当我们在贝尔岛海峡穿行，从纽芬兰背风岸的庇护下驶出时，大副在舰桥上发出指示：绑牢或收好所有随身物品。前方天气恶劣。在下面的主实验室，艾米·鲍尔正在她的超大显示器上加载一些看起来像是抽象画的东西，巨大的红色和橙色斑块在黄色的背景中，同时她的电脑用机械的声音朗读着文字。她鼻子几乎贴着屏幕，在这些色彩斑斓的抽象画中寻找线索，这些其实是拉布拉多海的巨幅地形图。
鲍尔是马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的一名资深科学家，她也是官方称为192航次的首席科学家——这是一次搜寻隐藏在海底下的天气现象的任务。她碰巧患有两种先天性疾病：黄斑变性（macular degeneration）和视网膜色素沉着病（retinitis pigmentosa）。她合法失明。但在她22年的海洋学家生涯中，她曾应对过北大西洋的冬季风暴和亚丁湾的索马里海盗。在她的电脑和其他仪器的帮助下，鲍尔能够比我们大多数人更清晰地“看到”海洋。
天气允许的话，192航次将带我们前往格陵兰岛的努克，位于戴维斯海峡以南。在那里，在北纬60.6°，西经52.4°，我们将布设一个“仪器密集系泊设备”，一种近两英里长、安装在两英里深水域中的水下风向标。然后，如果一切顺利，鲍尔将利用这个系泊设备收集关于“伊尔明格环”（Irminger Rings）的情报，“伊尔明格环”是由“伊尔明格洋流”（Irminger Current）产生的一种“中尺度涡旋”（mesoscale eddy），而“伊尔明格洋流”是湾流的残余。中尺度涡旋是水下风暴，海底气旋，其环绕的洋流“旋转速度”约为每小时一英里——换句话说，这个速度不是飓风或大风的速度，而是微风的速度。你无法看到或感觉到中尺度涡旋。你可能正航行在平静的海面上，风力等级为0（“海面平静如镜”），而本世纪最强的水下风暴可能正在你下方缓慢地旋转。伊尔明格环会在海面形成一个直径数十英里的凸起，但比周围的水面高出仅六英寸。
中尺度涡旋似乎是只有科学家才会关心的事情。毕竟，没有人给它们命名，也没有人在天气频道上看它们。它们从未导致船只沉没或水手溺亡。在海洋学界之外，很少有人听说过它们。然而，它们与气候的形成和影响一样，与洪水和飓风同等重要。在中尺度涡旋缓慢的盘旋中，它们可以运输多达69万亿立方英尺的水，以及动植物和漂浮物、海藻和磷虾。如果它们比它们旋转的水体温度更高，就像伊尔明格环那样，它们还可以运输大量的热量。伊尔明格环运输多少热量，目前还没有人知道。这取决于有多少个这样的涡旋存在，它们能持续多久，它们能传播多远，以及传播到哪里——这些鲍尔希望她的数据能阐明的模糊之处。然而，她和其他海洋学家已经确定了一件事：伊尔明格环对拉布拉多海的天气，以及因此对格陵兰岛，进而对全世界的天气，都产生着深刻但微妙的影响。
拉布拉多海不仅是伊尔明格环的发源地。它也是冰山的诞生地，根据加拿大冰图，目前有41座冰山在拉布拉多洋流中漂流。两名水手开始轮班守望，用夜视镜扫描地平线。通过公共广播系统，大副下令关闭所有舷窗盖；夜视镜在完全黑暗的环境下效果最佳。船上明亮的窗户一个接一个地熄灭了。
