瞭望 人類對深海“暗世界”探索剛剛開始 我們需要更多創新——專訪中國科學院院士汪品先
中國科學院院士汪品先
想要成爲創造型國家，就應該在國際學術界有自己的特色，要致力於形成“中國學派”
要從追隨模仿，提升到聯合起來攻重大問題，在技術上問鼎最前沿，在資源開發上探索新的方向
當前國民對科普的需求日益高漲，科普已經形成產業，科學家有義務站出來，爲打造漢語科普高地作出貢獻
文 |《瞭望》新聞週刊記者 張建鬆
地球表面13億立方千米的水，97%都集中在海洋裡。平均水深3700米的海洋，佔據了地球表面71%的面積。人類在陸地上繁衍生息，曾把遠離自己的海洋留給了神話世界；一旦透過幾千米的水深看到了大洋的真面目，回過頭來將會更明白自己腳下大陸的真相。
1936年出生的同濟大學海洋與地球科學學院教授、中國科學院院士汪品先，致力於推動我國海洋與地球科學發展，提倡強化科學的文化內涵，並身體力行促進海洋科普活動。2018年5月，他以82歲高齡乘坐我國自主研製的“深海勇士”號載人深潛器，在南海三次下潛採樣，被譽爲真正的“深海勇士”。2021年11月，甘於奉獻、勇於探索的汪品先院士當選爲“全國道德模範”。近日，本刊記者專訪了這位永遠保持着對科學熱愛的著名海洋地質學家。
在學科核心問題上取得原創性突破
《瞭望》：黨的十八大提出建設海洋強國以來，我國的海洋科技突飛猛進，深海科學研究取得衆多成果。你能否談談我國的海洋科技現狀？
汪品先：我國海洋科技建設確實是突飛猛進。“蛟龍”號、“深海勇士”號、“奮鬥者”號載人潛水器和“海鬥一號”全海深非載人潛水器接連下水，海底觀測網大科學工程、天然氣水合物鑽採船（大洋鑽探船）建造相繼啓動。“十四五”時期，我國深海探索的深潛、深網、深鑽“三深”技術可望齊備，論實力將進入國際領先行列。取得這些成績非常不易，因爲我國的海洋尤其是深海科技的發展起步非常晚。這種高速發展，不僅在國內空前，在國際上也是科技史上的奇蹟。
再說科學方面，我國的深海探索從太平洋推進到兩極，深入到馬裡亞納海溝世界海洋最深處。尤其在南海，通過三十餘個單位八年的通力合作，完成了規模空前的“南海深部計劃”，爲我國在南海贏得了科學上的主導權，使南海正在成爲世界邊緣海研究的典範。
可以說，我國的海洋事業從來沒有像現在這樣興旺發達，深海科技也從來沒有像現在這樣得到全國上下的共同關心。當前我國海洋與地球科學的發展，正處在歷史性的黃金時期。現在的任務是要在萬馬奔騰中保持冷靜，在實幹的同時也要做好未來規劃，才能持續前進。
《瞭望》：此時最需要注意哪些問題？
汪品先：深海探索，自二戰後從歐美髮展起來，是一部科學和技術攜手發展的歷史。而作爲後發國家，“科”和“技”的融合是我國深海探索需要面對的重要問題。
缺乏全盤協調，容易出現一擁而上、重複建設的偏向。宏觀說來，我國海洋科技的發展正走到歷史的十字路口，需要考慮發展的轉型。
不只是海洋科技，整體講我國科技界的當務之急，都要抓住大好時機，共同促進科學的轉型。當前，我國科技隊伍規模和SCI論文數量都已經高居世界第一，下一步就是要從量變到質變，從原料輸出型轉化爲深度加工型。
當代的科學研究和經濟發展相似，都在全球化。在經濟上，有所謂的“中等收入陷阱”。國際科技界也有類似的分化：發展中國家科學家主要提供材料、數據，屬於原料輸出型；發達國家的科學家纔是將原料加工成型，得出科學結論，屬於深度加工型。兩者的區別不在文章多少，而是研究類型不同，產生的學術和社會價值更不相同。
這點在包括海洋科學在內的地球科學和宏觀生物學領域尤其明顯，因爲都有很強的地域性。研究全球性問題需要全球資料，不論是發達國家還是發展中國家，數據同樣重要。有些自然現象比如說季風，主要就分佈在“第三世界”，於是發展中國家也會具有天然的優勢。尤其是國土大、人口多的發展中國家，不但提供“原料”，還可以輸出勞務，做勞動密集型的分析工作，因此文章數量不少。但是整體上地球科學的發展趨勢，卻在向系統科學轉化，理論創新的前沿在跨越空間圈層和時間尺度的地球系統科學，從現象描述向機制探索轉化。
