作者：赵洋

20世纪60年代，人类探索深海和太空的征程几乎同时起步。时至今日，太阳系的谜团相继揭开，可我们对深海世界的情形仍知之甚少。在某种程度上，静谧深邃的海底景观与外太空惊人地相似——无数发光生物绽放的绮丽光彩，将深海点缀得如同璀璨的星空。就像卡梅隆在地球最深处体会的那样，“那是一种真正与世隔绝的孤独感，超过任何一种体验。你会意识到在这片黑暗无边的未知和未探索之地面前，自己是多么渺小。”

有史以来第一台潜水钟是意大利人塔尔奇利亚在1554年发明的。这是一个木质球型潜水器，由座舱和压载舱组成，座舱里装有绞盘，缆绳系在压载舱上，通过机械传动来改变压载浮力，控制升降。这一设计思想对以后潜水器的研制产生了巨大的影响。1714年，英国潜水员莱塞布里奇别出心裁地制造了一种木桶潜水器。木桶顶部是一个可以打开的密封盖，是潜水员出入口，桶的侧面上部有一个观察窗口，下部有两个密封套筒，潜水员可以将手由此伸出，进行水下作业。但这种潜水装置十分笨重，潜水员行动很不方便。

与卡梅隆一样，自古以来，有许多人都向往去探索那个深深的未知世界。但由于生理条件的限制，人既不能长时间闭气潜水，也不能潜入很深的水下。古代的潜水者会将一个桶扣在头上，这样通过呼吸桶中压缩的空气可以潜得时间更长些。即便这样，人仍然无法在水下自由活动，于是人们提出了潜水服的设想。1679年，意大利人博雷利发明了世界上第一套潜水服。这是一种与现代潜水服相似的密封装备，潜水服靠气泵保持空气流通，潜水员穿上它就可以避免或减轻水下的压力。

NASA已经计划在本世纪向木卫二发射无人探测器，探察其冰下海洋中可能存在的生命体。探测器母船到达木卫二的轨道之后，就会弹出一个着陆（其实是“着冰”）机器人。在木卫二的冰壳上实施软着陆后，该机器人会放下一个携带“潜泳机器人”的“穿冰机器人”。穿冰机器人将在木卫二的冰壳中融化出一条孔道，到达可能存在的地下海洋。穿冰机器人在行进的过程中，会在它身后重新冻结的冰层当中放置若干无线电收发机，这些收发机能以突发脉冲传输模式将信号传送至沿木卫二轨道飞行的探测器母船上。经过探测器母船中转信号，地球上的科学家可以随时了解冰下的探测进程。由于遥远距离造成的通讯时延，在整个任务执行过程中，无论是穿冰机器人、潜泳机器人还是木卫二轨道探测器，都无法接收人类给出的任何指令，而要完全地独立判断形势，自主决定如何操作。

美国海洋生物学家西尔维·埃勒曾说过：“有一种错误观念认为，我们已经征服了海底，而事实是我们关于海底的知识还不如火星的多。”

这项深潜考察行动经历了长达七年之久的准备工作，包括设计和制造一台专用的深潜器，可以载人深入到这一太平洋的最深海沟，承受那里的巨大水压。卡梅隆说：“我所乘坐的圆形载人舱整个发生收缩，向外观察的窗户向我的方向靠拢过来，外面的压强高达每平方英寸1万6千磅（约相当于1000倍大气压）。”潜水器因挤压缩短了7厘米。探险结束后，他把“深海挑战者”捐献给了伍兹霍尔海洋研究所。

1857年，法国人卡比罗尔发明了橡胶制成的潜水服。潜水员头戴沉重的盔形帽，身穿笨重的潜水服，拖着像脐带一样的缆绳和通气管潜人海中。这种潜水服比潜水钟方便多了，但仍需从海面上输送空气，人的潜水行动受橡皮管长度的限制，一旦通气管缠绞，很容易发生危险，所以只能在平坦的海底潜水。随着技术的发展，自航式潜水钟出现了，这是一种有机动能力的深潜器，潜水钟到达近底水层后，乘员接通带动螺旋桨的电动机，它依靠自身动力寻找水下目标。

