原標(biāo)題：“奮斗者”號(hào)下潛10909米：我們?yōu)槭裁匆錾詈Ｌ剿鳎?/p>

在我們生活的這個(gè)藍(lán)色星球上有四個(gè)極點(diǎn)，南極北極點(diǎn)和最高最低點(diǎn)。其中，馬里亞納海溝就被稱為“地球的第四極”，其深度相當(dāng)于一座珠穆朗瑪峰再加一座華山。

想象一下，如果把地球的所有海水抽干，那么地球就像一顆被啃掉皮的干癟果子，馬里亞納海溝就是地球上被“啃掉”的最深一口。

馬里亞納海溝的底部，黑暗無(wú)邊，壓力極大，根本也沒有什么生物可以存活，但這里卻是所有深海探索者心目中的圣地，也是各個(gè)海洋大國(guó)展示深海探索實(shí)力的終極目標(biāo)。

11月10日，我國(guó)最新一代載人潛水器“奮斗者”號(hào)成功在馬里亞納海溝坐底，最終抵達(dá)的深度是10909米。

那么，人類為了潛入海洋最深處，付出了怎樣的努力？我們除了在深潛領(lǐng)域?qū)嵙Α靶慵∪狻钡囊鈭D之外，還可以從深海探索中找到哪些其他價(jià)值呢？

這次讓我們一起走近深海吧。

深潛技術(shù)：人類是如何向海底進(jìn)發(fā)的？

對(duì)于出生在內(nèi)陸山區(qū)的我來(lái)說(shuō)，最早對(duì)于海洋的想象來(lái)自于法國(guó)科幻小說(shuō)家儒勒·凡爾納的《海底兩萬(wàn)里》?，F(xiàn)在依稀所記下的情節(jié)就是那個(gè)博物學(xué)家和他的兩個(gè)同伴被鸚鵡螺號(hào)潛艇救下的畫面，還有就是船長(zhǎng)尼莫告訴他們?cè)诤５卓梢杂袧M足鸚鵡螺號(hào)生存的一切資源，海里也有牧場(chǎng)、礦藏。當(dāng)時(shí)這一切新鮮的知識(shí)令人神往。

（《海底兩萬(wàn)里》插畫）

要知道，《海底兩萬(wàn)里》是一百五十多年前的一部小說(shuō)，對(duì)于當(dāng)時(shí)的歐洲人來(lái)說(shuō)，小說(shuō)中描述的海底世界的見聞和鸚鵡螺號(hào)的先進(jìn)科技都充滿了魔幻色彩。凡爾納在這部小說(shuō)中融合了當(dāng)時(shí)歐洲科學(xué)家對(duì)于海洋生物、地理大發(fā)現(xiàn)之后的海洋版圖以及當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的電力等科技的元素，也加入了個(gè)人非凡的想象。

在對(duì)海洋的探索上，東西方世界其實(shí)都已經(jīng)很早就開始了，但一直以來(lái)主要是西方各國(guó)的科學(xué)界主導(dǎo)了深潛技術(shù)的發(fā)明和對(duì)海洋的探索。

傳說(shuō)在公元4世紀(jì)時(shí)候，那個(gè)試圖征服世界的亞歷山大大帝，曾經(jīng)親自嘗試把自己裝入玻璃罐中潛入海底。而在1637年宋應(yīng)星所著的《天工開物》中，記載了我國(guó)南海地區(qū)早就流行不穿戴特殊裝備就可以潛水采集海珠。

最早的潛水服來(lái)自于16世紀(jì)那個(gè)非凡的藝術(shù)和發(fā)明天才達(dá)芬奇，為了讓士兵能從水下攻擊船只，他發(fā)明了一種用皮革制成的潛水衣，甚至還為這個(gè)發(fā)明繪制了草圖。后來(lái)，在1531年時(shí)候，這套潛水衣被人做了出來(lái)，在羅馬皇帝卡里古拉的游船上供人們用來(lái)潛水。這成為最早使用潛水服的記錄。

（左：達(dá)芬奇發(fā)明的草圖；右：哈雷發(fā)明的原型圖）

現(xiàn)代意義上的潛水鐘是在1691年由天文學(xué)家哈雷發(fā)明的，已經(jīng)頗有潛水艇和潛水服的雛形，但是并不實(shí)用，直到1715年，約翰·萊斯布里奇改進(jìn)了這套衣服，并把它完全密封在氧氣里。這套裝置被用來(lái)從沉船中打撈貨物，但也幫助潛水尋找珍珠、海綿和珊瑚。后來(lái)，它也被用于水下建筑工程，如橋梁的搭建。

