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关于人类进化的历程，曾有位海洋生物学家Alister Hardy提出过这么个有趣的观点——水生猿假说。 他认为早期人类曾有过一段时期，因为栖息地和食物的不足，逐渐迁移到水中，并适应了水生环境。 例如“水生猿”理论可以解释人类皮下脂肪层的保暖作用；手指长泡水中会出现皱褶，有利于在水下抓握动作；以及人类区别于猿类体表无毛的特征，也更好地减少了游动的阻力等。 水生猿假说 但由于缺乏化石的直接证明，这个理论是一直被否定，从未被证实过。 不过抛开其真实性，这确实是一个非常美丽而有趣的假说。 从古到今，人类对神秘的大海就无比向往。 而铺满地球近70%表面积的海洋，也真切地孕育着全人类。 只是受限于科技，古人并没有我们这么幸运，难以与海洋有更亲密的接触。 现在一说潜水，我们第一个想到的画面大多是，穿戴着高级的水肺装置，在海洋生物簇拥下自由穿梭的情景。 但其实潜水作为娱乐项目的出现，才不过短短五六十年。 而在很早之前，人类的潜水大多是正儿八经地为了捕捉海产和寻找宝物等。 那时候的潜水，也全靠个人意志，憋着一口气来完成。 在《尚书》的《禹贡》篇中，就曾记载了公元前21世纪的贡品中，就有“蠙珠”和“玑”的存在。 这可能是我国最早有关于潜水采珠的记载。 在采珠产业的发展下，到明代时，潜水技术也有了较大的改进，并出现了简单的潜水工具。 《天工开物》中采珠的记载 如宋应星所著的《天工开物》（1637年刊著）中，就记载着当时潜水技术的要领。 那时潜水是要用长绳系在潜水员的腰上，再用锡做的环形空管罩在鼻子上，潜水员可通过这个管子呼吸。 当他在水下感觉憋气不适时，就拉动绳子。 一有动静，水面上的伙伴就会马上把他提出水面，休息后再下潜作业。 不过这项技术还是粗糙的，和拿根空芦苇伸到水面呼吸空气无本质区别。 潜水是一件极其危险的活动，而在水底的窒息感，更是使许多人对美丽的大海望而却步。 因为无法在海底自由呼吸，人类在海底活动的范畴撑破天也仅限于劳作。 所以我们现在拥有各种水下呼吸器，能像鱼类一样在水中畅游，还得感谢过去的发明家。 过去有不少发明家们可是搭上自己的性命，也要让人类为了学会在海底呼吸。 用“一人为水下呼吸续一秒”来形容这整个历程都不为过。 水肺由口中咬的调节器和背后的氧气筒组成 我们现在进行水下冒险最重要的一件装备，毫无疑问是水肺（SCUBA，Self-Contained Underwater Breathing Apparatues）。 它又称自携式水下呼吸装置，是一种辅助潜水者呼吸的器具，曾带无数人在海底穿梭。 但现在一提到水肺发明者，人们第一时间想到的只有雅克·库斯托。 可以说对潜水有点兴趣的人，几乎都听过他的大名。 雅克·库斯托与他的水肺装置Aqua-Lung 在上个世纪五十年代，他和压缩气体工程师埃米尔·加尼昂一起研发出了Aqua-Lung。 这种装置只有在潜水员吸气的时候，才会以周围的水压一样的压力环境供气。 它的出现极大地改变了人类探索海洋的能力，是现代休闲潜水普遍使用的呼吸装置。 此外，雅克·库斯托还是历史上最著名的潜水员，被称为现代潜水之父。 著有《通过水下18米》(1946)、《静谧的世界》、《活跃的大海》、《雅克·库斯托:海洋世界》等一系列水下拍摄作品。 他的出现，极大地推动了人类的潜水运动。 不过，雅克·库斯托虽最受欢迎，但它的发明其实并不是历史上第一台水下呼吸装置。 在库斯托之前，还有许多先驱被遗忘在历史的长河中。 水杯倒扣，纸不湿 相信大家在日常生活中都接触过这么一个实验。 当将一个杯子倒扣水中时，将会发现杯子中间是不会进水的。 水之所以不能进入杯中，是因为杯子里面充满了空气。 如果把这个玻璃杯制成大到可以装下一个人呢？ 就是按照这个原理，十六世纪时最早的水下呼吸装置——潜水钟就这样诞生了。 过去被限制于憋住一口气的潜水历史，也从潜水钟的出现有了巨大的飞跃。 16世纪的木制潜水钟 如果按照定义分析，水肺是自携式的水下呼吸装置，那么潜水钟应该是最早的水肺装置。 但为了更多地探寻海底的宝藏，人类当然不会只满足于这一“钟”子的空气。 所以到1771年，一位英国工程师约翰·斯梅顿就曾发明了一种空气泵。 它可以通过软管连接到潜水钟上，向钟内源源不断地提供氧气。
英国工程师约翰·斯梅顿 只是潜水钟内氧气是有了，但它累赘的设计，还是大大地限制了人类海底大展拳脚。 这个时候，一位勇士出现了。 就在空气泵诞生后的第二年，法国科学家Sieur Freminet就设计出一个可以让人自由活动，并能实现“再呼吸”的装置(hydrostatergatique)。 这个装置穿在人身上，确实有点像豌豆射手，但是却能让人非常自由地活动四肢。
hydrostatergatique 但这副设备的亮点并不在这上面，而是它能让人实现在水底的“循环呼吸”。 在头盔上，Sieur Freminet设置有两根管子，一根用来吸气，另一根用来呼气。 从某种意义上来说，这是世界上第一台独立封闭的氧气装置。 而且这套设备，在当地的港口中还成功地被沿用了十多年的时间。
