2022年11月6日，2022年腾讯科学WE大会正式举行。
本届大会是腾讯科学WE 10周年大会，2013~2022年10年间，腾讯累计邀请80多位全球顶尖科学家登台，分享最新科研成果与前沿突破，累计近1亿人次观众线上线下参会。
2022腾讯科学WE大会以“科技树”为主题，代表人类在知识进步与科技发展道路上孜孜以求，从不停顿；大会邀请7位全球顶尖科学家，包括诺奖得主、铸就“国之重器”的科学家等，分享在未来能源、空海（太空与海洋）探索、生命科学等领域最新突破与发现。
7位嘉宾分别是：2006年诺贝尔物理学奖得主、韦布空间望远镜高级科学家约翰·马瑟John C. Mather2015年诺贝尔化学奖得主、DNA修复之父托马斯·林达尔Tomas Robert Lindahl中国工程院院士、人造太阳项目负责人李建刚中国工程院院士、中国航天科技集团五院空间站系统总设计师杨宏中国天眼FAST总工程师姜鹏中国奋斗者号总设计师叶聪中国科学院院士、重新定义从鱼到人演化史的古鱼类学家朱敏本期“长期主义”，选择2022年腾讯科学WE大会，“人造太阳”项目负责人、中国工程院院士李建刚，“奋斗者号”总设计师叶聪两位嘉宾演讲纪要，腾讯科学WE大会微信公众号发布，六合商业研选精校，分享给大家，enjoy！正文：全文13,496字预计阅读30分钟人造太阳，向终极能源迈进演讲人：中国工程院院士、人造太阳项目负责人李建刚时间：2022年11月6日字数：8,001大家好，我是李建刚，非常高兴来到腾讯科学WE大会现场，跟大家一起探讨未来洁净能源话题。
今天我主要给大家介绍老百姓非常关心的人造太阳，就是磁约束聚变发展和对未来展望。
我们知道在人类长达上万年文明史上，前面数千年，我们对能源消耗非常低。
这张曲线上可以看到，一直到100多年前，能源消耗开始特别快发展。
我们现在有70亿人，预计大约在很短时间内，人类可以增长点到100亿，我们资源就会在未来一两百年甚至更短时间都要消耗殆尽。
化石能源很快就用完，还要产生大量二氧化碳，怎么办？万物生长靠太阳，地球上大部分化石能源都得益于太阳，比如说煤、天然气、石油。
这些化石能源在很短时间内，都有可能很快消耗掉，怎么办？伟大的科学家爱因斯坦，他是我最喜欢的科学家。
他的一个公式也是我最喜欢的公式，E=MC²。
如果到了核这个级别情况下，一点点小的质量，如果乘上光速的平方，就会发出巨大能量，像原子弹、氢弹。
现在世界上有460多个核电站，就是用原子弹原理来清洁发电，那么比原子弹威力更大的就是氢弹。
现在我们一个煤电站，特别是现在烧煤的100万千瓦的电站，1年要排放将近500万吨二氧化碳，带来巨大污染，我们现在要实现双碳。
如果我们换裂变电站，1年只需要30吨铀，没有任何二氧化碳。
1年100万千瓦的电站要50万吨以上的煤，如果要是用聚变，只需要150公斤的重水、150公斤的锂，就能产生跟100万千瓦电站同样的能量。
海水里有大量氢的同位素，这个资源可以为人类用100亿年。
资源几乎是无限的，同时只是产生氦气，也没有放射性，也没有二氧化碳，是人类最终极的能源。
20世纪，国际能源署找了3,000个科学家，说我们人类最终极能源是什么？结论是，由于可控核聚变可以非常稳定提供大规模的能源，可控核聚变将会是我们人类能源的主力。
还有现在可再生能源作为补充,可再生就是太阳、风或者是水，这些东西组成人类终极的能源。
它们都没有二氧化碳产生，也没有污染，这是我们能源未来的美好画面。
但说容易，我们用什么方法能控制聚变？大家看到氢弹是不可控的，瞬间就没有了。
我们能看到的另外一个就是太阳，太阳也是聚变，怎样能够装到我们地球上的笼子里面，让它实现发电？这就是苏联人在20世纪50年代初提出的托卡马克。
什么是托卡马克？我一说托克马卡，大家肯定都蒙圈。
但是我想你们一定看过2部大片，1部是美国人大约在10年前的《钢铁侠》，钢铁侠的发动机就是托卡马克。
3年前，中国也产生了比它更酷，我觉得把科技和幻想非常好结合在一起的另一部大片《流浪地球》。
流浪地球是什么？就是当太阳熄灭，没有聚变，我们人类怎么办？我们人类要靠1万个聚变发动机，推着地球到另外一个星系，整个要几千年时间，为此人类要付出巨大代价。
可以看出，聚变是拯救地球，拯救人类的终极武器。
当然，这是科学幻想，我们现实中怎么去做？氢弹就是聚变，氢弹的爆炸必须要用原子弹去点火，氢弹自己不能爆炸，它必须要用原子弹把温度点到3.5亿度，才能实现聚变发展，那么我们人类怎么去做它？人类要做得可控，不是1秒钟炸完就完了。
