新时代的深海探索

余毅仁

福博斯理论的推倒

19世纪中期，守旧的宗教势力和新兴科学支持者产生了激烈的冲突。大名鼎鼎的博物学家达尔文在经过长年的环球航行和研究后发表了《物种起源》一书，书中提及了地球生物的进化学说。这根巨大的导火索引发了曰渐衰落的宗教势力与新兴科学派之间的世纪大论战。在论战中，科学派有力地驳斥了？神创造人”的理论。此后，人们普遍相信，陆地生物是从海洋生物进化而来。但要证明这一点，还需要更有力的证据。

就在达尔文发表进化论之前，英国生物学家爱德华·福博斯经过研究后得出的结论是，深海中因缺氧、高压且无光照，不具备生命存在的必要条件，故不可能有生物存在。但这就与达尔文的理论相左。

在那个天才辈出的时代中，当福博斯的理论被广泛接受的同时，也有人认为他的理论是错误的。他们中的代表人物就是英国天才博物学家查尔斯·汤姆森。这位科学家在少年时代就对海洋生物学很着迷，并在青年时代名震英国生物学界。

1860年，英国工程师弗莱明在地中海抢修海底电缆时，发现在2160米深的海底，依然有贝类、珊瑚、蠕虫等活体生物依附在电缆上，此发现将福博斯的理论顿时推翻。

为了进一步了解海洋的各种情况，查尔斯·汤姆森和知名生物学威廉·卡朋特决定出海考察。在取得了英国政府和海军的支持后，1868～1870年，查尔斯·汤姆森和卡朋乘坐英国皇家海军的“闪电号”“豪猪号”考察船对海水温度、海洋地质和海洋生物进行了两次考察和取样。

事实证明，虽然随着海洋深度的增加，生物种类不断减少，但海底依然有着众多生物种群。查尔斯·汤姆森还根据海底物种群的不同分类，成功提出“海岭”的概念，丰富了海洋地质学的思路。

“挑战者号”的成就

就在这两次科考前，英国的另一位天才物理学家和工程学家威廉·汤姆森经过数次失败后，以超人的决心和多年的钻研，于1858年成功铺设了欧洲至北美的跨大西洋海底电缆。而在此之前的19世纪50年代前期，由于设计缺陷以及对海洋认知的匮乏，导致英国政府及电报公司在铺设海底电缆项目上承受了巨额损失。这些打击也迫使政府要加大对海洋研究的支持力度。

在这样的背景下，1871年，查尔斯·汤姆森和卡朋特向英国政府提交了对全球海洋进行考察的申请，其中特别注重对海洋生物学、地质学、物理学、化学等学科的全面研究。基于战略因素的考虑。尤其是政府对于科学知识的掌握有利于巩固英国强大的国际地位，英国政府随即同意了这次科考行动，同时，派遣了皇家海军“挑战者号”来担任这次光荣任务的主角。“挑战者号”是一艘木壳蒸汽机风帆高速舰。该舰以风帆动力为主，蒸气机动力为辅：重2000吨，长70米。经改造后，军舰变成了实验船。船上配备各种科研设备，比如放置标本的仓库、海底挖掘机、拖网、超长绳索和实验室。自1872年底至1875年的3年多时间里，“挑战者号”上的科学家们历经千难万险，终于完成了这次彪炳千秋的全球海洋大考察。

这次科考行动的成果极其丰硕。科学家采集到了1万多份生物标本及1000多份海水样本，发现了近5000种新物种，并对生物群进行种类、区位和深度的区分；取得的众多深海生物样本，为进化学说的科学性提供了有力的论证材料。科学家使用了多种海水测温的新技术，对洋流、水温、深度进行了具体而细致的分析，成功研究出了全球海洋的水温分布情况及全球各地海水的化学组成。科学家初步勘测出全球海洋洋底的各种地貌状态，发现海底由海岭、海沟、海盆等各种地形组成，其复杂程度堪比陆地；发现了大西洋洋底的山脉群，即大西洋中脊；测得太平洋马里亚纳海沟是世界最深之处，当时测定的深度约8200米。在科考中，还发现了全球洋底广泛分布的多金属结核。这一发现开启了20世纪人类开采海底矿物的帷幕。科学家们也考察了全球各地的风土人情，留下了众寥的人文记载，促进了世界文化的交流。

这次考察意义非凡，为日后的科学研究提供了广泛的理论依据，为后世的探险和考察指明了方向。不仅如此，英国政府借助这次环球科考完善了国际形象，提升了国民的科学素养。更重要的是占据了科研的制高点，这种优势促进了工业和科研产业的联动发展。产学研密集化的先进模式使英国一直到20世纪上半叶还拥有强大的海洋科研能力。

拖曳式作业平台

到了19世纪末20世纪初，人类对于海洋事物的认识还处于懵懂期，但对海底世界却有着无限的兴趣。水下工业的发展增进了人类对于海洋的了解。同时，水下摄影器材记录了当时人们前所未见的海底美景。20世纪初到第二次世界大战前，潜水设备也进入到前的未有的高速发展期。

1893～1900年间，法国科学家路易斯·巴顿用带有蓄电池驱动电弧灯的线控封闭箱式照相机拍摄到了水下深处的清晰图像。此后，巴顿还出版了世界上第一本水下摄影教程，至今还被摄影界奉为经典。

1907年，瑞士科学家乔治·吉尔伯特制备出了过氧化钠，这种神奇的物质可以吸取二氧化碳并生成氧气。在密闭的空间里使用时，可有效防止缺氧，此发明之后广泛应用于潜水艇及潜水装备中。英国、德国用过氧化钠作为氧气循环剂相继研制出潜水艇艇员逃生装备，有效挽救了众多艇员宝贵的生命。

1911年在潜水史上是具有里程碑意义的一别出心裁地用于摄像。受此启发，父子俩索性于1914年在巴哈马海水下完成了世界上第一部水下电影《潜水航行三十里》。2年后，他们把法国著名小说家儒勒-凡尔纳的《海底两万里》搬上了电影银幕，耳目一新的拍摄手法使英美观众为之痴狂，影片也成为热议一时的焦点话题。

实用化的重潜服

1913年，德国纽昆公司研制出了第一套实用化的重潜服。该重潜服运用了众多现代设计。

与之前的重潜服设计相比，这种重潜服密闭性更好，桶身采用锻钢，手足大量使用现代化的球形关节。关节与桶身全密封，内部增加了滚珠轴承来协助提高潜水员的灵活性，并巧妙地设计出随水压增大而自动适应的橡胶密封环。内部依然保持一个大气压，潜水员呼吸靠桶内的数个高压瓶。重潜服依然不能脱离吊靠桶内的数个高压瓶。重潜服依然不能脱离吊装，但水下自由度得到了很大的改善，潜水员可以比较自由地活动、工作。此潜水服实用潜深约100米，通信依靠当时已日渐成熟的电话电缆，头部也有电灯照明，在遇到紧急状况时还可以抛弃压载自救。但由于需要抵抗强大的水压，手腕部分全部封闭，手掌部分采用类似老虎钳的设计，所以潜水员无法完成非常精密的动作，样子也十分滑稽。

随着不断地改进，到1938年，共研发出三代重潜服。第三代重潜服的工作潜深已超过200米。这些发明继承了前辈们的优点，改进了早期产品的缺陷，成为现代深潜服的鼻祖。正是先人的有益探索为现代的深潜常压服积累了经验，使现代深潜服可以担当深海工作或救援的“急先锋”。

人类就在探险中不断地摸索前进，不久之后，美国两位伟大的探险家将攻破深海1000米大关。