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貝特勒紀念研究院創立於1929年，是一個非營利性質的私人研究機構。二次大戰期間，旗下的500 位科學家參與了研製原子彈的「曼哈坦計劃」。其後陸續發明或改良影印機、硬幣銅錫察裝法、太空船的隔熱片等等。
研究院總部位於俄亥俄州立大學校園正南邊，共有3000位科學家從事研究；其中60％的研發項目是政府委託進行的，國防部是最大僱主。
裝備研發部主任唐恩·費凌克（Don Frink ）說：「我們處理所有的疑難雜症：太空的、地下的、敵後的、還有水中的；其中大部分都是海洋工程，它的性質最為獨特。」
他們每年約可收到200 封求職函，精挑細選之後，大約只有20位可以與費凌克進行面談；而5 名錄取者之中，通常有4 名前來就職。費凌克需要有各種實際工作經驗的工程師，只懂理論而缺乏工作經驗的申請者，都在摒除之列。
湯米雲遊全國，搜集資料和累積經驗之後，在1981年春天回到哥倫布市。他求見費凌克。湯米相當符合費凌克僱用新工程師的4 個條件：聰明、進取、熱誠、易於共事。但費凌克也唯恐這位兼具發明家和企業家稟賦的年輕人難以久安其位，說走就走，那麼研究院對他的投資將會化為烏有。
但是湯米保證：「不會的。我一向渴望能到貴院工作。」
費凌克向俄亥俄州立大學查證，發現所有教授都對湯米有深刻印象。他們保證：湯米那個傢伙一定會有成就，雖然不能預見是什麼成就，但一定會闖出名堂。費凌克也承認：「他的IQ一定是天文數字。」
費凌克邀請了4 位工程師共同參與面試，他們全數通過僱用湯米。儘管如此，費凌克仍然頗為躊躇：湯米那種人根本就是工作狂，工作時間又不正常，必定相當難以共事，恐怕同事無法忍受他的作為。費凌克還有另一層顧慮：工作人員必須隨時隨地、全心全意地投入工作，連下意識都必須為貝勒特工作；他怕湯米心猿意馬。但是後來他承認：「湯米工作的時間比我所預期的還久，都已經過了4、5年了，他還留在崗位上。」
費凌克只顧憂慮湯米會投注多少心力在貝特勒，又會把多少心力分心於其他工作，但他從未想到，有朝一日，他和唐·海克曼（Don Hackman）都將為湯米工作。
湯米在往返基威斯特和哥倫布之間時， 結識了鮑伯·伊凡斯（Bob Evans）；他也是主修地質學的大學生。鮑伯原來也是古典鋼琴演奏家，後來改奏爵士樂，擅長搜集小道消息，而且記憶力驚人，聯想力豐富；個性良好，毫不做作。
此後他們來往密切，經常徹夜深談，上自天文，下至地理，乃至湯米的工作經驗，無所不談，頗有相見恨晚之感。湯米談到如何分辨和確認自己要尋找的沉船。這些沉船地點都在淺海，狂風巨浪和海底洋流把沉船的物件彙集在一起，像是孵卵器中的雞蛋；湯米說這是「垃圾場效應」。
尋寶者通常要遍查各種紀錄，只要沒有打撈紀錄的，就認為該船未經打撈，沉寶尚在原地。但事實如何呢？又該如何確定？湯米認為大型帆船吃水大約15英尺，所以大概會碰撞到15英尺深的暗礁。費雪找到的物件都在水深12英尺處；然而「阿圖加號」的寶藏沒有在1662年就被撈光，是因為沉船3 周以後，又發生了一次更大的颶風。
