那些通往未来的门

人们沉迷于凡尔纳的海底世界，也向往开着一台赛博朋克风格的车穿越到2077年……现实主义和未来主义“共谋”，编织着幻与梦，抒发着对“技术重器”的鼓与呼，打造着通往未来的一扇扇“任意门”。

那片蔚蓝

天空非常的幽暗，而地球是蓝色的，看起来一切都非常清澈。

——尤里·阿列克谢耶维奇·加加林

对于每日浏览微信的我们而言，启动界面的地球背景图是再熟悉不过了。

但你知道吗？这可是NASA向全世界公布的第一张完整地球照片，出自1972年“阿波罗17号”执行人类第6次登月任务之时。

当时，飞船在离地约32000公里处，背对太阳捕捉到了这样一个像蓝色弹珠一样的星球美景：云层之下，一颗被海洋包裹约71%表面积的蓝色弹珠（Blue Marble）。

一直以来，人类对这片深蓝，充满着无尽的好奇与想象。法国作家儒勒·凡尔纳笔下的《海底两万里》、清代小说家吴趼人的《新石头记》无不在憧憬着海底那个世界。

而人类对海底的探索从未停止，且突破不断。

2023年3月11日下午，伴随着汽笛的鸣响和人群的欢呼，“探索一号”科考船携“奋斗者”号全海深载人潜水器抵达三亚，圆满完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考航次任务。

本航次期间，科考队在西南太平洋克马德克海沟区域开展了国际首次大范围、系统性的载人深潜调查，并在人类历史上首次抵达东南印度洋蒂阿曼蒂那深渊和瓦莱比-热恩斯深渊底部开展实地观察和取样，“奋斗者”号共完成了63次有效下潜作业，其中4次下潜深度超过万米，充分展现了我国载人深潜作业能力和运维水平。

随着“奋斗者”号运维体系成熟、稳定，我国自主研发制造的“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号三台深海载人潜水器，就像一柄直插海底的三叉戟，为我们不断探寻着“龙宫”的秘密。

在我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器问世之前，我国潜水器最深的下潜记录仅有600米。

与大家固有认识不同，探索深海其实比探索宇宙的难度更大。别的不说，仅每下降10米就会增加一个大气压，这足够让科研人员头疼了。

2009年，由中国船舶重工集团公司第七○二研究所（简称“中国船舶七○二所”）牵头自主研制的最大工作设计深度为7000米、最大下潜深度可达7062米、工作范围可覆盖全球99.8%的海洋区域的作业型深海载人潜水器“蛟龙号”问世。搭乘“蛟龙号”，科学家们可以对海底进行直接观测和取样，对海底某个点进行“解剖麻雀”式的精细化研究。

从600米到7000米，无异于一次里程碑式大跨越。

2017年12月1日，中国船舶七○二所设计建造的“深海勇士”号4500米载人作业潜水器正式交付，标志着我国完全具备自主研发和制造深海载人潜水器的能力。“深海勇士”号采用国内首次成功研制的超高压海水泵和大深度高容量充油锂电池及电池管理系统，突破了低噪声推进器、液压源、浮力材料、机械手、深海照明和高清拍摄等一系列关键技术，国产化率达95%。

作为“三叉戟”中最強力的戟尖，“奋斗者”号集合了中国船舶七○二所、中科院深海科学与工程研究所等20家科研院所与13家高校、60余家企业的近千名科研人员的集体智慧，一问世就把下潜深度突破到万米，可谓“海底两万里”的现实挑战者。

2020年10月，“奋斗者”号奔赴马里亚纳海沟开展万米海试，成功完成13次下潜，其中8次突破万米。同年11月，“奋斗者”号更是创造了10909米的中国载人深潜新纪录。

在“三叉戟”加持之下，《新石头记》中贾宝玉所憧憬的“东方也能探大洋”的梦想，如今已然变成现实。

太阳之力

日出东方隈，似从地底来。

——《日出行》（唐）李白

从古至今，人们就对太阳的力量痴迷不已。“羲和”“拉”“阿波罗”……虽然这些属于不同文明的太阳神有着不同的称谓，但有一点是共同的——他们都拥有无与伦比的力量。

20世纪初，当人们认识到核聚变是太阳拥有巨大能量的秘钥后，复现、掌握这种能量，即可控核聚变，成为一个世纪以来人类追逐的终极目标。

核聚变反应，是将两个原子核重新结合生成一个较重的原子核从而产生巨大能量的过程，这是太阳以及其他恒星内部源源不断产生能量的方式。只不过，这种核聚变反应是不可控的。

可控核聚变难就难在“可控”二字。在第一颗原子弹试爆成功9年后，可控核裂变技术就已落地，后广泛用于发电。可是直到第一颗氢弹成功试爆70年后的今天，人类依然无法完全掌控这个巨大的能量之源。

在《流浪地球2》影片中，人类为应对太阳危机，启动了“移山计划”。即：在地球上安装超过1万台“行星发动机”，利用核聚变释放的能量，实现“地球流浪”。

其实，这个“行星发动机”的创作灵感，正是来源于中国环流器二号A装置、M装置。

据中核战略规划研究总院高级工程师苏杨介绍，由中核集团牵头的中国环流器二号A和新一代“人造太阳”中国环流器二号M，承担着国际热核聚变实验堆的相关前沿物理问题和关键技术的科研任务。

