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近期,上海市啟動“十五五”規(guī)劃“百家訪談、萬家調(diào)研”活動,廣泛征集社會各界對“十五五”規(guī)劃編制的意見建議。解放日報·上觀新聞與上海市發(fā)展改革委共同開展對戰(zhàn)略科學(xué)家、決策咨詢專家的深度訪談,受訪專家作為各自領(lǐng)域的頂尖人才,既有對相關(guān)行業(yè)的一線觀察,更有面向未來的戰(zhàn)略思考,共同助力上海“十五五”規(guī)劃編制工作。
本期受訪專家為中國科學(xué)院院士、同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院院長翦知湣。
人物簡介:翦知湣,中國科學(xué)院院士,同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院院長。長期從事海洋地質(zhì)學(xué)的教學(xué)與科研,主持國家自然科學(xué)基金重點項目、973計劃項目、國家重點研發(fā)計劃項目等30多個科研項目,在西太平洋古海洋與古氣候研究方面取得系統(tǒng)性創(chuàng)新成果。作為第一完成人獲上海市科技進(jìn)步獎一等獎;擔(dān)任國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“海底科學(xué)觀測網(wǎng)”東海子網(wǎng)的首席科學(xué)家,主持國際大洋鉆探第368航次和南海“深海勇士號”載人深潛航次。
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記者:您曾經(jīng)提到“中國要成為世界海洋強(qiáng)國,一定要向深海大洋進(jìn)軍”,為什么這么說?深海研究對海洋經(jīng)濟(jì)有哪些重要意義?
翦知湣:71%的地球表面積是海洋,其中80%以上是水深超過2000米的深海,只有邊上的一點點是淺海。就海洋科技能力而言,如果只停留在淺海,不能到深海去,那是不夠的。一個國家要成為世界海洋強(qiáng)國,科技能力就要能到兩極、到深海。
目前,中國的深潛能力位居世界前列。中國載人深潛事業(yè)以“奮斗者”號、“蛟龍”號、“深海勇士”號為核心,自2012年起在南海開展科學(xué)實驗航次,逐步實現(xiàn)從近海到深遠(yuǎn)海的跨越式發(fā)展。
深海資源十分豐富。深海的石油、天然氣資源有很多,按照聯(lián)合國的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,3萬億海洋經(jīng)濟(jì)中超過1/3是深海的油氣資源,包括今后的深海礦產(chǎn)資源。
國際上,深海采油已經(jīng)可以深入到水下3000米左右,中國的深海采油技術(shù)多在水深1500米左右,所以我們在深海技術(shù)方面還要進(jìn)一步有所突破,尤其是深海采油裝備的自主研發(fā)能力上,還要進(jìn)一步提升。
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翦知湣教授在同濟(jì)大學(xué)2025級新生骨干培訓(xùn)營上作報告。
記者:要實現(xiàn)海洋強(qiáng)國,上海可以承擔(dān)怎樣的重任?
