他靠數學潛入千尺深淵，但結局卻早已掙脫數學的掌控

知識 02-06

作者：odette

編輯：moogee

敘述方便起見，本文中的深度均以英尺為單位。1英尺相當於0.3048米。

1961年4月，全世界的專業潛水界被一個消息震驚了：一個不知從哪兒冒出來的毛頭小夥子，用一些鬼才知道是什麼成分的氣體，在實驗室里模擬下潛到了水下1000英尺！

那個年代已經有封閉的深潛器可以把人帶到上萬英尺深的水底，但是把肉身投入湖泊海洋就是另一回事了。幾十甚至上百英尺倒不難實現，再往深水裡潛，這件事就變得兇險萬分。困難主要來自呼吸的氣體。

在水下，深度每增加10米，壓力就會增加約1個大氣壓。潛入水下的人需要呼入和周圍壓力一致的氣體，以保證肺、中耳之類的結構不被壓垮。我們呼吸的空氣中佔78%的氮氣，在正常大氣壓下不會被察覺，但在高壓下，氮氣就會漸漸露出猙獰的面目。

氮氣的一個問題是可能讓人產生類似喝醉的感覺，俗稱「醉氮」，這時人會頭暈無力，反應變慢。另一個更大的問題在於，人可以適應快速下潛，但如果之後快速上浮，壓力減小得太快，融入血液的大量氮氣來不及排出，氣泡就會聚集在血管、關節、脊髓、腦等處，造成減壓病，嚴重時會讓人癱瘓甚至死亡。要避免減壓病，深潛之後就得花漫長的時間分階段減壓。

把普通空氣中的氮氣全部或者部分替換成別的氣體，可以解決一定問題。不過，即便是使用了完美而昂貴的氦氣，減壓所需的時間依然很長。那時的開放水域潛水世界紀錄是600英尺，光是減壓就花了整整12小時。儘管好幾個國家的海軍都在不斷換用不同的氣體組合做試驗，但這個深度似乎已經是極限，紀錄已有5年未被撼動。

再往下潛，呼吸什麼氣體？減壓要花多久？怎麼可能做到？

等大家知道了這個小夥子的身份，就更加疑惑重重了：一個瑞士數學家！——來自一個連海都沒有的國家！搞數學的！怎麼看都不像是潛水高手。很多人一口咬定，這人肯定是天賦異稟，有什麼特殊的生理結構。

對此，漢尼斯?凱勒（Hannes Keller）絕對不同意。

漢尼斯·凱勒。圖片來源：US Navy

凱勒這年27歲，一心想要找點兒事折騰個名堂出來。他發現，潛水領域的科學幾乎是一片空白，大家都在盲目摸索，只要下潛到別人沒有到過的深度，就能輕易揚名。

他很早就把自己的目標定在了一個看似不可能的深度——1000英尺，並且找到了研究循環系統的專家阿爾伯特?布爾曼（Albert Bühlmann）醫生來幫忙。

凱勒知道，需要在不同的深度使用一系列不同組合的混合氣體才有可能成功，而作為數學家，他深信，要解決減壓時間的難題，得依靠精密的計算。

他去IBM借到了當時的新玩意——計算機用了4個小時，充分利用這些時間計算得到了400張表格。理論上，在什麼深度氣體要怎麼混、上浮要多少時間都計算出來了，一直算到1312英尺深。隨後，他就一次次在實驗室里潛到更深，直到模擬下潛1000英尺的消息震驚世界。

面對潛水界的質疑，凱勒很快就證明這套方案對任何人都可行：2個月後，他拉上一名美國記者，在瑞士和義大利交界的馬焦雷湖，成功挑戰728英尺的深度。整個過程只用了1個小時，兩人都安然無恙。

和凱勒一起下潛的是美國記者麥克利什（Kenneth MacLeish，畫面中間）。成功返回水面後，眾人激動不已。圖片來源：Life

潛在投資人的疑慮打消了，凱勒得到了夢寐以求的合同——美國海軍答應給他22000美元支持後續的試驗。他終於可以正式開始準備開放水域的1000英尺挑戰。

一路向下，直到1000英尺

這一次，凱勒的搭檔換成了英國人彼得?斯莫爾（Peter Small）。

這位35歲的全英知名科學記者顯然是更合適的潛伴。他是世界最早的休閑潛水員之一，經驗豐富，把開拓更多海洋空間當做畢生志願。為了推廣水下探索活動，他和朋友聯合創立了英國潛水協會（BSAC）。

