在漫长的岁月中，人们逐渐发现，依仗天然的器具如空心芦秆或竹管潜泳，只能在海洋的表层活动。因为人的生理条件是有一定限度的，裸潜的深度和时间不可能再有大的突破，若是碰上鲨鱼，连命都得赔上去。显然，用这种潜水方法要想探索几百米或几千米的深海是不行的。就好比不能要求徒步去月球旅行一样。深海探险还得借助于更可靠完善的装置才能完成。
有人认为，第一个潜水装置是公元前322年马其顿王亚历山大发明的。据传说这是一个木头做的钟状容器，人居于其中，通过透明的望孔，观察泰尔城郊修筑的港堤底部情况和海底千姿百态的鱼类世界。
意大利文艺复兴时期的画坛巨匠达·芬奇，曾设计过一种潜水装具的草图：潜水者的口鼻均用皮囊的大端罩住，另一端与呼吸管相连，呼吸管上部则用软木浮托露出海面，潜水者凭着这套装具，可在水下停留较长时间。不过，达·芬奇的设计毕竟是“纸上谈兵”，离付诸实施还有一段距离。
经过许多世纪逐渐改进完善的潜水器，曾是人们用来潜入海中的唯一装置。正式载入人类潜水史册的第一个潜水器，当推1554年意大利人塔尔奇利亚发明的木质球型潜水器。这种潜水器主要由座舱和压载舱两部分组成，座舱里装有绞盘，缆绳系在压载舱上，通过机械传动来改变浮力，由此控制升降。这一独树一帜的设计思想，对以后潜水器的研制产生了巨大的影响。
1714年，英国人约翰·莱斯勃里奈别出心裁地发明了一个奇异的潜水器。它的形状就像一只木桶，桶内贮存着氧气，顶端是可以打开的密封盖，潜水员从这里进出木桶，木桶下部安装了两只“袖子”，人的双手可从这里伸出桶外进行水下作业。潜水员在普利茅斯和马德拉等地近海进行了潜水活动，曾下潜到水下18米深处，停留了30分钟。到了1853年，一位法国探险家对此又作了重点研究，还第一个申请了“潜水木桶”的专利。
自从人们使用这些潜水装置以后，才有可能对水下世界进行仔细观察和欣赏。一位潜水员是这样描述他所看到的海底“花园”的：
“海水由明亮变成暗淡、墨绿，鱼儿列队从身边游过，在这深绿的水晶玻璃世界里，有闪烁着殷红光亮的五角海星，宛如节日的霓虹灯；一簇簇像小葵花那样的海葵，绿的、粉的、黄的竞相开放，遍地峥嵘；一片片有着宽大褐色叶片的海带林，像绛紫色的云彩落在暗绿的水中；螃蟹、小虾、乌鱼成为海带林中进进出出的宾朋。”
可是，用这类潜水器在海底活动有一个不可克服的障碍，那就是只能在固定的海域作极小范围的下潜。人在无驱动力的潜水器里，就像是关在笼子里的小鸟一样。于是，研制更为自由自在到达海底的潜水器具，就成了人们追求的新目标。
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