翦知湣:所謂海洋強(qiáng)國,體現(xiàn)在軍事、科技和經(jīng)濟(jì)三個方面。上海是中國海洋科學(xué)、海洋工程技術(shù)和海洋經(jīng)濟(jì)三個交匯的高地,比如說,載人深潛器從“奮斗者”號、“蛟龍”號到“深海勇士”號都是在上海地區(qū)制造的;目前,海洋領(lǐng)域共有11個全國重點實驗室,其中3個在上海,2個在杭州,也就是說長三角就占據(jù)了半壁江山;科技部把中國主導(dǎo)的國際大洋鉆探計劃(DODP)的科學(xué)中心放在了上海同濟(jì)。
人工智能的興起,給海洋科技帶來了新契機(jī)。其實,海底觀測網(wǎng)本身就是人工智能加海洋大數(shù)據(jù)——我們直接把光電纜鋪到海底下,在水下依靠機(jī)器人來觀測探測,機(jī)器人如果沒電了,還能自主去充電;傳回來的多源數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)挖掘,可以建模后智能預(yù)測。
在海洋研究領(lǐng)域,上海的高校資源也相當(dāng)豐富,同濟(jì)、上海交大、華師大、復(fù)旦在海洋研究領(lǐng)域都有自己的側(cè)重點。比如,同濟(jì)大學(xué)有“三深”研究,即深鉆、深潛、深網(wǎng),既有國家大科學(xué)工程,又有大洋鉆探的國際大科學(xué)計劃,還有深潛的科學(xué)研究;復(fù)旦大學(xué)有海洋大氣系,它們瞄準(zhǔn)的是深遠(yuǎn)海氣象災(zāi)害,實際上就和中國氣象局上海臺風(fēng)所連在一起了;還有長興實驗室牽頭的海底劃界與權(quán)益全國重點實驗室,他們主要做海底的深部探測。
從這種意義上說,上海應(yīng)該勇挑國家重任,在深海研究領(lǐng)域有所作為,進(jìn)一步突破。
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記者:同濟(jì)大學(xué)在深海科技方面有“三深”技術(shù),即深潛、深鉆、深網(wǎng),目前“三深”技術(shù)與全球的頂尖技術(shù)相比,處于什么樣的水平?
翦知湣:目前,我們的“三深”技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入世界先進(jìn)行列,但還沒處于領(lǐng)先地位。深鉆,也就是大洋鉆探,被稱為國際深海研究的“奧林匹克”競技場,在一條幾萬噸的船上透過海水進(jìn)行鉆探,把地殼下面的東西取出來做分析,分析里面記錄的氣候環(huán)境演變、地殼運動、以及礦產(chǎn)資源等信息。現(xiàn)在,我們在大洋鉆探方面的論文數(shù)量僅次于歐洲、美國,超過了日本,排在世界第三。
在深潛方面,美國的“阿爾文”號從1964年就開始使用,它目前已經(jīng)下潛了5000多次。中國從2012年開始進(jìn)入深潛領(lǐng)域,雖然比別人晚起步整整40年,但我們現(xiàn)在的技術(shù)能力還是不錯的,可以說在全球處于領(lǐng)先水平。最近,中國科學(xué)家在國際權(quán)威期刊Nature上發(fā)表文章,在約9500米水深的地方看到了不依賴陽光的化能合成生命群落。
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翦知湣教授出海為深海研究收集第一手資料。
不僅在水下深潛,中國的科考船在探索更難領(lǐng)域——冰下深潛。冰下深潛遇到的一大挑戰(zhàn)是——深潛上來可能會遇到堅硬的冰層,因為冰層會漂移,如果不能準(zhǔn)確、實時知道冰層的位置,潛器上浮時遇到冰層就麻煩了。因此,需要精準(zhǔn)的定位手段、先進(jìn)的通信技術(shù),來指導(dǎo)冰下的深潛器從哪里浮上來才安全。
未來,中國在深潛方面要朝“智能化”方向發(fā)展。我們的深潛器是十幾年前制造的,在智能能力方面還可以進(jìn)一步提高,比如說深潛路徑的智能規(guī)劃,可以通過深潛器的“眼睛”觀測后來決定朝哪里走,也可以根據(jù)聲納回聲來決定行走方向。
中國自己的深海觀測網(wǎng)明年建成,規(guī)模將達(dá)到世界第一。但是僅僅規(guī)模大,并不能達(dá)到世界領(lǐng)先,要水準(zhǔn)達(dá)到世界第一才行。所以,在深鉆、深潛、深網(wǎng)這三方面,中國都已經(jīng)進(jìn)入世界前列。從夢想號鉆探船、海底觀測網(wǎng),到全海深載人深潛器,以及其他國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,國家在上面投資了100多億元,我們必須發(fā)揮這些大設(shè)施的作用、在科學(xué)上取得重大突破。
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記者:2025年啟動了新一輪的大洋鉆探計劃,中國正在建造全球第四個國際巖心實驗室?世界上已經(jīng)有三個國際巖心實驗室,為什么我們還要造第四個?
