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(fēng)格的車穿越到2077年……現(xiàn)實(shí)主義和未來主義“共謀”，編織著幻與夢，抒發(fā)著對“技術(shù)重器”的鼓與呼，打造著通往未來的一扇扇“任意門”。

那片蔚藍(lán)

天空非常的幽暗，而地球是藍(lán)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(zhí)行人類第6次登月任務(wù)之時。

當(dāng)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(lán)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(lán)色彈珠（Blue Marble）。

一直以來，人類對這片深藍(lán)，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(dá)三亞，圓滿完成了國際首次環(huán)大洋洲載人深潛科考航次任務(wù)。

本航次期間，科考隊在西南太平洋克馬德克海溝區(qū)域開展了國際首次大范圍、系統(tǒng)性的載人深潛調(diào)查，并在人類歷史上首次抵達(dá)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(shí)地觀察和取樣，“奮斗者”號共完成了63次有效下潛作業(yè)，其中4次下潛深度超過萬米，充分展現(xiàn)了我國載人深潛作業(yè)能力和運(yùn)維水平。

隨著“奮斗者”號運(yùn)維體系成熟、穩(wěn)定，我國自主研發(fā)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(shè)計、自主集成研制的作業(yè)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(rèn)識不同，探索深海其實(shí)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(tuán)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(shè)計深度為7000米、最大下潛深度可達(dá)7062米、工作范圍可覆蓋全球99.8%的海洋區(qū)域的作業(yè)型深海載人潛水器“蛟龍?zhí)枴眴柺?。搭乘“蛟龍?zhí)枴?，科學(xué)家們可以對海底進(jìn)行直接觀測和取樣，對海底某個點(diǎn)進(jìn)行“解剖麻雀”式的精細(xì)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(shè)計建造的“深海勇士”號4500米載人作業(yè)潛水器正式交付，標(biāo)志著我國完全具備自主研發(fā)和制造深海載人潛水器的能力。“深海勇士”號采用國內(nèi)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(tǒng)，突破了低噪聲推進(jìn)器、液壓源、浮力材料、機(jī)械手、深海照明和高清拍攝等一系列關(guān)鍵技術(shù)，國產(chǎn)化率達(dá)95%。

作為“三叉戟”中最強(qiáng)力的戟尖，“奮斗者”號集合了中國船舶七○二所、中科院深?？茖W(xué)與工程研究所等20家科研院所與13家高校、60余家企業(yè)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(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)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(chuàng)造了10909米的中國載人深潛新紀(jì)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(xiàn)實(shí)。

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?！棒撕汀薄袄薄鞍⒉_”……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(diǎn)是共同的——他們都擁有無與倫比的力量。

20世紀(jì)初，當(dāng)人們認(rèn)識到核聚變是太陽擁有巨大能量的秘鑰后，復(fù)現(xiàn)、掌握這種能量，即可控核聚變，成為一個世紀(jì)以來人類追逐的終極目標(biāo)。

核聚變反應(yīng)，是將兩個原子核重新結(jié)合生成一個較重的原子核從而產(chǎn)生巨大能量的過程，這是太陽以及其他恒星內(nèi)部源源不斷產(chǎn)生能量的方式。只不過，這種核聚變反應(yīng)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(shù)就已落地，后廣泛用于發(fā)電?？墒侵钡降谝活w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(yīng)對太陽危機(jī)，啟動了“移山計劃”。即：在地球上安裝超過1萬臺“行星發(fā)動機(jī)”，利用核聚變釋放的能量，實(shí)現(xiàn)“地球流浪”。

其實(shí)，這個“行星發(fā)動機(jī)”的創(chuàng)作靈感，正是來源于中國環(huán)流器二號A裝置、M裝置。

據(jù)中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院高級工程師蘇楊介紹，由中核集團(tuán)牽頭的中國環(huán)流器二號A和新一代“人造太陽”中國環(huán)流器二號M，承擔(dān)著國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆的相關(guān)前沿物理問題和關(guān)鍵技術(shù)的科研任務(wù)。

影片中，“‘流浪地球計劃”肇始于全球聯(lián)合建造核聚變行星發(fā)動機(jī)。與之相似的是，自1985年以來，為驗(yàn)證核聚變能量利用的科學(xué)和工程可行性，全球主要核能國家啟動了“ITER計劃”，聯(lián)合建造能產(chǎn)生大規(guī)?？煽睾司圩兎磻?yīng)的國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）。

我國早在1983年就提出了“熱中子反應(yīng)堆-快中子增殖堆-受控核聚變堆”的核能三步走發(fā)展戰(zhàn)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(lǐng)跑。

