那些通往未來的門

人們沉迷于凡爾納的海底世界，也向往開著一臺賽博朋克風格的車穿越到2077年……現實主義和未來主義“共謀”，編織著幻與夢，抒發著對“技術重器”的鼓與呼，打造著通往未來的一扇扇“任意門”。

那片蔚藍

天空非常的幽暗，而地球是藍色的，看起來一切都非常清澈。

——尤里·阿列克謝耶維奇·加加林

對于每日瀏覽微信的我們而言，啟動界面的地球背景圖是再熟悉不過了。

但你知道嗎？這可是NASA向全世界公布的第一張完整地球照片，出自1972年“阿波羅17號”執行人類第6次登月任務之時。

當時，飛船在離地約32000公里處，背對太陽捕捉到了這樣一個像藍色彈珠一樣的星球美景：云層之下，一顆被海洋包裹約71%表面積的藍色彈珠（Blue Marble）。

一直以來，人類對這片深藍，充滿著無盡的好奇與想象。法國作家儒勒·凡爾納筆下的《海底兩萬里》、清代小說家吳趼人的《新石頭記》無不在憧憬著海底那個世界。

而人類對海底的探索從未停止，且突破不斷。

2023年3月11日下午，伴隨著汽笛的鳴響和人群的歡呼，“探索一號”科考船攜“奮斗者”號全海深載人潛水器抵達三亞，圓滿完成了國際首次環大洋洲載人深潛科考航次任務。

本航次期間，科考隊在西南太平洋克馬德克海溝區域開展了國際首次大范圍、系統性的載人深潛調查，并在人類歷史上首次抵達東南印度洋蒂阿曼蒂那深淵和瓦萊比-熱恩斯深淵底部開展實地觀察和取樣，“奮斗者”號共完成了63次有效下潛作業，其中4次下潛深度超過萬米，充分展現了我國載人深潛作業能力和運維水平。

隨著“奮斗者”號運維體系成熟、穩定，我國自主研發制造的“蛟龍”號、“深海勇士”號、“奮斗者”號三臺深海載人潛水器，就像一柄直插海底的三叉戟，為我們不斷探尋著“龍宮”的秘密。

在我國首臺自主設計、自主集成研制的作業型深海載人潛水器問世之前，我國潛水器最深的下潛記錄僅有600米。

與大家固有認識不同，探索深海其實比探索宇宙的難度更大。別的不說，僅每下降10米就會增加一個大氣壓，這足夠讓科研人員頭疼了。

2009年，由中國船舶重工集團公司第七○二研究所（簡稱“中國船舶七○二所”）牽頭自主研制的最大工作設計深度為7000米、最大下潛深度可達7062米、工作范圍可覆蓋全球99.8%的海洋區域的作業型深海載人潛水器“蛟龍號”問世。搭乘“蛟龍號”，科學家們可以對海底進行直接觀測和取樣，對海底某個點進行“解剖麻雀”式的精細化研究。

從600米到7000米，無異于一次里程碑式大跨越。

2017年12月1日，中國船舶七○二所設計建造的“深海勇士”號4500米載人作業潛水器正式交付，標志著我國完全具備自主研發和制造深海載人潛水器的能力。“深海勇士”號采用國內首次成功研制的超高壓海水泵和大深度高容量充油鋰電池及電池管理系統，突破了低噪聲推進器、液壓源、浮力材料、機械手、深海照明和高清拍攝等一系列關鍵技術，國產化率達95%。

作為“三叉戟”中最強力的戟尖，“奮斗者”號集合了中國船舶七○二所、中科院深海科學與工程研究所等20家科研院所與13家高校、60余家企業的近千名科研人員的集體智慧，一問世就把下潛深度突破到萬米，可謂“海底兩萬里”的現實挑戰者。

2020年10月，“奮斗者”號奔赴馬里亞納海溝開展萬米海試，成功完成13次下潛，其中8次突破萬米。同年11月，“奮斗者”號更是創造了10909米的中國載人深潛新紀錄。

在“三叉戟”加持之下，《新石頭記》中賈寶玉所憧憬的“東方也能探大洋”的夢想，如今已然變成現實。

太陽之力

日出東方隈，似從地底來。

——《日出行》（唐）李白

從古至今，人們就對太陽的力量癡迷不已。“羲和”“拉”“阿波羅”……雖然這些屬于不同文明的太陽神有著不同的稱謂，但有一點是共同的——他們都擁有無與倫比的力量。

20世紀初，當人們認識到核聚變是太陽擁有巨大能量的秘鑰后，復現、掌握這種能量，即可控核聚變，成為一個世紀以來人類追逐的終極目標。

核聚變反應，是將兩個原子核重新結合生成一個較重的原子核從而產生巨大能量的過程，這是太陽以及其他恒星內部源源不斷產生能量的方式。只不過，這種核聚變反應是不可控的。

可控核聚變難就難在“可控”二字。在第一顆原子彈試爆成功9年后，可控核裂變技術就已落地，后廣泛用于發電。可是直到第一顆氫彈成功試爆70年后的今天，人類依然無法完全掌控這個巨大的能量之源。

在《流浪地球2》影片中，人類為應對太陽危機，啟動了“移山計劃”。即：在地球上安裝超過1萬臺“行星發動機”，利用核聚變釋放的能量，實現“地球流浪”。

其實，這個“行星發動機”的創作靈感，正是來源于中國環流器二號A裝置、M裝置。

據中核戰略規劃研究總院高級工程師蘇楊介紹，由中核集團牽頭的中國環流器二號A和新一代“人造太陽”中國環流器二號M，承擔著國際熱核聚變實驗堆的相關前沿物理問題和關鍵技術的科研任務。