湯米認為尋寶者受制於太多的未知數，諸如天氣、歷史、政府、人性等因素，以至於無法掌握全局，幾乎全都失敗。成功之道，就在於掌握更多的因素，加上詳盡分析，減低冒險程度。自從哥倫布發現新大陸以後，無數的金銀財寶從新大陸運往舊世界，其中有1／4沉於海底。所以確有寶藏存在，但不該從加勒比海淺海處的沉船殘骸中去尋覓，那機會太渺茫了。湯米認為理想的尋寶地點，應該是在海浪沖擊不到殘骸的地方，在殘骸不至於互相重疊的地方，在海底堅硬、海流緩慢的地方，在政府無法主張所有權的地方。所以湯米告訴鮑伯，他要在深海打撈沉船。
費凌克很快又發現了湯米的諸多優點：精力充沛、待人誠懇、學識豐富令人折服，尤其能夠說服學識豐富的顧客。費凌克原本有意要湯米擔任研發海軍裝備的設計師，至此改變主意，要他主持研究一個解決問題的全面系統。這時正逢政府有意投入大量經費，研究海底礦藏的開採方法。湯米全心投入，列出優先次序，仔細分配時間。他每天工作10個小時以上；一下班，又沉溺於思考海底沉船問題。他的思考重點不在殘骸和財寶，而在技術。海底開礦的研究工作增加了他的新構想。除非海底礦物的價值劇增，否則開採所得將不足以支應研發費用；但是沉船不同，只要1 艘裝載大量財寶的沉船，就足以吸引投資者，從而獲得足夠資金來研發所需技術。
17世紀時，哈雷管星的發現者哈雷爵士製造了第一個潛水鐘，可以容納3 個工作人員，下潛到60英尺深的水中1 小時45分鐘。工作人員利用繩子或鏈條綁住沉船的物件，然後由其他水手拉上水面。300 年後，技術固然大有改進，但所能完成的工作依然沒什麼改變。
1963年「長尾鮫號」沉沒之前，海軍專家就已開始遊說五角大廈，撥款研製潛得更深、配備伸臂可以抓取物件、能夠自行移動的深海潛艇。然而設計完成之後，海軍艦隊視之為血統不純的雜種，沒有包商願意承建。海軍只好委託密勒通用公司建造，取名為「愛爾文號」。
1964年，l架空軍B－52轟炸機在地中海例行巡邏時，失事墜入海中，殘骸散落的面積廣達10平方英里。該機載有4 枚核彈，威力都比投擲於日本廣島的原子彈強70倍以上。 其中3枚在陸上尋獲， 另外1枚連同降落傘沉入海中。海軍當局動員了「愛爾文號」和新造的「阿魯米諾號」前往搜尋。後者較新，能夠下潛8000英尺，重達78噸；前者潛水能力則有6000英尺。當局稱這次搜尋任務是「在黑暗的草堆中尋找針眼」。
「愛爾文號」潛水10次，終於在2800英尺深的海流中發現核彈的降落傘。但是母船丟下懸鉤時，「愛爾文號」搖晃得像個醉漢，絞起的動作失敗兩次。核彈失去蹤影，9 天之後才再尋獲。這時海軍只好動用最新的纜控水下研究船（CURV）；這個小機器人配備有燈光、照相機和伸臂。正當它要絞起核彈時，降落傘突然張開，包住了機器人，使它動彈不得。母船的水手費了九牛二虎之力，才把機器人連同核彈拉起。大家只好承認，這次成功全靠好運。
之後，海軍繼續研製了「海底懸崖號」和「甲魚號」，船身比「愛爾文號」較大，速度較快。接著又建造了「比目魚號」和核子動能的NR－1 ；後者配有各種先進裝備，可在海底停留數周，並且裝有輪子，能在海床上行走。然後可以下潛6500英尺的深海搜救載具（DSRV） 也接著問世。原先估計DSRV每艘造價是300萬美元，20世紀70年代出廠的兩艘，造價卻達2．2億美元。
「長尾鮫號」沉沒20年後，深水潛艇已經可以潛得更深，在水底停留更久。它們測量了墨西哥灣流、標出扇形海床位置、收回沉沒的水雷和飛彈、探測錳礦礦層、研究地質、檢查海底探勘裝備。但是如果除去電腦導航系統。推進系統、空氣再生系統、聲納和照相機，它們所能做的，幾乎只是把掛物鈞勾到物件上，再由上面水手用絞盤機絞上，或伸展臂膀笨拙地抓住東西而已。
