鲸鱼肉体深潜万米都没事，而钢铁造潜艇容易被压扁？

自从人类能够自由思考以来，就不断地探索这个世界。风、雨、雷、电是怎么形成的？天狗食日是德行不彰吗？人能像嫦娥一样飞升到与月亮之上吗?海洋中真的藏着神秘的宝藏吗？从古至今人们前赴后继地追寻着其中的真相。

Tips：地球上海洋总面积约为3.6亿平方千米，约占地球表面积的71%，平均水深约3795米。海洋中含有十三亿五千多万立方千米的水，约占地球上总水量的97%，而可用于人类饮用只占2%。

17世纪那颗砸在牛顿脑袋上的苹果，让人们认识到力学的规律。19世纪进化论的横空出世破除了上帝对人类的桎梏。20世纪汽车，飞机、巨轮的出现深深改变了人类的历史进程，其中美国的登月壮举更是标示着人类飞天梦的起航。

21世纪，人类依旧没有停下探索的步伐，地球上蔚蓝幽深的海洋成为人类探索的新地标。俗话说“工欲善其事，必先利其器”，为了探索深海科学家们设计建造了潜艇。但是潜水艇的潜水深度很不理想，甚至还不如海里的鲸鱼。

Tips：潜艇是公认的战略性武器，尤其是在裁军或扩军谈判中，其研发需要高度和全面的工业能力，目前只有少数国家能够自行设计和生产。

那么问题就来了，为什么钢铁打造的潜水艇会比不上肉体凡胎的鲸鱼呢？下面就跟着小编来瞧瞧这到底是怎么回事儿。

神奇的鲸鱼家族

自从工业革命后，人类就像开了挂一样，在地球上是神挡杀神，佛挡杀佛，没有一种动物能够冲过枪林弹雨。但是我们引以为傲的钢铁巨兽却比不过海里的鲸鱼，实在让人备受打击。不过鲸鱼能够胜过潜艇就说明了它的独特之处。

Tips：鲸鱼是哺乳动物，约90种体态似鱼、皮肤裸露的水生哺乳动物和它们已灭绝的早期亲族，统称 鲸类 或 鲸豚类，习惯上体型大者称鲸，小者称豚。大部分栖息于浅海，少数几种栖息于淡水。

如同人类是地上的无冕之王一般，鲸鱼也是海中当之无愧的霸主。鲸鱼，属海洋类哺乳动物鲸下目。其中体型大者称鲸，小者称海豚。这里有一个冷知识，海豚和鲸鱼是同一个系群的生物，而不是我们以为的两种完全不同种的。

鲸鱼家族历史源远流长，大约5400万年前鲸鱼的祖先在进化的过程中不知因何原因分成了两支，一支在陆地上栖息，一支回到了生命的摇篮海洋逐渐演变成完全的水生的鲸类。而另一支则演变成了河马。地球上一切生物的起源都是源自于海洋，鲸鱼的祖先在上岸 2.5 亿年后重返海洋，是生物进化史上极为罕见的重大转折事件。

Tips：河马的体型虽大却可轻巧地浮在水中，还能在水中待超过5分钟。即使是陆地上第三大的动物，其短距离奔跑速度却能达到时速40千米。

漫长的时间将鲸鱼种群打磨得更加璀璨。从古代鲸到现代鲸，虽然种群减少了，但是鲸鱼们的优势却更加明显，更能适应海洋的生存。在进化过程中，它们褪去了陆地生活带给它们的痕迹，转而返祖，进化出鱼类的性状。鲸鱼，外形肥圆，远观好似一只细长的水桶，背部呈流线形。

同许多鱼类生物一样，鲸鱼的脑袋和身子是连在一起的，不能自主地转动头部。在水族馆中，因其憨态可掬的外形深受老中青三代人的喜爱。鲸鱼的身体构造在二次入水之后发生了重大的转变。鲸鱼的头部较小，多数呈子弹状，但也有一些头部较大，类似方方正正的长方体。

Tips：子弹Ball，是由枪械发射出的武器；战争时更是击杀敌人或破坏物资的最简单的工具之一。它既是文明的产物，同时也是破坏文明的利器。

鲸鱼的脑袋上长着一双小而灵动的眼睛。因为鲸类在水下活动，所以它们的眼睛不仅没有泪腺和瞬膜，还是个近视眼。鲸类的耳朵十分特殊，没有耳廓只有微小的耳孔，但是听觉灵敏，能够接收到超声波，依靠回声定位功能来寻找食物、联系同伴或躲避天敌。鲸鱼的鼻孔有一或两个，长在头顶，俗称喷气孔。

鲸鱼在多年的水生生活中，已经不存在任何的陆生特点。它的前肢为了更好地游动，进化成鳍（鱼翅的来源）。后肢退化，生成水平的尾鳍，能上下摆动，充当螺旋桨推动身体前进。多数鲸类生有背鳍，立于脊背后方或背中央，能够抵挡水的阻力，帮助鲸鱼快速前进同时还能帮助身体保持平衡。