影片中，“‘流浪地球計劃”肇始于全球聯合建造核聚變行星發動機。與之相似的是，自1985年以來，為驗證核聚變能量利用的科學和工程可行性，全球主要核能國家啟動了“ITER計劃”，聯合建造能產生大規模可控核聚變反應的國際熱核聚變實驗堆（ITER）。

我國早在1983年就提出了“熱中子反應堆-快中子增殖堆-受控核聚變堆”的核能三步走發展戰略，并于2006年加入了ITER計劃。這些年來，我國可控核聚變研究也在一步步從無到有，從跟跑、并跑到部分領跑。

1984年，中國環流器一號（HL- 1）的建成，被認為是我國核聚變研究史上的重要里程碑。這是中國核聚變歷史上的第一座大科學裝置，為我國自主設計、建造、運行“人造太陽”培養了大批人才，積累了豐富經驗。

就在去年10月，我國新一代“人造太陽”（HL- 2M）裝置科學研究取得突破性進展——等離子體電流突破100萬安培（1兆安），創下中國可控核聚變裝置運行新紀錄。這標志著我國核聚變研發距離聚變點火，又邁出了重要的一步，技術水平居國際前列。

據中核集團核聚變領域首席專家段旭如介紹，隨著世界范圍內可控核聚變進入發展的關鍵時期，到本世紀中葉，可控核聚變能有望實現商業突破。

探幽入微

要科學地看待這個世界，微生物不是為危害人類而存在的。

——徐建國

有人說，影響人類健康的三大敵人是病毒、細菌和基因突變，更有甚者將細菌和病毒比作人類的“天敵”。對此，中國工程院院士、中國疾控中心傳染病所原所長、中國微生物學會理事長徐建國有著截然不同的看法：“我們生活在微生物的世界里，以后要想更好地、更健康地生活，一定要學會和微生物搞好關系。”

正像徐建國院士所說那樣，微生物是地球當之無愧的地下主角。據科學家估測，地下生物圈有可能是地球最大的生物圈，預計微生物總重量約160億噸至240億噸，遠遠超過3.5億噸的地球人總重量。

正是基于這樣的科學預測，科幻作家賦予了微生物神奇的力量。

在科幻世界里，微生物成了英國作家赫伯特·喬治·威爾斯筆下的救世利器。在他出版的科幻小說《星際戰爭》中，火星人在英國倫敦降臨，開始依靠先進的武器征服地球。在人類節節敗退即將滅亡之時，萬萬沒想到，地球上最卑微、最渺小的微生物卻成了火星人的克星，最終幫助人類守住了地球家園。

在現實生活中，深受啟發的科學家們開始發掘這些微小生物的功用。牛奶消毒、降解塑料、處理廢水廢氣、狂犬疫苗……微生物開始被廣泛用于食品、環保、工業、醫療等眾多領域，不知不覺改變著我們的生活。運用“巴氏”消毒法處理的牛奶是人們餐桌的主角，利用微生物制出的狂犬疫苗拯救了萬千人的生命……采用微生物驅油技術，提升石油采收率，可以說是20世紀以來，一項影響最為深遠的科學研究。

早在20世紀初，人類就已發現了微生物與從“生物”而來的石油存在千絲萬縷的聯系。1926年，美國人J.W.貝克曼首先提出了用微生物增加采油的建議。此后，人們經過將近一個世紀的不斷實踐和研究，無污染、無環境傷害的微生物采油技術日臻完善。

自1945年第一個微生物采油技術現場試驗以來，全世界已有十幾個國家開展了相關的研究和現場試驗。我國從20世紀60年代也開始進行微生物采油技術研究，但進展較慢。90年代后期，我國在一些油田相繼開展了微生物采油的研究和應用，并取得了一定的成效。

作為我國微生物驅油技術方面的領軍企業，中國石化自1999年開始布局微生物采油技術研究，構建聯合攻關團隊，搭建開放式研究平臺，通過多方面扶持，實現了從引進、自主研發到規模化現場應用的快速發展。

1999年至2021年，中國石化首個微生物驅油區塊——勝利油田羅801區塊，已累計增油17.27萬噸，階段提高采收率5.93%。這也是國際上迄今實施時間最長、效果最顯著的微生物驅油區塊。

此期間，勝利油田還不斷探索微生物驅油的更多可能。2021年，中國石化勝利油田微生物采油重點實驗室與農業部沼氣科學研究所合作，在微生物采油基礎研究方面取得重大突破。首次發現一種可以獨立降解長鏈烴的新型產甲烷古菌。

這項新發現揭示了該古菌產生甲烷的全新途徑，打破了原油降解產甲烷需要多種微生物參與、調控難度大的傳統認識，為構建高效氣化菌系及實現氣化技術工業化應用奠定重要科學基礎。

勝利油田首席專家汪衛東表示，目前，我國國內石油的采收率不足50%，而天然氣的采收率高達90%以上，通過微生物把液態的原油降解變成氣態的甲烷，可以提高能源利用效率，大幅延長老油田經濟開發壽命。

2022年，中國石化勝利油田已有1805口井實施微生物清防蠟技術。這些油井普遍降低了生產負荷，累計增油17萬余噸，并減少熱洗15500余井次，節省了大量化學藥劑用量。

此外，基于微生物能把土壤中的油污“洗”干凈這一特點，中國石化石油化工科學研究院、勝利油田聯合研發了“新型淋洗-生物耦合修復技術”組合療法這項技術，可以對原本被污染的土壤進行“洗白”，再進行綠地建設等，既環保、又可靠。

如今，同樣的“微生物”故事，也正在其它油田上演，無數老油田、老油井穩產上產，重新煥發出勃勃生機。