中国科学院院士 汪品先：深海的机遇与中国的选择
【编者按】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。
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。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。
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
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。
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。但是第二次世界大战之后，科学家发现地球上最大的山脉是在洋底， 这就是绵延6万千米的大洋中脊，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、气总产量的三分之一出自海底。新世纪头十年发现的油气田，40%来自水深超过400米的深海，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100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100多个冰下湖，拥有全球淡水的8%；沙漠底下也有淡水，20世纪90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1000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5000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。
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
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3700米，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1000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。
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
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。
俄罗斯“和平-1”号载人深潜器
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900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 5700千米 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。
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，20实际90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。
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。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，做出明确的选择，无论国际国内都是一样。
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。
但是海上的国际合作，从来不是一帆风顺。首先是政治和军事因素，海洋科技国家计划的实施取决于外交政治，世界大洋有多个科学上的关键海域，由于当事国的反对而不能开展调研。不少精心筹备的国际合作航次，最后由于军事政治原因突然废止。然后是经济因素，深海科学已经成为“富国俱乐部”，一般发展中国家不敢问津，深海研究的发展在客观上加深了发达国家和发展中国家在科技上的鸿沟，同时也为我国出手，团结发展中国家进入深海“俱乐部”留下了空间。如果中国有能力加入新世纪深海研究的“引领者”行列，就应当将发展国际科技合作纳入外交战略，协助发展中国家逐步进入深海研究的领域，通过科技合作推进“民间外交”，在重点海域确立我国的科学领导地位，形成以我为主的国际科学群体，使得科技合作为海洋维权服务。
当前我国的海洋事业一片光明，但是面临着两条道路的选择：合作，还是单干？首先是国内的合作，能否实现学科、单位和地方间实质性的合作；能否做到设备载器和数据信息的共享；能否建立国家层面的顶层设计和协调发展。这些将会决定近年来海洋科技发展高潮的真实效果。同时在国外合作问题上也面临着选择：究竟是采用关起门发展，还是走国际合作的道路？前者方便而且习惯，既不会有“泄密”之类的麻烦，也便于背向世界作“国际前列”之类的自我表扬。但是，真正的科学发展必须走国际合作的道路，一方面吸取发达国的长处，另一方面为发展中国家提供协助，从而为中国在国际海洋界塑造和善可亲的形象。两者的选择具有历史意义，它将决定中国能否抓住当前的良机，在人类进入海洋的新挑战中吸取海洋文明的优点，立足海上实现大国崛起的目标。