在1950年出版的《海的女儿》（The Sea Around Us）的最后一章中，蕾切尔·卡森写道，中世纪那些不明就里的地图绘制者认为海洋是“黑暗恐惧之海”。几个世纪以来，探险家们，然后是科学家们，一点一点地揭开了黑暗的面纱。“在一些偏僻的地方，古老的黑暗仍然笼罩着水面，”卡森写道。“但它正在迅速被驱散，海洋的大部分长度和宽度都已为人所知；只有当我们考虑它的第三个维度时，我们仍然可以套用‘黑暗之海’的概念。绘制海面花了几个世纪；相比之下，我们在描绘其下方看不见的世界的进展似乎异常迅速。”卡森并没有以凯旋的姿态结束她的故事。她预言性地补充道：“即使我们拥有所有现代深海探测和采样仪器，现在也无法断言我们是否能解开海洋的最后、最终的奥秘。”这就引出了中尺度涡旋。
1959年，英国海洋学家约翰·斯瓦洛（John Swallow）在一艘名为“阿里斯号”（Aries）的帆船上，从百慕大东北方向驶入萨尔加索海，寻找一条巨大、深邃且完全是假设性的向北的洋流。他将用铝废料焊接而成的中性浮力浮标放入水中。然后他放下水听器，倾听着哔哔声。他的浮标蜿蜒曲折，时而向一个方向，时而向另一个方向。它们旋转，描绘出弧线，蜿蜒前行，又折返回来。没有一个浮标像斯瓦洛预期的那样稳定地向北漂移。他的浮标没有描绘出海洋中的河流。相反，它们揭示了水中的微风、水中的风、水中的风暴，这一发现从根本上改变了科学家们对海洋的看法。
仍有一些海洋学家专注于海洋的第三维度，但越来越多的人——也许是大多数人——正在考虑它的第四个也是最黑暗的维度：时间。正如地理学家和地图绘制者绘制地球一样，19世纪的物理海洋学家们也着手绘制海洋——测绘其洋流，探究其深度。正如斯瓦洛的发现所表明的那样，地理类比被证明是一个糟糕的比喻。海洋最像天空。事实上，“海洋-大气界面”比看起来要透水得多。海洋学家告诉我们，地球的气候从马里亚纳海沟深处一直延伸到平流层外缘。
这是我们离开伍兹霍尔六天来，“诺尔号”的船长肯特·希斯利（Kent Sheasley）第一次出现在主实验室。36岁的希斯利年纪轻轻就已担任船长。他衣着休闲，穿着磨损的卡其裤和旧橄榄球衫，说话很少。他说，我们将在晚上9点到达目的地，就在格陵兰大陆架以西，但海况持续恶化。飘着细雨的云层在我们周围降低。二副在工作台上铺开天气图，我们围拢过去。目前风力正从北边——从北极——吹来，风速为31.5节。我们能听到它们透过舷窗的尖叫声。到明天早上，风力将达到40节：强风。
三天后，在格陵兰首府努克，192航次的第一阶段计划结束，第二阶段即将开始。第二阶段的科研团队正从西雅图飞来与我们会合。没有时间等待风暴过去。希斯利的建议是：今晚布设。鲍尔问甲板主管威尔·奥斯特罗姆：“你觉得怎么样？”
奥斯特罗姆眼角已经布满了深深的鱼尾纹，指甲缝里积满了黑色的油污。他的衣橱里只有旧的牛仔裤和旧的法兰绒衬衫，袖子总是卷起的。另一艘科研船的船长曾经画过一张奥斯特罗姆的漫画，把他描绘成一个穿着红色连体服的小恶魔，用三叉戟刺着甲板工的屁股。奥斯特罗姆说他喜欢这张画。
三天前，在“诺尔号”的船尾，回到湾流的温和气候中，当时海况正如他所说，“平坦得像一张饼”，奥斯特罗姆给我们进行了一次紧急系泊布放培训。他与一支熟练的专家团队合作，可以在一天内布放10个系泊设备，一个接一个，即使在恶劣的海况下。但鲍尔负担不起雇佣常规团队花费九天通勤和一天布放一个系泊设备。她甚至负担不起奥斯特罗姆，因此他不得不征召了船上少数几名身体健全的科研船员。我们只有三个人：凯特·弗雷泽（Kate Fraser），一位来自马萨诸塞州沃特敦 Perkins盲人学校的科学老师，她正在帮助鲍尔为视障青少年开发海洋学课程；戴夫·萨瑟兰（Dave Sutherland），一位28岁的北卡罗来纳大学博士候选人；以及我，一位作家，来亲身体验海洋学野外工作的样子。
