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。由于生理条件的限制,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。