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潛水歷史的過去現在未來 |
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榮譽理事長 謝新曦 |
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1.0 引言 人類由於進化的關係，終於能由海中移居陸地。如今已經無法再度回到水中生活，而且，海底的奧秘及瑰麗非親身經歷是無法體會出其中之燦爛，為了探險神秘壯麗的海洋世界，數千年至今，在浩瀚的海洋中孕育著無數激盪人心的冒險故事。由於時代的進步、器材的發明以及更新，人類又回到海洋中尋求生存空間。 |
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1.1潛水的過去 據聞在數十萬年以前人類已開始屏氣活動於水中，由於貝塚的發現，猜到人類在古時就有人類潛入水中採取食物。據各種搜證之資料顯示，紀元前2000餘年前就有水兵從水中攻擊(圖1.1)，也有傳說古代為逃避追兵，沉入水中以麥管露出水面呼吸者。 |
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潛水起源於人類對軍事用途、打撈用途、水中商業的需要，進而運動、安全休閒潛水。經由一再的嘗試和研究，漸進入到瞭解並知道潛水者需要： (1)健康的身體、(2)充分的信心、(3)豐富的常識、(4)熟練的技術、(5)精良的器材，追求五要素的領域。 |
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西元1500─1800年代潛水工具的潛水鐘終於發明成功，可使潛水人員停留在水中數小時，潛水鐘的原理很簡單，我們以一個玻璃杯顛倒的壓入水中，就可見到杯子中接近水平面之處，有少許的水上升杯麵，而杯子中已有空間，其空間即為空氣。潛水鐘的構造是一個大型堅固的沒有底部的桶子，重量可使它直接沉入水底，可在船上以索鏈吊著放入水中，潛水人員可隨它在鐘內往下潛。 假如安置在工作地點的上面，潛水人員可隨時屏氣游到外面工作後再返回潛水鐘休息及換氣。如(圖1.2)可查證的最早潛水鐘是西元1531年製造的，數百年後，最基本和有用途的潛水鐘是有調節裝置。 西元1680年，美國麻薩塞州冒險家MrWillianPhipps改良了潛水鐘，使用數個倒立的小桶子和一個大桶子去尋找20萬英磅價值的寶藏，他們帶著小桶子出去搜索，等小桶子空氣快用完時，立刻回到大桶子更換新鮮空氣。 |
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西元1690年英國天文學家EdmundHalley(就是此人發現哈雷慧星的運行 週期)發明了一種可藉其它大桶子攜帶空氣沉入水中，再補充潛水鐘內人員所需的空氣，經他一再改良，他和其他四個人在60呎深度停留一個半小時，26年後再改良的潛水鐘可以在水深66呎的地方停留四個小時以上。 |
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西元1715-1720年間，另一位英國人JohnLeothbridge以木製的桶發明了一種可以將人包裹起來"潛水桶衣"(圖1.3)在手部的地方有二個防止滲水和皮革製造的袖口，可將雙手伸出完成工作。這套人工操作之潛水衣必須藉著船隻的吊放，也可由船上的吊索移動位置，於19世紀時有一突破，就是唧筒的發明，也就是利用壓力把空氣供給潛入水中的人員使用。 |
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潛水衣在西元1823年後的演進，是由於名叫John和Charles及Deanes二位兄弟發明了叫"救火衣"的"SmokeApparatus"消防員可於火災穿著滅火，到西元1828年他們開始熱衷於打撈工作，改良"救火衣"成為"潛水衣"取名叫"CharlesPatentDivingDress"，很重，包括可防寒的衣服，由一個放置於潛水員肩上的頭盔，由水面的幫浦供給空氣由於頭盔是放在肩上未與衣服結合封閉，空氣可從底部排放更新，潛水員要保持直立工作，只要傾斜跌倒，頭盔會進水而產生危險(圖1.4)，此器材也就是職業潛水初期裝備，西元1840年Siebe將這套潛水衣改良成為今日職業潛水衣的藍圖。 |
