跨越大西洋海底的電纜工程

如果說20世紀的偉大科學成就莫過于航天史上的人類登上了月球，那么19世紀就應首推大西洋海底電纜敷設。當時，媒體對敷纜工程的報道連續達十余年之久，許多著名畫家以此為素材創作了多幅作品，數十個國家發行了紀念郵票。

在橫跨大西洋的海底電纜敷設工程開始之前，雖然在某些較小的海域已經敷設了電纜，諸如1832年完工的紐約港海底電纜；1851年的英吉利海峽電纜；1854年的地中海和黑海電纜等，但這些區域性電纜與大西洋電纜，都不能相提并論。從愛爾蘭到美洲，相距3 200余千米，水深最深處達4 000米。有人曾在事前估計，完成這么巨大的海底工程，有關作業船只在大西洋往返至少得百余次，全部完工少說也需10年。

大西洋海底電纜前期工程首先由英美兩國分別派出軍艦對水深和海底地形進行測量，擬定敷設電纜的海底路線。電纜要避開海底斷層結構，否則電纜就會在斷層中懸空。懸空的電纜自身重量所產生的拉力足以使其斷裂。測量的結果出乎人們的意料，大西洋最深處（4 000余米）坡度不大，深度幾乎是逐漸下降的。

另外，英國電線工廠在6個月期限內生產出全部電纜。鐵絲和銅絲的總長度達54萬千米，纏繞電纜的纖維總長達50萬千米，全部采用柏油浸透。這在當時技術水平和設備條件下，在這么短的時間內完成是相當不易的。電纜分別裝在兩艘船上。一艘是5 200噸的“尼亞格拉”號，是當時世界上最大的蒸汽護衛艦；一艘是3 200噸的“艾格梅南”號，也是著名的海軍艦船。120個工人忙碌了整整3個星期才把電纜裝上船。

首 戰 敗 北

1857年，橫跨大西洋的海底電纜敷設工程正式開始，兩艘停泊在愛爾蘭港口的敷纜船受命起錨開航。“尼亞格拉”號計劃從愛爾蘭開始敷纜，船上電纜僅夠全程的一半，因而要在大西洋的中途與“艾格梅南”號的電纜對接上，再由“艾格梅南”號敷完全程，與美洲大陸的電纜接口，“尼亞格拉”號在送行的喧鬧聲中緩緩駛出港口，敷纜作業正式開始?？墒浅鰩煵焕?，在船剛駛出8 000米時，猛聽得“喀嚓”一聲，電纜被甲板上的放纜盤軋斷，“吱溜”一聲滑入了海中。“尼亞格拉”號不得不返回港口。為防止電纜再次被軋斷，船速和放纜速度大大減慢。過往的船只不斷把工程進展情況帶給大西洋兩岸激動的人們。船航行至離愛爾蘭海岸約300千米處，隨船的工程人員發現電纜中的電流突然消失，兩個小時后才恢復正常。據推測，其時電纜可能下沉至一個深海溝里，下沉速度使電纜處于異常狀態。不久電纜又長時間中斷一次，一直到第二天清晨才恢復。第三天傍晚時分，工程人員發現絞盤放纜速度過快，船速也超過規定，于是想減緩速度。不料操之過急，制動效應產生的力作用竟使船尾升出海面。電纜經不起這猝然而至的拉力，“啪”的一聲就斷了，大約有550千米長的電纜留在了海底。此時，如果返回港口重新開始，余下的電纜已不夠用了，因而被迫宣布終止敷纜。失敗的消息不脛而走，一時間輿論大嘩，怨聲四起，攻擊聲甚囂塵上。