2014年5月，美国伍兹霍尔海洋研究所一台远程控制的深海潜水机器人“涅柔斯”在新西兰附近海域下潜作业时因压力过大而爆裂。当时，“涅柔斯”正在执行对世界第五深海沟——克马德克海沟的探索任务。对此，著名电影导演詹姆斯·卡梅隆感慨道：“我感觉失去了一个朋友，‘涅柔斯’是一部奇异的、具有突破意义的机器人。它是世界上唯一一台能够到达极深海沟的现役交通工具。”卡梅隆的另一个头衔是深海探险家。早在拍摄科幻影片《深渊》（1989年）时，他就尝试了前所未有的水下特技效果，营造出深邃神秘而又斑斓迷人的深海景观。到1995年准备拍摄《泰坦尼克号》时，他不但继续运用了在《深渊》中实践过的水下特技手段，还专门乘坐小型潜水器到“泰坦尼克”号残骸所在的海底一探究竟。为了拍摄“泰坦尼克”号内部的景象，他的团队用三年时间打造了小型遥控潜水器，装有一架性能良好的摄像机，可以在6000米深度拍出清晰的三维图像。

美国军方和西班牙警方火速赶往现场，经过两天的搜寻，三枚落在地面的氢弹被找到，唯独还有一枚氢弹下落不明。美国军队和西班牙警察以飞机坠毁处为圆心，查遍了方圆上百公里的土地，依旧踪迹全无。最后，还是一个村民向西班牙警察提供了一条线索：“那天我看到一个黑乎乎的东西从天上掉下来，落进了海里。”美军立即调来一批经验丰富的潜水员，在附近浅海里拉网式地搜寻，一连十多天，把附近浅海查了个遍，还是没结果。这下大家不禁怀疑村民在说谎，但多次问询，他均一口咬定，说看见它落进了海里。五角大楼下令，不管代价多大，无论如何要找回这枚氢弹，否则它爆与不爆都后患无穷。美国海军调来了当时最先进的“阿尔文”号和“阿鲁明纳”号深潜器，着手在百米以下的海域捞弹。

卡梅隆曾说，把他的注意力引向科幻和海底的原因是一致的——“探索别样的世界，无论是想象的还是真实的”。因为他能够想象到的离地球最近的地方就是海底，那里是一个完全不同的世界，有它自己的运行规律，所以，他选择了深海。

海洋覆盖了地球表面四分之三的面积，平均深度为3.7公里，海洋生物的物种多样性超过了地球上任何其他的生态系统。所有这些都刺激着世界上最勇敢的探险家们的想象力，诱惑着人们去征服地球上这一未知地。尽管深海探险充满危险和困难，但它所获得的却是高额回报：储量巨大的石油和金属矿藏；能改变我们对地球以及生命演化认识的科学发现；从深海细菌、矿物和鱼类中，能提炼出治疗人类疾病的奇特的新药物。

海洋学家对于下一代深海探险任务应该由机器人、还是由人、或者由两者共同来完成一直存在激烈的争论。曾因第一个发现热液火山口、并考察“泰坦尼克”号残骸从而在载人深潜器领域享有盛誉的海洋学家罗伯特·巴拉德支持利用遥控设备。他的理由很简单：相对于载人潜艇，遥控设备不携带耗费能量的生命保障系统，可以争取到更多在海床上停留的时间，进而拥有更多的机会探索未知世界。机器人通过光纤电缆向船只发出高清晰度的图像和视频信号，然后船只再通过高速光纤电缆将数据传输至一系列命令中心，这样海洋学家可以实时分析结果。“我关心的是在海底停留的时间，而不是潜水的精神体验。”巴拉德说。