有好几种办法，我们看到办法最常用的是太阳，靠万有引力、靠重力把这些发生聚变的气体都吸在那儿，然后由于它体积巨大，它可以持续不断发生聚变。
另外一个方法用激光。
激光可以在短时间内提供非常大的能量，特别是在10~12这个时间之内，我们可以把很多激光打到1个点上，打到0.3毫米这么一个小的东西，然后它的能量密度相当于我们人类用电的100万倍。
美国人在2021年已经做到输出能量是输入能量0.6倍，就是还没到1倍；（2022年12月13日，美国能源部宣布，首次成功在可控核聚变反应中点火，实现净能量增益，输出能量是输入能量1.54倍）。
最后一种办法，就是我们现在用的最多的方法磁约束。
磁约束是用磁场把上亿度的火球悬浮起来，一旦悬浮起来后这个材料不碰着，就可以把磁悬浮下面上亿度的火球不断加热，不断让它去维持很长时间，这就是苏联人发明的托卡马克。
托卡马克从1958年被苏联人提出以后，全世界都开始做托卡马克，并在这方面做了非常多大量的实验。
你可以想象我们看到的氢弹，氢弹也不是说是很容易实现的，它有非常高的技术含量，但要把一个不可控的氢弹变成可控，你想要多少就是多少，还是需要很多条件，非常难。
为什么这么难？首先要把它做到上亿度，同时时间要很长，密度要足够高。
从科学上我们怎样能做到这一点？英国牛津大学毕业的博士劳森Lawson，在1958年提出“劳森判据”，要把温度、密度、约束时间这三个放在一起，一定要达到21次方，才有可能实现我们聚变的第一个最难的问题，点火，像氢弹一样把它点着，它才能够实现大规模的聚变。
他当年做了这个判据以后，这被全世界做聚变的广为接受，但是在那个时候，全世界nτT的三乘积的三乘积做在一起只能做到11次方，他一看差得太多了，因为你要说差2倍3倍还有希望。
从11次方到21次方，差10个量级，他就说我这一辈子肯定做不成，所以他就放弃做聚变。
虽然劳森放弃了，但全世界做聚变的人依然在坚持。
全世界各个国家建了大大小小超过百个托卡马克，围绕着这个科学目标，除了要点火，还要能够维持很长很长时间。
维持很长时间要比点火更困难。
我们国家从20世纪50年代开始，最早是在四川乐山一个山沟里开始。
大家都知道乐山大佛，离乐山大佛3.6公里的一个地方，叫中国核工业西南物理研究院。
在这里，从全国各地，从20世纪50年代中期就集中一批优秀的科学家，以李正武院士、潘垣院士两位为首，提出我们中国也要搞磁约束聚变，他们在那里做出中国第一个中型托卡马克 “环流器一号”，开启中国做磁约束聚变的先河。
托卡马克是苏联人发明，我们要怎么办？我觉得首先要向人家学习。
我们前所长霍裕平院士，1989年向苏联人提出来，他们有个托卡马克要退役了，想做一个更好的托卡马克。
霍裕平说你给我们，一听说中国人要，其他国家包括印度一堆人都想要，霍裕平院士大胆决策，借了400万人民币。
那时400万非常值钱，工资也只发了一半，其他就去用我们生活物品去换。
尽管是20世纪80年代，我们已经改革开放，已经有电器、电视机、计算机，甚至中国的瓷器，中国的羽绒服去跟他换来这么一个托卡马克，叫T-7。
然后我们把它改了一遍，用3年半的时间把它改成HT-7。
H代表合肥，在这上面做了一堆实验。
更重要的事情是，中国做磁约束聚变的同志在苏联人基础上学到怎样去设计，怎样去运行，特别是怎样有效加热的方法，还培养了很多优秀科学家，我就是从这个装置里边一起干，培养出来的。
我们做这个装置时，一天做24小时，每周7天，几乎是做100天，连续不断实验。
通过10几年实验，我们磁约束聚变研究，不像以前跟人家差那么远。
但是这个仅仅是几秒钟的时间，在磁约束聚变的研究上，国外已经实现点火，在2~3秒时间内我们可以做到上亿度。
我们可以做到Q大于1，就是输出的比输入的要多，放大倍数。
20世纪90年代，特别是在欧洲、美国、日本都已实现，但聚变有2个最大的困难，第1个是点火，点火问题已被证实，第2个是怎样长时间维持。
我刚才说长时间维持比点火更困难，可以想上亿度的火球，一个发生聚变的火球，怎样去维持？尤其是要在工程上做，这个就需要超导。
为什么？我们在维持用磁场悬浮时候，消耗的最大功率是磁场。
我们磁场要比地球上磁场高1万倍，要35,000高斯、 50,000高斯这么高的磁场，这个消耗了大量能源，为使这部分能量不消耗，我们得让它超导。
超导是什么概念？是要4k的温度，就是零下269度。
