美國(guó)南北戰(zhàn)爭(zhēng)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(hào)，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(hào)。這是海戰(zhàn)歷史上潛艇首次成功擊沉戰(zhàn)艦，也是美國(guó)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?cè)僖矝](méi)能等到英雄的凱旋，亨利號(hào)神秘地消失在茫茫大海中……

艇員的死亡之謎

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

時(shí)隔100多年重見(jiàn)天日的亨利號(hào)，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(hào)的武器“桿雷”。艇長(zhǎng)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(wú)損。所有艇員都安然坐在他們?cè)瓉?lái)的位置，兩手仍然握著操作手柄，仿佛仍在奮力搖動(dòng)曲柄驅(qū)動(dòng)潛艇，很快便會(huì)駕駛亨利號(hào)回到家鄉(xiāng)。

誰(shuí)能相信這樣的亨利號(hào)會(huì)沉沒(méi)？沒(méi)有操作失誤，沒(méi)有技術(shù)缺陷，沒(méi)有死亡征兆，艇員們沒(méi)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(hào)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(hào)沉沒(méi)的原因，2000年開始參與研究的美國(guó)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(hào)沉沒(méi)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(guò)多。比如空氣中二氧化碳的濃度過(guò)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(méi)有可能是窒息而死呢？瑞秋通過(guò)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(hào)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(duì)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(shuō)，他們可以嘗試做出一些自救行動(dòng)，而不是仍坐在原位。即使完全無(wú)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(huì)張大嘴巴、大口吸氣，可能會(huì)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(guò)大致死等原因，艇員們都不可能這樣平穩(wěn)安詳、毫無(wú)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(guó)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(shì)，一動(dòng)不動(dòng)，體表看不到任何的致命傷害，仿佛只是睡著了。這與亨利號(hào)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(guó)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(huì)對(duì)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(hào)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(lái)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(dòng)，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(lái)的巨大動(dòng)能并不會(huì)消失，山石會(huì)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。

腦組織也會(huì)受到相似的影響，沖擊波無(wú)法損害顱骨，但其下的腦血管會(huì)破裂，同樣會(huì)致死。這就是有時(shí)候我們?cè)谟耙晞≈锌吹侥橙舜竽X完好無(wú)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(duì)人體的傷害是瞬時(shí)的，因此尸體往往看起來(lái)平靜而“安詳”。

這個(gè)猜想看起來(lái)很可能是亨利號(hào)艇員們的死因，尸檢結(jié)果似乎能證明這一點(diǎn)。時(shí)間過(guò)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(lái)證明這個(gè)猜想。瑞秋按照亨利號(hào)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(hào)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(hào)”的逃亡距離，以圖找到能對(duì)人體產(chǎn)生傷害的沖擊波。

沖擊波是否會(huì)對(duì)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(cè)量來(lái)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(lái)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(hào)也伴著他們?cè)诤５壮了?00多年。現(xiàn)在，我們除了感佩艇員們英勇無(wú)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(zhǎng)潛艇逃離的安全距離。