压力与深度是个老题目。然而，在阿西莫夫笔下，这些跟现代科学技术的重大成就似乎无关的内容又变得那么生动活泼，读来兴趣盎然，不失为一篇脍炙人口的科学小品。
本文略有删节。题目为译者所加。
——译者
我们在大气层底部即海平面上所承受的压力大小、可以用这样一种说法，就是标准大气压能够支持33.899英尺高的水柱，如用公制，那么就是10.332米高的水柱。
这就是说，如果你潜入海里10.332米的深处，就会受到两个大气压的压力。其一为大气通过海水传递的压力，另一为海水本身的压力。
采集珍珠的人可以不需任何防护潜入海里15米的深处正常作业，这样，他们就要扛得住附加的大气压力。在这样的深度，他们要受到2.5个大气压的压力，可是如果没有什么意外，他们回到水面时仍是完好如常。
在海平面下，每增加10.332米的深度，就要增加一个大气压的压力。既然压力这样逐渐增大，总有一处会大到无法忍受。
如一些惊险故事中的主人公为躲避追捕，在池塘或湖泊的芦苇丛中突然潜入水中。这样在水里当然不能待得很久，因为他需要呼吸。可是我们的主人公往往是聪明非凡的人，他会折下一段中空的芦苇，去掉顶部，把一端塞进嘴里，另一端让它混在芦苇丛中露出在不被注意的水面上。
这样，他可以在水里待得很久，还能平静地呼吸着——事实上，在我读过和在电视里看到的所有惊险故事中，用这种办法的人都成功地逃脱了。
其实，鳄鱼和河马玩的把戏也与此相似。它们的鼻孔长在鼻子顶端隆起部，所以可以全身浸在水里，只让鼻孔露出水外。
但是，我们用这种办法究竟能潜入水下多深呢？我们能不能只靠一根长得露出在水面的优质粗塑料管藉以呼吸而舒适地巡游湖底呢？
不行，用这种办法我们不能潜入水下太深。首先，管子越长，容积就越大，可能呼吸到的新鲜空气也就越少。
如果你通过管子深深地吸一口气，让肺充满空气，接着再呼出来。你呼出的混浊空气到不了管子顶端，实际上，管子里充满了混浊空气，你吸气时，新鲜空气固然也进入管子，但到不了肺里，除非你把管子里的混浊空气全部吸光。
要是管子做得又长又粗，那么呼出来的空气都留在这根长管子中。你第二次吸气时，吸进去的还是这些空气。同是这些空气，你一次又一次地这样吸进呼出，不用多久就会窒息。要是管子做得很细，那么容积就小了，不能畅快地呼吸，结果也要窒息。
用管子呼吸还有第二个弊病：管子中用以呼吸的空气处于正常的气压条件下，而体外的水压等于气压加上水本身的压力，这个压力取决于水的深度。
这就是说，有附加的压力向里压迫着你的胸部，你只有扩张胸腔对抗这个压力，才能进行呼吸。在相当深的地方，水压会大得你根本不能光靠扩张胸腔来克服这个压力。在这种情况下，你不能呼吸、还是要窒息。
那么为什么要在正常压力下保留空气呢？如果你一定得在河底干活，譬如说给桥梁打桩，就要碰到这个问题。一种办法就是做一个桶样的东西，把它倒扣在水里，水当然会进去一些，但不会充满。桶内空气受到下面水的压力而压缩，直到它向下的压力和水向上的压力相等为止。
你还可以向桶内注入空气，只要空气压力等于桶口水的压力，桶里的水可以全部排出去。
如果你再开一个可供作业者出入的口子，那么就做成了一个“空气沉箱”。
作业者必须逐级经受越来越大的压力，直到工作条件下的压力。逐级增压的理由是让体内压力与体外气压渐趋平衡。一旦压力平衡，沉箱作业者就可活动自如，丝毫感觉不到身上有附加压力存在。
然而，困难还是有的，问题是我们要考虑到空气从肺输送到全身的过程。气态的空气不能这样输送，我们无法利用气态的空气。
这个过程是这样的：空气要溶解于肺泡上的液层，然后渗入毛细血管进入血液，溶解状态的空气经过血液循环送到全M各处亿分之一的细胞，再渗入细胞发挥作用。
而空气毕竟是混和物，不能像单质那样溶解。它包含着几种不同的气体，每种气体的溶解度有大有小。
干燥空气有四种主要成分，按体积的百分比如
下：
氮气78.084%
氧气20.946
氩气0.934
二氧化碳0.033
以上列举的各种气体加起来尚有0.003%的余量，其中包括多少不定的水蒸气和各种尘埃。但它们对我们以下的讨论是无关紧要的，我们还是注重这四种气体。
