章默

美国南北战争期间，1864年4月的一个傍晚，南方军队的8名水手驾驶着被称为“地狱机器”的潜艇亨利号，从南卡罗莱纳州的查尔斯顿港出发，一举击沉了北方联盟最大的战舰豪萨托尼克号。这是海战历史上潜艇首次成功击沉战舰，也是美国内战时期南方在海战中取得的一次重大胜利。但是，南方军队的将士们再也没能等到英雄的凯旋，亨利号神秘地消失在茫茫大海中……

“亨利”号潜艇的横截面示意图，潜艇艇体宽1米，高1.2米，艇员蜷缩在板凳上，摇动曲柄。

艇员的死亡之谜

1995年，亨利号失踪131年后，人们终于“寻回”了它。原来它就藏在距离豪萨托尼克号沉没地点约100米的海底。

时隔100多年重见天日的亨利号，除了锈迹斑斑的外表，其他地方似乎还保留着“年轻时”的模样：潜水艇前部装有重达41千克的炸药桶，这就是攻击豪萨托尼克号的武器“杆雷”。艇长坐在潜艇前部控制着方向舵，同时还监控着潜艇的气泵和压载水舱，这些部位毫发无损。所有艇员都安然坐在他们原来的位置，两手仍然握着操作手柄，仿佛仍在奋力摇动曲柄驱动潜艇，很快便会驾驶亨利号回到家乡。

谁能相信这样的亨利号会沉没？沒有操作失误，没有技术缺陷，没有死亡征兆，艇员们没想到，他们奋力前进的终点不是家乡，而是埋骨的海底。究竟是什么让这艘英雄的潜艇陨落了？

打捞出亨利号后，其完好的内部设备和“安详”的艇员尸首让许多科学家困惑。他们一直在追寻着亨利号沉没的原因，2000年开始参与研究的美国海军的生物医学工程师和爆炸伤专家瑞秋·兰斯就是其中之一。

此前，有些科学家提出了可能导致亨利号沉没的一些原因，比如“杆雷”爆炸消耗了潜艇内部的氧气，使艇员窒息身亡、“杆雷”爆炸让艇体破裂进水造成艇员身亡等，然而瑞秋推翻了这些想法。

所谓窒息是指人们不能得到足够的氧气或者空气中非氧气的成分过多。比如空气中二氧化碳的浓度过高，导致全身血管扩张，以排出更多的二氧化碳，呼吸和心跳频率上升，大脑感到剧痛，从而导致人死亡的情况。那么艇员们有没有可能是窒息而死呢？瑞秋通过计算排除了这个原因。

瑞秋用了一个月的时间，查找了亨利号所有的照片和图表资料，找出潜艇的所有相关尺寸，然后用电脑制作了潜艇的三维模型，计算出了潜艇的内部体积。接着瑞秋考察了海军士兵的平均肺活量和对缺氧的耐受程度。根据潜艇的内体积和艇员们的耐受程度。她发现，如果窒息是艇员们的死因，他们不可能在瞬间死去。在发现缺氧这个情况时，艇员们还有30到60分钟的反应时间，也就是说，他们可以尝试做出一些自救行动，而不是仍坐在原位。即使完全无计可施，人在窒息时的本能反应也不可能是如此的平静，也许会张大嘴巴、大口吸气，可能会拉扯衣服、解开领口，甚至会撕扯喉咙和胸肺。

同样的理由，如果是进水导致的窒息或者水压过大致死等原因，艇员们都不可能这样平稳安详、毫无痛苦地死去，瑞秋必须找到更合理的解释。她联想到二战期间在德国防空洞和地下室里看到的尸体，他们也是这样或坐或立，保持着生前的姿势，一动不动，体表看不到任何的致命伤害，仿佛只是睡着了。这与亨利号艇员们非常相似，他们的死因是一样的吗？

水中冲击波的巨大力量

经调查，德国防空洞死者的死因是爆炸产生的冲击波。冲击波是一种特殊的压力波，炸弹爆炸后，空气分子被爆炸产生的高压气体在瞬间挤压在一起，这样大的压力和速度使得冲击波比超声波能量更大，它会对某些人体器官产生破坏性的影响，比如有压力变化的肺部和大脑。

亨利号潜艇可能是因为遭受鱼雷攻击，引发潜艇内“杆雷”爆炸，产生的冲击波让艇员来不及做任何反应而瞬间死亡。

在水中，声音以约1500米/秒的速度移动，但冲击波进入肺部后，它的速度被层层叠叠的气泡大大限制了，能骤降到每秒30米。冲击波原本像一辆失控的卡车在山路上疾驰，当它遇到肺部组织时，就像迎头撞上了路边的山石，卡车突然减速到原先速度的2%，但高速度带来的巨大动能并不会消失，山石会被撞得四分五裂，而肺部组织也如是，肺泡破裂，血管碎裂，血液阻塞肺泡，最终导致死亡。

“亨利”号现存于美国北查尔斯大学的保护中心里

脑组织也会受到相似的影响，冲击波无法损害颅骨，但其下的脑血管会破裂，同样会致死。这就是有时候我们在影视剧中看到某人大脑完好无损，却有血液顺着脸颊流淌而下，最后整个人轰然倒地、骤然死去的原因。冲击波对人体的伤害是瞬时的，因此尸体往往看起来平静而“安详”。

这个猜想看起来很可能是亨利号艇员们的死因，尸检结果似乎能证明这一点。时间过去那么久，人体的大多数器官和组织都已腐烂，唯有在坚硬的颅骨的保护下还残留着的一些脑组织，法医发现这些脑组织中确实弥漫着一些血液，这与冲击波致死的症状相符。

但是瑞秋还需要用实验来证明这个猜想。瑞秋按照亨利号的尺寸制作了等比例缩小的模型，然后在模型头部装上了亨利号曾使用的炸药，当然炸药量也是等量减少的。她进行了多次的爆破实验，并不断调整爆炸后“亨利号”的逃亡距离，以图找到能对人体产生伤害的冲击波。

冲击波是否会对人体产生伤害当然不能用人体做实验，瑞秋用一套海军使用的水下压力表测量来自各个方向的声波和水波，收集这些数据后再用计算机来绘制各种波的波形图。最终瑞秋找到了一个波形呈锯齿状的声波，这个声波的能量在两毫秒的时间内能达到最高峰，当人们碰到这种声波时，肺部受到伤害的可能性高达95%。

艇员们静静地停止了呼吸，亨利号也伴着他们在海底沉睡了100多年。现在，我们除了感佩艇员们英勇无畏、舍生忘死的精神外，也要感谢他们以生命给我们留下的关于潜艇制造的经验和教训：在制造潜艇时，要注意避免冲击波与金属艇身的相互作用，延长潜艇逃离的安全距离。