他是中国深海钻机第一人,他领衔研制出的“海牛”——深海多用途钻机,先后在茫茫大洋深处钻下两千多个“中国孔”,实现了中国海底钻机装备与配套地质钻探技术从跟跑到并跑再到领跑世界的跨越……
2023年5月22日,中共中央宣传部举行“时代楷模”发布仪式,授予他“时代楷模”称号,褒扬他是“矢志科技自立自强的深海勘探先锋”。他就是中国“海牛”项目组首席科学家万步炎。
内陆少年“下海”了
不知情的人决计想不到,万步炎与海洋打得火热,但他却是地地道道的内陆人。
1964年1月,万步炎出生于湖南省华容县三封寺镇,父母都是孤儿。
童年时,对万步炎影响最大的是从未见过面的外祖父。他的外祖父彭明早年参加红军,曾担任湘鄂西苏维埃政府七县巡视员,后在洪湖作战中壮烈牺牲。年少的万步炎在感动之余开始思考一个人生问题:我也要成为像外祖父那样“以身报国”的人!
想要以身报国,先得好好学习。那时候,万步炎是村里同龄孩子中出了名的“好学生”。他背课文,既快又准确;他做算术,既快又正确。他还爱琢磨并动手制作各种各样的小玩意,像弹弓、风车、小手枪、水钟等,有一次甚至用村部报废的电话机和手电筒灯泡鼓捣出了一个小照明电网……这常常赢来父母、老师和同学们的赞叹。
当然,万步炎更喜欢读书,每每遇到好书“眼睛都发光”。有一次,他跟母亲进县城供销社购买生活必需品,看到橱窗里有本《新华字典》,就缠着母亲买下来。《新华字典》很小,但价格不菲。母亲手头拮据,实在舍不得花几角钱买本小书,就装作没听见。他便躺在地上打滚,嚷嚷着必须买。母亲没辙,只好咬牙付了钱。他捧着《新华字典》,如获至宝,天天沉迷其中“抠字”,很快认识并学会了大量新的汉字。还有一次,他去同学家玩,无意间发现一本没有封面没有封底但很有意思的破书,当即如饥似渴地读了起来,从《天上的星星为什么会眨眼睛?》到《雨后的彩虹是怎么回事?》再到《海水为什么是咸的?》,直至《大海为啥是蓝色的呢?》,一直读到月亮爬上树梢才“被迫”合上书。这本破书解开了许多一直萦绕在他脑海中的疑问,让他对自然界的事物生出莫大兴趣,以至于常常一个人跑到野外观察大自然中各种有趣的现象。时隔多年,万步炎才知道,当时他读的那本书叫《十万个为什么》。
1978年,由于才学出众,十四岁的万步炎在老师的鼓励下尝试参加高考,结果竟以优异成绩考取中南矿冶学院(今中南大学)地质系探矿工程专业,成为震动十里八乡的“少年大学生”。父母东挪西借,送儿子前往报到。后来,万步炎和父母细谈此事,认为父母当年送自己上大学是个“冒险之举”:“那时,农村生活太穷苦,他们想要自己的儿子早点跳出农门。但于我而言,虽然读过许多书,心智却仍不够成熟,甚至不能做到生活完全自理……”幸好,万步炎深知笨鸟先飞的道理。他不懂就问,不会就学,白天争分夺秒,夜晚加班加点,硬是啃下了学业和生活两块“硬骨头”,最终顺利本科毕业,继而考上中南矿冶学院地质系探矿工程专业研究生。
1985年,万步炎研究生毕业后,被分配到冶金部长沙矿山研究院工作,捧上了人人艳羡的铁饭碗。消息传回老家,父母喜不自禁,特意穿上干净衣服赶到长沙,庆贺儿子“鱼跃龙门”,勉励儿子“努力上进”。对父母的叮嘱,万步炎牢记在心——事实上,在工作中,他喜欢钻研,善于思考,迅速成为院里的技术骨干。只不过,他的心里很快就悄悄泛起了涟漪。
万步炎心里的涟漪是海洋。原来,进入20世纪80年代后,针对国际海洋勘探开发技术日益突飞猛进,而中国却严重落后的紧迫现实情况,党和政府决定向海洋进军。长沙矿山研究院率先行动,成立了国内第一个海洋采矿研究室,组建专门队伍准备到海底去勘探和采矿。万步炎想起了那本破书中讲述的海洋的内容,心里痒痒的,很想看看深蓝的大海中到底会有些什么,于是第一个跑去报了名。