重 整 旗 鼓

參與敷纜的科學家和工程師們頂住四面而來的逆風。他們毫不氣餒，在詳細研究了失敗原因之后又重整旗鼓，對制動閘、電纜堆放和放纜盤等作了一系列改進。1858年，第二次敷設電纜作業又開始了。這一次采用與第一次不同的方法，即兩船先同往大西洋中心，然后反向向兩岸敷設電纜。6月26日，兩船的電纜在洋中接頭后，分別向歐洲和美洲駛去。但不幸的是，當“亞尼格拉”號駛出還不到5千米時，電纜就被機器掛斷。兩艘船又只得重新會合，電纜重新接頭。但這次電纜又在相離100多千米時掛斷。第三次雖然開始較順利，兩艘船各自都航行了300多千米。令人遺憾的是“艾格梅南”號船上的電纜又斷了，連斷纜的原因也無從查找，只見甲板上還殘留著20余米的斷頭。欲再回頭搞第四次吧，無奈電纜長度已不夠用，只得悄然返航。

接二連三的失敗使一部分組織者灰心喪氣了。他們紛紛宣布退出工程。但是，科學家和工程師們仍一如既往，堅持下去。僅僅一個月后，電纜敷設工程又開始了。兩艘敷纜船在大西洋中途再次會合，對接上纜頭，然后朝各自方向進發。兩天過去了，一切順利。8月5日，“尼亞格拉”號敷設完1 600千米電纜，率先抵達紐芬蘭，看來已經成功一半，然而另一半仍然前途未卜?！鞍衩纺稀痹隈偼鶒蹱柼m途中險象叢生。工程人員先是發現一段電纜破損，電線外漏。如果停船修補，電纜吊在船側，萬一有強風吹來，后果不堪設想。只能在航行中搶修，離這段電纜入海只有20分鐘了。全船人員都緊急動員起來，好不容易在這段電纜下海前幾分鐘修補完畢。但事隔不久，又發現另一處電纜破損。接著海上起了風暴，陣陣逆風使船上燃料大量消耗。當晚風力有增無減，大有刮斷電纜之勢。船員和工程人員相互配合，機智靈活地操作制動設備，保障了電纜安全。風暴持續了5天5夜，直到“艾格梅南”號抵達愛爾蘭才略見平息。電纜畢竟接通了。大西洋兩岸的歡呼聲此起彼伏，紐約市在狂歡，波士頓的幾百門大炮在齊鳴，倫敦教堂的鐘聲終日不停……

節 外 生 枝

11天后，維多利亞女王親自通過電纜給布坎南總統拍發了電報，以示對跨洲過洋電纜工程的祝賀。誰知，節外生枝，至第四個星期，電纜的電流戛然中止。愛爾蘭外海400千米外的電纜斷成兩截。海底電纜通訊又一次成為泡影，人們愕然了。頓時聲討之聲四起，大有“黑云壓城城欲摧”之勢：什么“跨洋電纜只是幻想”，什么“敷纜只不過是為了騙取錢財”，什么“讓海洋科技去見上帝”等等。一時間，科學家和工程師們處于四面楚歌、進退維谷的境地。

東 山 再 起

科學家們的信心是堅定的，在一次又一的失敗中，他們沒有沮喪，面對崎嶇的艱難險道，他們對反對者的無情抨擊迎以幾分譏刺的微笑。參加敷纜的科學家和工程師們從失敗中看到了希望：電纜既然能暢通四個星期，也一定能暢通四個月、四年……于是他們東山再起，加強科研力量，一種高強度的新電纜在反對者的聲討中誕生了。它比原來的電纜粗3倍，每千米絕緣材料的重量從75千克增加到115千克，電纜外層保護層也作了改進。抗拉強度從3 000千克增加到7 300千克。敷設在沿海的電纜強度和直徑都比一般的大3倍，以免船錨對其造成破壞。

由于電纜總重量的增加，原先的敷纜船已不適用。當時世界上的“大東方”號是唯一可以裝下這么多電纜的巨輪。5 000噸重的電纜堆放在船上，起碼有6層樓那么高。這樣，船只必然難以承受。后來想法把電纜分別堆放在船上三個不同部位，才解決了裝船問題。不過裝船的任務難度很大，整整化了5個月時間。

