解開136年前的死亡與沉沒之謎

章默

美國南北戰(zhàn)爭期間，1864年4月的一個(gè)傍晚，南方軍隊(duì)的8名水手駕駛著被稱為“地獄機(jī)器”的潛艇亨利號，從南卡羅萊納州的查爾斯頓港出發(fā)，一舉擊沉了北方聯(lián)盟最大的戰(zhàn)艦豪薩托尼克號。這是海戰(zhàn)歷史上潛艇首次成功擊沉戰(zhàn)艦，也是美國內(nèi)戰(zhàn)時(shí)期南方在海戰(zhàn)中取得的一次重大勝利。但是，南方軍隊(duì)的將士們再也沒能等到英雄的凱旋，亨利號神秘地消失在茫茫大海中……

“亨利”號潛艇的橫截面示意圖，潛艇艇體寬1米，高1.2米，艇員蜷縮在板凳上，搖動曲柄。

艇員的死亡之謎

1995年，亨利號失蹤131年后，人們終于“尋回”了它。原來它就藏在距離豪薩托尼克號沉沒地點(diǎn)約100米的海底。

時(shí)隔100多年重見天日的亨利號，除了銹跡斑斑的外表，其他地方似乎還保留著“年輕時(shí)”的模樣：潛水艇前部裝有重達(dá)41千克的炸藥桶，這就是攻擊豪薩托尼克號的武器“桿雷”。艇長坐在潛艇前部控制著方向舵，同時(shí)還監(jiān)控著潛艇的氣泵和壓載水艙，這些部位毫發(fā)無損。所有艇員都安然坐在他們原來的位置，兩手仍然握著操作手柄，仿佛仍在奮力搖動曲柄驅(qū)動潛艇，很快便會駕駛亨利號回到家鄉(xiāng)。

誰能相信這樣的亨利號會沉沒？沒有操作失誤，沒有技術(shù)缺陷，沒有死亡征兆，艇員們沒想到，他們奮力前進(jìn)的終點(diǎn)不是家鄉(xiāng)，而是埋骨的海底。究竟是什么讓這艘英雄的潛艇隕落了？

打撈出亨利號后，其完好的內(nèi)部設(shè)備和“安詳”的艇員尸首讓許多科學(xué)家困惑。他們一直在追尋著亨利號沉沒的原因，2000年開始參與研究的美國海軍的生物醫(yī)學(xué)工程師和爆炸傷專家瑞秋·蘭斯就是其中之一。

此前，有些科學(xué)家提出了可能導(dǎo)致亨利號沉沒的一些原因，比如“桿雷”爆炸消耗了潛艇內(nèi)部的氧氣，使艇員窒息身亡、“桿雷”爆炸讓艇體破裂進(jìn)水造成艇員身亡等，然而瑞秋推翻了這些想法。

所謂窒息是指人們不能得到足夠的氧氣或者空氣中非氧氣的成分過多。比如空氣中二氧化碳的濃度過高，導(dǎo)致全身血管擴(kuò)張，以排出更多的二氧化碳，呼吸和心跳頻率上升，大腦感到劇痛，從而導(dǎo)致人死亡的情況。那么艇員們有沒有可能是窒息而死呢？瑞秋通過計(jì)算排除了這個(gè)原因。

瑞秋用了一個(gè)月的時(shí)間，查找了亨利號所有的照片和圖表資料，找出潛艇的所有相關(guān)尺寸，然后用電腦制作了潛艇的三維模型，計(jì)算出了潛艇的內(nèi)部體積。接著瑞秋考察了海軍士兵的平均肺活量和對缺氧的耐受程度。根據(jù)潛艇的內(nèi)體積和艇員們的耐受程度。她發(fā)現(xiàn)，如果窒息是艇員們的死因，他們不可能在瞬間死去。在發(fā)現(xiàn)缺氧這個(gè)情況時(shí)，艇員們還有30到60分鐘的反應(yīng)時(shí)間，也就是說，他們可以嘗試做出一些自救行動，而不是仍坐在原位。即使完全無計(jì)可施，人在窒息時(shí)的本能反應(yīng)也不可能是如此的平靜，也許會張大嘴巴、大口吸氣，可能會拉扯衣服、解開領(lǐng)口，甚至?xí)撼逗韲岛托胤巍?/p>