Tips：泪腺由分泌泪液的分泌腺泡和排出泪液的导管组成。腺泡包括两层细胞，圆柱状细胞为真正的泪腺分泌细胞，围成圆腔。

鲸鱼用肺呼吸，身体左右两处各有一个肺叶，这种呼吸方式导致鲸鱼每隔4个小时就要游到海面上呼吸，这时就会形成水上喷泉现象。鲸鱼是温血动物，体温常年保持在37度左右，心跳十分缓慢，每分钟只跳动10下。鲸鱼的食道和气管完全分离，同它的近亲河马一样有4个胃，肾脏多为瘤状。

鲸鱼家族根深叶茂、支系众多。主要分须鲸和齿鲸两大类。须鲸现存十五种，代表鲸是蓝鲸。它是世界上最大的动物，体长可达30米，重达180吨。须鲸，顾名思义就是长有胡须的鲸。

Tips：肿瘤tumour，是指机体在各种致瘤因子作用下，局部组织细胞增生所形成的新生物neogrowth，因为这种新生物多呈占位性块状突起，也称赘生物neoplasm。

因为须鲸，口中没有牙齿，所以它们长长的胡须就成为牙齿的替代品，用来滤食小鱼、小虾等。而齿鲸因为口中生有利齿，导致性情十分凶暴，是海洋中的顶级捕食者，主要捕食金枪鱼、章鱼、乌贼等。上天给了齿鲸一副好牙口，就收回了体型上的便利，导致多数齿鲸的体量小于须鲸。

鲸鱼，是哺乳类动物，每胎只生一只幼崽。幼年鲸鱼依靠母乳喂养，哺乳期长达一年。鲸鱼的成长期十分漫长，需要七~十年才能长大。鲸鱼是动物中的长生种，寿命长度在40~90年之间。

Tips：胡须指生长于男性上唇、下巴、面颊、两腮或脖子的毛发。青春期后的男性一般都会长胡子。胡子比头发长得快，这是雄性激素作用的结果。

鲸鱼能够在海中来去自如靠的是，它们厚厚的脂肪，这些脂肪不仅能帮助鲸鱼在冰冷的深海中保持温暖，还能减少身体的比重，增加浮力，有助于潜水。俗话说：鲸之大，几口铁锅装不下。蓝鲸虽然是鲸中的巨人，但是它的潜水能力并不出色，一般在100~200米之间，打个鸡血能到200~300米之间。

歌声优美、富有文艺素养的座头鲸能在150~200米之间游动，而鲸中扛把子虎鲸能在260米深处游动。 外表白皙可爱的白鲸是个深藏不露的游泳高手下潜到650米的深海区。类似剑鱼头上长了一根长长的利刺的一角鲸能游到1000米深。

Tips：脂肪是由甘油和脂肪酸组成的甘油三酯，其中甘油的分子比较简单，而脂肪酸的种类和长短却不相同。

而鲸鱼中潜水能力最强的是抹香鲸，最深能潜到3000米左右。

仿生鲸鱼——潜艇

潜艇的历史十分漫长，最早提出潜艇这个概念的是生活在15~16世纪的著名艺术家列奥纳多·达芬奇。达芬奇不仅是位出色的画家还是位发明家，提出了直升机、机关枪、坦克车等武器的设计图。其中，就有能在水下潜行的船只，即潜艇。但是，由于当时的社会背景不允许这种船出现，所以他未能将设计稿完成。

直到16世纪，英国数学家威廉·伯恩在他的著作《发明与设计》中首次描述了潜艇的制作方法。17世纪，潜水艇的设计完全照搬威廉的方法，推进力依靠人力划桨产生。但因为当时的技术问题，所谓只是在船的下方的一个小方舱。虽然这种“潜艇”十分粗糙，但是其军事价值很快就被有识之士发掘了。

Tips：达·芬奇思想深邃，学识渊博、擅长绘画、雕刻、发明、建筑，通晓数学、生物学、物理学、天文学、地质学等学科 。

1648年，切斯特主教在他的著作《数学魔法》中详细地指出潜艇在军事战略上的优势，首先因为其能够潜行于水下，所以能够出其不意的发动袭击和观察敌情。其二，则是安全性高，船员都生活在潜艇的船舱中，不必忍受海上的狂风暴雨，也不必担心被猖獗的海盗袭击。其三，能够在敌人眼皮子底下运送物资和弹药，随时策应、支援海军。

美国南北战争时期，潜艇作为一种新型军事工具应用于战场之中，并在战场上建立奇功，成功炸沉北方联盟的豪萨托尼克号（USS Housatonic）护卫舰。1879年，英国牧师雷文伦德·乔治·加莱德建成“复活号”潜艇，这艘潜艇长15米，两头尖，中间呈圆柱形，是世界上第一艘使用蒸气驱动的潜艇。

