对中国奋斗者号的“技术惊奇” 欧美选择了无视和沉默

“进到二十一世纪的时候,中国的面目更要大变。中国将变为一个强大的社会主义工业国。中国应当这样...中国应当对于人类有较大的贡献。而这种贡献,在过去一个长时期内,则是太少了。这使我们感到惭愧。”

——毛泽东《纪念孙中山先生》

十月惊奇

上个星期,马里亚纳海沟挑战者海渊(Challenger Abyss),目前人类已知的地表最深处,几道炫目的光束刺穿了这里恒常的幽暗,一艘圆润的人造潜航器逐渐浮现出轮廓,缓缓降落于海底,扬起一股被上百兆帕水压细细碾碎的海底沉积物"烟云",待"烟云"消散,潜航器前方的透明观察窗里,探出三张好奇的面孔,三张东方人的面孔。

在10月27日的初步尝试后,11月10日,中国制造的奋斗者号载人深潜器在马里亚纳海沟成功坐底,深度,海平面下10909米。

奋斗者号是人类历史上第四艘抵达挑战者海渊的载人深潜器,也是其中能力最强,技术最先进的一艘。

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(奋斗者号万米深潜器)

美国海军的里雅斯特号(Trieste)深潜器是海渊探险的先驱者,这艘瑞士人设计,意大利制造,并最终转让给美国海军的传奇深潜器,在1960年1月23日搭载双人乘组成功坐底马里亚纳海沟,瑞士工程师雅克·皮卡德和美国海军上尉唐·沃尔什在这里停留了20分钟,由于扬起的海底沉积物扩散缓慢,没有看到任何值得一提的海底景观。

在“脚印与旗帜”式的国家能力宣示后,美国海军载人深潜器转向了实用化、作业型的发展方向,挑战者海渊这一极限深度的载人深潜就此沉寂了半个多世纪。

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(的里雅斯特号登上了生活杂志封面,同一时期法国海军订购了性能更为优越的“阿基米德”号深潜器)

直到2012年,狂热的海洋文化极客,执导了《泰坦尼克》《阿凡达》《异形》等电影的詹姆斯·卡梅伦拉到赞助,定制了深海挑战者号(Deepsea Challenger)单人深潜器并亲自驾驶,于当年3月26日成功坐底马里亚纳海沟,成为第三位抵达地球深极的人类

在卡梅伦名人效应的示范下,深海探险成为美国巨富阶层的新风尚,如微软联合创始人保罗·艾伦(Paul Allen)其后购置“海燕”号保障船,使用无人深海探测器疯狂"打卡"二战战沉名舰,卷起一阵太平洋战争亚文化圈“爷青结”的旋风。

卡梅伦之后,职业探险家维克多·维斯科沃(Victor Vescovo)看准有闲阶层需求,推出大获成功的“五极探险”项目,使用定制的"制约因素"号(Limiting Factor)载人深潜器,依次探索五大洋最深部,2019年4月28日,"制约因素"号成功坐底挑战者海渊,成为第三艘实现这一成就的载人深潜器,其后一年多"制约因素"又陆续完成了多次坐底,实现了常态化运营。

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(制约因素号外观:是你么,萨基尔?)

相比上述三艘深潜器,尤其是体现欧美全海深载人潜航器当前水平的"制约因素"号,奋斗者号已经实现了技术上的赶超与“领跑”,进入到了载人深潜技术前沿的“无人区”,这体现在:

最大的空间,奋斗者号的钛合金耐压球体内径超过两米,内部空间远大于直径约1.5米的"制约因素"号钛合金载人球舱

最强的动力,奋斗者号的充油锂电池组为全艇维生、探测、运动控制系统供能,电池组容量远大于"制约因素"号,技术水平比常见银锌电池组有跨代进步

最好的通讯,奋斗者号的双向高速水声通信链路可实现在万米海底与母船的数据、图片乃至低帧率影像传输,较"制约因素"号明显领先

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(耳朵听,话机吼,制约因素号的水声通信能力与图文直播的奋斗者号存在代差)

技术上的领先带来了能力上的本质差异,与更多用于地标观光打卡的"制约因素"号、深海挑战者号相比,奋斗者号是一艘名副其实的“作业型”深潜器,带更多的乘客,更多的探测设备,活动时间更长,移动范围更广,都直接服务于科学与工程项目现实需求。据媒体报道,奋斗者号将使用高分辨率声纳对挑战者海渊进行海底地形测绘。

