本书主要讲述“鹦鹉螺号”(或音译为“诺第留斯号”)的故事。1866年,当时海上发现了一只被断定为独角鲸的大怪物,阿龙纳斯受邀参加追捕,在追捕过程中不幸落水,泅到怪物的脊背上。其实这怪物并非什么独角鲸,而是一艘构造奇妙的潜水艇。潜水艇是船长尼摩在大洋中的一座荒岛上秘密建造的,船身坚固,利用海洋中大量的氯化钠分解出来的钠发电。
尼摩船长邀请阿龙纳斯作海底旅行。他们从太平洋出发,经过珊瑚岛、印度洋、红海、进入地中海、大西洋,看到许多罕见的海生动植物和水中的奇异景象,又经历了搁浅、土人围攻、同鲨鱼搏斗、冰山封路、章鱼袭击等许多险情。最后,当潜水艇到达挪威海岸时,阿龙纳斯不辞而别,回到了他的家乡。在《海底两万里》中,尼摩船长是个不明国籍的神秘人物(后来在《神秘岛》中介绍他是印度的达卡王子),他在荒岛上秘密建造的这艘潜艇不仅异常坚固,而且结构巧妙,能够利用海洋资源来提供能源。他们依靠海洋中的各种动植物来生活。
潜艇艇长对战俘倒也优待;只是为了保守自己的秘密,潜艇艇长尼摩不允许他们离开。阿龙纳斯一行人别无选择,只能跟着潜水艇周游各大洋。
在旅途中,阿龙纳斯一行人遇到了无数美景,同时也经历了许多惊险奇遇,例如:在巴布亚新几内亚他们的船搁浅了,遇到当地土着人的攻击,尼摩船长用他连接在金属梯子上的电挡住土着人进入鹦鹉螺号;在印度洋的珠场和鲨鱼展开过搏斗,捕鲸手尼德·兰手刃了一条凶恶的巨鲨;在南极他们被困在厚厚的冰下,船上极度缺氧,但船上所有人轮流用工具和开水把底部厚10米的冰层砸薄,用潜艇的重量压碎冰块,脱离困境;在大西洋鹦鹉螺号被章鱼所困扰,他们拿斧头和章鱼展开肉搏战,一名船员不幸惨死;在北大西洋鹦鹉螺号遇到一艘英国驱逐舰(这艘驱逐舰的国籍在原文中并未说明,在《神秘岛》中才说明是英国的)的炮轰,除那三位俘虏外所有船员个个义愤填膺,用鹦鹉螺号的冲角把驱逐舰击沉。他们眼中的海底,时而景色优美、令人陶醉,时而险象丛生、千钧一发。通过一系列奇怪的事情,阿龙纳斯终于了解到神秘的尼摩船长仍与大陆保持联系,用海底沉船里的千百万金银来支援陆地上人们的正义斗争。
小说不但能激发人们对科学的兴趣,而且赞扬了像尼摩船长等反抗压迫的战士的形象,体现了他们具有社会正义感和崇高的人道主义精神。
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