打撈深海沉船，理論上只要在沉船地點放下蒸氣爪鉗，夾住殘骸用力拉上即可。但是這麼做，物件會破碎，減損其歷史價值；寶物遭受破壞，價值銳減；浮水途中，物件可能喪失，有的從此無法尋獲。何況殘骸結構複雜，難以辨認；寶藏有時壓在下方，埋得更深；這些都是難題。湯米從不考慮使用這種方法。他先要探勘、紀錄，然後像積木一般逐片拆解，不讓彼此互相影響。他要保持精緻物件的原狀，毫髮無損。他還要利用攝影機和錄影機拍攝全部過程。湯米說：「我們要做得精緻細膩，像是外科手術。」
他預見未來水底的工作，應該是在海底幾千英尺上方的自動化控制室中操控。只要費用不缺，假以時日，科學家和工程師必可製成機器人，在陸上執行這些任務。這些精密的儀器，其實還只是簡單的部分。在海面操控深處的機器人，秘訣不在這些精密複雜的儀器，而在人的觀念。這時，已經問世的海底儀器種類繁多，形式各異，但較諸哈雷的潛水鐘，工作能力的增加實在有限。經過10年的努力，湯米總算分門別類，有了清楚的認識。
首先，從水面開始。如何把潛艇放進海中？10節的風速就可以產生3 英尺高的海浪，妨礙潛艇的置放，嚴重時甚至可以打壞艇殼。所以只要海浪達到3 英尺，就不可冒險置放潛艇；但海浪小於3 英尺的機會不多。
其次，小潛艇放進水中之後，母船在海面隨著海浪起伏，此時聯繫兩者的纜繩時緊時松。有時其力道大過小艇重量10倍以上，還可能扯斷纜繩，使小艇沉入海中，消失不見。包裹的纜繩當中，還有許多傳輸訊號的電線，它們縱然沒有因為上述情況而斷裂，但每次通過滑車或絞盤時，時彎時直，力量時大時小，線路也容易疲乏受損。再制抽換，需時3 月；如果攜帶備份，人員和空間都要增加，所費不資，成本大為增加。
小艇降落海床既困難又危險，原因有二：其一，搖晃的母船震動小艇，使小艇不易控制，加上照相機的鏡頭時常被泥沙遮住，無法觀測，不能確定小艇的確切位置；其二，纜繩下懸重物，突然釋放時下端彈起，纜繩會在水中扭轉打結。扯起重物時，母船的搖晃照樣可以扯斷纜繩，那麼就只有鳴金收兵，把小艇留在海底了。
解決方法之一是，把動力裝置裝在小艇上，不需上下通訊，而由工作人員在小艇內駕控。但人員的生命安全難以保障。所以每個系統都需要後備的支援系統，結果累贅的備份不但消耗了工程人員大量的精力，也使小艇臃腫笨拙，效能減低。
湯米的計劃非關國家安全，所以沒有政府資助，資金有限；一切都必須以最簡省的代價完成，設備、技術加上其他費用，不能超過1OOO萬美元。
這時，發展無人載具漸成共識。因為這種載具不但輕省，且無工作人員生命安全的問題。美國海軍雖已開始研製，但是法國拔得頭籌，製成第一艘無人載具。這個載具缺點仍多，無法把握時效，例如海底攝影機拍攝的照片必須在上面沖洗，但海底情形瞬息萬變，往往錯過時機。湯米心中的載具必須能夠停留夠久、必須能夠由海上操控。必須能夠即時報告實況。這樣他才能當機立斷，做出正確決定。
不論載不載人、系不繫纜，每個系統的主要問題都在於未能克服潛水載具的不穩定性，從而無法進行海底的主要工作。為使它們能在水下浮動前進，浮力重心必須狹長且固定，不能變動；操控儀器必須短小，過長會使浮力重心變動，船身傾斜，稍微使力，小艇就會翻覆。