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據說在西元375(AD375)年製作的圖畫中，即描繪一位水伕在水中銜著呼吸袋呼吸的情形。
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1430年同樣在德國，一位姓名不詳的作者亦發表了簡易型水中呼吸器。1450年義大利數學家Mariano發表了呼吸袋裝置於口中的自足式水中呼吸器(圖1.8)。 1551年義大利的 Tartagria開發了玻璃半球安裝於頭部的自足式潛水器(圖1.9)。 1650年德國的Altt Forn Gelike (1602-1686) 發明了空氣壓縮機，此 乃人類首度以人工方式生產高壓氣體。
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1662年義大利數學家Borelli設計出潛水伕可背在背部攜帶的自足式水肺(圖1.10)。此設計實際上仍無法使用，但是此一觀念帶給了此後自足式水肺發明者很大的啟示，締定了200年後發明的基礎。Borelli另一項發明就是"再循環呼吸裝置"，把吐出的空氣透過冷卻水淨化的設計。 |
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1772年義大利的Premine，更設計出與約100年前Borelli之自足式水肺極相似的皮革製潛水衣(Divingsuit)(圖1.11)。融合了透過彈簧的傳動裝置，把背部的空氣貯存容器內的空氣強制性送入潛水頭盔中。 |
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1797年，德國的Krigelt，發明了放置於海底的大型空氣槽加裝利用水壓推動活塞與汽缸的給氣裝置，以及組合了大容量水肺(潛水器)之自足式水肺(圖1.12)。唯操縱性不良，攜帶笨重，缺乏實用性。 |
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開發階段的自足式水肺，1825年義大利的Willias Jamcs，開發出貯存有壓縮空氣的金屬容器，安裝於潛水伕的腰部，透過管子呼吸的自足式水肺(圖1.13)。可是這種裝置的空氣貯存容量較少，因此在水中時間短，而且沒有調節器，缺乏實用性。
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1860年，法國的Rouquayrol發明了今日仍在使用，原理相同的調節器，並獲政府專利(圖1.14)。這項發明偉大的所在，莫過於人類不論處於任何壓力之下，這裝置只要需要即可呼吸到需要之高壓空氣。一旦發生礦坑爆炸事件時的救援作業得以使用，將此調節器組合而成之攜帶用呼吸器廣泛受到利用。 |
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又1865年，Aerophores在NavyLt的協助下，利用此一調節器開發出自足式水肺(圖1.15)。其可自動調節、輸送略高於潛水伕水中深度相等壓力的空氣，可呼吸其空氣。這種調節器接連於潛水伕所背的空氣貯存容器。由於容器容量小，皆由管子從海面供給新鮮空氣(水面供氣法)。潛水伕可在水中拆掉其拘束的管子，自成一自足式水肺，供短時間的沈船探勘作業。他發明了自足式水肺的前身。 |
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1869年，法國科幻小說作家JulesVerne發表『海底二萬里』的小說，使得世界上青少年深深嚮往海底的潛水活動。他是採用ROUQUAYROL等人發明的自足式水肺做為題材，經由Naimo船長敘述無拘無束海中的活動故事。並描寫當時如果人類能夠攜帶充分空氣於海底，即可以生存於水底(圖1.16)。源於這部小說的啟發，其後種種海底活動用的潛水裝置，陸續問世。因此這部小說對於人類從事海底潛水活動，具有功不可沒的意義。1975年，義大利的Toseri發明了高壓空氣壓縮機。
實用化的自足式水肺，1878年英國的HelinFrace參考1842年法國Sandaler所創的空氣循環閉路型的自足式水肺設計理念，發明利用純氧氣體的閉路型自足式水肺潛水裝置(氧氣循環呼吸裝置)。裝置的特徵在於採用僅讓潛水伕呼吸純氧，並利用化學藥品吸除呼出氣體中之二氧化碳的方法。此裝置最初不是為潛水而製造的，是使用於發生毒氣戰爭中，用於士兵防毒面具，其並可使用於毒氣洋溢的礦坑道中。 |