斯莫爾的媒體人身份同樣突出，他是著名雜誌《新科學家》的創刊成員，才華過人，熱情勤奮。那時，他剛剛接手潛水協會的雜誌《特里同》（Triton），正雄心勃勃，準備在純自費經營下把這份雜誌做成世界聞名的潛水媒體，推動大眾擁抱水下世界的一切。

斯莫爾對於能有機會參與這個重磅挑戰興奮異常，練習很刻苦。他1962年9月剛剛和航空大亨的女兒瑪麗?邁爾斯（Mary Miles）在倫敦成婚，朋友們對於他隨後就要去和瑞士人冒此大險頗有異議，何況凱勒堅持氣體方案保密。新娘瑪麗對此倒躍躍欲試，給了他最大的支持，幫忙做了不少準備工作。

凱勒那邊已經做好了充足的準備，為裝備全面升級。之前在馬焦雷湖，他只是靠一副簡陋支架下降，現在，他們擁有了精緻的潛水艙——亞特蘭蒂斯號。這是一個高7英尺、直徑4.5英尺的圓桶，在底部開門。

亞特蘭蒂斯號。圖片來源：Paul Tzimoulis

1962年10月，凱勒在倫敦詳細講解了自己的計劃。他說，這次挑戰不是為了打破紀錄，而是為了找到極端深度下開展工作的方法，安全是最重要的。「深水潛水員是深度的囚徒，只能依靠裝備……如果出錯，潛水員沒法活著回到水面。」

按照計劃，亞特蘭蒂斯號將攜帶若干裝有壓縮氣體的氣瓶，由水面工作船上的一根鋼纜懸吊下降。一開始，兩人呼吸的氣體由船上供應，一定深度後，他們就改為呼吸氣瓶里的氣體。氣體需要從氣瓶充入這次專門準備的半封閉呼吸器中，兩人通過咬嘴呼吸。

亞特蘭蒂斯號不是封閉的，剛下水時，會有氣瓶給艙內充滿普通空氣，保證內部壓力稍高於外部，防止進水。半程之後，氣瓶供氣會關掉，艙里將有一半被水沒過。到了目標深度，兩個人會打開艙門走出去活動5分鐘，「那將是人類第一次觸摸這個深度的大陸架」。回艙後，他們將再次把水排干，然後立即由船上接應人員拉回水面。兩個人會花幾個小時留在艙內，逐漸降低壓力，給身體留出足夠的時間，釋放溶入血液的氮氣。

必須要讓艙里進水，是因為在艙里充滿氣體的情況下，萬一有一個人在外面發生意外，另一個人將沒辦法把他拉回來，而「一旦我們關上門，一切就安全了」。

亞特蘭蒂斯下沉之後，還能再次升起嗎？

壯舉定在12月3日。凱勒、斯莫爾和顧問布爾曼醫生提前在美國加州近海的聖卡塔利娜島附近選定了一處區域，定為下潛點，那兒的底部深度剛好1000英尺多一點兒。箭已上弦，只待吉日。

島上不止他們三個，周圍的人群成色很複雜，除了海軍的人，還有石油公司的人、IBM的人、機構里的潛水員，以及來自世界各地的媒體。平日安靜的小島瞬間熙熙攘攘。

名義上，所有人都奉上資源精誠合作：殼牌石油公司贊助了水面作業船，美國一家老牌潛水雜誌出人幫忙協調媒體，安排了兩名安全潛水員，還提供了通訊設備。因此，潛水艙里安裝了閉路電視攝像頭，可以讓船上實時看到艙內畫面，兩方也有電話可以溝通。

暗地裡，每一股力量背後有不同的利益訴求，盤根錯節的較量壓得人有些喘不過氣。凱勒和斯莫爾的一舉一動都有無數人在關注，每個人都覺得自己有權指手畫腳。挑戰日期漸近，緊張氣氛也隨之高漲。

這天上午，作業船載著亞特蘭蒂斯號和主要人員駛向預定地點。水面上還有另一艘船，滿滿當當全是記者和來觀看的人。

凱勒和斯莫爾看起來很嚴肅，他們裝配好複雜的水肺裝備後進入了潛水艙。艙里管線密布，略顯擁擠，凱勒不忘帶上了美國和瑞士的國旗。他行前修訂計劃，把原定的兩人在水底出艙活動改成自己帶著兩面國旗出去，插入海床。有人發現一瓶氣體壓力不夠，不過大家一致認為並不打緊；或者說，反對的聲音被迅速淹沒了。