湯米早就決定放棄在海底使用工作人員的方式，因為這既昂貴又危險，且功能有限。「我認為秘訣在於建造穩定的無人載具，它具備各種機械功能，而且必須能在海底連續工作數天。」他心目中的理想工具是「水下遙控載具」（ROV ）。1982年，全世界共有10艘這種載具；但釋放、回收和降落海底時的纜繩問題依舊，仍然無法有效地在海底進行工作。湯米認為只要整合水下工作的各種技術問題，應該不難解決。關鍵所在應該是整個系統背後的觀念和次系統之間的相互關係。湯米的稟賦正足以將這些難題逐一分解，詳盡檢驗、瞭解之後，再進行旁人所謂的不可能之事。
打撈沉船的第一步是確定打撈對象。確定幾千英尺深水中的沉船狀況，是技術上的第一個難題。根據文獻記載，只能知道大概的沉船地點，誤差可能高達50海里以上。首先必須搜尋廣大的海面，如果利用傳統的聲納，必須耗時幾百個工作日。幸而，哥倫比亞大學為了研究深海採礦，在1980年研製了「西馬克一號」高速探勘系統。但「西馬克一號」的工作契約已經排到兩年以後，而且利用「西馬克一號」探勘所得的資料，依法均需公諸大眾。
1983年，湯米結識了曾經參與這種探勘工作的地球物理學家麥克·威廉森（Mike Williamson ）。麥克認為利用探勘用的攝影系統探測海底山脈易如反掌，就連搜尋沉船、飛機或飛行紀錄器、炸彈、飛彈零件等也非難事，唯一的難題是缺乏資金。
1983年，麥克成立一家海洋技術公司，賣掉之後，重新成立一家，可是欠缺的仍然是價值百萬美元的新式聲納。他說：「如果有100 萬資金製造聲納，我就可以大展宏圖了。」湯米鼓勵他繼續進行，甚至答應幫忙募集資金。但是麥克認為湯米只是尋寶客，而麥克自命清高，與自己來往的都是知識分子，所以當時不屑於與湯米合作。
幾經聯繫和當面討論，湯米認為麥克改進「西馬克」系統的觀點正確可行；這正是他夢寐以求的新一代科技。這時他突然感到所有瑣碎的問題，全部浮現出了解決的曙光。只要人選恰當，加上努力，事情必能成功。湯米心想：我終於決定，是時候了。
於是湯米一下班，就埋頭研究著名的沉船，如「泰坦尼克號」、「共和號」、「安德裡亞多利亞號」和「聖荷西號」。他研究的重點在於：有無足夠的文獻確定它們沉沒時，確實裝載著大量財物？沉船地點是否可以大致確定？然後研究沉船地點的海域情況。如果海底沖積物過多，不但沉船會遭掩埋，將來打撈所挖掘的深洞，將在瞬間遭流沙掩埋。如果海流速度太快，沉船地點必將難以仔細觀測，也難以放置帶有攝影裝備的ROV。經過逐一篩檢之後，才能確定最有可能打撈成功的沉船。
湯米研究過的船隻，包括傳說中沉沒於海特拉斯角外10英尺深海中的「中美洲」號。尋寶客無不使盡手段宣揚這個傳說，以維持資金的來源。湯米仔細研究1857年的報紙，根據報上的官員敘述整理資料。湯米的結論是：「中美洲」號失去動力，應該沉沒於卡羅萊納州羅門岬東方或北方大約100海里處。
如果「中美洲」號真的沉在羅門岬外100 海裡處，當地應該是所謂的「布萊克地脊」的特殊地形。他要鮑伯代查相關資料，結果令他喜出望外。「湯米，」鮑伯迫不及待地在上班時間打電話給湯米，「一點問題都沒有。」原來布萊克地脊上方的洋流速度只有1／10節，海床堅硬，而且1000年才累積1公分的沉積物。
此後湯米和鮑伯經常會面，敲定他們所謂的「著名沉船選擇程序」。他們首先區分內在和外在的風險。內在風險主要跟沉船地點有關：一是已被打撈的可能性，二是文獻記載的正確性，三是沉船地點的環境。所有深海沉船都在第一項取得高分，多數在第二項的評分也不低，但只有少數在第三項得到高分。