对于奋斗者号这横空出世的“技术惊奇”,欧美主流媒体与业界表现出相当默契的”视而不见”/”轻描淡写”(downplay),当被问及如何评价奋斗者号的问题,“五极探险”的大名人维克多·维斯科沃生动诠释了何为“王顾左右而言他”。

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挑战者海渊的文化意义

奋斗者号技术成就所引发的反应,不能不让人联想到,挑战者海渊在西方文明共同体神话构建中特殊的地位。

这一地球深极得名于19世纪的传奇科考船,大英帝国皇家海军挑战者号护卫舰。

如同百年后的美苏探月竞赛,19世纪70年代,结束内战的美利坚合众国展开了对海洋“新边疆”的热情探索,频繁的美国环球航海与科考,在欧洲列强帝国主义化的前夜,业已触动了大英帝国逐渐紧绷的神经,一场心照不宣的英美探海竞赛悄然展开。

皇家海军与英国皇家学会通力合作,专门改造“挑战者号”护卫舰,组成二百多人的庞大团队,自1872年底出发,至1876年中返航,展开了为期近五年,航程近13万公里的环球海洋科考,对沿途水深、水温、洋流、气象、海洋生物、海底矿物乃至亚洲各沿海地区人文地理进行了翔实的调查。

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这次以“挑战者号探险”(Challenger Expedition)载入史册的科考,被时人誉为“自15、16世纪地理大发现以来,人类对这颗星球认识的最大飞跃”。

挑战者号探险成为海洋科学的分水岭,在此之前,海洋学仍然不脱文人博物雅趣,在此之后,海洋学成为一个严谨的自然科学学科

挑战者号探险所收集的海洋环境与生物资料十分庞杂,动员了欧美各国学者共同参与分析整理,以至于直到科考结束十九年后的1895年才整理完毕,形成了50卷近3万页篇幅的科考报告,在这一过程中,海洋学的国际学术网络也初步成型

正是在这次探险中,挑战者号发现了马里亚纳海沟,并对其深度进行了人类有史以来第一次测量,海沟的最深部,后世被命名为挑战者海渊。

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(1874年,挑战者号停靠香港补给物资,期间留下的当地华人影像)

深海的神秘与深海生物的诡异简直是吸引人类想象力的黄金组合,挑战者号探险揭示的海洋面貌对大众文化产生了深远影响,1904年,德国生物学家恩斯特·海克尔(Ernst Haeckel)从卷帙浩繁的挑战者号科考报告中摘取出视觉冲击力强,诡秘而非日常的海洋生物图像,结集出版了一本面向通俗市场的画册,这本满是扭曲花纹和触须的画册被认为深深影响了后世克苏鲁世界的创造者,世纪之初的美国宅男霍华德·洛夫克拉夫特(H. P. Lovecraft),直到今天,人们翻看这本画册中稀奇古怪的海洋生物,仍然会油然产生一种SAN值骤降的精神不适感。

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(海克尔图鉴中的深海生物)

在克苏鲁之后的其他科幻、奇幻设定中,海底深渊也是一个极为常见的神秘事件发源地,例如美版哥斯拉2怪兽之王中,哥斯拉就被设定为栖息在海底古老文明遗迹,与克苏鲁世界中南太平洋海底的沉没都市拉莱耶(R'lyeh)城颇有异曲同工之妙。

即便在中国,许多70后80后的”童年阴影”、”文化冲击”——《小精灵画传》系列中,也专门有海底迷宫覆灭记一集,表现了巨大章鱼型怪兽的恐怖。

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(小精灵画传)

克苏鲁不过是挑战者号探险对今日通俗文化影响的一个次要侧面,经过20世纪大规模的美国文明史叙事(narrative)重构,美国已不再是独立于腐朽旧欧洲的北美大陆国家,而是源于希腊罗马,一路西向传承的优越"西方文明"跨大西洋共同体一员乃至领导者。

于是一个奇妙的景象出现了,被用来命名一艘末等护卫舰,兴于工人区拳击运动的挑战者一词,经由挑战者号海洋探索被赋予新的寓意,成为维多利亚时代大英帝国荣耀的一部分,在20世纪英语民族与海洋文明的神话发明过程中,又神奇地成为美利坚民族高贵精神与天定命运的象征。

1972年12月发射的阿波罗17号飞船,是迄今为止美国载人登月计划的最后一次任务,也是科研探索内容最丰富的一次任务,这艘飞船的载人登月舱赫然被命名为“挑战者号”,这一特殊的字号随后又被NASA授予了一架航天飞机,并经由1986年挑战者号悲壮的事故进一步丰富了内涵,在堪称美国科幻文艺支柱的《星舰迷航》世界中,随后也出现了一艘名为挑战者号的太空战舰,在大众文化的未来想象中继续发挥着边疆探索的象征作用。