影片中，“‘流浪地球计划”肇始于全球联合建造核聚变行星发动机。与之相似的是，自1985年以来，为验证核聚变能量利用的科学和工程可行性，全球主要核能国家启动了“ITER计划”，联合建造能产生大规模可控核聚变反应的国际热核聚变实验堆（ITER）。

我国早在1983年就提出了“热中子反应堆-快中子增殖堆-受控核聚变堆”的核能三步走发展战略，并于2006年加入了ITER计划。这些年来，我国可控核聚变研究也在一步步从无到有，从跟跑、并跑到部分领跑。

1984年，中国环流器一号（HL- 1）的建成，被认为是我国核聚变研究史上的重要里程碑。这是中国核聚变历史上的第一座大科学装置，为我国自主设计、建造、运行“人造太阳”培养了大批人才，积累了丰富经验。

就在去年10月，我国新一代“人造太阳”（HL- 2M）装置科学研究取得突破性进展——等离子体电流突破100万安培（1兆安），创下中国可控核聚变装置运行新纪录。这标志着我国核聚变研发距离聚变点火，又迈出了重要的一步，技术水平居国际前列。

据中核集团核聚变领域首席专家段旭如介绍，随着世界范围内可控核聚变进入发展的关键时期，到本世纪中叶，可控核聚变能有望实现商业突破。

探幽入微

要科学地看待这个世界，微生物不是为危害人类而存在的。

——徐建国

有人说，影响人类健康的三大敌人是病毒、细菌和基因突变，更有甚者将细菌和病毒比作人类的“天敌”。对此，中国工程院院士、中国疾控中心传染病所原所长、中国微生物学会理事长徐建国有着截然不同的看法：“我们生活在微生物的世界里，以后要想更好地、更健康地生活，一定要学会和微生物搞好关系。”

正像徐建国院士所说那样，微生物是地球当之无愧的地下主角。据科学家估测，地下生物圈有可能是地球最大的生物圈，预计微生物总重量约160亿吨至240亿吨，远远超过3.5亿吨的地球人总重量。

正是基于这样的科学预测，科幻作家赋予了微生物神奇的力量。

在科幻世界里，微生物成了英国作家赫伯特·乔治·威尔斯笔下的救世利器。在他出版的科幻小说《星际战争》中，火星人在英国伦敦降临，开始依靠先进的武器征服地球。在人类节节败退即将灭亡之时，万万没想到，地球上最卑微、最渺小的微生物却成了火星人的克星，最终帮助人类守住了地球家园。

在现实生活中，深受启发的科学家们开始发掘这些微小生物的功用。牛奶消毒、降解塑料、处理废水废气、狂犬疫苗……微生物开始被广泛用于食品、环保、工业、医疗等众多领域，不知不觉改变着我们的生活。运用“巴氏”消毒法处理的牛奶是人们餐桌的主角，利用微生物制出的狂犬疫苗拯救了万千人的生命……采用微生物驱油技术，提升石油采收率，可以说是20世纪以来，一项影响最为深远的科学研究。

早在20世纪初，人类就已发现了微生物与从“生物”而来的石油存在千丝万缕的联系。1926年，美国人J.W.贝克曼首先提出了用微生物增加采油的建议。此后，人们经过将近一个世纪的不断实践和研究，无污染、无环境伤害的微生物采油技术日臻完善。

自1945年第一个微生物采油技术现场试验以来，全世界已有十几个国家开展了相关的研究和现場试验。我国从20世纪60年代也开始进行微生物采油技术研究，但进展较慢。90年代后期，我国在一些油田相继开展了微生物采油的研究和应用，并取得了一定的成效。

作为我国微生物驱油技术方面的领军企业，中国石化自1999年开始布局微生物采油技术研究，构建联合攻关团队，搭建开放式研究平台，通过多方面扶持，实现了从引进、自主研发到规模化现场应用的快速发展。

1999年至2021年，中国石化首个微生物驱油区块——胜利油田罗801区块，已累计增油17.27万吨，阶段提高采收率5.93%。这也是国际上迄今实施时间最长、效果最显著的微生物驱油区块。

此期间，胜利油田还不断探索微生物驱油的更多可能。2021年，中国石化胜利油田微生物采油重点实验室与农业部沼气科学研究所合作，在微生物采油基础研究方面取得重大突破。首次发现一种可以独立降解长链烃的新型产甲烷古菌。

这项新发现揭示了该古菌产生甲烷的全新途径，打破了原油降解产甲烷需要多种微生物参与、调控难度大的传统认识，为构建高效气化菌系及实现气化技术工业化应用奠定重要科学基础。

胜利油田首席专家汪卫东表示，目前，我国国内石油的采收率不足50%，而天然气的采收率高达90%以上，通过微生物把液态的原油降解变成气态的甲烷，可以提高能源利用效率，大幅延长老油田经济开发寿命。

2022年，中国石化胜利油田已有1805口井实施微生物清防蜡技术。这些油井普遍降低了生产负荷，累计增油17万余吨，并减少热洗15500余井次，节省了大量化学药剂用量。

此外，基于微生物能把土壤中的油污“洗”干净这一特点，中国石化石油化工科学研究院、胜利油田联合研发了“新型淋洗-生物耦合修复技术”组合疗法这项技术，可以对原本被污染的土壤进行“洗白”，再进行绿地建设等，既环保、又可靠。

如今，同样的“微生物”故事，也正在其它油田上演，无数老油田、老油井稳产上产，重新焕发出勃勃生机。