中國科技2020｜奮鬥者號挑戰深淵　中國收穫的不僅是科學探索

2020年年終的中共中央經濟工作會議上，中國政府為2021年發展重點部署八大任務。這場中共高層官員的工作會議，不僅將「強化國家戰略科技力量」列為下一年經濟發展首要任務，且坦言要通過舉國體制優勢發展高科技，「盡快解決一批『卡脖子』問題」。顯然，在高科技領域的全球競爭中，中國要提高自己的話語權。
回看2020年，中國在登月工程，火星探測、衛星導航、載人深潛、量子研究、數據庫技術替代、核聚變技術國際參與以及中微子實驗和晶片製造等領域，均有亮眼表現或國家戰略部署。這些領域的科技研究，對應着怎樣的現實意義？中國的競爭優勢和現實挑戰格局如何？下一步的發展方向又在哪裏？

「萬米的海底，妙不可言。」2020年11月，中國一艘載人潛水器四探全球最深的馬裏亞納海溝，刷新中國載人潛艇下沉10,909米的紀錄。一位潛航員從水下通過潛水器搭載的聲學通信系統，向停留在海面的母船傳達了自己的個人感受。

這位潛航員所在的潛水器是中國在2020年才研製出來的新款潛水器，當年6月19日被取名為「奮鬥者」號。得益於半個多世紀的技術改進與經驗積累，「奮鬥者」號已是中國當前最先進的載人潛水設備，讓中國人獲得有了對幾乎所有海面之下水域的「通行證」。其意義不亞於對一大片未知領土的發現與征服。

中國首次

在「奮鬥者」號之前，全世界僅有過對馬里亞納海溝最深處「挑戰者深淵」的3次載人下潛。

中國的深海探索起步較晚，大體始於20世紀70年代，在1971年成立了「深潛救生艇研製工作組」，即「7103研製工作組」。此時距離1960年瑞士科學家研製的「的里雅斯特」號潛至馬里亞納海溝深處的10,916米已有10多年。

1986年中國研製成功了第一艘載人潛水器——7103救生艇，只能下潛300米。此後還有當年的「海人一號」、1994年的「探索」號的探路，更重要的進展是在進入21世紀後，尤其是在中國「863」重點研發計劃支持下，於2010年打造出一台自主設計和集成研製的載人潛水器「蛟龍」號，其下潛深度達到了3,759米。中國則成為繼美、法、俄、日之後世界上第5個掌握3,500米大深度載人深潛技術的國家。2016年6月，「蛟龍」號完成終極挑戰，將紀錄保持在了7,062米。

這一深度覆蓋了全球海洋面積的99.8%，剩餘的0.2%被稱為「深淵」，是全球海洋深度的極限。其中最為著名的是位於馬裏亞納海溝最深處的「挑戰者深淵」，這也是地球海洋和地表的最深處，深約11,000米，此處水壓是海平面壓力的1,100倍，相當於近2,000頭非洲象踩在一個人的背上。

人類歷史上的三次載人潛水器對「挑戰者深淵」的挑戰被載入史冊。第一次是1960年1月23日瑞士探險家雅克．皮爾卡（Jacques Piccard）和美國探險家唐納德．沃爾什（Don Walsh）駕駛「的里雅斯特」號深海潛艇首次下潛至挑戰者深淵，測得深度為10,916米；第二次是2012年3月26日著名導演詹姆斯．卡梅隆（James Cameron）駕駛單人潛艇「深海挑戰者」號潛至10,898米的深淵海床；第三次是2019年4月28日，美國退休的海軍軍官和海底探險家維克多．韋斯科沃（Victor Vescovo）單獨駕駛「深潛限制因子」號潛至水深10,928米處。

中國「奮鬥者」號在2020年11月對「挑戰者深淵」的探測，意味着中國的潛水器也已躋身於水下深潛第一梯隊。儘管「的里雅斯特」號早已在「挑戰者深淵」留下印迹，但是能夠征服此地的潛水器與歷史記錄仍然屈指可數，這也讓作為後來者的中國「奮鬥者」號創造了一些紀錄，是世界上首次同時將3人帶到海洋最深處的潛水器。

「奮鬥者」號的10,909米深度記錄，與美國「深潛限制因子」的10,928米記錄仍有差距，但其實已經相差不幾。這種差距並不能說明兩種潛水器潛水能力不同，而是因為「挑戰者深淵」海底情況複雜，着陸或懸停地點很難與預期完全相符，或者是因為不同潛水器的測量方式差異導致了不同的測量結果。「挑戰者深淵」的深度也會基於不同的測量數據被不斷修正。

征服深淵

在載人深潛歷史中，有幾款載人潛水器在「奮鬥者」號誕生許久之前就已名聲大噪。

美國1964年建造的「阿爾文」號載人潛水器可下潛至4,500米的深海，如今已有近5,000次下潛經歷，是當今世界上下潛次數最多的載人潛水器。

法國1985年建造的「鸚鵡螺」號潛水器取名自法國著名科幻小說作者儒勒．凡爾納（（Jules Verne）小說《海底兩萬里》中的一艘潛水艇，可下潛6,000米，也已下潛1,500多次。

俄羅斯1987年建成的「和平一號」與「和平二號」是兩艘6,000級潛水器，能量充足，可水下潛航20個小時。著名電影《鐵達尼號》的許多鏡頭就是在這兩艘潛水器上所拍。

另外，日本在國力充沛的1989年也曾建成一艘能夠下潛6,500米的潛水器「深海6500」，累計潛水1,000餘次。

與這些深潛「前輩」相比，中國的「奮鬥者」號可謂姍姍來遲。不過，其功能要求卻一個也不可落下。載人潛水器最緊要的難題是水壓，萬米之下的水壓對潛水器表殼材料與建造結構提出極高要求，中國為此研發了全新高強高韌鈦合金，並採用了全新的「半球焊接」技術。此外，操控、供氧、電池、照明、影像、自動巡航、水聲通信等問題，也都需要一一解決。

值得一提的是，「奮鬥者」號代表了當前深海工程技術領域的頂級水平，在多個關鍵技術和重要材料領域擁有國產化核心，國產化率超過96.5%。相較於前兩代的「蛟龍」號與「深海勇士」號載人潛水器，「奮鬥者」號的聲學系統更是實現了完全國產化。

近代以來的載人潛水器，可追溯至1554年意大利人塔爾奇利亞發明的一種木質球型潛水器，下潛深度未知。直至19世紀末，又一位意大利人保薩邁羅設計製造了一種鑄鐵球型潛水器，成功下潛165米，這在當時已經是一項了不起的成就。

而今已有「的里雅斯特」號、「深海挑戰者」號、「深潛限制因子」號、「奮鬥者」號四艘載人潛水器成功抵達地表與水下最深處。

「深海是人類在地球上了解最少的區域，深海地下更是一片未知世界。」中國海洋地質學家、中國科學院院士汪品先曾如此評價。

載人潛水器抵達水下1萬米，這不僅意味着相關工業技術的進步，推進水下科學研究，也意味着人類對神秘水下世界的進一步探索與征服。

對於中國而言，其曾經的國家領導人毛澤東有過想象：「可上九天攬月，可下五洋捉鼈」。中國的載人潛水器從最初的「7103救生艇」到「蛟龍」號，再到直抵最深處的「奮鬥者號」，實現了中國人涉足水下所有區域的理想。值得關注的是，當中國獲得對水下世界的「通行證」後，將會從中得到多少收益。科學探索自然是其中一個方面，另一個方面則在於水下所藴藏的巨大自然資源。