汪品先：《深海的机遇与中国的选择》

人民论坛·学术前沿·二十四个重大问题研究

深海的机遇与中国的选择

中国科学院院士汪品先

【摘要】16世纪人类在平面上进入海洋， 21世纪，人类正在垂向上进入海洋，都是改变历史发展轨迹的壮举。人类向深海进军，恰值我国建设海洋强国、致力华夏振兴的时期。为此，我国必须抓住时机，处理好海洋军事、经济和科技的关系，选择走合作、开放的道路，通过科技先行力求脱颖而出，争取海上的引领地位。

【关键词】大国崛起 海洋强国 深海 科技 国际合作

【中图分类号】P7【文献标识码】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2017.18.001

人类与海洋

近千年来的世界史，也可以从人类与海洋的关系来解读。早期的人类社会和海洋只有零星的关系，16世纪，人类在平面上进入海洋，通过航海导致的“地理大发现”改变了世界历史的轨迹，造就了一批大国崛起。当前的21世纪，人类正在垂向上进入海洋，向海洋深处发展。虽然这场变化目前只处在起始阶段，预言其社会历史后果为时尚早，但是客观上构成了华夏振兴的时代背景，值得我们特别的注意。

16世纪以前，人类不知道海洋有多大；20世纪以前，不知道海洋有多深。正因为不知道还有个太平洋，15世纪末哥伦布才敢从西班牙西行，相信跨过大西洋就能到达印度，结果却到了美洲。欧洲人越洋远航，通过海面航道的开拓将世界各大洲联系起来，发展了殖民经济，为自身带来了几百年的繁荣。正是凭籍着海上的航行优势，葡萄牙成为欧洲第一个崛起的大国，在16世纪建立起比本土大一百倍的殖民帝国；接着是西班牙，在16世纪晚期控制了世界贵金属开采的83%，成为欧洲最富有的海上帝国。然而，当时开发的主要是海洋彼岸的大陆，并不是海洋本身；竞争的手段主要是能够远洋航行的船只和坚船利炮的舰队。

20世纪晚期，人类开始进入深海。半个多世纪以来，人类在克服地心引力进入太空的同时，也克服了水柱压力进入深水海底。作为陆生生物，人类历来只能在海洋外面利用海洋，无论“渔盐之利”还是“ 舟楫之便”，都是从海岸或者海面上开发海洋。现代技术把人类送进了海洋内部， 发现原来地球上还有另一番天地。深海一片漆黑， 在历来的想象中是个既无运动、又无生命的死寂世界， 没有任何指望。但是二战之后， 科学家发现地球上最大的山脉是在洋底， 这就是绵延六万公里的大洋中脊， 海底的地形起伏决不亚于陆地。现在知道地球上85%的火山活动发生在海底，近5000米的海底还有“深海风暴” 造成的波痕，深海并不平静。深海底下的沉积和岩石里，生活着微生物的“深部生物圈”，推测占据全球活生物总量的5%以上。种种的科学发现颠覆了传统概念： 深海不是地面过程的归宿， 而是地球内部的出口所在。海洋是一个双向运动的 活跃系统，既有源自大陆物质的下沉，又有地球 内部物质和能量的上升。

人类进入深海虽然还在起步阶段，其社会后果却已初见端倪，这就是海洋经济重心的下移。世界海洋经济的四大支柱产业中，海底油气已经高居榜首，远远超越了渔业、运输和旅游，现在全球油、气总产量的1/3出自海底。新世纪头十年发现的油气田，40%来自水深超过400m的深海，20%在浅海，陆地已经退居第二位。不但能源，即便原来限于海面的传统产业（如海鱼捕捞），也在向深层拓展，发展了深水鱼类的捕捞技术。海底资源发现产生的政治后果，就是新一轮的海上权益之争。历来无人问津的荒岛，突然变成了国际争端的焦点，根子就出在海底。1994 年“联合国海洋法公约”生效，从此根据一个小岛就可以将周围200海里范围划为专属经济区；有的国家据此申报的海域，比它本土的面积还大。

深海的前景

深海的重要， 在于拓展了新的空间。16世纪人类在平面上进入海洋，开拓的空间是在陆上：“地理大发现”带来的是亚非拉的陆地资源，从矿产到奴隶的物质和人力资源， 带来了世界经济几百年的繁荣。近一百年来，世界人口翻了两番，但是90%的人挤在10%的陆地上，资源匮乏、环境恶化等问题日益突出。因此，人类进一步的发展要求开拓新的空间，宏观地讲无非是两大方向：地外星球和地球深处。地球虽大，但是全人类都分布在地球表面，对于表面以下所知甚微。拿淡水来说，南极冰盖下面有一百多个冰下湖，拥有全球淡水的8%；沙漠底下也有淡水，1990年代卡扎菲的“人造河大计划”，将撒哈拉东端的地下水抽到的黎波里，推测可以用一千年。因此，人类进一步拓展空间的方向，首先不是太空，而是在地球的深处，下一个目标应该是向地球深部进军探索资源和能源。人类“上天、入地、下海”都有进展，但是入地的本事最差。入地最深的莫如南非金矿，深入地下将近五千米，但是还不到地球半径的千分之一。相对于陆地岩石圈的深处，进入水圈的海洋深处的阻力要小得多。因此，向地球深部拓展，深海必属首选。