Tips：中国人民解放军海军，现役军人约24万人，舰船300余艘，飞机600余架，现役舰艇总吨位仅次于美国，是西太平洋地区最大规模的海上武装力量。

19世纪80年代，潜艇在军事上的作用显著提升，各国开始争相研究建造潜艇。1900年，美国正式将潜艇编入美国海军。从此，潜艇开始了作为一种海军舰艇的服役生活。

一战期间，潜艇的活动范围从近岸扩展到远洋，用在封锁敌方港口或者破坏海运补给路线上。二战后，世界没再爆发大规模的战斗事件，潜艇主要用于收集世界海域的水文信息和科学探索。潜艇，作为一种水下探测工具，最重要的就是下潜的深度。潜得越深，被发现的概率越小，收集到的深海信息越多。

Tips：无人潜航器是没有人驾驶、靠遥控或自动控制在水下航行的器具，主要指那些代替潜水员或载人小型潜艇进行深海探测、救生、排除水雷等高危险性水下作业的智能化系统。

潜艇和飞机一样，它们的设计外形设计都是仿造了动物界中的动物，潜艇的外形参考了鲸鱼。按理说，潜艇这个人造的钢铁巨人应该比鲸鱼更先进更快，就像飞机比鸟类飞得更快，但实际上潜艇下潜的深度多数都不及鲸鱼，这是为什么呢？

鲸鱼VS潜艇

首先我们来看看，潜艇的工作原理。正常的在海上航行的船只，因为所受的浮力大于重力因而能够在水面上浮起来，所以要让潜艇潜下去就要让潜艇的重力大于浮力。于是为了控制重力，科学家设计了一种叫做“沉浮箱”的水箱来控制。人们只需通过控制沉浮箱中的注水情况来改变潜艇的重力。潜艇的上浮和下沉通常用前后两个沉浮箱来完成，这两个沉浮箱也称作主沉浮箱。

Tips：飞机aeroplane，是指具有一具或多具发动机的动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。

在水中最大的问题就是无处不在的压强。根据压强公式，密度越大，深度越大，压强就越大。深度每增加10米,潜艇所受的压强就会增加一个标准大气压，下降1000米每平方米就要承受100吨的压强，而下降到3000米所受的压强就能将一般的潜水艇压得粉碎。而鲸鱼中的抹香鲸却能够在3000米的深海来去自如。

这是因为鲸鱼在数千万年的进化中，将自己的身体进化的更加适应海洋。鲸鱼的骨骼十分柔软有韧性，能够从容应对各种压力的变化。鲸鱼的肌肉组织变得更加柔软，肌红蛋白的浓度更高，储氧能力更强，能够支持长时间的水下活动。

Tips：肌红蛋白是一种小分子色素蛋白，由珠蛋白与正铁血红素Heme，结合而成，可与氧成可逆性结合，形成MbO2，MbO2称为氧合肌红蛋白，Mb称为脱氧肌红蛋白。

鲸鱼在深海里还有一项绝技，鲸鱼的肺会变形。在深海中越往下走压强越大、氧分子浓度越低，越不利于呼吸。但是鲸鱼不一样，鲸鱼靠肺呼吸，而且鲸的肺会随着深度的增加而变小，收缩到一定的程度后，鲸鱼柔软的肌肉组织和骨头就会发挥柔能克刚的作用保护肺部，鲸鱼身上那层厚厚的脂肪会增强它的抗压能力。

在鲸鱼多年的水生生活中，它的表皮进化出一层薄膜，能够让鲸鱼的身体蓄满水分，保持身体外的压力平衡。

Tips：肌肉组织由特殊分化的肌细胞构成，许多肌细胞聚集在一起，被结缔组织包围而成肌束，其间有丰富的毛细血管和纤维分布。

反观我们的潜艇，由于是钢铁制造，他们的硬度足够但是柔软性不强，这正应了一个成语过刚易折。而且我们的潜艇因为需要人来操作，所以内部必然要留有足够的空间来装人，并且要保持氧气浓度，导致内外压强不一致。所以，为了保持呼吸我们就不能像鲸鱼一样在大海中肆意游动。

结语

目前，虽然世界多国都是受制于深海压强不能在水底进行实验工作，但是随着科技的发展我们能够将海洋的神秘面纱揭开。

Tips：呼吸，是指机体与外界环境之间气体交换的过程。当人用力吸气，一直到不能再吸的时候为止；然后再用力呼气，一直呼到不能再呼的时候为止，这时呼出的气体量称为肺活量。

我国蛟龙号成功挑战深海7000米的深度，就预示着我国对于深海探测的广阔前景。只要齐心协力，我们就能跨过大自然的障碍，走向光明的未来。