳光的深海”，那么两者其实同样艰难。航天的艰险自不必说；而“下海”之路也并不好走，因为水深每增加10米，水的压力就会增加一个大气压。人类如果不借助任何器械的帮助，只能潜到水下30米深的地方。巨大的水压之下，任何微小的疏漏都足以致命。

正因如此，海洋之下的世界，终年不见阳光的黑暗领域，曾经长期是人类难以涉足的“禁地”。在欧洲南部，人们传说马其顿亚历山大大帝曾为自己制造过一个透明的潜水装置，得以看到水下的世界，但他见到的那些“生物”，让人感觉这个故事的虚构成分多于真实。真正意义上的深海潜水器，则要到现代工业社会方才出现。

不同于最多只能潜入水下500~600米深处，并且只能通过声纳了解水下环境的潜水艇，载人深海潜水器可以说是一种为海底科考而生的机器。由于海水的巨大压力，深海潜水器的潜航员座舱，和那些脆弱的电子设备，会被安排在非常坚固的耐压壳里。在这个狭小的舱室外面，是一层可以减少航行阻力的外壳。为了方便海底科考，深海潜水器几乎都装有舷窗和机械臂等科研装备，以便直接观察水下的景象和采集标本；无人潜水器则会使用摄像头。

图：美国人威廉·毕比和他的深海潜水器“深海潜水球”

1930年，人类历史上第一具载人深海潜水器“深海潜水球”，由美国人威廉·毕比、欧迪斯·巴顿和约翰·巴德拉研制成功，并由母船用钢缆悬吊，潜入水下244米。1934年，这具潜水器又创造了潜入水下914米的纪录。毕比是一位优秀的博物学家，不仅收藏和研究了大量鸟类标本，而且因为前人对珊瑚的研究，以及法国人儒勒·凡尔纳的科幻小说《海底两万里》，对海底世界和珊瑚礁的形成产生了兴趣。在亲眼看到水下世界之后，毕比一时没有为“深海潜水球”找到更多的功能，便中断了这方面的工作，但他已经为类似的装置打下了技术基础。

图1：“的里亚斯特”号深海潜水器

图2：“的里雅斯特”号上的耐压球体

第二次世界大战之后，能够自行下潜和上浮的潜水器成为主流，下潜深度纪录也一次次被刷新。1958年，由瑞士探险家奥古斯特·皮卡德和雅克·皮卡德父子设计、在意大利建造的“的里雅斯特”号深海潜水器，被卖给了美国海军。而后，它被换上了由德国克虏伯公司制造的耐压性极强的“克虏伯球”，作为保护潜航员的部件，以拥有潜入更深海底的能力。

图：雅克·皮卡德和唐·沃尔什乘坐深海潜水器挺进马里亚纳海沟

1960年，经过这种特殊改装的“的里雅斯特”号，带着雅克·皮卡德和海军军官唐·沃尔什，潜入了太平洋中深度达10916米的“挑战者深渊”。值得一提的是，皮卡德家族是瑞士有名的探险家族，奥古斯特·皮卡德在投身于深海潜水器领域之前，在航空探险领域也有所建树；雅克·皮卡德的儿子博特朗·皮卡德则回归航空探险领域，目前正在驾驶太阳能动力飞机“阳光动力”2号进行环球飞行探险。

图：阿尔文号深海潜水器

“的里雅斯特”号在1964年退役之后，以美国的“阿尔文”号为代表的新一代深海潜水器崭露头角。这一类潜水器虽然下潜能力相对逊色，但具有更好的灵活性，以及更为强大数据乃至标本采集能力，使它们能承担更多样化的深海考察任务。将潜航员座舱和观察窗从潜水器下部挪到前部的改进，也让潜水器在水下的操纵方式更为人性化，并且赋予潜航员和搭乘潜水器的科学家更好的视野。

在“阿尔文号”的“履历表”上，我们就能看到1966年寻获坠海氢弹的行动，20世纪70年代为验证“海底扩张学说”进行的“费摩斯”科考计划，以及1986年对“泰坦尼克”号残骸的考察。

有幸搭乘潜水器进入深海的科学家，也对亲眼观察深海的经历难以忘怀。一位曾搭乘“阿尔文号”的科学家曾这样写道：“虽然21世纪计算机技术的飞速发展，使智能机器人的性能不断提高。但比起坐在考察船的船舱里，观看无人潜水器的摄像头发回的影像资料，亲自乘坐潜水器进入深海，感受还是大不一样。在东北太平洋的胡安·德·富卡洋中脊，由于海底火山活动，海底以下温度高达1200℃的玄武岩岩浆，加热了这里的海水，使热液周围几米至几十米的地方聚集了大批深海生物，让我感觉自己仿佛来到了另一个星球。在远远超出人体承受极限的数千米的水下，生命仍然找到了独特的适应之道。可以说，那里并不是一个完全死寂的世界。”

随着中国科技实力的增长，中国也在深海潜水器领域发出了自己的声音。由于认识到载人潜水器对海洋科学的价值，中国在“十五”期间就开始研究深海载人潜水器，“蛟龙”号即是最为著名的成果。

图：中国载人深海潜水器“蛟龙”号

这具潜水器在2010年和2011年相继突破3000米和5000米两道“关口”后，又在2012年完成了7000米深度的海试。这意味着它的工作范围可以覆盖世界上大约99.8%的海洋区域。

如今，“蛟龙”号已经多次潜入深海，为中国的科学考察效力。这艘深海潜水器向海底挺进的历程，也反映出中国正不断加快向海洋进军的步伐。随着陆地上的资源日益枯竭，世界各国都把目光转向了海洋。美国、法国、俄罗斯、日本等国家研制的深海载人潜水器，帮助科学家们完成了大量的科研任务。而“蛟龙”号的成功，也使中国拥有了一件考察深海的“利器”。对于中国的科学家来说，亲身潜入深海所能收获的，不仅仅是第一手的标本和观察资料，还有全新的研究灵感和对地球未来的思考。