假设把这四种气体，每种取一点纯净的样品在0℃个大气压下同100毫升纯水混和，那么每种气体能被溶解多少呢？以下是每100毫升水能溶解的各种气体体积：
氮气2.33毫升
氧气4.80
氩气5.60
二氧化碳171.3
这些数字看来还可以。水能溶解的氮，相当于自身体积的1/50，氧和氩大约是1/20，二氧化碳则差不多是两倍。
但用水的体积和气体体积比较并不妥当。水是液体，密度较大，而氮等却是气体，相对说来密度很小。100毫升水重100克，100毫升氮仅重0.125克。因此，按体积百分比来表示气体的溶解度会使数字不公正地偏大。我们还是按重量百分比来表示吧。在刚才的条件下，100克水能溶解每种气体多少克呢？回答是：
氮气0.0029克
氧气0.0068
氩气0.0100
二氧化碳0.339
请记住这是每100毫升的纯水同每种纯净气体混和时得出的结果。而空气不是纯净的气体，是几种气体的混和物，它们相互竞争着要得到溶解的机会。空气中哪种气体的百分比越大，溶解的机会就越多，与溶解的总量也就越接近。
如果把新鲜的水同空气取样充分混相，再考虑到各种成分的百分比，100克水含有：
氮气0.0023克
氧气0.0014
氩气0.0001
二氧化碳0.0001
当然，这个结果看来大不一样。冷水同空气充分混和后，每七万克水中，才有一克氧气，鱼类就只能靠溶解在水中的那么一丁点儿的氧气生活。它们不得不吸进大量的水，通过鳃吸取足够的氧来维持生命。不过它们是能够做到这一点的。
温度升高后，包括氧气在内的所有气体，溶解度都要减小。在25°C时，100克水仅含有0.00081克氧气，相当于0°C时的5/9。把鱼，或者范围大一些，把海生生物放入这样的水中，它们就会生活得很艰难。这就不难理解为什么寒冷的极地海洋中的海生生物要比温暖的热带海洋中的海生生物反而来得丰富。
我们直接生活在含有氧气的空气之中，可是不能为此而庆幸。因为在氧气溶解于我们肺泡里的薄层水之前，它对我们毫无用处，而这些水的温度是37°C我们的运气并不比极地鱼类来得好。要感谢的是我们自身对氧气迅速溶解和迅速吸收进红血球并赖以为生的高效率。
气体的溶解度也直接地随压力的变化而变化。如果空气压缩到正常密度与压力的五倍——在水下41米深处的沉箱中作业的人就会体验到这种情况——空气里每种成分的溶解度也变为海平面上常压时的五倍。
问题又来了。
因为空气中含有1/5的氧，五个大气压相当于一个氧气压。这样高的压力最终会引起氧中毒的严重后果，这是不能等闲视之的。
再说，高压可能引起呼吸障碍。把密度这样大的空气吸进，呼出，会产生疲劳的感觉，特别是稍一吸气，就会吸进足够的氧，这固然能防止氧中毒，但会造成体内二氧化碳蓄积，引起二氧化碳中毒，产生头疼，晕眩或更严重的症状。这就是要限制在沉箱中作业时间的原因。
氮和氩看来问题不大，我们的体液中一直溶有这两种气体，但它们与人体互不影响。
但在受到压缩的情况下，就是说体液中氮和氩的溶解度相当于正常值的五倍时，我们就不能有一种绝对的安全感，要考虑一下对人体是否有妨碍。这时，还是有妨碍的。
在高度压缩下，溶解的氮气会导致氮麻醉，出现兴奋、失去自制力和判断能力等症状。这是一种极危险的症候群，跟酒精中毒差不多一样。在海洋深处作业的潜水员容易得这种病，结果是无忧无虑、痛痛快快地死去。
氢也会产生同样后果，但因量仅及氮的1/20，故可忽略不计。
在压缩空气中作业和运动所会发生的最严重的问题出现在脱离压缩空气回到正常压力的时候。
当气压减小时，体液中溶解的氮越来越少。这些氮通过细胞壁离开细胞进入血液，再经过肺排出体外。这不会伤害人体，但过程非常缓慢。
好在氮在它原来的地方脱离溶解状态总是很慢。即使人体迅速返回常压状态，多余的氮来不及渗出，它仍然缓慢地，安全地排出体外。
当人们没有受到压缩空气太大的压力，减压速度依照原来增压的速度，内外压力始终平衡，不会产生因氮过多引起的问题。
然而，随着时间的推移，人们作业场所越来越深、空气压缩的程度越来越大，人体组织中蓄积的氮也越来越多。
在这种情况下，如减压过快就会出现问题，氮过快地从溶解状态扩散出去，积聚成小气泡会造成大的伤害。