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(左,阿波罗17号任务章;右,星舰迷航中的挑战者号)

“挑战者”寓意着英语民族的英勇探索精神,而这一精神是西方文明得以开创“大分化”,天然优越于其他文明的根本原因,奋斗者号对挑战者海渊的探险,无形中令这一叙事框架产生了一条新的裂痕,一个在工业革命与殖民浪潮中被视为病夫废土的文明,居然实现了被认为只有白种人可以做到的技术成就,踏入了一片以挑战者命名的英语民族精神纪念地。

这种反差所引发的认知失调和不适,导致了西方媒体的一时“失语”。

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(一副20世纪初的通俗漫画展现了美国文明叙事的核心元素)

向科学进军

中国人是如何做到这一切的?

1955年10月11日,大清王朝遗老,陪伴过慈禧、隆裕两位”老佛爷”的总管大太监小德张,在其天津宅邸度过了79岁生日,庆九大寿,贺客盈门,小德张当众表演了柔术功夫,以示身体依然硬朗。

也是在这一天,加州理工喷气推进实验室创始人之一,被美国扣留五年之久,历经磨难刚刚回国的钱学森正在北上的列车中颠簸,在新中国的首都北京,有新的事业在等待着他。

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(钱学森北上途中省亲,考察上海农村)

1956年1月,中共中央在京召开了关于知识分子问题的会议,发出了“向科学进军”的号召,同年3月,国家科学规划委员会成立,由钱学森担任各专业领域审核抓总的综合组组长,意图“迅速壮大我国的科学技术力量,力求某些重要的和急需的部门在十二年内接近或赶上世界先进水平”。

规划委的成果,600余万字的《1956—1967年科学技术发展远景规划纲要(修正草案)》,是中国第一份,也是世界第一份国家规模的发展科学技术的长期规划。奠定了中国科学技术发展的整体布局与推进战略,影响极其深远。

在《十二年规划》中列出了57项重点科学技术任务,其中第7项“中国海洋的综合调查及其开发方案”就此成为新中国第一份海洋科学规划。

1958年,为了贯彻规划,中国进行了第一次全国海洋普查,摸清近海家底,在时任中科院秘书长裴丽生的支持下,综合性海洋研究机构中科院海洋研究所也应运而生。

1959年召开的中国科学院海洋工作会议上,裴丽生对海洋开发的未来做了热情的展望,"如果从共产主义的将来说,人类真正利用地球三分之二面积的时代,还在后面,现在对深海、远洋的开发还是初步的...相信海洋的充分利用就在不久的将来”

在报告中,裴丽生还提到了对海洋调查船及水下”海洋生物的考察设备”应予留意,不过在当时中国的经济与科技能力下,这还只能是模糊的远景设想。

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(1958-1960年开展的首次全国近海普查作业区域,注意福建沿海的”空白”)

《十二年规划》的制定过程中对苏联经验有所借鉴,但又不是简单模仿或翻版,而是贯穿着新中国领导者在战争年代磨砺出的,有中国特色的方法论,十二年规划所形成的特有风格与传统一路延续至今。

随着中国科学技术的突飞猛进,这一管理思想的价值也日益得到外界的重视,美国对华政策的策源地之一,国会美中经济与安全评估委员会在2016年发布了一份专题报告,以洋洋洒洒三百多页的篇幅,剖析中国科技管理体制机制,为其后被视为中美贸易战起点,实则聚焦中国高科技产业发展的那份301报告做了铺垫。

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(国内少有注意的USCC专题报告)

这套中国科研管理的"独门秘笈",在战略上继承着十二年规划“以任务为经,以学科为纬,以任务带学科”的基本原则,使科学研究贯穿着明确的方向感与使命感。

在落实的战术上,中国科研历经数十年经验与挫折的打磨洗礼,则形成了"闷声发财"的独特风格,即应用平台的循序渐进,一步一个台阶提高能力,上台阶的动作又拆解成"跳跃"和"下蹲",跳跃阶段聚焦集成创新,下蹲阶段则通过带动关键子系统的国产化完成自主创新,为下一个台阶的跳跃创造条件,最"可怕"的是,中国工程师们还习惯了"多做少说,只做不说"。

这样一套蓝图明确,执行得力的长期战略,其效力或许恰如一位古代老者所言:“虽我之死,有子存焉;子子孙孙无穷匮也,而山不加增,何苦而不平?”