深海海底，正是距离地球内部最近的地方。地球内部能量和物质的主体，在于地壳下面的地幔，但是大陆地壳平均比大洋壳厚五倍，只有深海海底距离地幔最近。尤其是深海海底的大洋中脊和深海沟，是地球内部和表层相互连接的通道，也是深海双向运动最为活跃的地方。我们习惯中地球上的能量来自太阳，“万物生长靠太阳”，依赖的是1.5亿公里外太阳的核聚变；深海海底却另有来自地球内部核裂变产生的能量，它不仅产生深海热液和火山活动，而且滋养着不靠光合作用的“黑暗食物链”和海底下的“深部生物圈”。科学界对于依靠地球内部能量的过程十分陌生，更不清楚这类过程在人类社会里的应用前景。比如，深海底下“深部生物圈”里的微生物新陈代谢极其缓慢，是处于休眠状态几十万年以上的“寿星”，猜想应当有其特殊的医学价值。此类过程已经引起人类注意的有深海热液和冷泉，包括“可燃冰”，也就是含甲烷的水冰。在海底高压低温条件下，甲烷分子被锁在水冰的晶格里，是海洋里十分普遍的现象；还可以有CO2分子锁在晶格里，形成海底的“二氧化碳湖”。

21世纪人类在垂向上进入海洋，指的不仅是海底的开发，而是说在三维空间开发海洋。以水产为例，世界上数量最多的鱼类就是深水的圆罩鱼，海洋捕鱼已经推进到海洋深处，同时海水养殖业也可以向深海发展。16世纪是借道海洋去开发海外的大陆，21世纪将要开发的是占地球面积71%的海洋本身。不过现在说的都还只是序幕，因为人类进入深海、了解深海还都处在起步阶段。海水平均深度3700m，不能靠遥感技术穿透。因此，直到今天，人类对洋底地形的了解还不如月球，甚至还赶不上火星。深海产业究竟指什么，几十年来也并没有弄清楚。最先注意的是金属矿，从太平洋的多金属结核，到海山上的钴结壳，直至热液口的金属硫化物，都有潜在的重要价值，但迄今为止都还只有试验性的开采。当前最为引人注目的是“可燃冰”，其含碳量可能超过全部矿物燃料的总和，有希望成为未来能源的主体，但是离工业开采还有很长的路程。有的深海资源出人意料，比如日本发现太平洋海底的稀土资源可采储量超过陆地一千倍，正在造船准备开发。另外一类是生物资源，包括极端环境下微生物的基因资源，“深部生物圈”的新陈代谢极慢，以至于经过几十万年还在生存，人类将来如何加以利用完全是个未知数。可见，深海产业既有巨大的潜力，又有极大的不确定性。

目前还很难预料海洋垂向开发为世界带来的具体结果，更谈不上其发展的途径。16世纪海洋在平面上的开发，引发了人类社会历史的转折，21世纪海洋在立体上的开发，很有可能也会导致又一次的历史变化。从陆地进入海洋，又从海面深入海底，都是改变人类活动运行方式的历史转折，肯定要经历各种挫折和反复，从欧洲当年“地理大发现”历史看，这必然是个以世纪计算的长期过程。

科学与军事

进军海洋，包括经济、军事和科技三大方面。首先是科技开路，才能实现经济与军事的目标，才能从新的角度去认识我们生活的地球；经济和军事是进军海洋的社会目的，也是科学探索获得支持的源头。从面临的科技挑战看，深海探索和航天有着相似性，首先是从军事需求得到支持，才有科技快速发展的动力。从开发利用的前景看，深海资源尽管有巨大的不确定性，肯定要比地外星球的开发来得现实。从国际关系的角度看，科学、尤其是基础科学研究，是在这三者当中最容易、也最需要国际合作，最能够促进海上睦邻关系的一个方面。

如果将21世纪和16世纪人类进军海洋的过程相比，两者间一个根本区别在于手段。16世纪的开发主要依靠舰队，当时的国际斗争就是海军的较量；21世纪则主要依靠高科技，拥有高科技的国家才有资格参与开发深海的国际竞争。当然， 海洋的国际之争都要有军事实力，然而进入深海的每一步都离不开高技术，对科技要求之高是不能与海面相比的。

