【百科】现代面镜的进化之路

现在看来，带着潜水面镜在水下看东西这种基本的装备似乎早就应该被发明和完善了。但现实不是这样的。直到20世纪，这个在水下体验中如此重要的工具才开始发挥作用，即使在那时，也直到大约60年前才充分发挥其潜力。这这之前,除了称之为扎猛子的自由潜水员前身,只有位数不多的工业潜水员才有机会看到一丢丢的海底世界。

历史数据显示，自由潜水在各种各样的早期文化中都存在，例如希腊的采海绵潜水员，加勒比的采珍珠潜水员和火地岛的亚干印第安人等等。然而，所有这些潜水员似乎都是在没有眼镜（没错，说面镜太超前了）的情况下在水下游泳的。毫无疑问，他们是成功的，但就他们的方式而言，这种潜水方式并不是没有代价的，正如罗伯特·马克思（Robert Marx）在他的书《水下探索的历史》（The history of Underwater Exploration）中所描述的那样:

这篇文章接着谈到，许多自由潜水者在水下看到东西的能力提高了，但他们在水面上的视力却降低了。

从中世纪开始(在一些更早的情况下)，欧洲人就一直在使用一种叫做潜水钟的潜水设备来寻找水下的物体，这种设备是用来定位船只和打捞价值的货物的。放置在充满空气的倒钟内，潜水员可以从一个小的观景口往下或往外看，引导擒拿机，甚至可以游到外面拿回物体。虽然这是一种非常成功的(但有限的)观察水下的方法，但这只钟需要在水面上小心翼翼，并且需要高强度的操作来降低它并将它放置在水下寻找的物体附近。

一个进步是在19世纪中期由Siebe Gorman公司改进的潜水头盔和服装。“安全盔”潜水员仍然需要一艘船在上面提供空气，但现在可以独立行动，以便搜索和与水下环境互动。在一个笨重的头盔的限制下，人们可以看得很清楚，但是它和它所需要的配套设备都很笨重，而且一般只限于商业潜水作业。

那些寻求较少装备集成化解决方案的人可以使用一种更简单、更古老的设计，通常被称为“浅水头盔”（shallow water helmet）。这种设计像商用的潜水头盔一样适合戴在头上，但没有衣服或套装与之配套，底部是敞开的，让表面供应的空气逸出。它为潜水员提供了相对较好的视力，前提是他们不能向前弯得太大而浸没头盔。早在20世纪初，著名动物学家和美国自然历史博物馆馆长威廉·毕比(William Beebe)就发明并使用了这种浅水盔。下面是他在《热带海洋之下》（Beneath Tropic Seas）一书中的一段话:

除了上述潜水设备外，两种较早用于水下观察的非常流行的前-面镜装置是观察盒/桶和玻璃底船。构造简单，观察盒消除了光的折射，并允许观察者看到尽可能远的地方。在维多利亚时代，玻璃底船(实际上仅仅在舱底有玻璃)被当时的湖和泻湖游客广泛使用。即使是现在，这样的船也被用来向陆地上的观众介绍水下世界（现在都是近乎全玻璃的船底了）。

在欧洲人的设计出现之前的几个世纪，现代面具的原型-护目镜（Goggles），已经被许多太平洋自由潜水者使用，比如日本的Ama（日本海女），她们在海底收获食物和财富。这些护目镜通常是用海贝或玳瑁做的，打磨到一定程度的透明度。护目镜的发明似乎是由于视力的自然发展而产生的，没有单一的起源或起源点。相反，它们的使用知识似乎是沿海群体在贸易和旅行过程中传播的，甚至在他们到达欧洲的时候也是如此。正如Philippe Tailliez在他的书《To Hidden depth》中所描述的，以及后来他发现越南潜水员有更早的经历，而越南则受到了更早的中国人的影响:

到了20世纪30年代，浮潜已经风靡欧洲，尤其是地中海沿岸，并因盖伊·吉尔帕特里克(Guy Gilpatric，1896-1950)在《周六晚邮报》和他的一本名为《The Compleat Goggler》的关于鱼叉捕鱼的小书而流行开来。不久，商业生产的护目镜开始与自制的护目镜一起出现。虽然护目镜在水下确实能提供更清晰的视觉，但它们的使用仅限于较浅的深度，因为它们无法平衡眼睛处的空腔。当John Cuthill在他的论文“早期不列颠哥伦比亚省潜水者的学习策略”中重述Gordi Moores的经验时，冒险到过深的潜水者会遭受痛苦而且可能是危险的“挤眼”（eye squeeze）:

随着自由潜护目镜的出现，还应该注意到当时早期的循环呼吸器（Rebreather）的发展及其涉及到的使用改装的气体或飞行员面罩，其中有单镜头和双镜头。虽然眼压的危险并不是问题，但潜水员的视力经常会因为两种镜片的焦距不同而扭曲，而且由于氧中毒的限制，只能在较浅的深度使用。

虽然护目镜在之后的一段时间里仍然很受欢迎，直到今天进化成了游泳者的游泳镜，但是由于水肺的发明，对水下视觉更好的发展给予了极大的推动。

单镜头潜水面具起源于20世纪初，最初是用各种材料手工制成的，如用轮胎管、铜和裙边的涂覆皮革做周边，以及用“Lucite”或“Styrine”的玻璃或透明塑料做镜片。

左边是一个有趣的例子，来自卡洛斯埃尔斯的书《最后的蓝水猎人》（The Last of the Blue Water Hunters），早期的单镜片面镜没有把鼻子包裹其中。平衡空腔是通过使用一个小橡胶球蓄气实现的。