但糟糕的是，这个设备有个硬伤，就是两根管子是通向了同一个氧气罐内。 也就是说，他吸入的气体，就是其呼出的气体，氧气总有耗尽的时刻。 所以非常不幸的，在一次试验中Sieur Freminet于装置里待了25分钟，便因缺氧停止了呼吸。
不过，Sieur Freminet的“再呼吸”装置，却成功激起了不少发明家对自给空气概念的兴趣。 之后人类便前仆后继地，投入到更现代的水下呼吸装置的试验中。 于是各种千奇百怪的潜水装置，如雨后春笋般出现。 如1797年，德国Krigelt发明的可以置于海底的大容量空气槽，但太笨重，被淘汰。
还有1810年，出现的Chauncy Hall斗篷型潜水服。
1819年德国人August Siebe制造的潜水服，由地面上泵入空气供潜水员呼吸。
然而，折腾了一个世纪这么久，这些呼吸装置都未能解决一个严峻的问题——在压强大的深海如何呼吸。 海水深度为10米时，水压和大气压（1.03Kg/M²）几乎相等。 然而深度每增加10米，水压就会增加约一个大气压。 所以每个深度的水域，都需要氧气装置供给人体不同压强的空气。 如果没有气压调节装置，凭个人是难以完成呼吸的。
例如英国的Willias James，在1825就已经开发出能够贮存压缩空气的金属容器。 它被安装在腰上，是透过管子就可以呼吸的自足式水肺。 然而，这种装置因缺乏呼吸调节器，不能实现深潜。 而且因为压力的原因，金属容器中的氧气也消耗得极快（7分钟），缺乏实用性。
Rouquayrol的呼吸调节器 直到1860年，法国工程师Rouquayrol出手，才解决了这一问题。 他发明了史上第一个呼吸调节器，并为其成功地申请到了专利。 其原理与我们现在所用的水肺调节器原理已几乎相同，都是通过几个阀门分级的形式，来控制输出气压的大小。
Rouquayrol的调节器 不过说来奇妙，Rouquayrol的这个装置起先并非用于潜水，而是用于火灾现场或矿井。 后来是法国海军看上了他的这门技术，才变成了现代水肺潜水的重要装置。 有了这个调节器的原理基础，发明家们才能卯足劲，不断改进水下呼吸的设备，并实现了各种突破。
Rouquayrol的呼吸装置中可以见到背部的调节器 这之后，水肺的发展才开始明确地出现两种模式——开放式和闭路式。 开放式水肺的系统比较简单，是我们现在最多人使用的器材。 它只提供呼吸的气体（压缩空气），给潜水员使用。 而封闭式呼吸系统则复杂些，又称循环式呼吸器，可提供呼吸循环。 潜水员在使用供气后，系统会将二氧化碳吸收，并重新注入适当的氧气，再供潜水员使用。 不过这种封闭式水肺一般应用于工业或军事等，等级需求更高的潜水活动。
Henry Fleuss 所以历史上闭路水肺也出现得比较晚。 到1876年，第一种成功实现循环呼吸的装置才诞生。 那时候，一位英国水手Henry Fleuss就发现人类呼吸时，只会消耗部分氧气。 所以呼出的废气里，其实还有不少的氧气夹杂在其中。 为了不浪费氧气，Henry Fleuss决定实现废气的回收。
Henry Fleuss的呼吸装置正面 他的自给式呼吸器包括一个橡胶面罩和铜管连着氧气装置。 铜管里有用氢氧化钾浸泡过的绳索，因为氢氧化钾可以与二氧化碳产生反应，从而可实现氧气的再回收。 虽然先前没有潜水经验，但为了测试自己的发明，他还是勇敢地决定深潜。 经过多次试验和改进，这个装置才实现了长达3个小时的潜水活动。
Henry Fleuss的呼吸装置 Henry Fleuss的发明成功，也让其成为史上封闭式水肺的第一人。 而且这也是第一批批量生产的封闭式循环呼吸器，被用于潜艇的紧急逃生和维修。 不过其本人就没那么幸运了，在一次潜水试验中，他因高压氧中毒*，死在了水下30英尺的海中。 *注：氧虽是维持生命必不可少的物质，但超过一定压力和时长的氧气吸入，人体某些系统和器官功能会被损坏。
Lambertsen博士 封闭式的水肺装置有一个特点，就是呼吸时，不需要把废气吐出。 这也就意味着，潜水员呼吸时不会出现气泡，隐蔽性更好。 所以在二战期间，这个特点也就被美国海军盯上了。 1939年美国的Lambertsen博士，就为美军就开发出了一种更高效率的氧气循环装置。 利用这个装置，美军培养出了一大批优秀的蛙人。 所以Lambertsen也被称为“蛙人之父”。
库斯托在海中畅游 紧跟这位蛙人之父后面，才到我们熟知的潜水之父库斯托在1943年改良了开放式的水肺装置aqua-lung。 而库斯托改良的装置，便是来自Georges Comheines在1937年发明的一个水肺系统。 那时他已经突破了压缩氧气瓶和调节器相结合的系统，还曾在巴黎国际博览会的水族馆中向世人展示。 但是他命也不好，又在一次试验中葬身大海，很快被世人遗忘。
老当益壮的库斯托 后来，经库斯托改良的水肺装置出现，再加上他的大力宣传，潜水运动才得以走进大家的日常生活。 历史上这场长达4个世纪的装备接力赛，才在这个时间节点暂下帷幕。 但只要人类的好奇心一天不消失，这场接力赛就不会有结束的一天。 |
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