我们不但要把上亿度和零下269度放在一起，又是最高温度，又是最低温度，就在小小尺寸内，要把它做在一起，同时还要有机地控制它，可以想象出多么难。
这个装置3大科学目标，首先电流要非常大，1兆安，这是大装置标志。
第2个上亿度，第3个1,000秒，这是3大科学目标。
为什么这么难？我刚才只说了一个最高温度和最低温度，第二个的话，尽管利用磁悬浮把这团火球悬浮了，但是只要你控制的精度不精密，哪怕差0.5个毫米，只要任何东西碰到就烧掉了，碰什么烧什么。
从控制精度讲，比现在的航天飞机还要难很多。
为什么？你们看过氢弹爆炸，爆炸以后的冲击波，让周边所有建筑和材料，顷刻间毁灭。
我们一旦要实现聚变以后，这里面有中子对材料的辐照损伤，比我们发动机要难100倍以上。
最高温度和最低温度结合在一起，控制精度的要求，以及材料辐照，这3大难题限制了我们。
全世界尽管做了60年，还没有能发电，可以看出非常难。
1996年，等离子体所的前所长万元熙院士、和我们一起向国家提出，一定要率先在中国建造世界上第一个全超导托卡马克“东方超环”。
这就是我们东方超环的实验大厅，整个装置高11.5米，直径7.9米。
未来的国际热核聚变试验堆，跟这个大厅是一模一样尺寸，直径29米，整个装置重量是250吨。
我们从1996年开始向国家提出申请，花了整整10年时间，终于把世界第一个全超导托卡马克“东方超环”建成；其后我们又花了15年时间，实现我们当年向国家提出的1兆安、1亿度、1,000秒的3大科学目标。
应该说，整个东方超环，是由我们国家科学家和工程技术人员独自设计70%的关键设备、关键仪器，都由等离子体所来承担，整个装置国产化率达到90%。
今后我们还将继续能够在上亿度这么高温度下，可以做到更长时间，就是1小时、2小时，甚至想要它多长时间就多长时间，能从科学上证明，受控核聚变托卡马克可以发电。
要想发电，超导托卡马克是必由之路，咬牙也要做下去。
我刚才说了聚变就是一个太阳，我们做出的等离子体就像我们吃的面包圈一样。
要把它悬浮在零下269度的大容器里，这件事情在我们做之前全世界都没有做过。
万元熙院士带领我们几百号人，就是一定要自力更生、艰苦奋斗把这事情做下来。
我们花了5年半时间，从开工到建设，发展了68项关键技术。
这里面的关键技术，比如说有大型超导技术、精密控制技术、加热技术、真空技术、射频技术、电源技术、低温技术。
要把东西要降到零下269度，这些所有关键技术都由我们自己去把它发展出来。
最难的还是超导，我们国家在以前没有做过超导，特别是超导从一点点大的小线圈，要做成十几米这么大的这些大型设备，里面有无数困难和挑战。
我给大家可以讲一些，我觉得那个是我们最困难的时候。
因为刚刚是20世纪90年代末，经费有限，整个东方超环国家只给了我们1.65亿。
第1，经费不足买不起；第2，技术没有，必须自己发展。
为了要做超导，首先就要几十吨超导线，我们借助于前苏联。
前苏联20世纪60年代有个非常大的超导加速器计划，后来由于各种各样原因下马，留了一堆超导线在那儿。
在几十吨超导线里面，有好有坏，为了便宜，我们科学家冒着大雪到了西伯利亚，去挑那个线，每天都是冒着大雪挑线。
在苏联专家帮助下，我们完成从苏联挑线，然后把它做成导体，再做成像图中各种各样线圈，全部由我们自己做，就完成了我们最重要的环节，超导托卡马克的超导磁体。
除此之外，我们还有广泛国际合作。
因为托卡马克还是非常不错，我们经过5年半把它做成，终于在2006年9月16号，我们获得第一次等离子体。
大家看我们做成第一次，万元熙所长带着我们一起来庆贺，同时还有2位美国科学家跟我们一起做科学实验。
短短2个星期时间，我们就能在5秒时间做到5,000万度等离子体，5秒钟做到500千安等离子体，应该说非常之快。
当年我们在国际原子能聚变大会上去报告，全场将近1,000人，全场起立为我们中国成就鼓掌。
我觉得在那一时刻，作为中国人觉得非常自豪，因为我们只用了1.65亿，相当于韩国1/15，用5年半时间建成世界上第一个全超导托卡马克。
在这之后，特别是2021年，我们在100秒时间尺度做到1.2亿度。
国外是2~3秒钟，我们在100秒钟做到1.2亿度，甚至时间做得更长，做到1,000秒。
在1,000秒钟，我们可以 7,000万度，这个都是在国外从来没有的。
很多同学、同仁问我，你们做了什么大的改进？怎么一下进步这么快？实际上这里面有2个诀窍，第1个诀窍要加热。
