人類已經在外層空間探索并繪制了火星和月球的大部分區域，但到目前為止，地球上僅有一小部分海洋被探索過。海洋占地球總面積的70%，占地球生存空間的90%以上，而被探索過的海洋部分，隻有5%。

我們通常隻能在電視上看到潛水人員對海洋進行勘探。入海前，他們會背上一個由一定比例的氧氣和氮氣混合而成的人造空氣瓶，用以确保能在水下呼吸。

有人提出：假設水中的含氧量足夠高，那是不是不需要氧氣瓶，人也能夠像魚一樣在水中自由呼吸？海洋的神秘面紗，就能夠進一步被揭開？

為什麼魚能夠在水裡呼吸？

魚類之所以能在水中呼吸，是因為它們有鰓這一特殊的器官。

魚在水中時，每個鰓片、鰓絲、鰓小片都完全張開，擴大鰓和水的接觸面積，增加攝取水中所溶解氧的機會。并且鰓小片中有着表皮很薄的微血管，當血液流過這裡時，就可以順利完成氣體交換，将帶來的二氧化碳透過鰓小片的薄壁，送到水中；同時，吸取水中的氧輸送到身體各部分去。

總的來說，當我們看到魚在吐泡泡的時候，其實就是魚在呼吸。水會規律地從魚嘴巴中吸入，并且通過鰓流出，并沒有進入魚體内。

人類在水下呼吸，需要什麼條件？

空氣中正常含氧量為21％，氧含量缺少時，就會導緻人員窒息。在0°C，1個标準大氣壓下，空氣的密度為1.29g/L，其中氧氣的密度為0.3g/L=300mg/L。

水中的含氧量指的是溶解氧。那麼這個溶解氧有多少呢？在20°C，1個标準大氣壓下，純水裡的溶解氧為9mg/L。由此可見，水中的含氧量遠遠不足以維持人類正常的呼吸需求。

如果解決了水中含氧量的問題，人們是不是就能夠在水中正常呼吸？

我們先要了解一下人的呼吸過程。人通過肺部進行呼吸，肺泡是氣體交換的主要場所，氣體進入肺泡内，在此與肺泡周圍的毛細血管内的血液進行氣體交換。吸入空氣中的氧氣，透過肺泡進入毛細血管，通過血液循環，輸送到全身各個器官組織，使供器官完成氧化過程，代謝産物。代謝的CO2和部分水蒸氣再經過血液循環運送到肺，然後經呼吸道呼出體外。

從這個過程中，可以得出，人如果想要在液體中呼吸，就必須要滿足以下兩個必要條件：

（1）外界的氧氣和體内的二氧化碳在肺泡順利完成交換。

（2）液體中的氧氣濃度需要維持在19.5％～23.5％之間。

假設條件二已經滿足，如果我們要在水中呼吸，就要把水從鼻腔導入肺部，這可能會直接導緻肺損傷——肺失去水分或者肺水腫。并且在呼吸的時候需要不停的吸入和排出液體，這一工作極度費力，就像1米長的管子讓空氣或者水通過時，相同流速下，空氣做功比水要小得多，所以長時間通過水呼吸的人甚至可能會被累死。

由此我們可以得出結論：即使水中的氧氣濃度達到了人類正常呼吸的需求，人類的呼吸器官——肺也不能夠在水中完成氧氣和二氧化碳的交換。

人類可以在其他液體中呼吸嗎？

既然人不能在水中呼吸，那麼能不能在其他的液體中呼吸呢？

總結上述内容，人類想要在液體中呼吸，對于液體的要求是很大的，概括來說就是以下幾點：

（1）液體對氧氣和二氧化碳的溶解度一定要大。

（2）液體的密度要适中，不能給肺部造成太大的負擔。

（3）确保液體對人的身體無害。

1966年，Clark等人發現在常壓下小鼠可以在一種全氟化碳有機液體中呼吸長達數周，常壓下貓也可以呼吸這種液體。盡管存在一定程度的二氧化碳移除困難，但這項研究掀開了液體呼吸研究的序幕。

上世紀60年代末到上世紀70年代，在動物實驗的基礎上，美國海軍開展了液體呼吸的人體試驗。他們嘗試了呼吸加壓充氧後的生理鹽水，但實驗并不順利，肺中殘留的液體導緻了一名試驗員患上吸入性肺炎。

通過這幾項實驗我們可以得出，人類确實可以在某些液體中進行短暫呼吸，就目前的技術而言，還不能做到持久呼吸。

但人類從未放棄過在該領域的研究，為了能夠實現在液體中遨遊的夢想，不少具有應用價值的産品陸續誕生。

比如醫學上應用比較成熟的全液體呼吸技術，曾拯救過許多患有呼吸系統疾病的新生兒。除此之外，潛水愛好者一般會随身攜帶“水肺裝置”，又被稱為自攜式水下呼吸裝置，可以幫助潛水者在海洋中進行呼吸，不過這種裝置對自身的身體素質、肺活量等有過高的要求。

相信有一天，科幻電影《深淵》中液體呼吸的一幕，也許能夠變成現實。

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