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【网易《改革亲历者》】滕吉文院士:中国的科研仪器设备,基本上都是舶来品
2018-12-17 | 作者:转自:网易 | 【 】【打印】【关闭

来源:网易号·了不起的中国制造  出品 | 网易新闻  采访 | 黎琪 文字 | 于冉帝  

  改革开放40年来,中国经济社会发展取得了巨大进步。作为“第一生产力?#20445;?#31185;学技术的价值日益受到重?#21360;?#32593;易《改革亲历者》策划独?#26131;?#35775;10位科技领域的顶级专家,请他们分享各自在科学研究、科技探索中的经历与见解。

  第二期:专访中国科学院院士、地球物理学家滕吉文  

  滕吉文院士认为,地震预报不是完全不可能,只是难度极大,并指出地震预报的三大难点:难以凝练规律、地震发生机制不同、前兆现象研究力度不足;而且,对地球内部的研究关系到人类文明,最直接的就是解决社会发展所需的能源问题;不过,中国能源勘探在某些方面仍相对落后,科研仪器设备基本上都是舶来品。

[video:滕吉文院士-中国科研仪器设备基本都是舶来品(【网易】《改革亲历者》-2018-11-6)]
 (一)关于地震预报

  地震预报不是完全不可能,但难度极大

  提问:中国在地震预报上主要存在哪些难题?

  滕吉文:地震预报确实是一个难题,老百?#20806;?#20851;心这样的问题,(因为)地震灾害自古以来给人类带来了巨大的灾难。地球内部?#20146;?#28304;和能源的丰富园地,但同时又是火山和地震的策源地。

  地震预报在世界上有两派,美国人以格尔为首的这些人认为,地震(预报),特别是短临预报(短期和临近地震的预报)是不可能的。但另外一派则认为是可能的。为什么认为是可能的?在美国西海岸圣安德烈斯大断裂附近有一个小村庄,这里只有37户人家,在没有仪器记?#23478;?#21069;曾发生过三次地震,都是六级左右,相隔时间20年左右。后来(随着)科学发展有仪器记录后,又发生了三次,还在这里,同样是六级左右,相隔的时间也是20年左右。

  所以美国人就想,再过二十?#25913;輳?#36825;里是否又要发生地震?所?#36816;?#20204;?#22270;?#20013;了仪器设备和一些科研人员在这里守株待兔,预期在1983年到1991年前后会有一次地震发生。可是到1983年没有来,一直到1993年/1994年的时候发生了,从1983年到1994年差不多有十年时间。当时我们开玩笑说,这还应该算它对了,为什么?太难了,地点报对了,震级也报对了,只是时间没报对,所以地震(预报)确实很难。

  我们国家也是两派,以哈尔滨工程力学所为首,他们搞抗震建筑,认为地震预报不太可能,不如搞抗震建筑,就是加固房?#21360;?#20182;们的观点在某种程?#20873;?#26159;对的,因为在没有攻克地震预报(这个难题)以前,我们搞抗震,减少伤亡与损失是对的。但是不做地震预报了,这是不对的。

  地震预报三大难题

  1、难以凝练规律

  为什么难呢?地震,比如经常发生大地震,我们就要取得规律,为?#38498;?#39044;防地震做准备。但它又不是经常发生,世界上每年发生地震大概上万次左右,真正大于8级的地震也就是一到两次,大于7级的地震一二十次,从这里面很难找到一些规律性的认识,也很难提炼出可供我?#20146;?#20026;一种定则的事情。这是一大困难。

  有人问,有人发现有(地震)前兆,你们为什么不听?前兆有时是狗在跳,有时是马在奔跑,有时是猪不上圈,这些都有,可并不是每次地震都?#23567;#?#36825;)与地震到底有什么因果关系,搞不清楚。在地震预报上(前兆)并不是经常发生,所以我们很难凝练它的规律性,凝练出发动的模型。

  2、地震发生机制不同

  第二,发生地震的机制又不太一样,例如日本3·11大地震是两大板块搓动引起的,而汶川8.0级地震是由于龙门山断裂附近壳曼物质的运动和地表物质向下收敛碰撞引起的,还有由火山而引起的地震。总之地震发生的物理机制不一样,所以不能拿这个地震的规律去套另外一个地方,这是第二大难点。

  3、前兆现象研究力度不足

  第三大难点,我们现在对前兆现象的研究不够,即这些前兆到底跟地震的发生、发展和过程?#34892;?#20160;么因果关系。汶川地震发生时,有人报蟾蜍出动,当时(四川地震局)就去请教一些生物学家,他们说5月份正好是蟾蜍产卵期,不但这个地方的蟾蜍出动,其他地方的蟾蜍也出动了,所以这?#21442;?#27861;?#24471;?#36825;里就有地震。

