深海鉆探：在海洋上建起“大課堂”

李英菁

2021年4月7日23時許，“海牛Ⅱ號”在南海超2000米深水成功下鉆231米，刷新世界深海海底鉆機(jī)鉆探深度紀(jì)錄。此時此刻，萬步炎所在的科考船上一片沸騰，科研組成員們忙著拍照留念，準(zhǔn)備在船上加餐。

“我的愿望終于實(shí)現(xiàn)了。”萬步炎難掩激動，“科技部給我們的任務(wù)是在超2000米深水鉆探200米，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。我想，既然要做就做第一。”30年來，從研究所研究員到高校教師，從依賴進(jìn)口鉆機(jī)進(jìn)行鉆探到自主研發(fā)“世界第一”的鉆機(jī)，萬步炎在海洋上建起了“大課堂”。今年9月，萬步炎獲得2021年“最美教師”稱號。

不甘落后，立志回國“做出成績”

1985年，萬步炎研究生畢業(yè)后被分配到長沙礦山研究院工作。當(dāng)時，研究院的一位老專家從日本留學(xué)歸來，組建了新的海洋采礦研究室?！把芯吭嚎梢宰屛野l(fā)揮專業(yè)特長的項(xiàng)目很有限，我也在尋找更合適的機(jī)會，正巧這位老專家找到我，問我有沒有興趣做海洋研究?！比f步炎講述道，“那個時期，各個國家正在公海區(qū)域積極開發(fā)資源，我國很多國有企業(yè)、研究單位都開始著手海洋研究。與老專家一拍即合，我加入了海洋采礦研究室。”

限于當(dāng)時的研究條件，起初萬步炎在海洋資源開發(fā)研究方面只能做一些準(zhǔn)備性質(zhì)的工作，真正開始海洋資源開發(fā)研究，已經(jīng)是5年后。1990年4月9日，中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會成立，開始從國家層面投入公海資源勘探，萬步炎所在的長沙礦山研究院成為協(xié)會的創(chuàng)始理事單位。“此前，研究室一直在準(zhǔn)備資料和研究設(shè)施，等到國家成立深海專項(xiàng)，我們的積累終于派上了用場?！?/p>

1992年3月，萬步炎得到機(jī)會去日本進(jìn)修，學(xué)習(xí)深海采礦?！?0年代初，我國的海洋研究和人才培養(yǎng)才剛剛起步。一開始，日本人都覺得中國來的人不行，看到我交出的成果還不錯，非常吃驚，說中國人怎么能做好。即便我表現(xiàn)很好，他們與我談話的時候，也常常表示：你只是一個特例，中國人整體水平還是不行?！眹膺M(jìn)修的這段經(jīng)歷，也激勵了萬步炎進(jìn)行海洋研究的決心，“我那時候年輕，聽了以后很不服氣，想著一定要回國做出成績”。

進(jìn)修結(jié)束后，萬步炎回到長沙礦山研究院進(jìn)行深海采礦研究，真正接觸、鉆研海洋勘探，則是受到一次海上科考的觸動。1998年，萬步炎隨國家科考船“大洋一號”進(jìn)行海上科學(xué)考察。萬步炎記得：“當(dāng)時，船上租用了一臺俄羅斯的鉆機(jī)，用于勘探深海礦產(chǎn)資源——富鈷結(jié)殼。那時候，國內(nèi)不僅沒有能勘探富鈷結(jié)殼的鉆機(jī)，連勘探所需的塑料管這種小配件都只能依賴進(jìn)口。其他國家也不愿意把鉆機(jī)賣給我們，只有俄羅斯可以租借。由于操作人員對鉆機(jī)接觸少，技術(shù)不熟練，設(shè)備也比較老舊，在海上漂了兩三個月以后，一點(diǎn)可用的樣品都沒有鉆到?！?/p>

痛定思痛，1999年中國大洋礦產(chǎn)研究開發(fā)協(xié)會面向全國招標(biāo)，要造一臺深海鉆機(jī)，萬步炎帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)參與了投標(biāo)?！拔疑线^船，知道鉆機(jī)大體的運(yùn)行情況，采礦與勘探之間也有很多相通之處，所以就帶著團(tuán)隊(duì)去投標(biāo)了。更重要的是，我本科和研究生學(xué)習(xí)的專業(yè)就是鉆探，和單純研究海洋或者地質(zhì)的團(tuán)隊(duì)相比，在機(jī)械設(shè)備的制造上更有優(yōu)勢。因此，從1999年中標(biāo)這個項(xiàng)目開始，我就一直研究鉆機(jī)至今?！?/p>

海洋是最好的課堂，實(shí)踐是最好的學(xué)習(xí)

在研究院進(jìn)行鉆機(jī)研發(fā)的11年間，萬步炎團(tuán)隊(duì)基本解決了國家大洋資源調(diào)查鉆探的設(shè)備需求，2003年第一臺鉆機(jī)研發(fā)成功之后，大部分鉆探任務(wù)都可以用國產(chǎn)設(shè)備完成。而在鉆研設(shè)備的過程中，萬步炎也意識到，國家海洋領(lǐng)域的空白，不僅在技術(shù)上，更在人才的培養(yǎng)上。