海洋的开发和国际竞争，要求有军事和科学两方面的支撑。16世纪前后的海洋开发，探险家、海盗和官兵往往三位一体，其间并没有截然的界限，海盗成功便成了探险家，国王本人也可以是海盗出身。早期的海洋科考船就是军舰：19 世纪进行世界上首次环球海洋考察的，就是英国军舰“挑战者号”；给达尔文带来进化论思想的环球航行，用的还是军舰“小猎犬号”。两次世界大战的需要，发展了潜艇和海底监听装置，为现在的深海潜水和海底监测开辟了道路。今天深海研 究的“深潜、深网和深钻”“三深”技术，除了深海 钻探之外，深海探测的“深潜”技术和海底监测网 的“深网”技术，全都是从军用发展而来。因此， 海洋科技发展中的军民联动，是世界各国不言而喻的潜规则。

但是海洋的科学和军事活动处境不同，军事活动具有排他性，而科学活动的成果可以共享， 存在着国际合作的可能性甚至必要性。世界大洋本来是相互连通的整体，加上深海研究昂贵的财政预算和技术要求，20世纪晚期以来，深海科学研究的国际合作迅速发展。其中最为突出的就是国际大洋钻探计划，自从1968年美国发起以来， 50年来盛况不衰，世界20多个国家共同集资，以全球最高的科技水平在深海大洋进行钻探，成为地球科学历史上为时最久、投入最大、成果也最为显著的国际合作计划。

与此同时，海洋的科学研究也被一些国家用来为其政治和军事目的服务。美国长期以来以科学探索名义在全世界各大洋巡航，直到各国的海岸，为其军事目的服务，似乎已经成为国际惯例；而在特定条件下，还以绝密形式在科学掩盖下做军事动作。著名的一例是1968年，苏联载有核导弹的K-129潜艇失事，沉在北太平洋4800m 的海底，美国请私人公司出面，建造了5万吨的勘探船伪装开采锰结核，于1974年将部分潜艇残骸捞起。同样，海洋高科技也可以为海洋权益的政治服务，例如2007年俄罗斯“和平-1”号载人深潜器破冰下潜，将一米高的钛合金国旗插到北冰4261m的海底，支持俄国对北冰洋水域的主权声索。我国的海洋科技正在发展，在具备一定科技水平的条件下，同样应当考虑让海洋科技在国际政治斗争中发挥其独特的作用。

另一方面，海洋科研又可以通过国际合作， 成为外交关系上的缓冲剂。海上的军事、经济和科学活动三方面，唯有科学活动最少对抗性、排他性，德、法等欧洲国家利用其科技优势和包括我国在内的亚非等国合作，协助培养海洋科技人才，既取得了科研成绩， 又赢得了国际友谊，非常值得我们学习。关键之一是要正确处理好军事保密安全和国际科研合作的界限，找到两方面都能满足的方案。近年来，一场无声的科技革命正在国际海洋界发生，那就是把 “气象站” 设在深海、把 “实验室” 建在海底的海底观测网。去年 6 月美国宣布包含九百多个探头的大洋观测计划正式建成，全球最大；前年日本建成了总共 5700km 网线的海底地震观测网，全球最长；我国的海底观测网大科学工程，也已经立项待建。这类科学网都会产生海量的观测数据实时上网，我国如何在新的科技领域划清界限，既能满足基础研究数据公开、实现国际接轨，又能保证国防安全军事保密的要求，这将是我们进军深海面临的一项考验。

当前的机遇

对于海洋、尤其是深海远洋的关注，是近年来我国出现的新现象。中国的军舰开始进入世界大洋，载人潜器进入深海海底，无不赢得全国上下一致的欢呼。中国如此重视海洋，至少是郑和下西洋之后六百年来的第一次。有趣的是这一切恰好发生在世界海洋事业的转折期，发生在人类从海洋外面进入海洋内部的新阶段，客观上为中国在国际竞争中脱颖而出提供了历史的机遇。

从历史上看，华夏文明的大陆性质和以古希腊为代表的地中海海洋文明形成对照。古代的中国航海技术在当时具有领先地位，但是自以为位居天下中心的皇朝，对海外的“蛮夷”之邦不屑一顾，认为“得其地不足以供给，得其民不足以使令”（朱元璋语）。因此，海洋不属于正能量。尤其是明清两朝为防范倭寇与政敌而推行“海禁” 政策，宣布“片板不准下海”，切断了宋元以来繁盛的海上丝绸之路，甚至在郑和之后自毁水师， 闭关自怡，直到鸦片战争被英国的炮舰轰醒。这些在今天看来不可思议的举措，其实有着深刻的文化根源。以农耕经济为基础的大陆文明要求稳定和继承，所谓“父母在，不远行”，不支持海外的开发。华夏文明的大陆性质留存至今，构成了东西方文化差异中的重要方面，依然在潜移默化地影响着我们的民族性。