  地震预报,由于它的机理、频?#21462;?#29616;象等我们知道的很少,确实很难(预测)。

  深井观测目前只是科学实验,还不足以支撑地震预报

  现在关于地震预报的问题,我们只有从观测上入手。我们觉得要抗震建筑和地震预报同步,?#25945;?#33151;走路。

  另外就是想通过深井观测,日本在做,美国也在做。美国在圣安德烈斯大断层附近打了一口很深的井,因为那里经常发生地震,把仪器放在井里,(但)因地面干扰因素很大,特别电磁波的干扰等,所以早期的记录,(从)地震刚刚开始发生(记录)。因为我们设定地震的发生是由震源附近的介质受力之后开始破裂,我们称之为微破裂,就是微小的破裂。当应力不断增加的时候,破裂不断扩展,当在二维空间形成一个破裂面的时候,就是此次地震能量初级已经到达临界状态。在此状态之下,就有可能冲出地表,发生地震。所以人们试图去记录地震整个破裂的全过程。

  在这个问题上是否一定有把握,就能够预报出什?#35789;?#38388;发生地震?现在只能说这还是一种科学的实验,但我们希望通过这样的实验取?#23186;?#20026;量化的认识或是结果,通过这些数据了解地震可能发生的时间、地点?#21462;?/p>

  而(地震)强度问题就要经验和物理预报相结合。例如现在正在活动的一些地震带,云南、四川地带、青藏高原南缘等,通过这些活动地区历史地震的统计,加上现代化的观测,再与井里观测和深部壳曼结构结合起来,(可以)试图预报地震强?#21462;?#29616;在这只是一个正在实践的想法,结果怎样,还有待我们科研结果的检验。当今正在开展地震预警研究,即利用P波与S波到达间的时差(约10秒-1分钟)来进行预警的实验。

(二)关于地球物理研究

  为什么要研究地球物理?地球内部研究关系到人类文明

  提问?#28023;?#22320;球物理研究)这样的基础理论研究对于普通老百姓有什么影响?

  滕吉文:在国外我的攻读学位是“物理-数学?#20445;?#22238;来之后就一直投入到地球内部物理与动力学研究。为什么我的兴趣转到这儿来了呢?我记得白居易《长恨歌》里头有两句词,叫做“上穷碧落下黄泉,两处茫茫皆不见?#20445;?#23601;是说地球物理研究的是未知的、看不见的,而必须靠一系列观测,然后通过数学模型、大?#22270;?#31639;来反演,认识地球内部。也就是说,搞地球物理的人必须越过地?#36739;擼?#21435;抚摸地球内部的动态脉搏。

  基于这样一个前提,我觉得地球内部的研究应该是对人类进步非常重要的。在世界上最早发展起来的国家,比如法国、意大利,他们是靠大量能源资源的消耗而换取的。中期像美国、德国这一系列的国家,也是靠大量资源和能源的消耗换取的。中国现在要快速工业化,要经济腾飞,我们正处在这个前沿和它的过渡时期,我们必然也需要大量资源和能源的消?#27169;?#36825;是不可避免的。

  而可再生资源毕竟是有限的,化石能源现在在世界各国仍然是主体。我们国家地大物并不博,矿产资源贫乏,比如我们的铁矿,对外?#26469;?#24230;达到50%以上;铝60%左右;铜矿70%左右;我?#20146;?#38656;要的钾盐达到80%左右。

  我们缺油、缺气、缺矿,可国家又要向现代化发展,而且要建设世界强国。怎么能达到世界强国?资源能源问题非常棘手。

  矿产资源对一个国家的发展太重要了,实际上地球内部为世界各国提供的资源能源量是非常大的,如果没?#22995;?#22823;量资源能源的消?#27169;?#21487;?#36816;?#20063;没有今天的文明世界。所以资源能源的消?#27169;?#26159;我们人类社会进步、现代化过程一个不可缺少的战略物资。

  第二深度空间可发现更多矿产资源

  我们国家的矿产资源在一般人的?#29616;?#37324;,自古以来还是?#20873;?#22909;的,古人就开始开矿,特别是从奴隶社会进入农业社会,因为石器、铁器的出现。可是我们当?#38381;?#30719;主要是靠老百姓,或者一些这方面的工业人员,用肉眼与地表的联系,看看这儿有没有,有的话就把它挖出来,这是很浅的,地表附近的。解放?#38498;?#25105;们国家国土资源部的?#25913;希?#30719;产资源是500米,深度是0到500米,大部分矿产资源开采的矿是350米。换句话说,半个多世纪的过渡,我们浅部的矿产资源能找到的可?#36816;?#22522;本上(都)找到了,当然不能说是百分之百的找到。

  下一步怎么办?2006年我就在国土资源部地?#22763;?#23398;院的会上提出来:基于国家这样的状况,我们必须进行第二深度空间的资源和能源的勘察。当时我提出来,要在500米到2000米这个深度范围里找矿,能够发现大型或者超大型的矿产资源,当然这?#34892;?#36229;前。

  2007年,我在中石化南京一个学术年会上提出了石油的问题,本来我们国家油气就不多,怎样向第二深度空间去找油、要气?当时我提出要在5000米到1万米这个深度范围里头开采油气。