许多年前，在卡梅隆团队开发深潜设备时，他们曾走访美国的一些研究机构，希望找到研究人员共同参与即将开始的探险。但许多海洋学家都没有响应，因为他们的研究计划早已安排好。反倒是美国航空航天局（NASA）埃姆斯研究中心、约翰逊太空技术中心和喷气推进实验室的科学家们做出了热烈回应。原来，这些航天局的专家打算利用卡梅隆的深潜器下海收集数据，研究深海热泉以及深海热泉中的各种微生物等，这些生物可能在其他行星或者太阳系中的某些卫星上找到。

剩下的工作只有交给无人驾驶的潜艇去完成了。无人的“阿鲁明纳”号用机械手操作缆绳套牢了氢弹，终于从869米深的海中把氢弹捞了上来，多少颗悬着的心总算平静了下来。

但是，把运载工具送到如此深的深海需要巨额资金和发达的工程技术。这种船只必须足够小，依靠电池便可移动，同时足够坚固耐用，以抵抗巨大的水压。在23000英尺的深度，每平方英寸承受的水压高达10340磅，相当于在一颗人头上摆放一辆校车。载人潜艇必须满足更高的标准：它必须保证所有乘员生存。

当鱼雷形状的穿冰机器人钻透木卫二厚厚的冰层，发现可能存在的地下海洋时，这个机器人就会放出一个叫做“潜泳机器人”的能独立工作的自推式水下机器人。潜泳机器人立即进入水中，开始对水域进行科学测量。这个潜泳机器人能够分析地下海洋的化学成分，还能寻找外星生命的痕迹。潜泳机器人探测到的数据会经由穿冰机器人、位于地面的机器人和绕轨道运行的母船传回地球。

另外一种观点认为，当有人坐在驾驶舱里时，收集海床上的样本变得更加简便，而且任何机器都无法复制人类眼睛的全景视野。2004年，著名海洋学家席尔瓦·厄尔深入1400英尺深的佛罗里达礁群，眼角的余光瞥到一条6英尺长的翻车鱼，这是一种从前被认为仅仅生活在海水表层的太阳鱼。在众多支持载人潜艇研究的科学家中，厄尔是最著名的一位。她把自己的观点浓缩成一个比喻——“你怎么可能派一个机器人去法国品尝葡萄酒呢？”

载人还是无人？

2012年3月26日，关岛附近海域，卡梅隆孤身一人乘坐“深海挑战者”号开始向地球最深的深渊下坠。在下潜了两小时三十六分钟之后，“深海挑战者”号终于“降落”在马里亚纳海沟的挑战者深渊，这里的海床位于海平面以下10898米。卡梅隆成为自1960年以来第一个潜入世界最深处的人，更是首位只身潜入的探险家。他在地球最深的海沟停留了三个小时，后来他回忆道：“那里很像是月球表面，非常荒凉，非常孤立。我的感觉是，这里是和整个人类世界彻底隔绝开的……我觉得自己似乎正在太空中，我感觉自己去到了另一颗行星然后又返回了。”

上世纪60年代以来，以美国“阿尔文”号为代表的第二代深潜器得到长足发展。这类深潜器自带动力装置，还配备了水下摄像机、机械手等，不仅可以观察水下情况，还可以进行一些简单抓取作业和海洋资源调查等任务。1984年，法国海洋开发研究院研制了“SM97”载人潜水器，可载三人下潜，能对世界97%的大洋海底进行直接考察，同时还能采集海底矿物样品。对于勘探深海海床，“阿尔文”号是完美的，但是对于勘探大部分海洋生物生活的中层海域，它的勘探效率并不高。能够像生活在那里的生物一样自由移动的潜艇并不多。1995年，被誉为“水下飞机”的“深潜I”号新型潜水器横空出世，在美国进行了首次深潜试验，它拥有类似飞机一样的舵面，无需使用压载箱就可以在水下做翻滚动作，最高速度达15节，并具有垂直上浮或下潜的能力。改进后的“深潜II”号船身使用陶瓷化合物，拥有比钛更高的强度重量比，最大下潜深度可达35800英尺，两个高速推进器可以使潜艇以每分钟600英尺的速度前进。四套横向悬停电动推进器可使船只稳在1英寸误差内并稳定悬停在悬崖峭壁上，实现在海床附近进行精细动作。“深潜II”号利用舵面上下方的海水压力差形成升力实现快速上升或下潜，每分钟可下潜400英尺，比原有的深潜器快三倍。更为独特的是其驾驶舱布局，驾驶员“趴着”用操作杆控制舵面驾驶潜艇，以便使视线尽可能接近检视区和机械臂。而且这样还使耐压舱的体积最小化，将潜艇的重量减小到区区5000磅。