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(1986年,立足国内配套的有人/无人深潜器双双获得突破)

中国深海探测技术的发展,正是上面概括的中国式科研方法论经典案例。

70年代后,随着中国核潜艇走向大洋,海上石油勘探等产业也崭露头角,深潜装备终于被纳入"以任务为经"的中国科研视野,依托国内技术,同步开展了深海无人机器人和载人深海救生艇的研制,喜庆的是,不同院所研制的两台装备,均在1986年成功实现海试,这也成为中国深海探测技术的第一个“大年”,从零到一,有无问题解决了。

在零的突破后,中国深潜装备研发转入了"下蹲"阶段,在资源有限的情况下,集中力量攻坚需求更为迫切的深海无人平台,利用较为理想的国际环境,引进并充分消化国外先进技术,最终成功研制了6000米作业型无人深潜器CR-01,1995年7月,这艘深潜器在联合国划定的东太平洋锰结核矿海区执行了多次海底探测,获得大量第一手资料,确保了中国作为先驱投资国的15万平方公里矿区权益,同时也标志着在深潜无人平台领域,中国已经跟上了世界先进水平。

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(以我为主,引入俄罗斯技术的6000米无人深潜器CR-01)

与无人深潜器方向的生机勃勃相比,载人深潜器研制则频频碰壁,90年代的中国经济,还不足以支撑对载人深潜的需求。

1995年,CR-01东太平洋作业现场,欢呼的人群中一位老人略显落寞,徐芑南,中船702所总师,此时刚刚接到国内来电,“大深度载人深潜器”立项努力又一次失败了,这意味着来年开始的第九个五年计划期间,702所立项努力也将很难获得支持。

60岁的徐芑南选择了退休,抓紧治疗已经十分严重的高血压和心脏病。办妥手续又休整了足足一年后,徐芑南与夫人来到太平洋东岸的旧金山,开始了替子女带孩子买菜做饭的传统中国式晚年生活。

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(慈祥的退休老大爷徐芑南院士)

跨越的足迹

有人无奈离开,也有人咬牙坚守。

徐秉汉与吴有生,中国船舶科学研究中心(702所)走出来的两位院士,在九五计划期间继续年复一年地申请呼吁。

2000年前后,负责管理海洋矿产资源的联合国国际海底管理局,提出对新资源的勘探申请必须要有载人深潜器配套,这一新规终于使中国载人深潜的推动者看到了一缕曙光,在现实需求的驱动下,2001年底,历经近十年论证与申报,“7000米载人潜水器”重大专项终于列入“863”计划,科技部于2002年6月正式批复立项,中国船舶重工集团第702研究所承担了7000米载人潜水器总体集成工作,这就是将会成为科技明星的蛟龙号。

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项目终于有了,可是人却跑光了。

领受研制任务后,所长吴有生发现702所在岁月蹉跎中,人员流失已经到了凑不起研制总师班子的地步,一天晚上,正在旧金山家里带孙子的徐芑南,忽然接到所长的电话,已经退休六年的他毫不犹豫地决定马上回国,这位老人一边服用降压药平复激动的心情,一边向家人解释这个突然的决定:“回去还是可以做点事的。”

总师没人,下面的分系统主管设计师更是短缺,来所工作才三年,刚刚24岁的叶聪,就赶鸭子上架成了蛟龙号总布置主任设计师。

这样一支退休返聘老头和应届生菜鸟组成的团队,开始了蛟龙号的研制。

他们反复观看《泰坦尼克号》等电影片段,截图去反推深潜器舱室布局,甚至联络导演詹姆斯·卡梅伦团队询问资料,又争取与美方开展联合深潜科考,通过实际体验形成自己的总体设计方案。

总体方案有了,关键零部件、子系统国内几乎是一片空白,作为总体单位的702所都青黄不接,何况各个辅机厂所。

怎么办,老办法,先跳上台阶,把集成创新这一步跨过,再蹲下蓄力,解决自主配套。在“蛟龙号”中,大约有60%的关键设备是委托国外制造,包括由俄罗斯加工制造的钛合金载人球舱,由美国进口的固体浮力材料。

当然,国内厂所也并非无所作为,例如中科院声学所为其研制的高速水声通信设备,就已经超越了当时已知的所有国外设备性能,这套技术其后也应用到了海军的一些“杀手锏”装备上(以下省略XXX字)。

2009年蛟龙号制造完成,开始下潜测试。舱内布置总设计师叶聪转职当起了蛟龙号的驾驶员。

2012年6月24日,蛟龙号载人深潜器在马里亚纳海沟下潜至7020米,突破了7000米的设计深度,这也是世界同类型载人潜水器的最大潜深记录。

正式立项的十年之后,“7000米载人潜水器”研制取得了圆满成功。

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(2010年蛟龙号南海海试,插在洋底的五星红旗)