斯莫爾（左二）和凱勒做下潛準備。圖片來源：Diver

正午剛過，船上的絞盤開始轉動，鋼纜解繞，明黃色的亞特蘭蒂斯沒入水中，觀察人員通過屏幕緊盯著艙內的情況。看起來完全按計划進行，到250英尺深時，兩人戴上呼吸器，開始使用氣瓶里的氣體。一切有條不紊，亞特蘭蒂斯平穩地越降越低，在後半程接納了一部分海水進艙。

12點半，目的地到了，1020英尺！此時，艙門距離海床只有5英尺，打開門走下去，凱勒就能踏出日思夜想的歷史性一步。這一步堪比阿姆斯特朗踏上月球，但他當時不知道，這也開啟了接下來一連串的悲劇。

船上的人在屏幕上看到，凱勒出去時被手裡拿的旗子纏住了，稍微花了點時間來掙脫。等他返回艙內，卻不知為什麼很快從監視器上消失了。斯莫爾搖晃了一會兒，也倒下了。

大事不妙，大家連忙迅速升起潛水艙。然而，儀錶數據顯示，艙里的氣壓在不斷下降，有哪裡漏氣了，需要派人下去檢查。潛水指導立即通知兩位安全潛水員做好準備，他們的最大工作深度只有200英尺，潛水艙上升到這個位置花了十來分鐘，這時絞盤停轉，已經就位的迪克?安德森（Dick Anderson）和克里斯?惠特克（Chris Whittaker）躍入水中。

惠特克（中）和安德森在甲板上。圖片來源：Bob Johnson

他們第一次回來報告說，該關的閥門都是關閉的。但船上人員檢查儀錶，發現失壓仍在繼續，屏幕上的兩個人也沒有醒來的跡象。如果任由壓力繼續快速下降，他們恐怕會很快死於減壓病。

老練的安德森打算再下去看一次，19歲的惠特克也堅持同往。潛水指導認為這樣做太危險了，尤其是對於惠特克，他還是個學生，由他擔任安全潛水員，本來就有很多人反對。更讓人擔心的是，惠特克的救生衣不知何故充起了氣而且無法放掉，導致他上升速度過快，流了些鼻血，完全不該再次下水。

但兩人態度十分堅決。惠特克是斯莫爾的好友，心急如焚的他絲毫沒有在意眾人的勸阻，決然掏出潛水刀刺破救生衣，再次下潛。

又一次來到潛水艙外查看，安德森終於發現，有一隻腳蹼卡在了艙門處。他的潛水刀此前被借走了，於是他拿惠特克的刀割斷腳蹼，把艙門關好，隨後示意惠特克上去彙報情況，自己則留在下面待命。

安德森以為，如果船上的人接到彙報，確認漏氣已經解決，應該會立即升起潛水艙。但等了一會兒，潛水艙紋絲未動，他只好親自去水面查看。他永遠記得自己上船之後說的那句話：「艙門關上了，惠特克呢？」惠特克不在船上，再也沒人見過他。可能是體力透支之下無法返回水面，救生衣也已刺破，惠特克隨著水流漂走了。如果這個小夥子第二次沒有下來，安德森手上將沒有刀，艙里的兩個人可能會很快喪命。

潛水艙里的壓力穩定住了。大約下午1點，潛水艙回到船上，船則火速開往海軍基地。

亞特蘭蒂斯號回到甲板。左側的小船正準備去尋找惠特克，但最終一無所獲。圖片來源：Bob Johnson

船剛開動，凱勒就醒了過來。又過了1個半小時，斯莫爾也醒了。在路上以及在碼頭，他們一直在艙內按程序減壓，急救車等在一旁。整個減壓過程花了6個多小時，比凱勒原本的計劃長了不少，但依然大大短於海軍的標準流程。結束之前，斯莫爾再次「睡著了」。

艙門打開，凱勒輕鬆爬了出來，並無大礙。斯莫爾是被抬出來的，他臉上都是汗，嘴角有星星點點的泡沫。

他死了。

真相在迷霧中

單從凱勒一個人來講，這次挑戰其實完成了，他證明了自己的氣體方案完全可行。但等著他的不是無上榮耀，而是法律訴訟。

一個事實調查委員負責調查這起事故，當天的照片、錄像、錄音都被收集起來，很多目擊者回答了同一個問題：當時在潛水艙里，到底發生了什麼？

即使那時在同一塊屏幕前觀察，大家的說法也並不一致，在關鍵問題上甚至各執一詞。最重要的兩個證人——水下的凱勒和船上的布爾曼醫生，證詞則是互相矛盾的。

凱勒說，當時兩個人面臨的環境是一樣的，只有很短几分鐘里呼吸的氣體不同。他返回時發現，呼吸器里的氣體不夠，就把兩個人的面鏡都摘了，改成呼吸艙內的普通空氣，之後兩人都暈倒了。