我们国际上的话有2种办法，1个是强流离子束，另1个是用微波的电子回旋。
我们比国外还多2种，就是要用射频加热。
大家可以看这个图上，我们建成世界上最大的射频加热系统。
这个系统不光是能够在2~3秒钟，而且可以做成稳态的，同样的是在低杂波这个频段，我们也做出了世界上最大的低杂波。
整个4种方法，全面的在我们的托卡马克上进行实验，相比国际上不但方法多，技术上也更复杂。
别人只做到2~3秒钟，我们做到时间更长。
这是关键之一，就是要有效地不是在2~3秒把它加热到上亿度，而是要在1,000秒钟甚至1万秒钟，未来得是24小时把它加上去，这些技术我们都要进行发展。
我刚才从一开始就提出，一旦发生高参数的等离子体时候，上亿度时候，它跟边界材料有强相互作用。
强相互作用下，材料一会儿就化了。
就像你的手去烤电、烤火一样，烤在电炉上或烤火2~3秒钟没事。
国外上亿度的都是2~3秒钟，因为2~3秒钟时边界材料温度还没上来，最多也就上几百度，所以它是比较简单的。
但是你要是上亿度，而且是上千秒钟，这就非常难。
它对材料、对设计都至关重要，所以我们从2006年开始就发展了第一代全不锈钢的托卡马克。
这是国际上20世界70年代~80年代做的，后来我们要发展纯石墨的，石墨也是非常能够耐高温，但是未来反应堆必须是钨合金。
所以我们现在发展到未来反应堆，就是瞄准未来反应堆来去做到钨的这么一个做了3代的偏滤器，有了这些偏滤器后，我们在2021年终于有较大突破，上亿度100秒，然后7,000万度/接近1亿度时，可以做到1,000秒。
我们未来还想要同时是1亿度、上千秒，甚至想多长时间就能多长时间，这样才能为未来发电奠定很好基础。
我给大家介绍一下ITER国际合作情况。
在时任科技部部长徐冠华同志努力下，中国经过2年左右时间，1年9个月，终于加入ITER，成为国际合作大家庭里一员，这是中国参加的最大的国际合作。
大家可以看这张图，这个托卡马克比我们东方超环体积上大50倍左右，高29米，直径29米，重达2万多吨。
现在是建在欧洲法国马赛附近一个核设施基地边上，一个法国原子能聚变研究基地边上，是大的建设的科研基地。
10多年以来，来自七方的三十几个国家，超过人类人口一半，总GDP占80%，共同做这个装置。
要用10年左右时间建成这个装置，再用20年左右时间探索，人类可以长时间，和平把聚变成现实，50万千瓦，我刚才说是500兆瓦。
我们国家在里面做得非常之好，因为中国是负责任的大国，只要我们说了，就肯定要做出来。
我们做到100%国产化，做到100%产品按规定日期交付on schedule，中国是唯一一个能够做到的。
我们所有产品，在交付前都要经过测试，所有都是一次性合格，我们国家在参加ITER前，解放40几年，也就生产了26公斤线，都很短，实验室用的。
我们做这一个东西就要150吨线，每1根线要10万米长，可以想象出来这个差距有多大。
西北有色金属研究院下面成立西部超导，花了10年时间，这个公司从无到有，全面高质量完成ITER任务。
西部超导现在已成为全世界最大、产品最全，形成系列产品，全世界最好的超导公司。
不光是对超导，对ITER有贡献，西部超导本身对国民经济仍然有很大贡献。
大家都知道核磁共振，核磁共振就有咱们的线。
这些公司一旦有了今天这能力，56%中国核磁共振用的线就不再是西门子，全世界由我们中国来贡献。
除此之外，对国防也有很大用处，因为铌和钛这两个材料对国防，特别是对我们国家高性能飞机有巨大作用，可以为我们国防做出巨大贡献。
我们国家在整个ITER中，用前任两任总干事话来说是“the most valuable partner”，就是最有价值的成员国之一。
有了ITER，也使我们国家聚变有了非常大发展。
不光是发展，就像我们腾讯搞科技树，什么叫树？就是从小树苗成长为一颗大树，甚至参天森林。
聚变，由于它这么难，它所有的技术都要用到我们科学技术极端，所以它非常有用，能够产生出来一系列其它领域工业应用。
大家都知道我们现在用核磁共振，市场用就是1.5T和3T。
3T的核磁共振从国外进口要几千万，刚开始时甚至要1亿，现在我们国产也可以做，降到2~3千万。
这是什么概念？就是我们用3T核磁共振，就能把几个毫米，像我手指盖这么大的癌症就能看出来。
怎样才能看得清？分辨率就要高。
怎样才能分辨率高？就是我磁场往上提。
接下来要做7T，未来做11T。
就可以像我们头发丝这样几个微米的，只要出现癌细胞的一个病变，不是形成团的时候就能看到。