“我做这个已经34年了，”奥斯特罗姆对我们说。“我开始的时候，21岁，比大多数人年轻20岁。我个子小小的。”55岁的他仍然个子不高，头发花白，留着两色胡子，两颊是白色的，嘴巴周围是黑色的。“教我的人，”他说，“大部分是军人。他们参加过二战、朝鲜战争。现在我得训练你们这样的人——”他先瞟了一眼萨瑟兰，然后又看了看我——“这样（a）你们就不会杀了我，（b）你们就不会弄丢那个系泊设备。”接下来的一个小时，他向我们介绍了基本的绳结技巧，教我们如何夹紧和松开牵引绳（一种防止被吊起物剧烈摆动的绳索）；如何打活结（bowline）和双套结（clove hitch）；如何正确地卷绳，让它从指尖顺时针椭圆状滑落到甲板上；如何操作柴电绞车；如何理解起重机信号中半语语言所传达的指令。
“听着，外面情况很糟，”奥斯特罗姆现在在主实验室说着，用他油腻的手指敲打着天气图。“但这将是你们未来三天将看到的样子。我们越早完成这件事越好。这个海况在接下来的五个小时里只会越来越糟。我是说，它不会变好。”在电脑旁，鲍尔在一个视障人士网站上发布了一个音频明信片：“离系泊地点还有两个小时，”她的播客开始说道。“我们在和天气赛跑。”
自从斯瓦洛乘“阿里斯号”出海半个世纪以来，海洋学家们一直使用两种方法中的一种来研究水下风暴。一些人，追随斯瓦洛的脚步，出海寻找中尺度涡旋，如果幸运地找到一个，就扔一个浮标下去。这被称为拉格朗日法。另一些人则将数据收集系泊设备锚定在已知有涡旋传播的水域，然后等待一个涡旋经过。这被称为欧拉法。有一天，在伍兹霍尔食堂吃午饭时，艾米·鲍尔想出了一个结合这两种方法的新方法。“如果我们从系泊设备上发射一个浮标呢？”她脱口而出。碰巧，鲍尔的一位同事最近发明了一种设备——一种水下自主发射平台，或称SALP（submerged autonomous launch platform）——理论上至少可以做到这一点。
在192航次出发前几天，我参加了一个讲座，期间鲍尔播放了她花了两年时间精心策划的实验动画。在讲座厅的屏幕上，出现了两英里长的系泊设备，一端由一个重达一吨的实心铁圆柱体固定在海底，另一端由一个黄色的球体（一个水下浮标）向上拉，但未完全触及水面。连接锚和浮标的半英寸粗钢缆上，装备有八个Aanderaa流速仪，九个Seabird SBE 37-SM MicroCAT（测量盐度和温度的设备），以及一对在伍兹霍尔一个飞机机库大小的机加工车间定制的SALP。这两个SALP每个都像一个巨大的左轮手枪弹筒。它们的12个弹仓将被装载12个剖面浮标。一旦发射入海，这些浮标将头部朝天，通过填充或排空液压气囊来重新校准自身浮力，从而可以在不同深度剖析水体。
讲座厅的屏幕上出现了一个缓慢转动的蓝色水龙卷，一个卡通版的伊尔明格环。这个环抓住黄色的浮标并将其拖走，SALP上的压力计记录了扰动。另一个传感器记录了表明伊尔明格环存在的温度异常，它们比它们旋转的冰冷水体温度高一到两度。在探测到一个环时，最上面的SALP会触发一个烧蚀线，片刻之后，吐出一个单一的、被漆成亮黄色（像橡皮鸭的颜色）的剖面浮标。
卡通浮标俯冲进卡通涡旋的水流盘旋中。在接下来的几个月里，它将随风暴的走向而移动，每隔几天浮出水面，将它的发现通过卫星传回家。如果鲍尔的12个浮标都成功发射，它们将使她能够远程研究12个不同的伊尔明格环，长达两年，即使在严酷的拉布拉多冬季，当海浪喷溅接触船舷时就会结冰，将它们裹上一层冰壳。利用她的浮标收集的数据，她将能够讲述一个伊尔明格环从诞生到死亡的故事。
