几分钟之后,我们都坐在客厅的一张长沙发上抽着雪茄休息。船长在我面前摊开了一幅详细的图纸,上面绘出了诺第留斯号的平面图、侧面图和正投影。然后他开始向我具体描述这艘船的形状:
“阿龙纳斯先生,您看到的就是这艘船的形状和容积。船身呈长圆筒形,两端是尖的,构成圆锥状。显然它看上去很像一支雪茄烟。在伦敦有些船已经采用了这种构造形式。这个圆筒从头到尾正好长70米,它横向最宽的地方有8米。因此这船的构造与普通的远航大汽船有很大的不同,宽只有长的十分之一,从头到尾足够长,两腰包底的弧线又相当圆,这使得船行驶时很容易排开积水,从而航行速度丝毫不会受到阻碍。
“用上面长和宽这两个数字计算一下,就可以得出这艘船的面积和体积。诺第留斯号的面积是1011.45平方米,体积是1500.2立方米——也就是说当船完全潜入海中时,它的排水量为1500立方米,或者说重量是1500吨。
“我绘制这艘潜水艇的设计图时,我设想它的吃水部分能占到十分之九,浮出水面的只有十分之一,这样它就能在水中维持平衡。在这样的设定下,它的排水量必须是它体积的十分之九,也就是1356.48立方米,这也就要求船的重量也正好是这个数。因此我造船的时候必须根据上面的积量来,船的总重量不能超过上面的最高限。
“诺第留斯号的结构包括双层船壳,一层是内壳,一层是外壳。两层船壳之间靠大量T字形的蹄铁连接,保证了船身的坚固程度。由于船壳之间这种细胞式的连接方式,使这船像是一大块中间没有缝隙的实铁,能够抵抗一切外界压力。它的边缘牢固无比,船身浑然一体,这都是依靠结构本身的力量,而非螺钉的扣紧;因为材料配置完美无缺,构造整齐一致,我的船可以在海洋中自由航行,最汹涌的风浪也奈何不了它。
“内外两层船壳都用钢板制造,钢与海水的密度比是10:7或10:8。第一层船壳的厚度至少有5厘米,重394.96吨。内壳也就是龙骨,高50厘米,宽250厘米,重量只有62吨。镇船机、机器、还有各种附属船具和装置,以及内部各层墙板木材等等的重量与前面394.96吨加在一起,共同构成总重量1356.48吨中的一部分了。这您能理解吗?”
“我能理解。”我答。
“所以,”船长接着说,“在这种情况下,诺第留斯号在海中时浮出水面的部分只有1/10。不过,如果我在船上建一个容积为船体积1/10的储水池,容水量为150.72吨,那么一旦水池装满了水,这时船的排水量或重量就达到了1507吨,船就可以完全沉入水里。教授,这就是诺第留斯号可以浮沉的秘密。这些储水池是确实存在的,就在船的下层。当我打开储水池的门灌满水池,原本露出水面1/10的船就开始往下沉了。
“你说得有道理,可是这里实际上存在困难。我能理解您可以让船面与洋面一致,可是再往下沉,当船位于水面以下,您的机器难道不会遇到压力吗?难道不会受到由下而上的浮力影响吗?这种力的计算标准是30英尺高的水柱压力即一个大气压,也就是说,每平方厘米都要承受大约1公斤的力。”
“您说得没错,先生。”
“所以,您必须把诺第留斯号全部装满水,否则您还是无法把船潜到海底下去。”
“教授,”尼摩船长解释说,“您不该把静力学和动力学混淆在一起,否则就会产生严重的错误。其实要到达海洋的底层并不用费很大的力量,因为一切物体都有向下沉底的倾向。请您听听我的理论吧。”
“船长,我正在听着。”
“想让船潜入水底,必要条件就是增加重量,要想增加重量,我只用注意海水体积在不同深度中的压缩数量变化即可。”
“您说得对。”我回答。
“但是水虽说不是绝对不能压缩,但至少是非常困难的。根据最近计算的结果,在一个大气压(即30英尺高的水柱压力)下,水的体积只能压缩436/10,000,000。如果要到水下1000米的地方,我要注意的就是海水在1000米的深度下,即100个大气压下它体积的压缩率。这个数量为4.36‰。因此我的船这时的总重量不是1507.2吨,而是1513.77吨。也就是说增加6.57吨的重量。”
“只有这些吗?”
“只有这些,阿龙纳斯先生。而且这很容易通过计算来证实。本来我准备了不少补充储水池,足以容纳百吨的水量,因此我可以潜至海底很深的地方。当我想上升到跟洋面平齐的位置时,只需放出这些水,如果我想诺第留斯号有1/10浮出水面的话,只需排出储水池里全部的水就可以了。”
我当然无法对这些有数字为依据的推理提出什么反对意见。
“船长,”我说道,“我承认您经过了精确的计算,如果我还想反驳就有点无理取闹了,因为经验每天都在证明您的正确性。但目前我还认为存在一项实际的困难。”
“请问是什么困难呢?”
“当您潜入1000米深的水下时,诺第留斯号的外层就要承受100个大气压的压力。如果在这时您想排出储水池里所存的水量,使船变轻从而上升到水面,那船上抽水机的力量一定要超过100个大气压的压力才能做到,也就是说每平方厘米上的压力都有100公斤。这么大的力……”