在《星际迷航》第二部里，有一个镜头里联邦宇宙飞船潜入水底。那么宇宙飞船能下水吗？也许你会认为可以。宇宙飞船到底是派什么用场的？这是一条用于人类在一个他们无法生存的环境里开展旅行的的飞船。一艘潜水艇的功用也相似，对吧？
人类是如何活下来的？好吧，人类需要一些基本物质。我们需要食物、水和因特网。还有呢？空气。从技术上来讲，我们需要氧气。然而，氧气的压力在一个范围内对人类反而是有害的。一般而言，如果氧气的分压达到1.4个大气压，会产生一定的危害。相反，如果分压低于0.16个大气压，人类就会开始发生晕厥的现象。
氧气的分压是个什么概念。让我们拿空气中的氧气为例来考察一下这个概。我们先做好假设：空气是由79%的氮气和21%的氧气组成的（仅仅是近似值）。在一个大气压强下，氧气的分压是0.21个大气压。因此，分压指的就是当容器中只有该气体排除其他气体时的压强。氮气的部分压强在这种情况下是0.79个大气压。
现在，我给潜艇预先加压到2个大气压强值，这样氧气的分压就是0.42Bar（我把压力单位转换到Bar，1Bar约等于一个大气压强）。但是问题是：你为什么要在潜艇里面增加气压？人类要活下来还有一个关键要素——人类需要潜艇仓壁不会被压坍而祸及他们。假如你在潜艇里面增加了压强，仓壁就不需要被制造得那么结实了。
假设潜艇是个正方体形，容积为1m×1m×1m。对的，空间很狭小，但没有人跟你提过潜艇员在里面很舒服吧？现在，我就把这个空间局促的正方体放入到10米深的水中。在这个深度，水压对这艘了不起的潜艇仓壁造成的压强是2Bar。其中有1Bar是由水面上的大气压制造的，10m深的水正好等于附加上去的另外1Bar压强。因此，这样总共2Bar的压强在1m2上的作用力大小是200000N。没错，对于一艘小小的潜艇儿呀这样的压力可不小了。假设潜艇里有空气对潜艇壁起到向外支撑的1Bar的压强作用，这就意味着有200000N的力由外向内压向潜艇，有100000N的力由内向外支撑住潜艇，两个力相减，合外力就剩下100000N。
现在，假设我的潜艇壁非常薄。如果我在潜艇里面加压，我还是可以潜入到10m深的水底的。如果潜艇内的压强和外面的压强一样大小，那么仓壁上的合外力就等于零。为什么不对所有潜艇都这样统一处理呢？好吧，这种主张会造成两个不利的结果。首先，当潜艇要潜入到60m那么深呢？在这种情况下，潜艇内部的压强需要达到7Bar。空气里的氧分压这时为1.4Bar。据前文所述，这个氧分压已经到了产生危害的临界点了。如果还要继续下潜，氧分压的增大会让你冒更大的风险。
我曾经说过在潜艇里面加压还有一个问题，不是吗？你的身体不断吸收你呼吸进来的氮气，维持身体组织内的压强，使之和外界环境的压强一致，就是这个问题。然而，这个还不是问题真正所在。问题的真正所在是当你降低压强的时候，身体组织内部的那个更大的压强将迫使氮气进入你的血液。这个过程发生的速度如果过快，结果会很糟糕。靠水肺呼吸的潜水员需要每时每刻注意这个问题，正是由于这个问题，对这类潜水员在水下作业时间是有所限定的，对他们回到水面的用时也有限定。当潜水艇改变内部压强，你就不得不考虑到这个问题。并且只是要你知道，真的有潜艇是这样做的，潜艇制造起来不怎么耗费财力，但使用起来得非常谨慎，通常它们不会潜入得太深。
还有什么办法可以解决这个气压差的问题？还有一个办法，就是设法为你的宇宙飞船制造出更薄、更坚固的外壳。如果仓壁足够坚固，你大可以让内部环境保持为一个大气压。当然，更坚固的仓壁就需要更多的材料，同时会导致质量增大。如果你想将这艘潜艇当太空飞船来使用，这样做也许也存在问题。质量越大就需要为火箭提供更多的燃料才将飞船送入太空。当谈到火箭的时候，我们知道每千克的重量都需要斤斤计较。
如果潜水艇要摇身一变成了一艘宇宙飞船不太容易，那么倒过来呢？宇宙飞船能变成一艘性能优良的潜水艇吗？不，也做不到的。正如我刚才说的，宇宙飞船的质量要比较小才能顺利进入轨道。并且，你试想一下飞船是怎么样让里面的人生存下来的。飞船内部需要保持一个大气压，而飞船外界是没有任何气体的，刚才设计的正方体在这种状态下从内部就会有100000N向外的而不是向内的力。你必须将空气压力的方向转变纳入考虑，因此你的设计和一般的潜水艇肯定是不同的。
现在回到那艘潜入水底的联邦宇宙飞船上来。有什么不对头的吗？我要说的是“没有”。首先，从那段短片段里可以看出这艘宇宙飞船下潜的深度并不太深，因此压力就不会有那么大。其次，这是一艘联邦宇宙飞船，上面配备了光子鱼雷和曲速引擎。我很肯定它的外壳也一定固若金汤。有谁知道这个外壳是什么做的吗？也许随着飞船下沉入水，飞船内部的气压也相应增大。我很理解有些人对这个做法的反对情绪，但我认为这是一个有效的办法。
