历史上这场长达4个世纪的装备接力赛，才在这个时间节点暂下帷幕。但只要人类的好奇心一天不消失，这场接力赛就不会有结束的一天。
关于人类进化的历程，曾有位海洋生物学家Alister Hardy提出过这么个有趣的观点——水生猿假说。
他认为早期人类曾有过一段时期，因为栖息地和食物的不足，逐渐迁移到水中，并适应了水生环境。
例如“水生猿”理论可以解释人类皮下脂肪层的保暖作用；手指长泡水中会出现皱褶，有利于在水下抓握动作；以及人类区别于猿类体表无毛的特征，也更好地减少了游动的阻力等。
水生猿假说
但由于缺乏化石的直接证明，这个理论是一直被否定，从未被证实过。不过抛开其真实性，这确实是一个非常美丽而有趣的假说。从古到今，人类对神秘的大海就无比向往。而铺满地球近70%表面积的海洋，也真切地孕育着全人类。
只是受限于科技，古人并没有我们这么幸运，难以与海洋有更亲密的接触。
现在一说潜水，我们第一个想到的画面大多是，穿戴着高级的水肺装置，在海洋生物簇拥下自由穿梭的情景。
但其实潜水作为娱乐项目的出现，才不过短短五六十年。
而在很早之前，人类的潜水大多是正儿八经地为了捕捉海产和寻找宝物等。
那时候的潜水，也全靠个人意志，憋着一口气来完成。在《尚书》的《禹贡》篇中，就曾记载了公元前21世纪的贡品中，就有“蠙珠”和“玑”的存在。这可能是我国最早有关于潜水采珠的记载。
在采珠产业的发展下，到明代时，潜水技术也有了较大的改进，并出现了简单的潜水工具。
《天工开物》中采珠的记载
如宋应星所著的《天工开物》（1637年刊著）中，就记载着当时潜水技术的要领。
那时潜水是要用长绳系在潜水员的腰上，再用锡做的环形空管罩在鼻子上，潜水员可通过这个管子呼吸。
当他在水下感觉憋气不适时，就拉动绳子。一有动静，水面上的伙伴就会马上把他提出水面，休息后再下潜作业。
不过这项技术还是粗糙的，和拿根空芦苇伸到水面呼吸空气无本质区别。
潜水是一件极其危险的活动，而在水底的窒息感，更是使许多人对美丽的大海望而却步。因为无法在海底自由呼吸，人类在海底活动的范畴撑破天也仅限于劳作。
所以我们现在拥有各种水下呼吸器，能像鱼类一样在水中畅游，还得感谢过去的发明家。
过去有不少发明家们可是搭上自己的性命，也要让人类为了学会在海底呼吸。用“一人为水下呼吸续一秒”来形容这整个历程都不为过。
水肺由口中咬的调节器和背后的氧气筒组成
我们现在进行水下冒险最重要的一件装备，毫无疑问是水肺（SCUBA，Self-Contained Underwater Breathing Apparatues）。它又称自携式水下呼吸装置，是一种辅助潜水者呼吸的器具，曾带无数人在海底穿梭。
但现在一提到水肺发明者，人们第一时间想到的只有雅克·库斯托。可以说对潜水有点兴趣的人，几乎都听过他的大名。
雅克·库斯托与他的水肺装置Aqua-Lung
在上个世纪五十年代，他和压缩气体工程师埃米尔·加尼昂一起研发出了Aqua-Lung。
这种装置只有在潜水员吸气的时候，才会以周围的水压一样的压力环境供气。
它的出现极大地改变了人类探索海洋的能力，是现代休闲潜水普遍使用的呼吸装置。
此外，雅克·库斯托还是历史上最著名的潜水员，被称为现代潜水之父。
著有《通过水下18米》(1946)、《静谧的世界》、《活跃的大海》、《雅克·库斯托:海洋世界》等一系列水下拍摄作品。
他的出现，极大地推动了人类的潜水运动。不过，雅克·库斯托虽最受欢迎，但它的发明其实并不是历史上第一台水下呼吸装置。在库斯托之前，还有许多先驱被遗忘在历史的长河中。
水杯倒扣，纸不湿