1865年7月15日，“大東方”號起錨，敷纜作業又一次開始了。第一天進展順利。可待到午夜時，船上的加儂炮轟響，發出緊急信號。原來工程人員發現電纜內的電流幾乎減低到零。經測量，問題發生在已敷設的距離大約10英里處的電纜上，于是整整忙亂了兩天才把10英里處的電纜拉回船上，結果發現一枚金屬針刺在電纜上。排除故障后，電流恢復正常，“大東方”號又繼續航行。不料4天后又發生了同樣的問題，這次又在已敷設入海的電纜距船5英里處發現一枚針。接著又發現第三枚針。接二連三的刺針原來是從機器上帶下來的?！按髺|方”號完成航程的一半后，人們臉上綻露出勝利在望的微笑，離紐芬蘭只有1 000千米了?？删驮谶@時，放纜機突然發生一陣刺耳的呼嘯聲，一個巨大的機器零件被電纜拋到甲板上。船在已經入水的電纜上方急劇顛簸，緊跟著一聲震耳欲聾的爆炸聲。電纜斷了，斷頭眨眼就消失在波濤中，這一切，前后只不過幾秒鐘時間。船上所有的人都驚呆了。當他們明白所發生的事情時，全都失聲痛哭起來。

然而，科學家和工程師們卻堅定地認為已經看到勝利的曙光。就在人們的哭泣聲中，他們作出了一項驚人的決定：另行敷設一條電纜，同時把這條電纜斷頭打撈上來，雙管齊下，兩條電纜同時接通。新電纜旋即投入生產。電纜外表又增加了一層鋅皮，既能防止金屬針刺入，又增加了抗拉強度，并對敷纜機又作了改進加固。

大 功 告 成

1866年6月30日，“大東方”號再次滿載電纜啟航，進行具有歷史性意義的偉大科學工程。新電纜敷設路線與上一條電纜平行，相距約50千米。船速保持5節。開始的4天一路風平浪靜，敷纜工作相當順利。但好事多磨，在進行到第五天時，電纜被機器纏住，幸虧“大東方”號及時減速，才避免了這次斷纜故障。可天公又偏不作美，下起一場大雨。經過兩個多小時的搶救，終于解開纏纜，敷纜工作又繼續進行。不久，美洲大陸終于映入眼簾。在一陣歡悅的汽笛聲中，電纜成功地接上了大陸。

第一份電報從倫敦發往紐約。幾天后，維多利亞女王和安德魯·約翰遜總統相互致電祝賀大西洋海底電纜工程大功告成。

比 翼 雙 飛

“大東方”號披紅扎彩慶祝敷纜成功，但科學家和工程師們卻認為，這項科學工程只成功了一半，另一半還躺在海底沉睡。于是，他們決定接通那條斷纜，讓它們“比翼雙飛”?！按髺|方”號在紐芬蘭補充了燃料，返航去找尋電纜斷頭。經過精密計算，確定了電纜斷頭處的確實位置。找撈工作相當艱巨。工程人員從4 000米水深的海底把電纜撈上水面，起碼要承受20千米長的電纜重量。因而用一艘船和一根繩索是不能勝任這項工作的，于是又動用了另外兩艘大船。每艘船都使用一艘抗拉力強度為27 000千克的鋼索。作業一直進行到8月底，電纜斷頭依然躺在海底。3艘船燃料快要耗盡。在作業人員的不懈努力下，終于迎來了“柳暗花明又一村”。在第30次作業時，電纜斷頭被勾住了。這次工程人員決定改變作業方法，在把斷頭從海底向上拉高一半之后便掛在一個巨大的浮標上，然后“大東方”號沿著沉纜航行50千米，再設法把電纜勾住后拉出水面。全體作業人員都默不作聲地緊張工作著。當電纜斷頭終于拉到船上時，疲憊不堪的人們發出了一陣歡呼聲。一份電報立刻發回愛爾蘭。當第二條電纜接到美洲大陸時，工程人員們情不自禁地吻著電纜，人們激動地把科學家和工程師們拋向空中，全都沉醉在勝利的喜悅之中。

大西洋海底電纜把歐美兩大陸連接了起來，倫敦皇家證券交易所的午時報價單幾分鐘內就可以發往美國?？茖W新聞、軍事事件以及醫學新發現和社會新聞等可瞬間漂洋過海。各界人士也一致贊美：大西洋海底工程是人類發展史上一個重要的里程碑。