1933年，瑞士气象学家奥古斯特·皮卡德提出，要使深潜器下潜到200米以下、必须在深潜器上加一个压力舱加以保护。他设计出一种独特的“水下气球”式潜水器，主要由钢制的潜水球和像船一样的浮筒构成。浮筒内充满比海水比重小得多的汽油，为深潜器提供浮力，同时又在潜水球内放进铁砂等压舱物。这种深潜器可以完全抛掉系缆绳，在海洋里自由沉浮和航行。在以后的二十多年中，皮卡德和他的儿子杰昆斯·皮卡德建造的深潜器不断创造着潜水深度的纪录。1960年，利用皮卡德家族技术研制的“的里雅斯特”号载人深潜器首次潜入马里亚纳海沟。

海面上的指挥员命令“阿尔文”号进行打捞。“阿尔文”号当即伸出机械手前去捉它。但这是一种冒险，因为机械手万一没有抓牢，破坏了它的不稳定平衡状态，氢弹便会滚下近1000米深的海中谷底，再打捞就难了。探照灯瞄准氢弹，潜艇挪到了最佳位置，机械手小心翼翼地向它靠近了，正要下手，却突遇一股巨大的海流冲击，潜艇轻微晃动了几下，机械手失手了，虽然没有把氢弹碰下深谷，机械手反倒被降落伞的绳子紧紧缠住，伸不开，张不了，缩不回，连潜艇也无法脱身了，情况无比危急。

1964年7月，两架美军飞机在西班牙上空进行空战演练时发生碰撞，飞行员采取紧急措施，把机上的四枚氢弹抛了出去。四枚氢弹虽没有意外爆炸，但在降落伞的牵引下，不知落到了何方。

卡梅隆的团队虽然一直致力于开发无人深潜器，但他对载人深潜情有独钟。这在他给“蛟龙”号团队发来的贺信里表露无遗。当“蛟龙”号团队被评为2013年中国经济年度人物时，卡梅隆贺信中说：“祝贺‘蛟龙’团队……确实这项工作非常困难，你们的成就更为重要……你们成功了。我相信你们所有这些设备可能都有自己的用武之地，但还是需要人能够潜下去，看清楚。”

但是对于动态的海洋现象及精细化的海洋观测来说，自主式无人深潜器具有载人观测平台不具备的优势。海洋观测是在较大尺度上进行的，因此超远程自主无人深潜器是未来发展的重点。目前日本计划研制下潜深度6000米，航程3000公里的长航程自主无人深潜器。英国南安普顿大学正在研制的超远程自主无人深潜器潜深6000米，在时速1.44公里情况下航程可达6000公里。

海面指挥员命令“阿尔文”号停止不动，以防意外触动氢弹。海面随后派来一艘无人驾驶的深潜器前来搭救“阿尔文”号，用它的机械手剪断降落伞绳，才把“阿尔文”号解脱出来，逃离险境。

两艘深潜器在潜水母舰的引导下，钻进数百米的深海，打开高强度的照明灯，启动水下摄像系统，在茫茫海底展开搜寻。艰苦而细致的海底作业持续了整整半个月，却一无所获。最后事实证明村民没有说谎。十八天后，“阿尔文”号终于在一个海底深谷中发现了这枚氢弹。它正落在一块悬崖绝壁的斜坡上，白色降落伞也在旁边。