相信大家在日常生活中都接触过这么一个实验。当将一个杯子倒扣水中时，将会发现杯子中间是不会进水的。水之所以不能进入杯中，是因为杯子里面充满了空气。如果把这个玻璃杯制成大到可以装下一个人呢？
就是按照这个原理，十六世纪时最早的水下呼吸装置——潜水钟就这样诞生了。
过去被限制于憋住一口气的潜水历史，也从潜水钟的出现有了巨大的飞跃。
16世纪的木制潜水钟
如果按照定义分析，水肺是自携式的水下呼吸装置，那么潜水钟应该是最早的水肺装置。
但为了更多地探寻海底的宝藏，人类当然不会只满足于这一“钟”子的空气。
所以到1771年，一位英国工程师约翰·斯梅顿就曾发明了一种空气泵。它可以通过软管连接到潜水钟上，向钟内源源不断地提供氧气。
英国工程师约翰·斯梅顿
只是潜水钟内氧气是有了，但它累赘的设计，还是大大地限制了人类海底大展拳脚。
这个时候，一位勇士出现了。
就在空气泵诞生后的第二年，法国科学家Sieur Freminet就设计出一个可以让人自由活动，并能实现“再呼吸”的装置(hydrostatergatique)。
这个装置穿在人身上，确实有点像豌豆射手，但是却能让人非常自由地活动四肢。
hydrostatergatique
但这副设备的亮点并不在这上面，而是它能让人实现在水底的“循环呼吸”。在头盔上，Sieur Freminet设置有两根管子，一根用来吸气，另一根用来呼气。
从某种意义上来说，这是世界上第一台独立封闭的氧气装置。而且这套设备，在当地的港口中还成功地被沿用了十多年的时间。
但糟糕的是，这个设备有个硬伤，就是两根管子是通向了同一个氧气罐内。也就是说，他吸入的气体，就是其呼出的气体，氧气总有耗尽的时刻。
所以非常不幸的，在一次试验中Sieur Freminet于装置里待了25分钟，便因缺氧停止了呼吸。
不过，Sieur Freminet的“再呼吸”装置，却成功激起了不少发明家对自给空气概念的兴趣。
之后人类便前仆后继地，投入到更现代的水下呼吸装置的试验中。于是各种千奇百怪的潜水装置，如雨后春笋般出现。如1797年，德国Krigelt发明的可以置于海底的大容量空气槽，但太笨重，被淘汰。
还有1810年，出现的Chauncy Hall斗篷型潜水服。
1819年德国人August Siebe制造的潜水服，由地面上泵入空气供潜水员呼吸。
然而，折腾了一个世纪这么久，这些呼吸装置都未能解决一个严峻的问题——在压强大的深海如何呼吸。
海水深度为10米时，水压和大气压（1.03Kg/M²）几乎相等。然而深度每增加10米，水压就会增加约一个大气压。
所以每个深度的水域，都需要氧气装置供给人体不同压强的空气。
如果没有气压调节装置，凭个人是难以完成呼吸的。
例如英国的Willias James，在1825就已经开发出能够贮存压缩空气的金属容器。
它被安装在腰上，是透过管子就可以呼吸的自足式水肺。然而，这种装置因缺乏呼吸调节器，不能实现深潜。
而且因为压力的原因，金属容器中的氧气也消耗得极快（7分钟），缺乏实用性。
Rouquayrol的呼吸调节器
直到1860年，法国工程师Rouquayrol出手，才解决了这一问题。
他发明了史上第一个呼吸调节器，并为其成功地申请到了专利。
其原理与我们现在所用的水肺调节器原理已几乎相同，都是通过几个阀门分级的形式，来控制输出气压的大小。
Rouquayrol的调节器
不过说来奇妙，Rouquayrol的这个装置起先并非用于潜水，而是用于火灾现场或矿井。
后来是法国海军看上了他的这门技术，才变成了现代水肺潜水的重要装置。