到18世紀(jì)末，潛水服和一個(gè)封閉的球形金屬頭盔正被廣泛使用，這套裝備改善了泵的技術(shù)和閥門，使空氣可以正常流動(dòng)。1865年，第一次開始使用壓縮空氣罐潛水，而不是用空氣軟管拴在水面上。經(jīng)過(guò)幾十年的修補(bǔ)后，潛水員通過(guò)攜帶自己的壓縮空氣，在水下保持呼吸。

（第一個(gè)封閉式水肺）

最后集大成者設(shè)計(jì)出現(xiàn)代潛水用的水肺就是雅克·庫(kù)斯托，他也是歷史上最著名的潛水員，被稱為現(xiàn)代潛水之父。后來(lái)出現(xiàn)了氧氣瓶，這兩者一結(jié)合，就成了我們現(xiàn)在常見的潛水裝置。

潛水服的改進(jìn)，只是能讓人類下潛到水下30多米的深度。而想要實(shí)現(xiàn)真正的深潛，就必須發(fā)明帶有封閉壓力裝置的深潛器。

最早的深潛器是由美國(guó)科學(xué)家威廉?畢比和奧蒂斯?巴頓發(fā)明的一個(gè)空心潛水球，1930年在百慕大首次嘗試成功下潛到水下183米。第二次成功下潛到了923米。這兩次的成功深潛，真正引起了美國(guó)社會(huì)的關(guān)注和社會(huì)反響。

世界上真正意義的載人深潛器，是在1953年，瑞士人奧古斯特?皮卡德設(shè)計(jì)的深海潛艇“的里雅斯特” 號(hào)。1960年，經(jīng)過(guò)改進(jìn)的“的里雅斯特號(hào)”承載兩個(gè)人深潛到馬里亞納海溝的10916米處，停留了20分鐘，一舉打破深潛的最高紀(jì)錄。

（身處“里雅斯特”號(hào)的工程師Jacques Piccard、美國(guó)海軍上校 Don Walsh）

由于六十年代固體浮力材料的出現(xiàn)，美國(guó)的阿爾文號(hào)、法國(guó)鸚鵡螺號(hào)、俄羅斯和平一號(hào)和二號(hào)、日本深海6500等陸續(xù)制造出來(lái)，這些潛水器被稱為是第二代載人潛水器。

（阿爾文號(hào)）

值得一提的深潛器“阿爾文號(hào)”，可謂是最成功的一艘潛艇，不僅參與過(guò)泰坦尼克號(hào)的搜索，還在1966年協(xié)助美軍在地中海當(dāng)中找到一顆遺失的氫彈。美國(guó)海軍的“海崖”號(hào)深潛器使用鈦合金作耐壓殼材料，該潛器下潛深度為6100m。法國(guó)1985年研制成的“鸚鵡螺”號(hào)潛水器最大下潛深度6000米，累計(jì)下潛了1500多次，完成過(guò)多金屬結(jié)合區(qū)域，深海海底生態(tài)等調(diào)查，以及沉船、有害廢料等搜索任務(wù)。

在探索深海的道路上，第三個(gè)踏入馬里亞納海溝的人則是美國(guó)導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆。2012年3月，卡梅隆乘坐“深海挑戰(zhàn)者”號(hào)深潛一萬(wàn)米，在馬里亞納海溝待了近3個(gè)小時(shí)。當(dāng)時(shí)我國(guó)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、自主集成研制的作業(yè)型深海載人潛水器“蛟龍?zhí)枴?，載人潛水器7000米級(jí)海試成功。這一比較在當(dāng)時(shí)還曾一度引起國(guó)人的憤慨，認(rèn)為舉國(guó)之力研發(fā)的深潛器還比不上一個(gè)導(dǎo)演的游玩裝備。

這一比較雖然說(shuō)明我國(guó)在深潛技術(shù)上的起步較晚，但其實(shí)也有一定的誤會(huì)，那就是我國(guó)在深潛技術(shù)上的發(fā)展速度并不慢，而只是需要有足夠的時(shí)間來(lái)驗(yàn)證我們自主研發(fā)的技術(shù)實(shí)力。

后發(fā)而至：中國(guó)深潛技術(shù)50年

從以上深潛的演變史來(lái)看，大部分時(shí)間里都是西方國(guó)家在參與其中，這是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。