就这样,在一次机会和一个念想的联合作用下,万步炎走出陆地走向深蓝。多年后,有一次,万步炎和朋友们聊起这次“转行”时,戏说自己是“下海了”。
牵着“海牛”,逐梦海洋
由走出陆地走向深蓝的朴素愿望出发,万步炎非常渴望能尽快在海洋勘探领域做出成绩。但随后的两次亲身经历,让他深刻认识到实现理想是充满困难的。
1992年,万步炎应邀前往日本国立资源环境技术综合研究所做客座研究员,开展海洋技术合作研究。这是他第一次走出国门接触国外同行。他发现,日本的海洋研究非常“高端、精细、前沿”。惊叹之余,他一边努力学习理论,一边积极投身实践,其刻苦钻研精神和创新独特见解给日方留下了深刻的印象。两年后,双方合作结束,日方负责人找到万步炎,以每月两千五百美元的高薪希望他留下。当时,万步炎在国内的月工资仅有两百元人民币,但他平静地说:“谢谢你的好意,我要回去为我的国家服务。”见状,日方负责人说:“你很优秀,可惜你们国家海洋技术研究整体实力不行。”这话深深刺激了万步炎,他直视对方说道:“总有一天,我们要超过你们!”说完,万步炎转身走了。
回国后,万步炎发愤图强,但在各方面均落后的现实面前深感无力。1998年,中国向国际海底管理局申请了太平洋的一块区域后正式开展海洋勘探工作,万步炎随船出海科考。这是他第一次登上中国的远洋科考船。在船上,他看到的仪器设备,小到样品管,大到取样器、地质绞车,几乎都是“外国货”,这让他很难过。更让他窝心的是,船上最重要的装备——那台海底钻机,也是以每天八万美元的高价从国外租赁的“老旧货”,而由于外方技术封锁和己方操作人员技术不熟练,以至于他们在海上“漂流”了两三个月竟然没钻探取得一点可用的样品。这事深深刺激了万步炎,他暗暗发誓:必须研制出我们自己的深海钻探设备!也是机缘,这次出海科考归来不久,中国大洋矿产资源研究开发协会公开招标自主研制深海钻机。万步炎请示领导后,组建团队报名,最终成功中标。由此,万步炎踏上了研制深海钻机的征途。
当时,中国在深海钻机领域“一穷二白”,很多专家建议“走外国路”,但万步炎坚持“从零开始,自己搞”。没有成品样机,就参阅国外资料推演钻机的原理、构造、参数;缺乏基础知识,就自学海洋地质与环境、机械设计、液压、通信、电学、计算机软件、编程、自动控制、传输处理、测控、声学;没有参考图纸,就自己画图、试验,画了几千张,试了上万次……那段日子,万步炎和团队成员,每天工作近二十个小时,每月都是“满勤”。其间,为了攻克水下供电难题,他们先研讨出用体积小、储能高的锂电池代替笨重的蓄电池,再经过无数次试验总结出锂电池放入海水后耐压、耐腐蚀、避免短路爆炸的方法,又探索出用独特包裹方式实现锂电池筒快速散热和降温的技术。就这样,一天一天,一点一点,万步炎带领大家啃下了一块又一块“硬骨头”,终于在2001年成功研发出了属于中国人自己的海底钻机!
谁知,这台海底钻机却无法上船。原来,从国外买来的科考船号称能承重五吨,实际上只能承重二点五吨,而钻机却重达四点五吨。没办法,万步炎只得忍痛给钻机一斤一斤“减肥”。又经过两年的研制、调整、设计、试验,终于使钻机成功达标并装载上船。2003年8月,这台钻机正式下水海试,并顺利在零点七米的深海浅层岩芯钻取矿石样品——那一刻,中国人自主研制的海底钻机在大洋深处钻下了第一个孔;那一天,从不喝酒的万步炎喝得“豪气冲天”!