有了这个调节器的原理基础，发明家们才能卯足劲，不断改进水下呼吸的设备，并实现了各种突破。
Rouquayrol的呼吸装置中可以见到背部的调节器
这之后，水肺的发展才开始明确地出现两种模式——开放式和闭路式。
开放式水肺的系统比较简单，是我们现在最多人使用的器材。它只提供呼吸的气体（压缩空气），给潜水员使用。
而封闭式呼吸系统则复杂些，又称循环式呼吸器，可提供呼吸循环。
潜水员在使用供气后，系统会将二氧化碳吸收，并重新注入适当的氧气，再供潜水员使用。
不过这种封闭式水肺一般应用于工业或军事等，等级需求更高的潜水活动。
Henry Fleuss
所以历史上闭路水肺也出现得比较晚。到1876年，第一种成功实现循环呼吸的装置才诞生。
那时候，一位英国水手Henry Fleuss就发现人类呼吸时，只会消耗部分氧气。所以呼出的废气里，其实还有不少的氧气夹杂在其中。为了不浪费氧气，Henry Fleuss决定实现废气的回收。
Henry Fleuss的呼吸装置正面
他的自给式呼吸器包括一个橡胶面罩和铜管连着氧气装置。
铜管里有用氢氧化钾浸泡过的绳索，因为氢氧化钾可以与二氧化碳产生反应，从而可实现氧气的再回收。
虽然先前没有潜水经验，但为了测试自己的发明，他还是勇敢地决定深潜。经过多次试验和改进，这个装置才实现了长达3个小时的潜水活动。
Henry Fleuss的呼吸装置
Henry Fleuss的发明成功，也让其成为史上封闭式水肺的第一人。而且这也是第一批批量生产的封闭式循环呼吸器，被用于潜艇的紧急逃生和维修。
不过其本人就没那么幸运了，在一次潜水试验中，他因高压氧中毒*，死在了水下30英尺的海中。
*注：氧虽是维持生命必不可少的物质，但超过一定压力和时长的氧气吸入，人体某些系统和器官功能会被损坏。
Lambertsen博士
封闭式的水肺装置有一个特点，就是呼吸时，不需要把废气吐出。这也就意味着，潜水员呼吸时不会出现气泡，隐蔽性更好。
所以在二战期间，这个特点也就被美国海军盯上了。1939年美国的Lambertsen博士，就为美军就开发出了一种更高效率的氧气循环装置。
利用这个装置，美军培养出了一大批优秀的蛙人。所以Lambertsen也被称为“蛙人之父”。
库斯托在海中畅游
紧跟这位蛙人之父后面，才到我们熟知的潜水之父库斯托在1943年改良了开放式的水肺装置aqua-lung。
而库斯托改良的装置，便是来自Georges Comheines在1937年发明的一个水肺系统。
那时他已经突破了压缩氧气瓶和调节器相结合的系统，还曾在巴黎国际博览会的水族馆中向世人展示。
但是他命也不好，又在一次试验中葬身大海，很快被世人遗忘。
老当益壮的库斯托
后来，经库斯托改良的水肺装置出现，再加上他的大力宣传，潜水运动才得以走进大家的日常生活。
历史上这场长达4个世纪的装备接力赛，才在这个时间节点暂下帷幕。但只要人类的好奇心一天不消失，这场接力赛就不会有结束的一天。
*参考资料
Mark Dorfman.Time Line of SCUBA： A Chronology of the Recreational Diving Industry
SCUBA set.Wikipedia.2011.10.1
Sieur Freminet.windowthroughtime
1860 Rouquayrol Denayrouze.Diving Helmet NL
T.Rees Shapiro.Christian Lambertsen, OSS officer who created early scuba device, dies at 93