这种气泡如果形成在关节及周围神经处，就会出现极度疼痛；如在血液中，会使人窒息；在脊髓则使人麻痹；在脑子里，会使人失明或惊厥，问题严重的话，还会导致终身残疾，甚至死亡。在减压后一至十八小时内，这些症状可在任何部位产生，这种情况称之为“减压病”。
当沉箱最初用于相当深处作业时，减压病就成为水下工程的一害。第一座钢质大桥是在圣路易城横跨密西西比河的依兹大桥，建于1867年至1874年。这座桥是以建造者詹姆斯 · 布却南 · 依兹（1820——1887）命名的，打桩时需在三十米深处开挖，这在当时是无先例的。只有六百人参加这项工程，结果其中一百十九人得了减压病，十四人死亡。
随后，在1869年至1883年间，又建造了连结曼哈顿与布鲁克林的布鲁克林大桥。这是第一座大悬索桥，几乎什么都是试验性质的。
负责建造该桥的是华盛顿·奥古斯都· 罗布林，他的父亲正是工程伊始就在一次事故中丧生的设计者。
尽管他们谨慎施工，还是有一百多起减压病发生，罗布林本人便是受害者之一。他是个勇于献身的人，事必躬亲，哪怕是危险场合也在所不计。一次，他在沉箱中连续待了十二小时，昏倒在地后，过快地被救上水面。
减压病摧残了他的一生，他只能限制在望得到桥梁工地的家里活动，在家里监督、指挥着这项工程。他的妻子给他跑腿，向工程师和工头们传达他的命令，同时带回工地的消息。他活着看到了布鲁克林大桥的建成，后来又活了四十三年，可是他的健康始终没有得到恢复。
对付减压病，防止其发生的行之有效的方法是哈定在1907年首次提出的。
他主张逐渐减压。先以某个适当的速度把压力减小到不小于原来的二分之一，这通常是安全的，再保持这个压力一般时间直到体液中的氮达到新的较低的平衡。然后再减压到一定程度，保持一段时间，如此反复进行多次。这个办法固然繁琐，但目睹过减压病惨状的人都愿采用。因为减压次数再多· 过程再繁琐，总比得一次减压病要好得多。
如果由于操作不慎或意外事故，减压过快，减压病的症状已开始出现，得立即置入压缩空气中，使气泡重新溶解，然后再用逐级减压法得以解危。
为避免因压缩空气致病，一种可能的方法是用比氮更不活泼的气体代替氮，这样，在各种场合危险性都可较小。显然，可选用氦气。
氦是所有物质中最不活泼的，它的惰性大得连溶解度都很小，是各种已知气体中溶解度最小的，100毫升水仅能溶解0.94毫升的氦，只有氮的溶解度（按体积）的2/5。
这样的话，似乎是有希望的，因为一旦减压形成气泡，在同样条件下，氨气泡体积只有氮气泡体积的2/5，对人体的威胁相应减少。
遗憾的是这毕竟不是想当然的事。由于氨惰性较大，原子较小，它比氮更容易脱离溶解状态。这就是说，虽然氦形成的气泡较少，但形成得快，两种趋势基本上互相抵消。所以氦不能使人们彻底摆脱对减压病的恐惧。不过，在氦氧混合空气中施行逐级减压比氮氧混合空气时的时间可缩短一些。因为氨达到平衡较快，所以每级时间可短一些，这倒是件好事。
氦还有着与减压病无关的优点。氦中毒的机会只有氮的1/9，所以人们可以到较深的地方去而无需担忧染上致命的狂躁。况且氦的密度只有氮的1/7，把空气里的氮换成氦，其密度只有普通空气的1/3。这就降低了压缩空气的粘滞度、减轻呼吸时对肺的负担。呼吸可以更畅快，二氧化碳中毒的机会也可减少。基于这些理由，用氦可以到达比用普通压缩空气更深的地方而绝无危险。
用普通压缩空气，潜水员难于潜入九十米以下的深处去，即使短时间也不成，但用了氦，使到达一百五十米的深处呆长时间也成为可能，在特定条件下还可更深。
所有这些潜水的记录还只是海洋的表层，即使150米也小于海洋最深处的1/7。
那么在极深处的压力有多大呢？
这个压力取决于温度、含盐量、洋流、可压缩性等，很难算出精确值。如果我们从空气本身的压力开始把它算作一个大气压，每增加10.332米的深度增加一个大气压，这样就可得到合理的近似值。
海洋最深的地方为太平洋中的马利亚纳海沟，据报那里深达11033米，水的压力可达1070个大气压。
如果我们不认真思索一下，就会认为在这种情况下根本不可能有生物，事实当然并非如此。在海洋的任何深处，甚至在最低陷的地方都有生物发现。体内压力与体外压力保持平衡，这就是这些生物得以生存的原因。
〔《科幻小说杂志》（美）的《科学专栏》1981年4月〕