從20世界60年代開始，西方發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是那些海洋大國(guó)，更是加快了對(duì)深海大洋底部的探索和開發(fā)，各類調(diào)查船、鉆探平臺(tái)、探測(cè)裝備、無(wú)人、載人、遙控深潛器、機(jī)器人、海底檢測(cè)網(wǎng)等技術(shù)相繼出現(xiàn)，深海探測(cè)進(jìn)入一個(gè)熱鬧非凡的階段。

由于深潛技術(shù)的難度和研發(fā)、試驗(yàn)的復(fù)雜性，深潛既是一個(gè)狹窄的應(yīng)用領(lǐng)域又是一個(gè)非常燒錢的研究領(lǐng)域。

作為一個(gè)海洋大國(guó)，我們開始投入到深度海洋的探索的時(shí)間不能說(shuō)早，只能說(shuō)還不算太晚。1986年，我國(guó)的第一臺(tái)水下“7103”號(hào)首航成功，邁出了深海探測(cè)的第一步，但是“7103”救生艇下潛深度只有300米，航速只有4節(jié)。這是依托于當(dāng)時(shí)我國(guó)著名的“863計(jì)劃”這一科研發(fā)展計(jì)劃的支持。

1995年，我國(guó)6000米級(jí)水下無(wú)纜機(jī)器人CR-1試驗(yàn)成功。但載人深潛器的研制上面，我國(guó)當(dāng)時(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐美日本等國(guó)家。在2002年，我國(guó)開始了“蛟龍”號(hào)的正式立項(xiàng)，直接跳過(guò)2000-3000米的“中間產(chǎn)品”，目標(biāo)是“要到7000米的深海去”。

但這一過(guò)程并不順利，中國(guó)的科研技術(shù)人員要面臨一系列國(guó)外的技術(shù)封鎖，還有自身在材料、設(shè)計(jì)、加工、水聲通信、聲納探測(cè)、水下電池、機(jī)械控制等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。

2012年，最終在7000米級(jí)載人潛水器“蛟龍”號(hào)研制完成后，科技部啟動(dòng)了4500米級(jí)載人潛水器關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作，目標(biāo)是在“蛟龍”號(hào)研制與海試的基礎(chǔ)上，推動(dòng)我國(guó)大深度潛水器關(guān)鍵技術(shù)和核心部件的國(guó)產(chǎn)化、功能化、譜系化，并帶動(dòng)深海技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在2016年，“全海深載人潛水器總體設(shè)計(jì)、集成與海試”項(xiàng)目正式立項(xiàng)。我國(guó)陸續(xù)在潛水器材料、密封工藝、通信等技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了突破。2017年，我國(guó)自主研發(fā)的“深海勇士”號(hào)4500米載人潛水器研制成功。到2018年初，全海深載人潛水器的浮力材料完成了定型測(cè)試，開始生產(chǎn)。2019年，載人艙球殼采用了全新的鈦合金材料和創(chuàng)造性的瓜瓣焊接方法，使得載人艙球殼順利通過(guò)各項(xiàng)性能和指標(biāo)的驗(yàn)收，正式交付。

自此，我國(guó)的載人潛水器有了進(jìn)入萬(wàn)米海底進(jìn)行試驗(yàn)的底氣。今年3月，這一全海深載人潛水器開始水池測(cè)試和潛航員的合練，6月，開始進(jìn)入海試階段。

11月10日，由公眾征集的“奮斗者”號(hào)萬(wàn)米載人潛水器首次成功坐底馬里亞納海溝10909米處。11月13日，“奮斗者”號(hào)和它的“專用攝像師”“滄?！碧?hào)第一次雙“潛”合璧，完成海底聯(lián)合作業(yè)，實(shí)現(xiàn)全球首次萬(wàn)米深海高清視頻直播。

今天的“奮斗者”號(hào)，不僅實(shí)現(xiàn)坐底萬(wàn)米深海，還具備世界先進(jìn)的近底自動(dòng)航行、懸停定位和水聲通信功能，標(biāo)志著我國(guó)載人深潛由集成創(chuàng)新向全面自主創(chuàng)新的真正突破。從一片空白、到大幅落后，再到現(xiàn)在部分技術(shù)領(lǐng)先，我們用50年時(shí)間就完成了這一歷史性超越。

萬(wàn)米載人深潛：我們?yōu)槭裁匆M(jìn)行深海探索？

1970年，贊比亞修女 Mary Jucunda 給NASA太空航行中心的科學(xué)家斯圖林格寫了一封信，大意是“目前地球上有那么多孩子吃不上飯，為什么他會(huì)舍得為遠(yuǎn)在火星的項(xiàng)目花費(fèi)數(shù)十億美元”。很快，斯圖林格為Jucunda修女回了一封信，最后NASA以《為什么要探索宇宙》為標(biāo)題公開發(fā)表。