2010年，20米鉆機(jī)研發(fā)成功后，萬步炎被湖南科技大學(xué)聘為教授，進(jìn)入高校繼續(xù)進(jìn)行研究，培養(yǎng)新一代的國家海洋人才?！爱?dāng)時我們依托機(jī)電學(xué)科進(jìn)行教學(xué)，很多做海洋研究必需的課程，比如流體力學(xué)，學(xué)院都沒有開設(shè)過。”萬步炎回憶，“所以我來到學(xué)校后，做的第一件事就是開了一門海洋流體力學(xué)課?！焙脱芯吭合啾?，大學(xué)的研究環(huán)境更加純粹，更便于靜心研究海洋勘探。與此同時，環(huán)境的改變也需要萬步炎隨之轉(zhuǎn)變自己的思路。“從前我?guī)ё约旱膱F(tuán)隊(duì)，只要教他們把任務(wù)完成，把成果做出來就可以了，但來到學(xué)校以后，不光要讓學(xué)生學(xué)會動手，也要重視知識的傳授和理論水平的提高?！?/p>

“每年我們都有大量時間待在海上，這期間遇到的問題，我都盡量交給學(xué)生來解決?！痹诤Ｉ掀硕嗄?，萬步炎很清楚科考期間會遇到很多的突發(fā)情況，“科研設(shè)備不可能沒有一點(diǎn)瑕疵，而這些問題往往會在船上集中暴露出來，如何在最短的時間里排除故障、解決問題，不耽誤科研和生產(chǎn)，十分考驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐水平和知識的遷移運(yùn)用能力?！?/p>

面對復(fù)雜的精密設(shè)備和變化多端的海洋，僅僅有理論知識是不行的。遇到故障和其他突發(fā)情況時，萬步炎就會召集學(xué)生開研討會，每個人都拿出方案共同探討，讓學(xué)生運(yùn)用自己的知識來解決實(shí)際問題，體驗(yàn)實(shí)踐操作，自己則在學(xué)生身邊進(jìn)行指導(dǎo)、把關(guān)。如此一來，每次出海，學(xué)生都能得到飛速的進(jìn)步?！按髮W(xué)的條件很好，實(shí)驗(yàn)裝備都很先進(jìn)，人才素質(zhì)也高，但是理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐存在一定脫節(jié)?！痹诙嗄甑膶?shí)踐中，他發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)室并不能完美模擬現(xiàn)場狀況，很多設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行非常良好，但到了現(xiàn)場還是會發(fā)生很多問題，這就使得在實(shí)驗(yàn)室中模擬出的結(jié)果和實(shí)際操作中的情況相比存在偏差。

萬步炎記得，有一段時間團(tuán)隊(duì)研發(fā)的鉆機(jī)鉆探到相應(yīng)位置以后，總是無法順利取出樣品。大家百思不得其解，只好取出鉆頭反復(fù)研究，才發(fā)現(xiàn)是鉆頭中的導(dǎo)角安裝方向設(shè)計(jì)有誤，將導(dǎo)角進(jìn)行改裝后，鉆機(jī)終于順利取出樣品?！叭绻皇怯H身實(shí)踐，我們根本不知道導(dǎo)角這樣一個小零件的方向這么重要?！痹诤Ｑ筮@個大課堂上，可以收獲教室和實(shí)驗(yàn)室無法學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)與知識，也為之后的教學(xué)和研究提供了重要參考。

“學(xué)校要同企業(yè)、同生產(chǎn)現(xiàn)場緊密結(jié)合，人才之間要相互交流，而不是博士畢業(yè)留在學(xué)校以后就再也不到一線去，生產(chǎn)線上的工作人員就待在生產(chǎn)線上一輩子，兩者互不交流。科研要提升，需要更多教師走到生產(chǎn)第一線;生產(chǎn)要發(fā)展，也需要一線工作者進(jìn)入學(xué)校學(xué)習(xí)理論知識，理論和實(shí)踐相互結(jié)合，才能讓技術(shù)不斷進(jìn)步?！比f步炎講道。

操作器械之余，他還很喜歡給學(xué)生在海上辦講座?！懊看纬龊Ｇ?，我都會準(zhǔn)備一些講座內(nèi)容。因?yàn)榇系纳畲_實(shí)比較枯燥，大家很容易感到疲勞或是想家，這時候我就會做幾個靈活的小講座，給他們調(diào)劑一下心情?！比f步炎的講座內(nèi)容不僅涉及海洋研究，還有天文、量子力學(xué)、相對論，甚至音樂等，只要學(xué)生感興趣，他就會提前備好課，抽空在海上講給他們聽。