回来后,万步炎斟酌好一阵子,给海底钻机取名“海牛”,寓意耕耘大海的劲牛。自此,在万步炎牵头下,“海牛”团队一步一个脚印,牵引“海牛”持续创新、超越,在浩瀚的海洋游刃有余地掘进、掘进再掘进,先后钻探出了零点七米、二米、五米、二十米、六十米的新的深度,使得大洋深处的“中国孔”越来越多。
在“海牛”迭代过程中,万步炎及其团队攻克了一道又一道世界性技术难关。比如,2008年,两米海底浅孔岩芯取样钻机项目在南海结题验收。为突破钻机水下供电技术瓶颈,万步炎大胆决定采用铠装光电复合缆,通过甲板向海底钻机进行大功率供电。这条光缆,电压高达三千三百伏,在一次试验中,开始阶段还很正常,但当钻机下潜到一千米时,警示信号显示有险情。原来是绝缘值时高时低,随时可能漏电。万步炎拔腿冲向绞车间,一番查找后发现在绞车和铠装高压电缆连接处使用的是普通绝缘胶带,他随即排除险情,使试验继续推进。在此基础上,万步炎多次试验,多次调整,成功解决了钻机供电难题。又如,钻机钻进后,在技术上需要把岩芯样品取出收好,用于检测。按照传统的提钻取芯技术,孔底岩芯管装满后要将钻杆一根根收回,取出末端钻具内装满的岩芯管,换一根空岩芯管,重新拧接,继续钻进。这般操作,在钻进深度二十米至三十米时技术问题不大,但超过三十米深度后,完成一次作业就需要花上好几天。海上作业,时间宝贵,天气不定,如果把大量时间花在接卸钻杆上,实在可惜。为此,万步炎反复创新改进,以穿透黑暗的阳光为灵感,成功“发明”了自动遥控绳索取芯技术。使用这一技术,钻机钻进六十米只需要接卸一次钻杆,完成一次样品提取只需约二十个小时,而且钻孔时对孔壁损坏小、取样质量和精度高。此外,万步炎还首创了既可取硬岩岩芯,也可取海底沉积物,还可进行原位探测的多功能钻头,摸索设计出了可下放重型海底钻机设备的收放系统,发明了可获悉钻机在深海的每一个动作的“火眼金睛”——定制化传感器……
当然,在攻克技术难关的同时,万步炎及其团队也经历了许多难以想象的磨难。有一次,他率队奔赴万里之外的墨西哥湾进行科考任务。某天,海上突然刮起十二级狂风,十几米高的巨浪随时要掀翻科考船。他为稳定团队情绪,毅然站在甲板上,大声朗诵高尔基的散文诗——“让暴风雨来得更猛烈些吧”,鼓舞大家坚定信心、合力斗天。还有一次,他率队到台湾海峡开展钻探作业。起初,海上风平浪静,钻探推进顺利。到中途时天气预报说有七级大风和倾盆大雨,船长急令返航。但万步炎深知“一旦返航,前功尽弃”,于是,他果断要求团队成员密切配合,简化流程,抓紧时间实施剩余区域的钻探取样。最终,大家赶在狂风暴雨来临之前完成了全部任务,然后在颠簸起伏中紧急返航。
2021年4月7日,“海牛”再次震惊世界。这一天,万步炎团队自主研制的首台“海牛Ⅱ号”正式下海,在超过两千米的深水中成功下钻二百三十一米,刷新世界海底钻机钻探深度纪录,远超日本海底钻机钻探深度。那一刻,科考船上欢呼雀跃,万步炎喜极而泣。
从研制出第一台“海牛”到“海牛Ⅱ号”,从钻下零点七米到钻下二百三十一米,万步炎赢了,中国胜了。联合国规定,公海矿产资源开发遵循谁有能力先勘探谁就具有优先开发权的规则。万步炎团队和“海牛”的成功,让中国在抢占公海矿产资源开发权上占据了难得的技术优势和装备优势。这期间,万步炎团队专注于钻机研制,先后获得一百五十多项国家专利和十六项国际发明专利,而万步炎自己也先后被授予 “湖南省先进工作者”“湖南省优秀共产党员”“2021年最美教师”“第六届全国杰出专业技术人才”等荣誉称号,并入围“2021感动中国之感动湖南人物”候选人。值得一说的是,在荣誉面前,万步炎总把功劳归于田勇、王案生、罗柏文、金永平、朱伟亚等同一战壕的战友。他常说:“‘海牛’的研制成功,‘海牛’深海海试成功,都是集体智慧的结晶……”
忆往昔,穿越海上风浪;望未来,直奔星辰大海。2023年3月,在全国两会“代表通道”上,万步炎自信地宣告:“别人能做到的,我们一定能做到。别人还没有做到的,我们中国人也有可能先他们一步做出来!”在他心中,“深海梦”还在汹涌澎湃,未来他还要到更深更广阔的海域去“钻孔”!