这个核磁共振技术，我相信不需要像聚变一样20年左右时间，几年时间我们就可以做成10T和14T。
癌细胞只要一长出来就能发现，发现以后怎么办？现在我们去看癌症，要么放疗，要么化疗，采取杀敌500自伤5,000办法。
很多癌症病人不是因为癌症而死亡，而是癌细胞发展得太快，我们用各种各样方法去治，治的时候把免疫系统治坏了，免疫系统一坏以后，这个病人就过世了。
你们知道放疗一杀杀一片，最高的境界其实是哪个地方有癌细胞就打哪儿。
20年前，就有质子治癌，利用质子布拉格峰0.28毫米的峰，穿过人体，哪个地方有癌症，就打哪，把这个质子能量杀到癌细胞上，非常精准，其它地方却没有，不会受到伤害。
这样一来，癌症病患者，不管是脑癌、肺癌或别的，治个3~5次就行，也感觉不到任何痛苦，对其它部位肌体也没有损伤。
这个10年前就已开始，比如说我们兰州近物所用重离子，但是整个设备非常大，像我们大厅一样，直径50米，一个也很贵，8~9个亿。
你真要去买它的话，可能8亿，以后就算批量生产也得5亿，很贵。
老百姓治一次要30万，就算3~5次就好，也非常贵。
更重要的是设备少，病人排队要排很长时间。
我们现在利用超导把东西做小，就像这个台子一样2米。
做这么一个东西也很便宜，1个亿就能做下来。
1亿的话，1个县医院可以购买，老百姓5,000元能看一次。
这个设备我们2021年已经做出来，并已开始在临床使用。
一个重大的科学仪器，要从做出来到能非常好给老百姓用，差不多要3~5年左右时间，我相信5年以这个设备能用到千家万户。
你看我简单举2个例子，就能够发现聚变不光是能够发电，还能够用spin-off的这种technology。
像一棵树一样，像一个森林一样，为我们国民经济发展做出巨大贡献。
聚变是人类共同梦想。
以东方超环为例，我们几乎是跟全世界100多个单位，30几个国家合作，包括金砖国家。
我们只要一做实验，全世界24小时都有参加，50%以上实验是跟国际同行合作，我们有非常好的国际合作。
过去10几年中间，东方超环获得4次我们国家的国际合作奖，可以看出聚变不光是对人类文明要作出贡献，同时还有非常好的意义，就是我们现在说的人类命运共同体。
我自己感觉的话，特别像我们中国这么一个大国，同样对于印度也是这样，人口很多，我们要活得更好，还有几十亿非洲人，他们仍然需要更多能源。
像我做的报告，就是说发展中国家更需要聚变。
我在1个科学岛上工作40年，非常有幸见到我们历任总书记，无论是这些领导还是公众，到我们单位来去指导工作的时候或者是参观的时候，都说一句话，聚变一定要做下去。
特别是现在，从2021年我们开始双碳。
双碳应该怎么做，1个煤电站差不多产400万吨的二氧化碳，我们国家现在有100亿二氧化碳排放，成为全世界最大的二氧化碳排放国家。
尽管我们人均小，但是现在特别是2022年夏天，合肥已经2个月超过35度，从来没有过这么热，未来如果不去控制，气候还会再变化。
聚变可以做到什么作用？我们未来聚变电站差不多是150万千瓦，如果说我要是做100个这样电站，就会8.5个亿。
如果说我们能很快，2040年开始建，每年建10个，2050年以后1年建20个，到21世纪末能建1,000个，1,000个就是85亿二氧化碳排放减排，再加上15%可再生能源，就不用再烧煤。
如果我们有了聚变，从此就不用担心能源安全，不用担心运石油、运煤，聚变的意义非常重要。
现在到了转折点，从现在东方超环科学实验，走向下一步尽快开始做工程示范堆，实现商业化。
我们现在又有计划，希望能在20年左右时间，实现聚变工程化、商业化进程。
2019年，国家批准一个重大科学计划，叫聚变堆主机关键设施。
聚变堆主机关键系统里，一个最重要部件之一就是核岛真空室，这个真空室要比我们东方超环要大整整60倍。
不到现场，肯定感觉不到它得有多大。
这里是我们中国聚变工程队的第一个真实的工程部件，核岛真空室的1/8段。
可以看到未来就在我这个身后的容器里面，将会产生100千瓦聚变的功率。
自从远古以来，我们祖先就有夸父逐日的梦想，在这里，我们今天聚变人开始把聚变研究变成工程实践的第一步。
我相信中国聚变人一定会跟世界其他同行一起，共同点亮我们聚变的第一盏灯。
中国载人深潜，深海进入、探测、开发的先锋演讲人：中国奋斗者号总设计师叶聪时间：2022年11月6日字数：5,397大家好，我是叶聪，很高兴来到WE大会现场，跟大家分享深海以及中国载人深潜故事，向大家介绍中国载人深潜研发历程，特别是我们刚刚投入应用的奋斗者号探索万米深海的秘密。