晚上10点，希斯利指示舵手将发动机怠速运转，并打开外部灯光，这使后甲板呈现出戏剧性的明亮。在横跨船尾的A型架起重机下方，船舷上有一个开口。直到一个小时前，这里还 stretched 着一条安全链。现在链条已经解开，甲板和大海之间已无阻隔；穿过起重机的门洞，踏入摇晃的黑暗，你就会坠入两英里深的海水中。时不时地，海浪会拍打着船尾，将甲板覆盖上一层滑腻的薄膜，然后顺着排水孔流走。这就是今晚的舞台，这个 turbulent 的悬崖，将上演今晚的戏剧。
雨下着，不大，但很痛苦——一种寒冷、刺骨的雨。甲板工都穿着带钢头的橡胶靴、安全帽和装饰有高可见度反光带的橙色绝缘防水连体服。我也戴着安全帽，穿着从科德角一家军需品店买的防水裤，及膝的橡胶靴，一件黄色的PVC雨衣套在另一件用回收塑料瓶制成的雨衣外面，里面是一件绝缘外套，雨衣外面还套着救生衣。我戴着手套，安全帽下面戴着一顶羊毛帽。事实证明，手套不防水。
鲍尔站在主实验室的避风处，协助凯特·弗雷泽将数据输入系泊日志——威尔·奥斯特罗姆称之为“气球的日记”，以纪念那个黄色、像气球一样的水下浮标。现在由奥斯特罗姆指挥。就连谢斯利船长也听从他的指挥。在绞车和船尾之间的准备区，奥斯特罗姆变成了一个愤怒的动力源，在摇晃的甲板上奔来奔去，穿着他的红色连体服，大声发号施令，并向负责绳索、索具和重型机械的甲板工打出起重机信号，用昂贵的仪器一件接一件地展开系泊设备。“绑紧！”奥斯特罗姆对着负责牵引绳的戴夫·萨瑟兰喊道。“拉紧！松开！我说了松开！”他指着我：“你！去操作绞车！”我爬上控制面板，透过钢网格看着奥斯特罗姆，网格是为了保护我免受断裂的缆绳反弹的伤害。“放出！放出！”奥斯特罗姆喊着，向下指着。我用冰冷的手指向前推了推小拨杆，随着柴电机的呻吟声，卷筒上的钢缆开始松开。“停！”奥斯特罗姆命令道，挥舞着拳头，但我反应迟钝。“我说了停！”
在接下来的几个小时里，我将体会到那幅把奥斯特罗姆描绘成连体服恶魔的漫画的含义。然而，他的优雅和专业也有一种美感。他是一位即兴物理学的大师，凭眼力判断被吊起物体的重量，预判其摆动。我们首先吊起那个巨大的黄色球体，水下浮标，它放在船舷旁的桁架上。它直径64英寸。它的浮力将产生2832磅的向上推力。上面装有一个卫星应答器和一个信标。萨瑟兰爬上桁架，将它们打开。信标开始闪烁，每10秒一次。甲板工解开了球体的捆绑。从绞车上，钢缆现在向上穿过A型架的滑轮组，然后绕过船舷，在那里船长用销子将其固定在球体南极的一个索眼上。萨瑟兰显然比我更擅长这项工作，他接管了绞车的操作。
我的新任务是防止钢缆缠绕在船舷上。我靠在冰冷的钢板上，伸出双臂，做着一个似乎充满恳求的姿势，缆绳搭在我的手掌上，呼啸而过的海浪似乎近在咫尺，仿佛触手可及。它们整天都是灰色的，但近距离看，在甲板灯的照耀下，它们是绿松石色、水晶般透明且发光的。
现在，一个船用起重机将黄色球体吊入空中，像一个巨大的圣诞树装饰品一样悬挂着，然后将其摆动到船舷外侧并放下。巨大的水花飞溅，下方爆发出巨大的水滴。钢缆在我手中活了过来，仿佛我钓到了一条大鱼，我把它拉紧。球体向外然后向后漂去，我跟着它，跟着它到达船尾，让钢缆远离船舷，直到奥斯特罗姆喊道：“放！”我才松开钢缆。球体在波涛上远去，信标闪烁。我感到一种奇特的兴奋。它黄色的身影在蓝色的波涛中显得鲜艳。它是那里唯一明亮的东西。