其次就是評估外在風險：有利的工作因素、地點的安全性，以及法律權益的取得。目前的技術水準能夠保障工作安全嗎？能不能獲得法律保障呢？
考慮了上述因素之後，最後一關就是：船上有無值得打撈的財物？
「泰坦尼克號」上的財物只有富裕旅客的隨身珠寶，而它的鋼造船身，縱使找到也難以打穿入內工作，所以不予考慮。其他如「共和號」和「安德裡亞多利亞號」也因為同樣原因被排除在名單之外。「聖荷西號」載有價值10億美元以上的寶物，但沉船地點在哥倫比亞外海，浪潮澎湃，工作困難，顯然也不是理想的目標。
最後中選的是「中美洲」號。原因是：「中美洲」號沉沒於19世紀，當時的紀錄精確，航海儀器相當可靠。幾十人目睹船隻沉沒，還有5 位船長提供的座標，都證實沉船位置正在1000年才有1 公分沉積層的海域中。外在的風險考慮也一樣有利：「中美洲」號雖是木造船身，但鐵質的鍋爐和引擎卻是聲納的好目標；而且它的沉沒地點在美國領海，不用跟外國政府交涉，安全也無虞。
另外，「中美洲」號還有一個無法比擬的優點：它是美國籍船隻，運載的寶藏象徵了美國從加州淘金熱潮一直到南北戰爭的歷程。找到它，就等於揭開了美國的一段重要的成長歷史。
「中美洲」號所載運的黃金更是價值驚人。以1857年每盎司黃金市價20美元估算，文獻記載的承運黃金價值應在120萬美元到160萬美元之間；旅客隨身攜帶的也應該不少於此數。陸軍還證實了一個流傳多年的傳聞：「中美洲」號當時還秘密載運了600塊50磅重的金磚，準備為不景氣的北方企業解困。
湯米搜尋到兩組座標，可以幫助確定「中美洲」號的沉船地點。一組來自駁船「艾倫號」，它在出事第二天開抵沉船地點；另一組來自縱桅帆船「艾爾多拉多號」，它在「中美洲」號沉船前90分鐘抵達船尾。兩組座標時間相隔12小時，但距離相差竟有60海里之遙，使得搜尋範圍過大，難以進行。不過湯米又查出，當天「艾倫號」曾遭遇另一艘開往薩凡那的「薩克松尼號」。如果獲得「薩克松尼號」的船隻座標，對於確定沉船地點將有決定性的幫助。湯米幾經周折，終於查出「薩克松尼號」的座標：緯度31度40分，經度76度20分。這個位置和「艾倫號」船長的說法相差不到15海里。
湯米說：「我們找到了災難次日現場附近的3 組座標，研判結果，應該是『艾倫號』船長的報告比較接近沉沒地點。這可不再是道聽途說，終於有了科學根據，可以讓我們放手一搏。」
此時湯米全神貫注於技術問題的研究，所以把收集所得的一切文章、信件和初步整理所得的資料全部交給鮑伯，要他以歷史家的角度繼續搜尋研究。正好鮑伯的業務清淡，可以全心投入。
「中美洲」號沉沒是19世紀震驚美國的大事，也是美國海運史上最大的不幸事件，甚至有人認為1857年美國的經濟恐慌，也是黃金隨著它沉沒所引起的。當時的美國報紙長篇累續，鉅細無遺地報道生還者的敘述。頭版篇幅不足，繼之以二版、三版，甚至四版，連續報道幾周。鮑伯廢寢忘食地搜尋、歸類、研判、整理。為了正確地瞭解內容，他特地買了一本20世紀20年代的海事術語辭典。他開始想像自己也在「中美洲」號上，參與了最後這一段航程，親自體會船難的全部細節。此外，他還研究美國早期和1857年所有的著名颶風。鮑伯說：「我不讓任何資料流出去，因為我們知道，還有許多人也在覬覦『中美洲』號。」
