潜水的演变与发展
“潜水”,作为人类与自然界作斗争的一种特殊手段,从人类的原始时期就开始了。可以说,谁也不知道从最初的“把头扎到水里去”到真正的潜到水下这段发展过程究竟有多长。潜水到底是怎样开始的呢?我们只能从远古的历史痕迹和历史资料中去寻求答案。
一、最原始的潜水:“扎猛子”
古时候,社会物质不丰裕,科学不发达,人们只能凭“憋着一口气”潜到水中,以求探索海底的秘密和搜取珍贵的珍珠、贝壳、海参等海产。在历史资料中,六千年前,古巴比伦贵妇人当作贵重饰物的珍珠的出现,就足以证明在那时已有“潜水采珠者”。他们为了生存,不得不为那些富有的人们,
以自己的生命去孤注一掷。在古代,人们不只为打捞贵重的物产才潜到海底。在军事上,潜水者有很大的便利:隐蔽性强,不易为敌人发现。纪元前三百年,古希腊人就利用了潜水员帮助攻破叙拉古城。自从那时起,潜水就一直被利用去为战争服务。
二、用呼吸管的潜水
对于潜水者来说,空气的供应情况,是一件生命攸关的事情。人类早在几千年前就开始寻找怎样能够在水中得到空气供应的办法了。很早时,就有人描绘,潜水者的形象——像大象潜在水中,把它的长鼻子伸到水面来呼吸一样。经过观察和总结,古代人们模仿一种水生生物幼虫的呼吸管,利用芦苇杆(后来发展为皮革管子)来代替呼吸管子,以便能在水下吸取空气。这样,人在水下停留的时间可以延长些了,但用呼吸管呼吸时,胸廓受着巨大的水压,仅能潜深一米左右(如要保持正常呼吸的话),要加大深度,就只能扩大呼吸管的直径才能达到目的。
三、带着皮革空气囊的潜水
最初,人们凭一口气能在水下停留两三分钟,继而知道了用芦苇杆从水面吸取空气,较长时间地潜到水下一米左右深度,这是人类第一次完成潜水艺术方面的尝试。但是那深不可测的大海底部对人们却具有极大的诱惑力。人们更想潜到更深的海底去,在水下停留更长的时间。怎么办呢?人在水下, 没有空气就不能生存,要在深水中较长时间地停留,必须“带着空气”到水里去!由于生产力和自然科学知识的不断发展,为创造简单的较科学的潜水设备创造了条件,在十五到十六世纪的历史资料中就经常记载有身上绑着绳子,腰上系着压重物,在嘴上衔着一个空气囊的潜水者。这样,下潜深度和在水下停留时间都比以前发展了,但利用“空气囊”潜水,在水下时间长了, 潜水者容易发生二氧化碳中毒,生命受到威胁,又要携带压重物,很不方便。
四、用潜水钟及空气唧筒供气的潜水
由于潜水在生产上、军事上广泛地应用,潜水装备逐渐受到人们的重视, 并不断地加以研究,随着时间的推移,也得到较大的改进。人们发现:翻倒在水中的容器能保留着部分空气。于是潜水员在水下把一个木桶戴在头上, 凭着它的少量空气呼吸。到了 1250 年左右才有人用较大型的金属潜水钟取代了原始设备,潜水钟可储存空气,体积越大,保存的空气就越多,人在水下停留的时间就越长。但是潜水钟既大又重,活动范围受到限制,潜水者又难免受到水温的影响;另外,二氧化碳的积聚问题还是得不到解决。几乎又过了一百年,才有人用空气卿筒通过导管给潜水者供气,其量可多可少,这样, 彻底地解决了二氧化碳的积聚问题,潜水钟的体积可大大缩小,现代的“沉箱”就是根据这原理建造的。它不受水流的影响,桥梁建筑、水下工程⋯⋯ 都离不开它。
五、潜水罩——潜水服的发展
由空气卿筒通过导管供气,配合体积大大的缩小了的钟,便成了现在依旧使用的通风式潜水设备的雏型。体积缩小了的潜水钟成了戴在头上的盔形罩,它的前、侧方都设有观察窗,可直接在水中观察四周的物体。可在一定范围内活动,但还不能弯腰,不够方便。原始的皮革制成的潜水服解决了潜水者躯体与水隔离的难题,又使设备大大地改进了一步。约于 1830 年,在纺织品上涂胶作防水材料试验成功,于是它成了制成潜水服的主要材料,代替了多孔、笨重的皮革,使潜水服更轻便、更科学了。
六、循环潜水器与压缩空气呼吸器
人们借助又笨又重的通风式潜水装置,已可以潜到 60—100 多米的深度了。但是人们是远不会满足的,科学上的探索,永远是引人入胜、最有诱惑力的。人们通过不断的试验研究,约于 1928—1943 年,研制成功了一些轻便的独立潜水器。它的特点是潜水者自己携带在水中呼吸用的空气,可以在水中独立的活动,潜深可达 20 米—40 米不等,如各种类型的“氧气潜水器” 与“压缩空气呼吸器”(特别是压缩空气呼吸器)就是这些独立潜水器的典型代表。它们是水中资源调查、水下科学考察、军事活动、体育潜水竞赛和娱乐的最理想的工具。
七、科学考察深水潜艇——各种先进的军用潜艇
由于生产的发展,科学技术的提高和社会物质的丰富,约于十七世纪中叶,人们便试制成第一艘人力潜艇。以后在科学研究和战争中发挥了作用而受到重视,又得到进一步的发展。二十世纪初到六十年代,人们又研制了科学考察用的深水潜水艇。人们已经借助这些先进的潜水装备潜到四五千米的大洋深处了。
但到目前为止,用不抗压的潜水装具所能达到的最大潜水深度,对大洋的最深处(11521 米)来说,还不过是个很浅的深度,而实际的作业深度还要浅得多。