一位“理工男”的侠骨柔情
提起万步炎,很多人都说他是“典型的理工男”。但有谁能想得到,他这位“典型的理工男”,不是寡言无趣的天外来客,而是充满侠骨与柔情的江湖汉子。
对同事,万步炎情同手足。在团队里,万步炎不分学历和出身,把所有成员当兄弟,同甘苦共患难。王案生是技术工人,从1993年进入长沙矿山研究院时就跟万步炎搭班。2010年,湖南科技大学力邀万步炎团队加入,但王案生因是高中学历而未被引进。万步炎知道了,坚称“我们是一个整体,要来一起来”,“迫使”湖南科技大学想方设法把王案生也调了过来。数年后,王案生的母亲去世,万步炎赶去奔丧,行披麻戴孝礼,末了叮嘱王案生安心把家事办完再回来。还有一次,正值“海牛”海试,团队成员田勇的妻子突染重疾。万步炎听说后,立刻“赶”田勇回家,随即多方联系帮忙找医院和医生。诸如这般,万步炎总把兄弟放在心上,令人动容。
由于埋头科研攻关,万步炎很难顾及家里,家里大小事务多由妻子刘淑英打理。因此,每当得空待在家里时,他会抢着做饭、洗衣、拖地,干完活后就牵着妻子的手外出散步、逛街,夜晚叫上妻子一起透过望远镜看星星,抑或是打开卡拉OK给妻子唱不同年代的经典歌曲。当然,每次出海科考回来,他都会给妻子献上一份礼物,或者是一件潮流服饰,或者是一块天然奇石,或者是一盒特色点心。尤其值得一说的是,万步炎喜欢拉小提琴,据传他就是凭借拉得一手好琴俘获了刘淑英的芳心,而婚后拉琴也成为他向妻子表情达意的“拿手好戏”。有一次,他要出海科考。临行前,妻子生病住院做手术。他无法陪伴,就深情地拉了一曲《阳光照耀着塔什库尔干》表达歉意,引得妻子和一众医护人员泪水涟涟。还有一次,他抽空陪妻子回新疆喀什娘家探亲。刚飞抵乌鲁木齐,他接到紧急电话,只得转身登机南返。待妻子回来后,他特意拉了一曲《月亮代表我的心》,既是告白也是赔罪,引得妻子连连夸赞“太棒了,太棒了”。
对学生,万步炎严慈相济。他有一个理论:“海洋就是教室和课堂。”为此,万步炎常把学生带到大海上开展教学。在海上,他讲海洋研究、天文、量子力学、相对论甚至音乐,丰富学生的综合知识;同时,他让学生拿起锤子、扳手、电焊枪,跟着自己和工人们一起干活,或实践操作,或排除故障,锤炼学生的动手能力。这期间,万步炎特别注意适时点拨学生。有一次,一位名叫罗柏文的博士生,在用万用表测试设备绝缘情况时,手指轻挨到了探针,但他没在意。万步炎发现了,当即提醒“手是导体,会对数据精确度有细微影响”,跟着调侃“你还是个博士呢”,直令罗柏文面红耳赤。这一课,罗柏文铭记在心,此后倍加小心,更加严格要求自己,很快成为熟手。还别说,万步炎这种教育教学模式特有成效,截至目前,他先后培养出八名博士和四十二名硕士,而他们都成为中国海洋钻探领域的可靠螺丝钉。
对儿子,万步炎以身垂范。相较于同事、妻子、学生,万步炎对儿子的关爱多偏于无声无息的熏陶和感染。在儿子很小的时候,万步炎就常带他进入书房和实验室,让他从旁观看画图、设计、编程、测量、焊接、安装,从中感受并体验严谨、细致、认真的工作流程。后来,儿子慢慢长大,而他常常出海,他就用邮件和儿子交流。奇妙的是,儿子很聪明,每次收到邮件,就照着邮件显示的地理坐标位置,用五角星在墙上的一张世界地图上做标注。随着五角星的增多,儿子循着父亲的足迹抵达了很多地方,也查询并了解了这些地方的风土、人情、文化……就这样,从小到大,儿子从父亲身上,学到了许多宝贵的精神品质,比如坚持、刻苦、努力、奉献、爱国、忘我等等,受益颇多。
对生活,万步炎颇会加料。科研工作很苦,但万步炎知道如何给生活加料。比如,当遇到难题时,他会停下来翻看武侠小说,从天马行空中寻找灵感;又如,当身心疲惫时,他会拿出沙袋练习铁砂掌,在运气发力中通畅气血;再如,出海勘探时,他会带着大家躺在甲板上仰望繁星,一起沉浸在星空和大海的深邃中……
看,这位“理工男”,是不是难得的“暖心男”“宝藏男”?
(责任编辑/金翎)