现在，我国的海洋政策终于改变。建设海洋强国已经列为国策，海洋事业、尤其是在深海远洋的发展，从来没有像今天那样受到举国上下的共同支持。近代史告诉我们，大国崛起都与其在海洋上的成功有关。无论18世纪彼得大帝的改革，还是19世纪睦仁天皇的明治维新，都伴随着向海洋文明的转变，伴随着海上的开拓；而缺乏海洋视角的光绪“戊戌变法”归于失败，结果加快了大国的衰落。无论从国内还是国际看，华夏振兴还是面临着要过“海洋关”，中国传统的大陆文明仍然有待向海陆结合的文明转变。H·基辛格曾经将20世纪英德的对抗和21世纪美中关系作比较。在他看来，“德意志帝国和当今的中国都是复兴的大陆国家，美国和英国都是海洋大国”。R·卡普兰也认为今天中美的南海之争，相当于百年前欧美的加勒比海之争。能否在南海取得成功，将决定中国大国崛起的命运。弘扬海洋文明，建设海洋强国，是振兴华夏的必由之路。

幸运的是中国近年来开始重视海洋，在国内正值科教兴国的高潮，国际恰逢进入海洋内部的新时期，出现了千载难逢的好机遇。由于世界经济并不景气，发达国家的深海探索步伐放慢。美国的海底观测网，受经费的牵制经过几度“瘦身”、多番推迟，最终于2016年建成；德国15年前就提出的“北极之光”破冰钻探船计划，终因经费不能到位而胎死腹中；欧盟的DS3F即“深海与海底下前沿”计划，体现了“三深”技术集成运作的先进思路，同样受制于经费而停留纸上。目前，发展深海科学，中国几乎是世界上唯一既有实力又有愿望的新推手，在国际合作中应当抓住时机挺身而出。然而，我国起步过晚、实力有限，必须要在精心策划、知己知彼的基础上出手，而不能鲁莽上阵，更不可妄自称大。

中国的海洋战略亟待吸取国际上的教训。拿上述国际大洋钻探计划为例，几十年来一直是围绕着美国的钻探船，由美国领衔进行，1990年代日本向美国叫板，在新世纪之初建造了一艘比美国船大几倍的“地球号”钻探船，以期争夺国际领 导权，大洋钻探办公室也一度从华盛顿搬到了东 京。“地球号”下水时由日本公主剪彩，出航时向全世界宣布要“打穿地壳”，引领世界科学潮流。 可惜由于经费和技术上的困难，现在日本船每年只能有少量时间用作大洋钻探，国际计划仍然主 要依靠美国船，由美国主持进行。殷鉴不远，中国想在国际深海科学界出头，必须吸收前人的教 训，将科学目标和实际可行性放在首位，在紧密的国际合作中前进。

中国的选择

人类进军深海尚在起步阶段，目前除油气开采之外，各国主要的作为还是科学探索和军事举措。军事不属本文讨论的范围，而深海科学探索的特点就在于技术难度，和由此带来的昂贵费用和巨大风险。因此，即便是发达国家，也往往采用多国或多单位合作的途径，集多方的资源和技术共同探索。我国多少年来鼓吹“设备开放”和“数据共享”，可惜至今收效不大；深海领域的国际合作成绩卓然，但依然受限于未能突破的瓶颈。因此，必须在国家层面从政策高度加以调整，才足以应对进军深海的挑战。简言之，要在合作开放和关门单干两者之间，作出明确的选择，无论国际国内都是一样。

近几年来，中国的海洋事业正在经历着黄金时期。海洋、特别是深海的科学技术，从来没有获得过像今天这样大的投入；海洋、尤其是深海的探索，从来没有得到过像今天这样全国上下协力同心的支持。各地建设海洋基地的积极性日益高涨，基础设施的建设也如雨后春笋。现在重要的是要有全局观念，统筹协调、错位发展。有人说， 现在中国海洋学院的数目，可能超过了国外全球的总数；也有人说，我国新建的同类海洋调查船为数过多，可能将会陷入部分闲置的困境。但愿这些话都只是杞人之忧，但是加强顶层设计、防止低水平重复，无疑是燃眉之急。

伴随着我国海洋科技发展的，是富有成效的国际合作，包括双边、多边和像大洋钻探那样的大型国际计划。但是数量不等于质量，我国海洋科研实力在数量上的增长并不等于质量上的 优势，在深海的国际合作中我国至今只是个参与者、后来者，仍然属于“跟跑”行列。向深海内部进军是一个新的契机，我国应当抓住新的机遇， 在发达国家放慢步伐的时候争取“弯道超车”，力求尽早进入“领跑”的核心。最近，发改委设立海底观测网大科学工程、科技部推进参加国际大洋钻探的新步骤，都是适时的明智之举。