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1914年左右，潛水權威--義大利的Robert.H.Davis改良Frace發明的閉路型自足式水肺(氧氣循環呼吸裝置)，而開發出增加其實用性，可於水中使用的自足式水肺。隨後，亦發明了飛機用閉路型自足式呼吸器，以及潛水艇逃生用的呼吸裝置。後來，這種潛水裝置經改良，亦可供做潛水用途。
1926年8月14日，法國海軍上校Eve.Rr.Priul發明了高壓空氣筒背在背部，利用手動式調節器送氣的自足式水肺。本人在巴黎游泳池內成功地完成了10分鐘實驗(圖1.17)。 |
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這可讓潛水伕調整流量以防止空氣無謂的流出。由於這種裝置空氣不斷地流動，潛水時間受到限制，潛水伕在7-8公尺(m)深度可安全停留20分鐘，12公尺(m)深度停留10分鐘。同時，Priul並將潛水鏡改變成全面式口罩，期使女性也可使用並能將高壓筒攜帶胸前(圖1.18)。接著在1935年7月設立世界最早使用這種自足式水肺在海中漫步的『水中俱樂部』。眾所皆知，Priul的自足式水肺亦是世界最早休閒潛水運動的實用裝置。 |
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1937年淺利熊記發明攜帶式壓縮空氣，並附有與呼吸動作帶動的自動調節閥，名為"單獨潛水裝置"的自足式水肺。 1939年二次世界大戰期間，英、美、法、德等數國，開發了一種軍事用特殊的閉路型純氧循環呼吸潛水器材。 1941年，義大利海軍Rugi.Ferrare改良Davis的閉路型自足式水肺(氧氣循環呼吸裝置)，命名為『OXYLUNG』(氧氣水肺)之高度隱密性的自足式水肺。二次世界大戰期間，Ferraro所率領的義大利水兵，即使用『OXYLUNG』攻擊，擊沈停泊於土耳其Allaykisandross港的英國戰艦。 |
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1.2現在的潛水 在潛水發展過程中另一種潛水也在一直進化演變，它就是今天的"SCUBA"，原名全文SelfContainedUnderwaterBreathingApparatus中文譯為"自足式水中呼吸器"，也就是水肺潛水器材。在潛水史上，隨身攜帶式的水中呼吸裝置包括了很多重要的發明，今日全世界利用這種水肺當做休閒娛樂的人口己達數以千萬計，而這種休閒用自足式水肺的開發至實用化以前，人類為之投入難以計數的時間，期間更是費盡周折。其中貢獻最大的人物大致有以下的三人。
首先是1650年代德籍的Gelike發明了壓縮機，其次是1860年法籍的Rouquayrol發明了調節器，第三位是1943年法籍的"潛水之父"Cousteau發明了今稱為水肺的"AQUALUNG"，歷經這段過程我們人類終於能夠在淺海中上下左右自由自在的活動。現今使用的名字為"SCUBA"也就是"自足式水肺"。 |
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水肺大致上分為三種：
1.2.1 閉路式水肺──ClosedCircuitScuba 縱觀潛水的歷史，最初成功的水肺器材是"閉路式純氧循環呼吸器"(圖1.19)，但此種器材在商業上是不使用的，主要使用在軍事行動上，由於此器材構造上的複雜，又因隱藏著危險性，假使為要安全的使用必須要下一番苦工並限制深度來訓練所使用之人員。
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1.2.2 半閉路式水肺──SemiclosedCircuitScuba 顧名思義，半閉路式(圖1.20)是氣體的一部份再被呼吸，由此可知氣體的供給持續時間會較開放自足式長，半閉路式是以混合氣供給的，它俱備開放與閉路式的特徵，這是有高信賴度自動充填裝置與特殊排氣閥，可使氣體持續送入及持續的排氣。 |
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1.2.3開放自足式水肺──Self-ContainedUnderwaterBreathingApparatues(即是SCUBA) |
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此項普遍被採用於運動、休閒潛水，也就是"自足式水中呼吸器"。在潛水的歷史上，包括了很多重要的發明，但是在缺乏其他因素的配合下，終究還是不能完全被利用，其中有二種主要的發展途徑，一為開放式，一為封閉式。 |