與傳統的地球科學相比，地球系統科學從原始數據到科學解釋之間的工序增多，“原料”的加工變深。假如我們仍然滿足於輸出原料和低加工產品，把深加工、高增值的生產留給別人，若干年後將會發現，我國儘管成爲更大的數據輸出國，論文數量也許更多，而在學術水平上的國際差距卻會拉得更大。
所以說，地球科學也需要轉型。我國的出口商品，已經從當年的領帶、打火機發展到高鐵、手機，我國的科學成果也需要向學科的核心問題進軍，需要有原創性的突破，這就是轉型。從外國文獻裡找到題目，買來外國儀器進行分析，然後將取得的結果用外文在國外發表，這當然是我國科學的進步，但也可以說這是一種科學上的“外包工”。想要成爲創新型國家，就應該在國際學術界有自己的特色，要致力於形成“中國學派”。
警惕“深海陷阱”實現發展戰略升級
《瞭望》：你最近說，深海爲地球上的生命提供了最大的棲居場所，但是其永恆的黑暗和極端的環境，使得開發者面臨巨大的挑戰，需要警惕“深海陷阱”。這裡的“陷阱”是指什麼？
汪品先：指的是深海開發的戰略失誤和技術失敗，原因是人類對深海的瞭解太不夠。海洋200米以下就是永恆的黑暗，我們對深海海底地形的瞭解還不如火星表面。人類在陸地上經過了幾千年的時間，才發展起農牧業，從採集和漁獵進步到農耕畜牧，學會了利用陸地資源。而深海的開發只有幾十年，手段還只是採集和漁獵，還夠不上陸地上新石器時代的水平。
首先是不瞭解深海資源的特點。與陸地不同，深海過程演變往往比陸地慢幾個量級：錳結核百萬年才長1cm，深部生物圈的繁殖週期以千年計。因此陸地“淘金”式的開發不適用，深海開發有待另闢蹊徑。
深海的生物資源，不能僅通過漁業手段從深海索取蛋白質，更要着眼於基因資源。深海生物尤其是微生物有着各種各樣的“特殊功能”，有的能適應高溫高壓，有的有着尺度驚人的長壽能力，提供這些特殊功能的基因就是無價之寶。
深海資源量的估算並不容易，而錯誤的估算會對深海探索造成誤導。1965年，美國專家曾提出太平洋海底有上萬億噸的錳結核可以開採，而且增長的速度比採礦還快。這幅聚寶盆式的圖景，誘發了海底採礦的高潮。上世紀六七十年代發達國家有上百個航次前往太平洋，70年代以後又紛紛放棄。當時的說法言過其實，深海金屬礦的商業開採經濟代價太高、環境破壞太大，至今還不容易實現。
另一個重要的教訓是根據個別站位的數據，外推到全大洋得出的深海資源量其實並不可靠。比如在深海底下發現的深部生物圈，上世紀90年代根據6個站位推測，全大洋海底下面的微生物佔全球活生物量的30%，後來經過大洋鑽探覈實，從30%降到了0.6%。
再一個“陷阱”就是對技術上的難度估計不足。比如大洋鑽探，在上世紀50年代，美國發起時的首要目標就是打穿地殼，採到原位地幔樣品；21世紀初日本建成“地球號”大洋鑽探船，下水時的口號就是去“打穿地殼”。但是這項目標至今未能實現，其實在地幔的高溫高壓下進行鑽探的技術難點，至今還缺乏有效的解決方案。
更爲嚴重的是技術事故。2010年墨西哥灣一個鑽井平臺創造了鑽井紀錄，發現了大油田，就在完井結束的當晚由於防噴系統失靈，發生氣噴導致鑽井平臺爆炸沉沒，造成11人遇難、17人受傷，喜事變成了喪事。更爲嚴重的是造成了海底油井漏油，幾個月裡從1500米深海底涌出了50萬立方米原油，造成墨西哥灣北部面積9900平方公里的油污帶，給海洋環境和海洋生物帶來了深重災難，經濟損失高達177億美元。
除此之外，還有戰略決策上的失誤。比如日本爲了預警海上地震與海嘯，決定建造深海海底觀測網。2003年的計劃，是在其東面太平洋俯衝帶兩側佈網。但是2006年改變主意，改爲在日本南邊建網。不料，就在南邊觀測網建成的2011年，9.0級的特大地震發生在日本東邊而不是南邊。於是又用4年時間，在東邊的太平洋俯衝帶建起了5700千米長的觀測網，規模和投入比原來2003年的計劃大得多。