布爾曼則相信，很有可能，凱勒一開始沒有摘掉斯莫爾的面鏡，「這段時間裡，斯莫爾使用著氣量不足的呼吸系統，供氧越來越少，最後發生了嚴重的缺氧症」。那麼，兩個人面臨的環境就是完全不同的。

後者的說法和屍檢結果更為吻合，因此被委員會最終採信。委員會推斷，斯莫爾由於長時間缺氧並昏迷，循環系統功能嚴重受損，無法在和凱勒一樣的時間內排出足夠的氮氣，最終死於減壓病。

委員會也並未認定凱勒在說謊，只說無法確認他是犯了糊塗還是故意迴避某些事來保全自己。調查的最終結論是，整個挑戰危險重重，各方施壓，局面複雜——雜誌的稿約、公開的宣傳、海軍的合同，還有那些借來的船、閉路電視、電話等等——超出了凱勒的掌控。重壓之下，他犯了錯誤，但不存在過失犯罪。悲劇令人遺憾，不過這次挑戰依然取得了重大科學進步。

幾個星期後，全身而退的凱勒似乎終於想清楚了，他在一次見面會上說，自己回艙時應該並沒有取下斯莫爾的面鏡，那段記憶太模糊了。他承認自己犯了兩個錯誤，一是在明知氣瓶壓力不足的情況下還執意下水，二是在水底堅持出去插國旗。

現在，可以大體還原一下當天到底發生了什麼。

下水前發現氣瓶壓力不足時，凱勒迅速做了計算，認為只要把原定的出艙5分鐘改為3分鐘就可以了。沒想到，旗子給他帶來了麻煩，光是從中掙脫就用掉了2分鐘。

回艙之後，他又累又暈還有些害怕。這時本該先給兩人的呼吸器充氣，他卻選擇了去關艙門，結果腳蹼被夾住了。接著，他打開充氣閥給艙內充氣，以免兩人被淹死；再打開自己的面鏡，拿走咬嘴，以免缺氧。還沒來得及幫斯莫爾摘掉面鏡，凱勒就暈倒了。斯莫爾的面鏡到底是什麼時候摘掉的？恐怕已經無法知曉。

悲劇並未結束。斯莫爾的妻子瑪麗也出席了那次會議，誰都沒料到，她幾周後在倫敦家中開煤氣自殺，周圍散落著丈夫的照片。

正式挑戰之前的一次練習後，斯莫爾夫婦熱吻。圖片來源：Life

多年以後

1000英尺挑戰本身以悲劇收場，但這個壯舉把水下研究向前推進了一大步。凱勒和布爾曼在第二年公布的氣體細節，成為潛水混合氣體技術的基石，深水潛水員不再需要被長時間的減壓折磨，石油公司和海軍都獲益良多。

凱勒今年83歲了，已經全身心投入藝術創作多年。亞特蘭蒂斯號里到底發生了什麼，可能將永遠封鎖在他心裡，或許他自己也不能確定了。

斯莫爾的生命定格在35歲，但他當初對水下探索的期待一一變成現實。英國潛水協會已經發展成世界最大的潛水協會，《特里同》改名後也擁有了巨大的國際影響力。因為這諸多的努力，越來越多人被水下世界吸引，潛入了更深的水底，打開了更新的世界。

儘管如此，潛水依然是世界上最危險的活動之一，頂尖潛水員殞命水下並不鮮見。

為什麼要一次次以身犯險呢？很多人可能自己也說不清。他們只知道，每次費力穿上潛水衣，背上氣瓶，才找到了生活的意義。

總有一些人，從不甘於現狀，不想原地踏步，以挑戰極限為己任。是他們不斷拓寬著人類能力的邊界，不斷帶領我們去往本來到不了的地方。他們清楚每次下潛都可能是最後一次，但仍隨時準備出發。

感謝yuaner對本文的審閱。

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18.http://hanneskeller.com/index.php?template=2biografie&l=english

19.http://www.hanneskeller.ch/

來源：果殼

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