从太空俯瞰地球，地球表面71%面积是海洋，可以把地球称为水球。
我们在陆地平视海洋，海洋和大气间有相互作用，影响我们生存环境的气候，包括气温和降水。
我们踏浪在海洋的表面之上，会发现大宗的物流，特别是重型的大量物资运输，是靠海面航运通道。
海面上同样存在波浪能、潮汐能、温差能，大海和陆地间也有相互作用，影响海岸线包括海平面变化。
但是海洋目前对人类来说还是充满未知，我们现在陆地上可以得到非常精确定位信息、地理信息系统，但如果把这个系统转移到海洋，我们对海底了解特别匮乏，超过80%海底地貌没有得到准确测绘。
统计进入过太空的人类，相比进入到深海的人类少之又少。
我们再来比较在深海发现的生物，目前人类对地表生物，包括动物、植物、微生物，已经非常熟悉，调查非常详尽。
现在每年新发现的生物物种，80%以上来自海洋。
地球表面经历过火山、冰川，表面物种也经历过多轮次灭绝，但是千米万米深的海洋，保存着古老的生物信息、地壳信息，海底也是地壳距离地幔最近的地方。
所以我们有必要关注身边的海洋，探索千米万米的海底。
海洋有以下几个特点：第一、我们说万物生长靠太阳，但是阳光不能穿透海水200米或300米深度，大部分海洋空间是没有阳光照射。
我们在陆地上习以为常的光合作用在水下无法形成，这里就有一个特殊的生态系统，不依赖阳光，不依赖空气，有一套特殊生物机理。
我们猜想，地球没有氧气，没有空气，我们有这样一个设想，在生物之初，它从水下走上陆地之前，它的生物原理是什么？跟现在海洋生物有什么样紧密关系？第二、我们现在已很熟悉使用4G、5G通讯网络，包括卫星通信网络，这实际是电磁波在空气、在大气中传播，但是电磁波很难在水中传播。
电磁波无论是水平距离还是垂向距离，在水中能传输的数据量非常小，速率非常慢，我们现在陆地上熟悉的全球定位系统、高速数字通信系统，这些依赖电磁波的通信手段，无法在水下发挥作用，这要求我们采用其它方式在水下进行通信定位。
水和空气都是流体，但区别很大，同样是发射一颗子弹，在太空、在空气、在水中、在土壤里，它的数据是不一样的。
海水作为一种流体，带来更大阻力和粘性，物体在水中运动参数和在空气中、大气中运动的参数不一样。
如何在海水环境里实现大范围水平方向、垂直方向运动，这是巨大挑战。
还有一点特别的是，随着水深增加，物体受到压强在不断增加，这跟我们在空气中海拔1,000米、2,000米、7,000米、1万米所存在的压差不一样。
水的深度每增加10米，就相当于一个大气压，如果下潜到万米深度，意味着有1,100个大气压作用。
人类要探索深海，必须要克服阳光无法穿透，电磁波很难传输，液体粘性和阻力，以及随着深度不断增大的海水压力。
人类探索深海历史，可以上溯到公元前4百~5百年，当时有人用透明的玻璃容器尝试探索水下地形地貌。
人类探索海洋也一直和最新技术结合，比如说发明潜水艇和发明蒸汽机轮船的是同一个发明家，深潜也经历过容器时代、机器转动时代、蓄电池动力时代、跟医学材料声学各学科最新成果交融时代，最新技术一直跟探索深海的科学装备紧密联合在一起。
中国载人深潜从21世纪开始起步，在此之前中国潜水器曾探索过6,000米深度，中国载人装备下潜纪录不超过600米。
2002年，中国第一台大深度载人潜水器蛟龙号正式立项，蛟龙号目标指向水面以下7,000米，这是巨大的跨越。
经过几十年改革开放和技术发展，中国科研人员已具备研发大深度载人潜水器能力，我们各学科发展，能满足潜水器自主设计要求，强大起来的中国对海洋探索，人类对海洋利用，承担起大国的责任担当。
蛟龙号面向国际海底矿产资源的勘探开发以及环境保护。
经过10年不懈奋斗，我们攻克一系列潜水器相关的总体结构和机械电气，包括它的管理运维相关技术。
2012年，蛟龙号完成海上试验，最大下潜深度达到7,062米。
这意味中国是继美、俄、日、法4个国家以后，掌握大深度载人深潜技术的国家，一举将全世界载人深潜作业最大深度推进到7,000米。
这些年，蛟龙号已累计下潜超过220次，为中国大洋海底矿产资源开发、保护做出大量工作，也培养了中国第一批潜水器管理、运行、驾驶、维护人员，让中国科学家不再依靠国外潜水器、国外样本和数据开展深海工作。
中国第2台大深度载人潜水器深海勇士号，最大作业深度4,500米。
我们团队在研发蛟龙号时，意识到潜水器关键技术必须掌握在自己手上，这样才能奠定深海装备、深海科学发展的坚实基础。