以米和分钟计算，夜晚缓慢地展开。我的双手变得麻木，球体闪烁的信标也变得模糊，因为它渐渐消失在层叠的海浪之后，成了一个必须等待才能瞥见的遥远星辰。然后闪烁的灯光熄灭了。保持温暖和干燥是不可能的。寒冷的雨水和寒风从我的衣领和袖口钻进来。水模糊了我的视线，疲劳模糊了我的思想。离船尾边缘几英尺远的地方，穿着连体服的男人们把仪器往黑色的钢缆上安装——流速仪、温度计、装有黄色浮标的SALP。时不时地，奥斯特罗姆会向我喊命令——“多诺万，操作气动牵引机！”“多诺万，去绞车那里，让戴夫休息一下！”“我向下指的时候，你就放，该死的！”这些都是相对容易的工作，但在我麻木、睡眠不足的经验中，它们似乎已经足够困难，而且随着夜晚的推移变得更加困难。
与我们其他人不同，艾米·鲍尔从未感到疲倦。她站在远离危险的地方，穿着高领毛衣和派克大衣，愉快地喝着她放在杯子上的热可可，杯子用一个打结的橡皮筋做标记，这样她就可以用触摸来辨认。她问弗雷泽问题——“第二个SALP已经发射了吗？”——弗雷泽尽力描述着鲍尔看不见的眼前发生的场景。我站在她旁边喝咖啡，这时鲍尔兴致勃勃地说：“看，”她说。“天快亮了！”
她是对的。不知不觉中，天空已经从黑色变成了炭灰色。片刻之后，我能分辨出水的灰色和天空的灰色。当，在早上6点前不久，系泊设备的重达一吨的锚落入水中时，没有丝毫的终结感，只有如释重负。
出于感激和自豪，我留下来帮助鲍尔将系泊日志中的数据输入她的电脑，并逐字朗读。风力现在已经达到强风级别，正如预报的那样。“诺尔号”重新启动动力，滚动的幅度比以往任何时候都大。随着它滚动，主实验室的舷窗似乎被海水填满，然后需要出乎意料的长一段时间它们才开始排空。即使在那里，在室内，我也无法停止颤抖，我的头开始阵阵作痛。
“我想我需要睡觉了，”我告诉鲍尔，她为占用我的时间道歉。
以防万一我们碰上一个意想不到的涡旋，鲍尔保留了一个备用的浮标（共12个中的一个），在我们航行的最后一天，我们遇到了一个，一个伊尔明格环，至少鲍尔电脑上的卫星地图是这么显示的。这次发现显得有些平淡。海面已经平静下来。然而，如果卫星数据属实，我们下方就有一个水下风暴在肆虐。我们人类是视觉动物，然而要理解那些不可见但可观测的现象——中尺度涡旋、以十亿分之一为单位测量的二氧化碳水平上升、以毫米为单位测量的海平面上升、手机和卫星通信穿越的无线电波、电子、暗物质、夸克——我们必须学会以艾米·鲍尔的方式来感知世界，那就是间接的，借助易出错的仪器和不完善的知识。
在“诺尔号”的船尾，在我们航行的最后一天，徒劳地试图探测下方水下风暴的任何痕迹时，我不禁有些嫉妒几个世纪前的博物学家，那些科学的窥视者，他们用显微镜和望远镜，在他们目光所及之处发现了无数事物，在水滴中看到了生态系统，在星系间光线的衰微中看到了宇宙学。
鲍尔的12个黄色浮标只是全球舰队的一小部分。海洋学家们已经在海洋中布设了3000多个这样的水下传感器。然而，剖面浮标无法下潜到第三维度超过6500英尺的深度。而且它们也无法上升到某些北极纬度，那里的海冰使得它们无法通过卫星进行通信。它们收集的数据不会驱散深海的黑暗。
我们后来发现的伊尔明格环信号被证明是一个虚警。伍兹霍尔的某个人给鲍尔发了一张过时的地图。在我们抛出她的浮标时，那个水下风暴已经过去了。这样的失败是可以预料的，尤其是在海上。回到伍兹霍尔，鲍尔把一张写有打印座右铭的纸条贴在她的办公室门上：“理论是你知道一切，但什么都不起作用。实验是所有东西都起作用，但你什么都不知道。大多数时候什么都不起作用，没有人知道为什么。”尽管如此，鲍尔系泊设备上的浮标除了一个之外，最终都发射成功了。而且，通过巨大的努力和高昂的成本，它们收集到的信息将帮助我们至少瞥见海洋的第四个也是最黑暗的维度——也就是说，未来的世界。