海洋是一個綜合性的大課堂，每次航行，短則一二十天，長則幾個月，不僅要考驗(yàn)學(xué)生的專業(yè)技能，也是對學(xué)生心性的磨礪。而每次航行到海外的港口，體驗(yàn)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土人情，對于學(xué)生來說，也是一種收獲和學(xué)習(xí)。即便是對萬步炎這樣的“老海洋人”，每次進(jìn)行新的航行，參與新的項(xiàng)目，也能學(xué)到不少新知識。譬如，在作為技術(shù)專家參與“蛟龍?zhí)枴鄙顫擁?xiàng)目的過程中，萬步炎就從“蛟龍?zhí)枴眻F(tuán)隊(duì)取經(jīng)了更可靠的液壓油箱密封方式，以及嚴(yán)密的設(shè)備驗(yàn)收、把關(guān)流程。

吃得苦中苦，方為“海洋人”

提及做一名合格“海洋人”最重要的品質(zhì)，萬步炎認(rèn)為一定是“吃苦耐勞”——“做海洋研究必須要到海上去。我招學(xué)生，第一件事就是給他們打預(yù)防針，把海上的情況講清楚。離家?guī)讉€月，海上枯燥無味的生活可不可以適應(yīng)？暈船能不能克服？到了海上，無論是碩士、博士，還是我這個教授，都得拿起扳手、錘子、電焊，像工人一樣干活，能不能接受？如果覺得自己沒問題，再來報考?！?/p>

海上科考沒有白天黑夜，故障出現(xiàn)不挑工作時間。在船上，萬步炎的團(tuán)隊(duì)會分成幾個小組連班倒，如果碰上緊急情況，連休息都顧不上?！啊Ｅ＂蛱柕谝淮纬龊?，在1000米的深海完成作業(yè)，準(zhǔn)備回收鉆機(jī)的時候，回收用的設(shè)備突然壞掉，變速箱被拉裂，齒輪都從里面漏出來了，‘海牛Ⅱ號卡在1000米的深海動彈不得，上不來也下不去。我和生產(chǎn)廠家聯(lián)系，他們也束手無策?！毖┥霞铀氖?，萬步炎收到氣象員警告，臺風(fēng)馬上就要來了，他們只有48小時回收設(shè)備，如果拉不上來，必須砍斷纜繩逃生，“纜繩斷掉以后，幾乎不可能再找回設(shè)備，幾年的辛苦都白費(fèi)了。經(jīng)過緊急討論，我們最后決定現(xiàn)場制作一個液壓系統(tǒng)，替代損壞的變速箱。全船的人連夜趕制新設(shè)備，用船上現(xiàn)有的材料進(jìn)行臨時設(shè)計(jì)、制作，難度非常大。那兩天，大家?guī)缀醵紱]怎么睡覺。船上所有能用的、能拆的材料全都拆了，組裝成應(yīng)急設(shè)備，終于在臺風(fēng)到來前兩小時，把‘海牛Ⅱ號拉了上來。”

只要肯堅(jiān)持，一定能找到解決問題的辦法，這是萬步炎從海洋學(xué)到的重要一課。海上的情況復(fù)雜多變，作為一名研究人員，如果沒有堅(jiān)定的信念，面對困難輕言放棄，不堅(jiān)持到最后，多年的研究心血就可能毀于一旦。

20余年海上航行，萬步炎在自己的研究領(lǐng)域已經(jīng)逐漸達(dá)到國際水平。“當(dāng)初我在日本進(jìn)修時，日本已經(jīng)擁有完整的海洋學(xué)科，他們的深潛器可以潛到6500米的深海，而我們國家的海洋學(xué)科剛剛起步，科考船上的所有設(shè)備都是進(jìn)口的。但現(xiàn)在，我國80%的勘探設(shè)備都可以自己制造，連大部分零部件也實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。目前，日本在2000米的海底可以鉆探20米，我們是230米，已經(jīng)超過10倍還多?！闭劶白约旱某删?，萬步炎認(rèn)為，作為一名海洋科研工作者，首先要全情付出，“我對年輕人最基本的教育，就是要獨(dú)立，要不怕吃苦，先想怎么把事情做成、做好，而不是考慮自己能得到什么回報。做科研的人，不能先衡量這件事能為我贏得多少榮譽(yù)、利益，這樣是干不成事的。純粹地考慮如何將任務(wù)完成，先去付出，自然會收獲相應(yīng)的回報。”

常年生活在大洋上、研究室里，萬步炎的精力幾乎全部投入在科研上：“除了機(jī)器以外的事情已經(jīng)不太能激發(fā)起我的興趣。我平時為數(shù)不多的愛好就是去外面散散步、打打乒乓球，自娛自樂?！?/p>

對于萬步炎來說，“海牛Ⅱ號”創(chuàng)造的紀(jì)錄遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是終點(diǎn)，還有兩年就退休的他現(xiàn)在主要目標(biāo)是培養(yǎng)下一代的海洋研究者，突破鉆機(jī)使用深度的紀(jì)錄，涉足超過8000米的海底。