1979年，律師霍夫曼（Robbie Hoffman）本擬介紹一位有意打撈「安德裡亞多利亞號」的顧客給湯米，經湯米解釋該船不是理想的打撈對像後，生意沒有成交。但兩人卻惺惺相惜，都認為打撈事業有朝一日會萌芽茁壯。「到時如果你還在這個行業，務必告訴我，我有興趣參與。」霍夫曼如此告訴湯米。
1983年，湯米認為「有朝一日」已經來臨。技術已經成熟，絕佳的目標「中美洲」號也已找到，接著該是多方接觸投資者、承包商和專家，尋求正確的技術和募集資金。湯米聯絡霍夫曼，提醒他在4 年前的提議。此後兩人經常會面，湯米大談他的理論，但對於如何贏得投資者的信心，使其支持這些昂貴且幾乎不可能的想法，兩人都持懷疑的態度。霍夫曼說：「我是啦啦隊長，扮演跟隨者和傾聽者的角色，聽他高談闊論。」他把湯米比喻成為追逐風車的唐吉河德；而他是跟在驢子後面跑的跟班。他們深入探討，研擬各種信件，分別寄給研究圖書館、供應商。承包商，以及可能的投資者。霍夫曼常常丟下新婚妻子，讓她一人獨守空房，自顧自地和湯米徹夜工作。霍夫曼這樣描述他們的工作情形：「我坐在電腦前，湯米站在旁邊。螢幕上顯示將要寄發的信件， 每封都得經過多次校對。湯米白天在貝特勒上班，8點下班回家，然後在晚上11點到我家來，工作到凌晨兩、三點。他就是這麼有規律。」
有了鮑伯和霍夫曼這兩位左右手，湯米可以把一些想法轉化成為計劃了。霍夫曼認為這個計劃就像慣性定理：動者恆動。雛形一經出現，進度就越來越快。
寄發的信件中，有三封分致加州好萊塢一家科學公司的出版部、一位南非的億萬富豪，還有密爾瓦基密勒酒廠的繼承人。他們都表示有興趣，而且都願意提供尋找「中美洲」號所需的資金。但直接商談的結果，前兩者都因為某種原因而退出。第三位，也就是酒廠繼承人哈利·約翰（Hary John ），在商談過程中，指使手下影印全部資料，但湯米以關係未到分享資料的程度為由，取回全部文件。雖然如此，哈利興趣依舊，湯米卻認為此人不可靠，但又不想立刻切斷聯繫。湯米的原則是，永遠保持選擇的機會。如果監視得宜、處置妥當，哈利仍有可能提供麥克制造西馬克系統所需的資金。
湯米再次安排和哈利以及麥克在西雅圖會面。麥克講解西馬克系統的細節，接著哈利就和麥克的財務人員討論問題。麥克覺得情況相當順利，很有希望。會後哈利不停地探問有關西馬克系統的一切問題，並且懷疑既然有現成的西馬克，為什麼還要重新製造。湯米跟他解釋：西馬克為一家大學所有，所有探勘所得資料，依法均需在1年之後公開。
3 個月之後，湯米聽說哈利和哥倫比亞大學簽了合同，利用「西馬克一號」探勘卡羅萊納州沿岸的大西洋灣。哈利一直追問各種資料，原來是居心不良。2 月，大西洋風浪正大的時候，哈利出海10天，想利用「西馬克一號」搜尋海底獲得資料。他根據的座標是由「艾爾多拉多號」提供、由紐約保險協會公佈的數據：緯度31度25分，經度77度10分。這個座標和湯米另外取得的兩個座標相隔60海里。哈利未經仔細查證，就魯莽從事。湯米不同，他要謀定而後動。
由哈利出資的希望既已破滅，湯米只好一再鼓勵麥克，要他無論如何，想辦法製造「西馬克IA」。為了保密，湯米不肯租用「西馬克一號」，因此需要自己擁有一艘，還需要一位專屬的操作員。他答應麥克，一旦找到打撈「中美洲」號的投資者，他將第一個租用「西馬克IA」。
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