1984年，中國環(huán)流器一號（HL- 1）的建成，被認(rèn)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(xué)裝置，為我國自主設(shè)計、建造、運(yùn)行“人造太陽”培養(yǎng)了大批人才，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

就在去年10月，我國新一代“人造太陽”（HL- 2M）裝置科學(xué)研究取得突破性進(jìn)展——等離子體電流突破100萬安培（1兆安），創(chuàng)下中國可控核聚變裝置運(yùn)行新紀(jì)錄。這標(biāo)志著我國核聚變研發(fā)距離聚變點(diǎn)火，又邁出了重要的一步，技術(shù)水平居國際前列。

據(jù)中核集團(tuán)核聚變領(lǐng)域首席專家段旭如介紹，隨著世界范圍內(nèi)可控核聚變進(jìn)入發(fā)展的關(guān)鍵時期，到本世紀(jì)中葉，可控核聚變能有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)突破。

探幽入微

要科學(xué)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(xì)菌和基因突變，更有甚者將細(xì)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(xué)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(xué)會和微生物搞好關(guān)系。”

正像徐建國院士所說那樣，微生物是地球當(dāng)之無愧的地下主角。據(jù)科學(xué)家估測，地下生物圈有可能是地球最大的生物圈，預(yù)計微生物總重量約160億噸至240億噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過3.5億噸的地球人總重量。

正是基于這樣的科學(xué)預(yù)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(zhàn)爭》中，火星人在英國倫敦降臨，開始依靠先進(jìn)的武器征服地球。在人類節(jié)節(jié)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(xiàn)實(shí)生活中，深受啟發(fā)的科學(xué)家們開始發(fā)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(huán)保、工業(yè)、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域，不知不覺改變著我們的生活。運(yùn)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(qū)油技術(shù)，提升石油采收率，可以說是20世紀(jì)以來，一項影響最為深遠(yuǎn)的科學(xué)研究。

早在20世紀(jì)初，人類就已發(fā)現(xiàn)了微生物與從“生物”而來的石油存在千絲萬縷的聯(lián)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(jīng)過將近一個世紀(jì)的不斷實(shí)踐和研究，無污染、無環(huán)境傷害的微生物采油技術(shù)日臻完善。

自1945年第一個微生物采油技術(shù)現(xiàn)場試驗(yàn)以來，全世界已有十幾個國家開展了相關(guān)的研究和現(xiàn)場試驗(yàn)。我國從20世紀(jì)60年代也開始進(jìn)行微生物采油技術(shù)研究，但進(jìn)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(yīng)用，并取得了一定的成效。

作為我國微生物驅(qū)油技術(shù)方面的領(lǐng)軍企業(yè)，中國石化自1999年開始布局微生物采油技術(shù)研究，構(gòu)建聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊，搭建開放式研究平臺，通過多方面扶持，實(shí)現(xiàn)了從引進(jìn)、自主研發(fā)到規(guī)模化現(xiàn)場應(yīng)用的快速發(fā)展。

1999年至2021年，中國石化首個微生物驅(qū)油區(qū)塊——勝利油田羅801區(qū)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(shí)施時間最長、效果最顯著的微生物驅(qū)油區(qū)塊。

此期間，勝利油田還不斷探索微生物驅(qū)油的更多可能。2021年，中國石化勝利油田微生物采油重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所合作，在微生物采油基礎(chǔ)研究方面取得重大突破。首次發(fā)現(xiàn)一種可以獨(dú)立降解長鏈烴的新型產(chǎn)甲烷古菌。

這項新發(fā)現(xiàn)揭示了該古菌產(chǎn)生甲烷的全新途徑，打破了原油降解產(chǎn)甲烷需要多種微生物參與、調(diào)控難度大的傳統(tǒng)認(rèn)識，為構(gòu)建高效氣化菌系及實(shí)現(xiàn)氣化技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用奠定重要科學(xué)基礎(chǔ)。

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

2022年，中國石化勝利油田已有1805口井實(shí)施微生物清防蠟技術(shù)。這些油井普遍降低了生產(chǎn)負(fù)荷，累計增油17萬余噸，并減少熱洗15500余井次，節(jié)省了大量化學(xué)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(diǎn)，中國石化石油化工科學(xué)研究院、勝利油田聯(lián)合研發(fā)了“新型淋洗-生物耦合修復(fù)技術(shù)”組合療法這項技術(shù)，可以對原本被污染的土壤進(jìn)行“洗白”，再進(jìn)行綠地建設(shè)等，既環(huán)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(shù)老油田、老油井穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)，重新煥發(fā)出勃勃生機(jī)。