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1943年有二位法國人，一是海軍的軍官，名叫JacquesYuesCousteau(圖1.21)，另一位是EmileGagnan工程師，他們一同完成了一項重大的突破，將一種新發明的調節器和高壓的空氣瓶組合起來，製造出第一件有效率且安全的"開放型自足式水中呼吸器"。將水肺(Aqua,Lung)改良得更實用，而發展出更新的潛水技術。Cousteau使用自己發明的器材，很成功的潛到180呎的水深而且並沒有發生困擾。 |
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第二次世界大戰未期，水肺器材被使用在商業潛水的作業上，到今天為止水肺更被廣泛的運用，並開啟了人類對海底世界的探討，使得人類很快的熱衷潛水運動，而且相關科學和商業潛水作業也因為"SCUBA"受益無窮。 |
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1943年，法國海軍Jacques-YuesCousteau，在取得上級──Ties上校及同事Ganian等的協助，成功地完成開放型自足式水肺的開發。
Cousteau正式命名為『AquaLung』是1869年JulesVerne所著『海底二萬里』一書中，所描繪自足式水肺的實用型製品。Cousteau厥功至偉的地方在於開發高壓氣瓶及調節器(圖1.22)，同時配合了面鏡及蛙鞋(Fin)，可以行動自如安全潛水，並開發成實用化、商品化而且普及化(圖1.23)。為了能夠促使這個偉大的發明普及大眾，於是以這種自足式水肺為主題，著書陳述水中活動的景像，啟蒙大眾。從此在水底遺跡的調查研究、水中洞穴的探險、水中照像、水中攝影、海中居住實驗、潛水艇開發、深海潛水技術的開發、水中的自然保護活動、潛水生理學的研究、世界水中聯盟(CMAS)的設立等的相關之水中活動，到處可見到開放型自足式水肺的蹤跡。 |
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1965年，台灣開始輸入Cousteau發明的自足式水肺，而漸漸流行國內。1967年代，愛好水肺潛水活動的同好集會，成立了最早的台北潛水俱樂部。到了1969年台灣第一家專業的潛水公司"中華潛水器材公司"成立，愛好自足式水肺(SCUBADIVING)潛水活動同好迅速增加。到了今天，推廣自足式水肺，扮演重要角色的潛水俱樂部一家家的成立。1989年為推廣潛水休閒化，中華潛水公司出刊"休閒潛水雜誌"二年後停版。 |
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1946年光復後，在台國軍陸續成立蛙人隊 台灣國軍與水中及蛙人有關之單位：
1.2.4 民間與水中及潛水有關之單位：成立日期
A.中華民國潛水協會--------------------(1989年07月02日) B.中華民國蹼泳協會--------------------(1989年11月01日) C.中華民國潛水訓練協會----------------(1989年12月10日) D.中華民國水中運動協會---------------(1991年02月06日) (本協會是目前被世界水中聯盟所承認的，也就是被105個會員承認簽發的CMAS合格証，簽發之CMAS合格証可在世界任何國家潛水。) E.中華民國海下技術協會----------------(1991年03月23日) F.中華民國休閒潛水協會----------------(1993年10月28日) G.中華民國水中攝影協會----------------(1996年02月11日) H.中華潛水推廣協會--------------------(1998年01月01日) (前身是1967年成立的台北潛水俱樂部，簡稱中華潛水會) I.台灣科技潛水協會--------------------(2000年12月30日) J.中華民國職業潛水協會----------------(2002年07月17日) K.中華水下考古學會--------------------(2003年03月15日) 以上之單位屬國家級及省級，其他各如『台北市體育會潛水委員會』、『台南市潛水協會』、『高雄市潛水協會』等以及潛水俱樂部等，至今已超過100個單位。早期台灣軍方所使用之器材多是美援器材，部份是當時只限軍方使用，只有一家『亞東公司』生產面鏡、蛙鞋及救生衣，於1969年總算誕生了為運動休閒潛水而經營的公司『中華潛水器材股份有限公司』，至此潛水由該公司一步一步的成長起來，臺灣全省漸漸普及，才有今日之盛況。 |