同樣的理由，如果是進(jìn)水導(dǎo)致的窒息或者水壓過大致死等原因，艇員們都不可能這樣平穩(wěn)安詳、毫無痛苦地死去，瑞秋必須找到更合理的解釋。她聯(lián)想到二戰(zhàn)期間在德國防空洞和地下室里看到的尸體，他們也是這樣或坐或立，保持著生前的姿勢，一動不動，體表看不到任何的致命傷害，仿佛只是睡著了。這與亨利號艇員們非常相似，他們的死因是一樣的嗎？

水中沖擊波的巨大力量

經(jīng)調(diào)查，德國防空洞死者的死因是爆炸產(chǎn)生的沖擊波。沖擊波是一種特殊的壓力波，炸彈爆炸后，空氣分子被爆炸產(chǎn)生的高壓氣體在瞬間擠壓在一起，這樣大的壓力和速度使得沖擊波比超聲波能量更大，它會對某些人體器官產(chǎn)生破壞性的影響，比如有壓力變化的肺部和大腦。

亨利號潛艇可能是因?yàn)樵馐荇~雷攻擊，引發(fā)潛艇內(nèi)“桿雷”爆炸，產(chǎn)生的沖擊波讓艇員來不及做任何反應(yīng)而瞬間死亡。

在水中，聲音以約1500米/秒的速度移動，但沖擊波進(jìn)入肺部后，它的速度被層層疊疊的氣泡大大限制了，能驟降到每秒30米。沖擊波原本像一輛失控的卡車在山路上疾馳，當(dāng)它遇到肺部組織時(shí)，就像迎頭撞上了路邊的山石，卡車突然減速到原先速度的2%，但高速度帶來的巨大動能并不會消失，山石會被撞得四分五裂，而肺部組織也如是，肺泡破裂，血管碎裂，血液阻塞肺泡，最終導(dǎo)致死亡。

“亨利”號現(xiàn)存于美國北查爾斯大學(xué)的保護(hù)中心里

腦組織也會受到相似的影響，沖擊波無法損害顱骨，但其下的腦血管會破裂，同樣會致死。這就是有時(shí)候我們在影視劇中看到某人大腦完好無損，卻有血液順著臉頰流淌而下，最后整個(gè)人轟然倒地、驟然死去的原因。沖擊波對人體的傷害是瞬時(shí)的，因此尸體往往看起來平靜而“安詳”。

這個(gè)猜想看起來很可能是亨利號艇員們的死因，尸檢結(jié)果似乎能證明這一點(diǎn)。時(shí)間過去那么久，人體的大多數(shù)器官和組織都已腐爛，唯有在堅(jiān)硬的顱骨的保護(hù)下還殘留著的一些腦組織，法醫(yī)發(fā)現(xiàn)這些腦組織中確實(shí)彌漫著一些血液，這與沖擊波致死的癥狀相符。

但是瑞秋還需要用實(shí)驗(yàn)來證明這個(gè)猜想。瑞秋按照亨利號的尺寸制作了等比例縮小的模型，然后在模型頭部裝上了亨利號曾使用的炸藥，當(dāng)然炸藥量也是等量減少的。她進(jìn)行了多次的爆破實(shí)驗(yàn)，并不斷調(diào)整爆炸后“亨利號”的逃亡距離，以圖找到能對人體產(chǎn)生傷害的沖擊波。

沖擊波是否會對人體產(chǎn)生傷害當(dāng)然不能用人體做實(shí)驗(yàn)，瑞秋用一套海軍使用的水下壓力表測量來自各個(gè)方向的聲波和水波，收集這些數(shù)據(jù)后再用計(jì)算機(jī)來繪制各種波的波形圖。最終瑞秋找到了一個(gè)波形呈鋸齒狀的聲波，這個(gè)聲波的能量在兩毫秒的時(shí)間內(nèi)能達(dá)到最高峰，當(dāng)人們碰到這種聲波時(shí)，肺部受到傷害的可能性高達(dá)95%。

艇員們靜靜地停止了呼吸，亨利號也伴著他們在海底沉睡了100多年?，F(xiàn)在，我們除了感佩艇員們英勇無畏、舍生忘死的精神外，也要感謝他們以生命給我們留下的關(guān)于潛艇制造的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)：在制造潛艇時(shí)，要注意避免沖擊波與金屬艇身的相互作用，延長潛艇逃離的安全距離。