蛟龙号的成功,只是中国式科研秘笈"跳跃""下蹲"动作的第一步,2014年,4500米载人深潜器"深海勇士"号正式立项,这个设计作业深度尚不及蛟龙号的新项目,用意就是完成"下蹲",即深潜关键技术的国产化突破,与蛟龙号相比,深海勇士号实现了钛合金耐压壳、固体浮力材料、锂电池、推进马达、液压系统、水下定位等十大核心技术的突破,国产化率达到95%,带动了配套体系的能力跨越,为集成创新的新突破奠定了基础。

2016年7月,“全海深载人潜水器总体设计集成与海试”项目正式立项,历史行程与个人奋斗的共振,将年仅37岁的叶聪推上了总设计师的位置,在配套能力的支撑下,项目明确提出了国产化率不得低于90%的要求,载人深潜技术新的”跳跃”开始了。

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(带动关键技术国产化配套的深海勇士号)

短短四年后,奋斗者号全海深深潜器成功坐底挑战者海渊。

这并不是中国深海探测技术演进的终点,甚至还没有划上逗号,随着深潜关键技术的突破,国内配套能力的健全,地方与企业也开始涉足深海探索,在国家自然基金和上海市科委的经费支持下,上海、杭州高校及企业也已经展开了民间版万米载人深潜器的研制,采用小型钢制耐压壳等方式节约成本,有望使深海探索的门槛进一步降低。

在刚刚公布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中,明确提出了"瞄准....空天科技、深地深海等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目"。

在掌握了可以全海深作业的有人、无人深潜器技术之后,下一个深海领域的突破点在哪里?

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(技术成熟与商业化:民间版万米载人深潜器也即将亮相)

下五洋捉鳖,谈笑凯歌还。世上无难事,只要肯登攀

游泳健身,噢不,深海空间站了解一下。

正如载人航天在飞船时代后迎来空间站时代,深海探索的未来发展方向,同样是深海海底长期驻留作业。

按照中国式科研"只做不说,多做少说"的风格,我们只能从一鳞片爪透露的信息中推测,中国人独创性的载人深海空间站已经进入到了实质性工程发展阶段,在一些论文中,甚至提到了采用核动力供能的概念。

有了空间站,当然也会有配套的深海往返"飞船",可以与深海空间站对接,补给物资,轮换人员,实现长期,甚至不间断的人员值守。

这样极富冲击力的科幻画面,可能在不远的未来就将出现。

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(深海空间站的蛛丝马迹)

正如蒸汽船的突破带来殖民竞赛的浪潮,喷气客机的突破带来全球化的加速,深海探测技术的跨越同样有着可能改变人类生活与社会面貌的潜力,覆盖着地球三分之二面积的海洋,蕴藏着不亚于星际探索的无尽处女地,除了大规模的海底矿物、能源开采,比如耳熟能详的可燃冰、锰结核矿、海洋石油...随着人类对全球变暖的担忧日益增强,海底储碳也已经成为热门科学概念。

依托于海底天然的高压环境,二氧化碳可以维持液体状态,在海底寻找合适的盆地或裂隙地形,灌入巨量的二氧化碳,形成"碳湖",可以解决相当一部分碳排放的处理问题。

在技术能力的支撑下,走入深海探索无人区的中国人,会向世界证明一个简单的常识:创造力并不是西方文明的专利,拥有类似的知识资源,其他民族同样也可以迸发出非凡的创造能力。

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(深海储碳设想)

奋斗者,英文名Striver,在英语中代表着那种肯吃苦,能吃苦,相信勤劳投入就能有收获的形象,而挑战者,Challenger,则更多包含着短促激烈的人与人对抗意味,奋斗者号深潜器的命名,不知是巧合还是有意,无比贴切地反映了中国文明的发展风格,奋斗者号踏入挑战者海渊,似乎也因此有了一种别样的意味。

再次踏上上升期的东方文明,焕发出的能量与19世纪西方人相比,更不刺眼,更和曦,更内敛。

他们对马基雅维利式的国际权力消长算计似乎并不像英语民族那样热衷和紧张,更专注于埋头做好自己的事,专注于如何将人类文明美好的东西兼收并蓄,而不太在意是否符合某种话语框架的局限。

张扬的挑战者是可畏的,沉默的奋斗者同样也可以做到一些非同寻常的事业,想一想大学时候每天早起去图书馆占座的同窗,你会明白这句话是多么有道理。

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