翦知湣:大洋鉆探是一個國際大科學(xué)計劃,它有一套規(guī)則。關(guān)于巖芯樣品保存,現(xiàn)在世界大洋是劃分成三塊:一塊是大西洋,大西洋所有的樣品都放在德國的不萊梅;第二是太平洋到南大洋,這一區(qū)域的巖心樣品放在美國,西太平洋到印度洋這一片區(qū)域的巖心樣品放在日本。
在大洋鉆探方面,中國要成為領(lǐng)導(dǎo)者之一,對世界要有自己的貢獻(xiàn)。建設(shè)第四個國際巖心實驗室,可以將采集來的巖心樣品儲存在實驗室,供全球科研使用,這是中國對國際社會的貢獻(xiàn)。其次,在培養(yǎng)大洋鉆探的人才方面,用巖心樣品去開發(fā)一些新技術(shù)能力,也需要有自己的巖心實驗室。
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因此,建設(shè)巖心實驗室對于中國提高在大洋鉆探領(lǐng)域的能力很重要。今后,沿著南海一直到“一帶一路”的巖心樣品都可以放到上海的國際巖心實驗室,世界大洋的巖心保存從“一分為三”變成“一分為四”,既是中國對國際的貢獻(xiàn),也是一種國際地位的彰顯。
第四個國際巖心實驗室剛剛立項,在臨港那里有80畝土地,大概今年11月、12月份奠基動工,預(yù)計到2027年可以開始運行。目前,我們有16000平方的海洋地質(zhì)全國重點實驗室、12000平方的大科學(xué)工程——海底觀測網(wǎng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)中心,正在建設(shè)的20000平方米國際巖心實驗室,再加上一條2800噸的“同濟(jì)號”科考船,這便構(gòu)成了同濟(jì)“三深”科學(xué)與技術(shù)的主要框架。
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“同濟(jì)號”科考船。
記者:海洋研究既有自由探索的部分,又有國家使命導(dǎo)向的元素在,在這個領(lǐng)域,您覺得應(yīng)該怎么樣繼續(xù)深化基礎(chǔ)研究?
翦知湣:現(xiàn)在在基礎(chǔ)研究理論,從地球科學(xué)到海洋科學(xué),大部分是歐美主導(dǎo)的理論體系。以前,我們做海洋地質(zhì)研究,基本上是跟著歐美國家學(xué)習(xí),把他們提出的假設(shè)放到中國也能發(fā)現(xiàn),說明這一假設(shè)是“放之四海皆準(zhǔn)”的。
而我們需要做的就是,提出包括地球系統(tǒng)科學(xué)的中國學(xué)派,就是從中國的角度去看世界。
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十幾年前,汪品先院士就提出來氣候演變有低緯驅(qū)動,不僅僅是高緯驅(qū)動。當(dāng)時,大家普遍接受的氣候演變動力都是南北兩極的“冰蓋”,全球的長期氣候冷暖由它們來調(diào)控。而汪品先院士提出了“低緯驅(qū)動”理論,即太陽直接照到赤道地區(qū)形成的熱量,是從低緯傳到高緯。“低緯驅(qū)動”這一觀點提出來,實際上是全球的能量和水循環(huán)。
所以說,基礎(chǔ)研究要做全球的,要做創(chuàng)新的東西。做科學(xué)研究要有質(zhì)疑的精神,從某種角度來說,科學(xué)研究最重要的是“證偽”,而不是“證明既有理論是對的”。同時,只有第一手的材料,再加上開闊的思維才能做出好學(xué)問。
原標(biāo)題:《科學(xué)研究最重要的是“證偽”,而不是“證明既有理論是對的”》
欄目主編:徐瑞哲
作者:解放日報 李蕾 李珺瑤





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