這封信有一個(gè)核心的觀點(diǎn)就是，科學(xué)探索的研究看似無(wú)法直接提高人類現(xiàn)實(shí)生活的福祉，但是科學(xué)探索中的技術(shù)未來(lái)將可能用于人們的生活當(dāng)中，幫助人類克服生存難題。比如顯微鏡的發(fā)明幫助人們認(rèn)識(shí)了細(xì)菌感染，消除了絕大多數(shù)的瘟疫之苦；探索太空的工程也將幫助人類克服未來(lái)面臨的種種危機(jī)。

解決現(xiàn)實(shí)問題的技術(shù)突破，往往不是按部就班就可以得到，有時(shí)候必須來(lái)自一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的宏大目標(biāo)，才能夠激發(fā)出人類強(qiáng)大創(chuàng)新精神，能夠燃起的想象力和堅(jiān)定的行動(dòng)力，最終能夠產(chǎn)生許多意想不到的重大發(fā)明。

對(duì)于海洋的深海探索，就是這樣的一個(gè)能夠激發(fā)強(qiáng)大創(chuàng)新力的目標(biāo)。萬(wàn)米深潛所具有的新型堅(jiān)固材料以及高壓強(qiáng)下的機(jī)械操作、水下通信等技術(shù)都將是極端考驗(yàn)，同樣也會(huì)使得人類對(duì)于未來(lái)在海洋當(dāng)中的生存提供技術(shù)積累。

現(xiàn)在，人類對(duì)于深海的研究和認(rèn)知比對(duì)太空的認(rèn)知都要少，進(jìn)入深海的人數(shù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進(jìn)入太空的人數(shù)。在地球上，深度超過(guò)2000米的深海，占據(jù)地球表面的3/5，無(wú)論溫室氣體排放的歸宿，還是氣候長(zhǎng)期變化的源頭，都可能追溯到海底深層。

另外，深海底部距離地球內(nèi)部最近的地方只有7公里，通過(guò)海底探索也可以揭示板塊運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、窺探地球內(nèi)部的真相。關(guān)于人類的起源、生物進(jìn)化和地球演變的奧秘，可能都需要從深海探索當(dāng)中找到答案。

探索海洋的奧秘，不僅是一件滿足人類科學(xué)探索的事情，還是一件事關(guān)國(guó)家海洋安全和深海資源開發(fā)的事情。

20世紀(jì)后期，世界海洋強(qiáng)國(guó)對(duì)于深海的勘探開發(fā)進(jìn)入了一場(chǎng)海洋的“圈地運(yùn)動(dòng)”時(shí)期，海底豐富的礦藏資源成為亟待開發(fā)“藍(lán)色土地”。按照國(guó)際慣例，深?？碧椒钚小捌叫虚_發(fā)”原則，海底礦區(qū)，一半歸國(guó)際海底管理局托管，另一半歸勘探發(fā)現(xiàn)者，誰(shuí)能探索，誰(shuí)就有了專屬勘探權(quán)和商業(yè)開發(fā)權(quán)。

2001年，中國(guó)大洋協(xié)會(huì)和國(guó)際海底管理局簽訂《勘探合同》，在東太平洋海域獲得7.5萬(wàn)平方公里多金屬結(jié)核礦區(qū)的專屬勘探權(quán)和優(yōu)先開采權(quán)。如果沒有相應(yīng)的深海開采技術(shù)，未來(lái)這些埋藏海底的礦藏或?qū)o(wú)法為我們所得。

現(xiàn)在，萬(wàn)米載人潛水器，就猶如太空飛船一樣，搭載著科研人員進(jìn)行深海探測(cè)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，一方面驗(yàn)證著我國(guó)在深海探測(cè)工程上面頂級(jí)的工程技術(shù)水平，一方面為我們認(rèn)識(shí)海洋、開發(fā)海洋做出卓越的貢獻(xiàn)。發(fā)展深潛技術(shù)，將為我國(guó)能在深海探測(cè)和未來(lái)的深海開發(fā)中積累成熟的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

在我們這顆藍(lán)色星球，生命正是從海洋當(dāng)中誕生。16世紀(jì)的“地理大發(fā)現(xiàn)”，使得人類可以從海洋表面探索整個(gè)地球，而到今天，我們可以向海洋深處進(jìn)發(fā)，縱向探索地球演化和人類最初的奧秘。

這一次，我們不再缺席。

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