總之，人類對深海“暗世界”的探索剛剛開始，有着無比燦爛的前景，但是需要的是創新而不僅是模仿。當前，我國的深海研究和開發也走到了歷史的十字路口，格外需要以史爲鑑，研究國際先行國家的經驗教訓。
《瞭望》：隨着我國深海科技實力發展，你認爲當前我國深海科技戰略需要進一步升級嗎？
汪品先：對，應該實現戰略升級。這些年，我國深海科技發展主要是以追趕發達國家爲目標，缺乏國家層面的整體目標。具體說來，在深海設備上追求技術指標，對應用目的和運行效率不夠重視；在科學探索上缺乏頂層設計，研究目標分散化、小型化；在能力建設上過多取決於地方和部門的積極性，缺乏全盤協調，出現了低水平重複；在國際層面，深海的科技合作尚待進一步加強。
這些前進中的問題，折射出我國海洋科技發展初級階段的特點。如何及時實現戰略升級，是我們的當務之急。深海探索基本上是以美國爲首的發達國家在二戰後發展起來的，但走的是一條反覆曲折的路。我們需要從中吸取教訓，要從追隨模仿，提升到聯合起來攻關重大問題，在學術上形成特色，在技術上問鼎最前沿，在資源開發上探索新的方向。
爲了實現深海科技的戰略升級，建議首先要設立“科”“技”結合的國家級深海探索目標。雖然我國目前無論海洋科學還是技術，離國際頂層都還有相當差距，但是已經具備條件，完全可以將科學和技術結合起來共創新路，結合我國地理條件和科學積累，在國家層面提出共同目標。
其次，要全面協調各方面的積極性，實現錯位發展。各地方對發展海洋科技的積極性應當鼓勵，同時需要相互協調，在全國一盤棋的前提下錯位發展、各盡所長，避免做“一窩蜂”式的投入。
第三，建議開展我國領銜的國際科學計劃。例如在南海可以組織以我爲主的深海國際合作計劃，無償吸收南海周邊國家科學家參加，必將贏得世界學術界的熱烈擁護。再如國際大洋鑽探計劃，現在美國因資金鍊脫落暫時退出，我國可以果斷出手，爭取和歐盟聯手共同領銜，並聯合原先被排除在深海科技以外的一些發展中國家，打造深海科技國際合作的新局面。
2021年8月18日，工作人員在西太平洋準備從“探索一號”科考船甲板布放“奮鬥者”號 陳凱姿攝/本刊
科學創新要有創新文化的土壤
《瞭望》：2021年，你再次在同濟大學開設“科學與文化”公開課。同時還出版了《深海淺說》科普專著，併入駐短視頻平臺，吸引了大批年輕人關注。你爲什麼如此重視科學與文化的研究？
汪品先：我做科普，也是從海洋入手的。自上世紀80年代晚期起，我擔任上海市人大代表、政協委員已有二十多年，年年提交提案、寫書面發言呼籲加強海洋意識、制訂海洋國策，後來又在各種幹部培訓班講海洋經濟和海洋科技。媒體把這些講話拿去發表，就成了科普，所以那時候我做科普屬於無心插柳。
至於有心栽花做科普，那是近十來年的事，具體說是2013年《十萬個爲什麼（海洋卷）》和2020年的《深海淺說》，都是下了功夫做的。2017年和2021年我在同濟大學開設“科學與文化”通識課，對我來說那又是另一種形式的科普。
爲什麼我會把科普看得那麼重？
我認爲高質量的科普，是科學回歸其文化本色的一種途徑。科學本來就是文化的一部分，特別是科學創新，必須要有創新文化的土壤；反過來，科學的成果既可以轉化爲生產力，也可以轉化爲文化，而我們往往只注意生產力的一面，忽視了文化的一面。我想做的，就是以自己微薄的力量來推進科學的文化內涵。
高級的科普，也是科學發展本身的要求。科學的突破口，往往是在學科交叉的層面，因此要求科學家儘量用行外人也能懂的語言表達自己的成果，而且科學家本人也只有理解透徹，才能夠用簡單的語言進行表達。同時，科普也是社會的發展需求。隨着社會的進步，當前國民對科普的需求日益高漲，科普已經形成產業，科學家有義務站出來，爲打造漢語科普高地作出貢獻。
近來我的一些科普短視頻在網上受到歡迎，其熱烈的程度遠遠超越了我的預期。隱隱約約我有一種新的感覺，感到和年輕人找到了心靈交往的新平臺。再說遠一點，這種新平臺也有可能正在孕育着一種新的文化。中華民族偉大復興不僅要有GDP，還要有軟實力。將現代科學和傳統文化結合，創造出新一代的中華優秀文化，這正是我們科學家和文化人的共同責任。■