在吉尔帕特里克的《星期六晚报》、《国家地理》和《生活》上发表文章之后，特别是在雅克·库斯托和汉斯·哈斯等名人宣传了水肺潜水之后;简单的、商业生产的面镜开始出现。右边是一个早期设计的塑料镜片和宽橡胶裙边的面镜。

第一批单镜片面镜解决了双视和挤眼的问题，但仍然提出了在更深的深度上平衡压力的挑战。潜水员试图用各种方法来完成这一任务。

许多人学会了通过吞咽或移动下颌来伸展他们的耳咽管。另一些人在潜水时把手伸进面罩，捏住自己的鼻子以产生压力，每次这样做都会使面罩进水并被清除，而另一些人则戴着鼻夹，如图所示。

一些有创意的潜水员开始对面镜进行修改，在面镜内部靠近鼻孔处粘上一块橡胶或软木块，这样鼻子就可以抵着面镜，也有一些商业面镜具有这样的设计，比如Swimaster的Wide View面镜，其在这个部位使用了氯丁橡胶。

平衡压力的突破口是在面镜的橡胶裙边上靠近鼻子的地方制作了凹痕或手指捏处，这样潜水员就可以捏住鼻子，从而在避免面具进水的同时产生压力。第一个可平衡面镜出现在1959年的《美国潜水员目录》（U.S. Divers catalog）下，型号为Aqua-Pressure。

很快，大多数制造商在他们的生产线上利用这一基本设计原则生产出了可平衡面镜。

另一项进化是在鼻子附近安装了一个排水阀，用于排出面镜里的水，这在过去几十年里很常见，但近年来却被搁置一旁。

这种适应的第一个例子出现在1962年的《美国潜水员目录》中，使用的模型名称为Equi-Purge。

大多数设计都采用了一个简单的单向菌型阀（类似于呼吸管的吹气口），这个机制最终被证明是不必要的。

那些年，潜水员可以选择使用以下两种技巧之一来排水：要么打开面镜的下沿进行排水（如同现在的面镜排水），要么通过一个带有排水法的面镜呼气。随着空腔体积（内容积）的减小以及排水阀的复杂性和失效可能性的增大，第一种方法最终成为首选方案。

早期的面镜设计中遇到的一个问题，就是如何扩大潜水员的视野，这个问题至今仍是市场营销的关键。最初的Squale面镜有一个小椭圆形的玻璃，通过一条硬橡胶裙，距离潜水者的眼睛只有几英寸，形成了一种“隧道”效果，限制了侧视，这是因为大多数早期的努力都集中在增加水平或周边视觉。为了解决这个问题，一些最初的想法是使用更大的窗格，在侧面添加玻璃，甚至弯曲玻璃来提供全景效果。虽然大的单一窗格的想法在早期被证明是不切实际的，但是一些方法(比如多个窗格)今天仍然在使用。

当潜水面镜的内部体积缩小后，围绕潜水员水平视野的许多问题就迎刃而解了。最大的设计特点是将鼻子部分移动到玻璃观察框的外面，从而改变了面具的椭圆形。从1950年代到1970年代，在接近眼部的地方开一个空间使得平衡变得容易，但对于深潜和竞技自由潜水，对更低容积的面镜设计需求提了出来。

自由潜水使空气被困在肺,气管,嘴,鼻子和面镜中，由于深度变化大，潜水员没法呼出足量的空气来平衡面镜的空腔。

自由潜水面镜被塑造得更贴合脸部，减少了内部空气空间，因此更容易平衡。降低面镜裙边的深度也使镜片更靠近眼睛，显著增加了周围视野。

橡胶是面镜裙边和面镜带的首选材料，不过早期的制造商也用塑料制造产品，这在当时是一种新型的材料。从1959年到1970年，以经济型产品为主的Aquatic品牌的面镜和脚蹼就使用称之为“Marvil”(TM)的塑料。

对大多数人来说，橡胶是首选材料，直到20世纪70年代初，该公司推出了使用硅胶的新型面镜。它第一次出现在1971年的《美国潜水员目录》中，型号为Equi-Rama的面镜同时提供提供橡胶或硅胶裙边。

硅胶更柔软，不易破裂，证明它是更受欢迎的选择。今天橡胶面镜仍然在售，只不过是作为小众爱好者的备用或收藏。

如果从护目镜到单镜片设计标志着基本潜水面镜的诞生;在现代面镜设计中，将鼻部区域从玻璃罩内移出也可视为最重要的进步。通过这样做，四个重要的障碍(平衡耳压，排水，扩大视野和降低内部体积)被克服。

所有这些进步，都是在20世纪50年代早期的反复试验中得到的，最终形成了我们今天所知道的现代潜水面镜。

体积小，有黑色、透明或彩色硅脂可供选择；面镜的玻璃有玻璃通常是定向切割并强调向下倾斜。

潜水员不再需要穿着潜水钟下潜，不再需要使用笨重的头盔，也不再需要用皮革和抛光的龟壳制作自己的护目镜和面镜。虽然普通潜水员可能永远都不会需要或想要做这些事情，但它们是值得记住的，是我们集体潜水历史的重要组成部分。

参考文献

The History of Underwater Exploration by Robert Marx
Dover Publications, New York. 1978. Pg: 14.
Beneath Tropic Seas by William Beebe
Halcyon House / Blue Ribbon Books Inc., New York. 1928. Pg:3-6.
To Hidden Depths by Philippe Tailliez
E.P. Dutton & Company Inc., New York. 1954. Pg: 19, 169.
Learning strategies of Early British Columbia Divers (Thesis). by John Cuthill.
The University of British Columbia, 1997. Pg: 106-107.
The Last of the Blue Water Hunters by Carlos Eyles
G.R. Huttner/Lithography, Los Angeles. 1985.
U.S. Divers Catalogs (Various)
Courtesy of vintagedoublehose.com

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