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到了1960年代，深海潛水技術的開發更是突飛猛進。海洋石油產業水中工程使用的深海潛水用閉路循環型、以及自足式水肺都受到重視。其後，部份的深海用自足式水肺到今天仍衹局限於軍事用途。其無法普及於一般大眾的最大理由，乃是裝置複雜，操控不易，潛水員無法正確掌握，等等技術尚待克服。今天，這種深海潛水用的特殊閉路循環型自足式水肺，大概衹有在博物館內，才能看得見。 |
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儘管科技日新月異，但是到了1989年，Cousteau等人開發的開放型自足式水肺所俱有的本質上的功能，仍維持不變。但是，當初法國、美國製造的Cousteau所發明"自足式水肺"相關的裝備品等等，現在台灣、日本、東南亞、義大利各國的生產製品已佔全世界九成的比例。各種的自足式水肺的面鏡(Mask)、調節器(Regulator)、乾式潛水衣(DrySuit)、濕式潛水衣(WetSuit)、浮力調整器(BC救生衣)、潛水錶、深度錶、殘壓錶、減壓錶的器材、顏色、設計等等，均有飛躍的進步。同時，這些裝備亦自趨於高科技化的發展趨勢。 回顧自足式水肺(潛水裝備)的歷史，可以想像這種開放型自足式水肺，勢將蔚為休閒性潛水活動主流(圖1.24)。
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1.3未來之發展---無可限量 而且在不久的未來，將可以看到猶如海豚般快速自由移動 ，同時兼具如海豚般敏銳的水肺(潛水裝備)必將問世，並有實用性及普及化。而且第二代的Cousteau自足式水肺必將呈現在我們面前。工程方面未來的發展都以高科技的遙控為主，而運動休閒更是器材日新月異，更講究潛水的安全問題。 |
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1.4台灣的職業潛水 行政院勞工委員會職業訓練局-北區職業訓練中心，受行政勞工委員指示，承辦台灣職業潛水技術士訓練任務，於1990年5月著手進行，首先招募一批國內知名的潛水專家成立"潛水專業人員試題命製委員會"，當時參與的人士有：蘇達貞、李玉立、謝新曦、林文、牛柯琪、曾榮政、傅達勳、程德明、黃松南、許本爵命題完成後。1991年8月13日審查職業潛水技術士技能檢定規範通過，與會人員胡瑕玉、林文、葉美月、黃桂芳、吳茂森、蘇達貞、林柏青、許硯蓀、李仲豪、程德明、謝新曦、黃松南、馬守智。於1992年8月舉辦訓練師講習，並於11月舉辦潛水技術士技能檢定監評人員考試及技能檢定術科測驗評審員，共通過32位，並任用之。 |
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至此，台灣的"職業潛水技術士"証照制度真正的開始。在此之前於1989年6月20日就己經舉辦過第一期「潛水專業人員」的養成訓練，當時有20位參加。訓練目的，配合國家政策開發海洋資源，培訓青年具備潛水專業知識，以應社會發展之需要，並培養熱誠、負責、進取之服務道德，以及對潛水的安全觀念。並輔導結訓學員前往國內各大港灣工程公司或潛水打撈公司服務。 海下技術協會為加強職業訓練，增加國人在特殊專門行業工作機會，同時配合政府建立職業證照制度與推動海下技術之發展。由行政院勞委會職訓局北區職業訓練中心與中華民國海下技術協會合辦「職業潛水丙級技術人員養成訓練」，並於1992年8月首次開訓，次年1993年、1996年、1997年、1998年、1999年等陸續開班、報名非常踴躍。 至今「丙級職業潛水訓練班」開班已歷10年，為配合教學需要，以及兼顧理論與實際，本會在訓練委員會黃漢勇副主任委員邀集產、學界之精英，及潛水經驗長達二、三十年之專家－謝新曦、劉倬騰、李玉立、鄭文昌、蘇焉、劉復光、許硯蓀，共同更新編訂「潛水基礎」教材，提供資料頗多，更適合受訓學員研讀，增進學員的學習效果。
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2. 潛水裝備介紹