经过8年努力，我们解决了潜水器95%以上部件，在国内生产制造、在国内开展测试和检验。
通过深海勇士号，我们完善了载人潜水器这样一个完整的技术链条和产业链条。
2017年，深海勇士号完成海试后，立即投入使用，它以优秀的性能，每年下潜超过100次频率，让更多人参与深潜工作。
我们开展了多样深海作业，包括深海考古救捞，包括对海底鲸落冷水珊瑚热液，这些特殊的海底自然现象的探测和调查。
深海勇士号以良好经济性的操作性能、运行维护性能、高效的使用频率，向大家提供了很方便的平台。
特别是同济大学汪品先院士，2018年3次乘坐深海勇士号，在中国南海开展深海下潜科学调查。
他极大鼓舞中国科学技术界更多关注载人深潜这样的装备和活动，让更多海洋科学工作者能亲临深海现场，开展他们关心、关注的科学任务。
2016年，我承担了我们国家第1台万米载人潜水器，奋斗者”的研制工作。
5年里，我和我的团队针对地球海洋最深处万米极端环境，开展多个学科复杂的、综合的极致设计，利用国内极限的制造检测能力，实现万米极端作业功能。
这里我想给大家介绍奋斗者号几项过人之处：首先，它是一台载人潜水器。
有人下潜，意味着系统比较复杂，安全要求更高，能够发挥人在海底现场，面对陌生环境快速判断、精细作业，而且能够有全方位的理解能力。
载人也带给了我们在设计安全性、可靠性、作业便利性的一系列挑战。
3个人12~15小时待在内径1米8的圆球舱里，面对狭小舱室的人机设计有着严格要求。
第二点，刚才提到我们要下潜到万米深度，运载器在水下运动与在空气中运动完全不同。
为把有限能源用在海底作业，潜水器从水面下潜到万米深度要求在3小时内完成。
相比蛟龙号3小时下潜到7,000米，奋斗者号要求更快速度、更稳定的可控轨迹。
同时在水下我们面临的是海沟深渊，复杂水下海底的峡谷环境，要求潜水器有灵活的操纵性能，能够满足10几~20公里搜索巡航。
我们花了大量精力来解决垂向的快速稳定，和水平面内灵活机动2个水动力难题。
因为要载人，我们需要大尺度的载人球舱，用高强度的钛合金制造。
设计之初，我们调研了现有钛合金牌号，发现它们承载能力明显不够，如果用现有材料，球壳将要求制造得非常厚，厚到难以焊接。
针对万米需求，我们研发了特殊的钛合金材料，具备很高强度，可以利用国内装备进行生产、检测。
整个球壳设计、制造、检测过程非常繁杂、严谨，我们做了材料级、模型级、实物级别的相关试件。
回忆载人球舱研制过程，我可以说跟随这个球舱诞生全过程。
从材料研发，到相关工艺研究评定，到中国最大厚度钛合金板材轧制，最大尺度的半球冲压形成，到最后真空电子束焊接完成，以及精密的内表面、外表面的精密加工，包括我们建造了世界上尺度最大、压力最大的万米检测装置，它可以满足载人舱在陆地上实现模拟测试。
设计过程中，我们不断修正调整设计方法，并且通过破坏性试验，来检测方法准确性。
通过疲劳蠕变试验，确定潜水器下潜的频次间隔寿命。
通过研究观察窗玻璃和钛合金窗座间的变形协调技术，确保玻璃形状满足密封要求，又能符合观察需要。
在不同深度下潜，我们要求粘弹性的玻璃、粘弹性的金属，有不同的应力释放时间。
再比如载人舱是直径1米8大球，但是毕竟钛合金是密度大于海水的材料，潜水器大量使用钛合金金属，它们产生的额外重量大于水的这些密度，需要靠浮力材料来中和。
浮力材料的关键部分是零点几个毫米直径的玻璃微珠，这个玻璃微珠中间空心，密度只有水的30%，它形成的浮力材料密度只有水的70%。
庞大的一块浮力材料感觉很重，但是抛到水面它可以浮在水面，即使到了万米深度，它仍然可以提供足够浮力，来平衡钛合金载荷电池所带来的额外重量，让潜水器在万米海底呈现中性浮力状态。
以前浮力材料靠引进，现在我们解决了在国内生产。
在奋斗者号项目研制过程中，我们攻克了玻璃微珠这样核心的技术，实现了国产化更进一步。
万米意味着更大压力，当然深海同样也是低温环境，万米海水水温只有1~2摄氏度，这对我们动力系统提高了研制要求。
我们采用的锂离子电池，有足够能量，而且要保证在1~2摄氏度的低温耐压环境，能够充分发挥出它的能量，能够通过复杂的电池管理系统，来实现用电安全。
我们能够监测每一路用电设备的用电安全，能够在绝缘或短路风险的萌芽期就发现它，及时遏制风险扩大。
压力和温度也给我们液压系统带来挑战。
简单讲，水面气温可能有30多摄氏度，水温也是30摄氏度，但到了万米海底，压力是112个兆帕，温度是1~2摄氏度。
液压油管里面的液压介质，液压油就像我们血管里的血液一样，难免会发生动脉的粥样硬化，这对液压驱动的设备带来很大挑战。
我们要选择粘稠度适合的液压介质液压油，要选择特制的液压的执行机构阀件，这样才能保证无论是在水面还是在海底，我们作业工具以及抛载调节这些液压装置能正常工作。
刚才给大家介绍了阳光穿透不了海水，电磁波穿透不了海水，我们就要使用水声技术来实现海洋的通信定位功能。
奋斗者号能够实现万米的海底精确定位，斜距误差控制在1%以内，我们现在也可以像微信一样，传递实时语音、文字、数据、甚至包括图片。
当然因为水声的传送质量，我们现在还不能够通过水声实时把视频传送到海面。
当然我们是载人潜水器，是靠人来驾驶，有1个驾驶员、2名乘客。
因为电磁波，以及我们不带缆，它的控制信号无法及时充足地从水面发送到潜水器上，载人潜水器的潜航员就要发挥关键作用。
跟飞船、飞机不一样，地面无法接管载人潜水器，整个下潜海底作业，以及上浮过程，是靠潜航员操作完成。
我们潜航员要经历严格选拔，要具备理工科背景，经过2年培训，才能获得独立驾驶资格。
潜航员必须对潜水器充分了解，要知道每一个部分在不同阶段发挥什么作用，如遇到风险会有怎样征兆，怎么能快速处理隔离并确保人员和设备安全，潜航员也是一次海底作业任务的现场最高指挥官。
虽然是载人潜水器，但是奋斗者号也有很多贴心的智能功能，也可以实现自动驾驶，包括自动定高、自动定深、自动定向、自动定速。
在3个人的载人舱内，有时会听到第4个人的声音，那是智能提示，它可以帮助舱内3个人提前分析判断可能存在的问题，以及需要注意的数据。
我们智能故障诊断系统，能帮助潜航员更好驾驶潜水器，更快发现和解决存在问题。
2020年，奋斗者号在海试过程中完成一项全球首次作业，我们称之为万米海底直播互动。
2艘船分别播放奋斗者号载人潜水器和沧海号无人着陆器，奋斗者号下潜速度比较快，先抵达了10,909米海底，进行海底常规科学作业。
当沧海号着陆器到海底时，奋斗者号通过定位系统找到目标，这个时候沧海号打开它的灯光和摄像机，记录奋斗者号在海底开展科学仪器布放过程。
现在的深海科学研究调查，已不是捉鱼捉虾。
科学家精心设计制造的原位试验装置，依靠奋斗者号布放到合适海底，它们可以长期不受外界扰动获得样品与数据，等待半年、1年或者更长时间后，奋斗者号来取回它。
当舱外作业视频直播结束后，2台潜水器灯光关闭，摄像机关闭，它们启动水下无线的光通信，连接载人舱内3个工作人员的画面与语音，被实时传输到陆地和演播室的工作人员进行实时交互，这意味着我们掌握了即使在万米海底也可以找到目标探测数据，实时大量数据传输的能力。
2021年，奋斗者号正式投入科考应用，意味着万米下潜不再是冒险，不再是探险，而是进入例行常规科考时代。
到目前为止，奋斗者号已实现21次万米级下潜任务，有27位中国科学家和工程师，通过乘坐奋斗者号载人潜水器完成万米之旅。
中国是全球万米载人次数和人数最多的国家。
科学家团队在奋斗者号航次中，也提出马里亚纳生态研究计划，到目前为止，他们已获得1,000多条海洋环境生物的数据量，超过200多个TB，这应该是目前世界上最大的深渊数据库。
我们很惊奇，到奋斗者号在海底取到很多岩石样品时，这些岩石样品给我们很大的冲击，首先用科学家的话讲，这些新鲜的石头里面存在着细菌，这些细菌很有可能是从未被发现的种类。
经过这20年发展，中国载人深潜已从600米深度，挺进入地球海洋最深处11,000米。
中国无人潜水器同样经历跨越式发展，我们有有缆的遥控潜水器，无缆的自治潜水器，能够在水下远距离滑翔的水下滑翔机，有可以在海底长期驻留、获得数据、开展试验的着陆器。
这20年我们也有很多新概念产生，有不同类型的潜水器正在加入这个深海装备谱系。
面向未来，我们发展方向是将不同类型潜水器管好、用好。
更多是让不同类型的潜水器，在更复杂任务中承担不同阶段、不同位置的复杂任务，实现1+1>2效果，让载人潜水器、无人潜水器协同作业，发挥出更大优势。
深潜的下一步，我们会迎接更复杂的海洋环境挑战，包括更浑浊的海水，更大流速的海洋，甚至包括在冰层以下的海洋环境。
我们注意到，在地球以外的星体也存在海洋迹象，这些地外海洋可能是在厚厚冰层之下。
我们对海洋的探索，不仅限于我们身边海洋，我想我们探索的脚步更应该延伸到地球以外的更多天体。
面对更复杂的环境，人类探索不会停步，我们对海洋探索同样不会停步。
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