  前苏联在北极附近科拉半岛打了一个12.26公里的深钻,这个深钻在打到12公里左右的地方发现了一系列的金属矿产的矿化(指蕴藏在地层中可供开采利用的物质超过地球化学的背景值有相对集中浓集分布且达到一定丰度的地质现象。),发现了30多种矿化,有8种有用的矿产,甚至在10公里左右处还发现了有银伴生的自然金。

  这就告诉我们一个事实:金属矿产资源在第二深度空间是有保证的,而这个对我们国家,至少在本世纪是?#36136;?#30340;。石油在5000米到1万米也是?#36136;?#30340;,因为在塔里木盆地曾经打过一口钻,8040(米),还发现有很厚的?#33258;?#23721;和液态的烃,这就表明油也好,金属矿产资源也好,在第二深度空间可以发现更多的矿产资源。

  这个观点提出十年之后到现在,(我国)发现了一系列大型矿床,比如四川会理的麒麟铅?#38752;?#24202;,达到1300米左右;山东禹城附近的金矿,现在也达到1300米左右;辽宁本溪的铁矿,打钻已经打到2200米,这个铁矿还没有打穿,估计可能要打到2500(米)左右;在新疆喀拉通克一个铜矿,在钻机打到1860米的时候才发现富有的铜矿。

  中国能源勘探在某些方面仍相对落后

  提问:目前中国的能源勘探发展到了怎么样的水平?还面临哪些困难?

  滕吉文:

  问题一:没有清楚的?#29616;?/p>

  现在就两个问题,一是我?#20146;?#20026;人认识的理念还不够深入。人们往往习惯于挖一挖或者动一动,很浅的地方就能够有矿,打一个很浅的钻,1公里、2公里就可以打到油,人们习惯于这样。在浅部找矿的时候也并不容易,往深处去难度更大。所以在认识上是不足的。这就告诉我们一个事实,在困难面前不能畏惧。

  问题二:理论模型与仪器设备等不?#35270;?#20013;国国情

  第二点就是我们现在的仪器装备仅适宜于?#20873;?#27973;的“资源”勘查,?#32423;?#20250;发现一些深部的东西,但这不能代表我们的仪器能完全?#35270;?#31532;二深度空间。中国目前的仪器设备基本上都是舶来品,国外都是从自己的国度出发,例如汽车,德国的桑塔纳也好,帕萨特也好,刚进入中国时,从上海往苏州跑经常爆胎,因为温度太高,而在德国不需要考虑到这么高的温?#21462;?#21516;样在美国这些地方,它的石油和页岩气都很?#24120;?#29992;不着考虑那么深,在中东也就是3、4公里左右就够了,这是在实践上。

  在理论上也是这样,比如一些国外已经用了的成熟的模型,到我们这里来正演的时候还都不错,反演?#26412;?#38382;题很大。为什么?就是因为(它)不?#35270;?#20110;我们的实际构造与岩相条件。

  所以我说我们国家有的时候提出要办成一流的大学,一流的研究所,我就问他,一流的大学,有没有一流大学的教授,有没有一流大学的教?#27169;?#26377;没有一流大学的图书资?#24076;?#26377;没有一流大学的仪器设备?如果都没有,完全是空谈。

(三)关于中国制造

  仪器制造业如果不自主创新,我们就不可能达到世界科技强国

  提问:您是如何?#21019;?#20013;国制造的整体水平?

  滕吉文:现在我们国家广泛来讲,不管是哪一个科学领域,对仪器的研发我们普遍是落后的,尽管某些个别仪器?#20873;?#22909;,甚至超过别人。这样一个落后的?#32622;?#24590;么样能够改变,首先我觉得就是人,人要有思维,任何一个科学问题,如果没有一定超前的思维,是不可能创新的。

  我曾在北大、科大、清华都讲过一个问题:0+1,和1+δ的事情。0+1是什么?从没有到有,这?#20146;?#20027;创新。1+δ就是在人家的基础上,添枝加叶。

  钱学森有一句话说:尽管两弹一星我们已经做出来了(这是钱学森的原话),但那是别人的技术,我们不过学会了这个技术,制造出来,这不是创新,我们要靠自己自主创新。

  为什么我们这次对墨子号卫星的发射如此重视?就是因为量子通讯是我们发明的,而且到目前为止没有哪个国家可以破译,至少在十多年到二十年间,我们可以保持,在通讯保密上我们有把握,这是我?#20146;约?#21046;造的。如果仪器制造行业不向这个方向看齐,我们就不可能达到世界科技强国。

  飞机也好,航母也好,最缺少的是什么?是那种(拥有)高技术、高能的匠人,而不是缺一个博士,一个教授。在这个问题上我们还有一段路要走。

  科学精神是踏实学习,扎实工作,善于发现,勇于创新

  提问:什么是科学精神?

  滕吉文:踏踏实实学习,扎扎实实工作,善于发现,勇于创新,这就是科学精神。

  提问:您对年轻的科研工作者有什么建议?

  滕吉文:现在的评价系统?#38498;?#22810;年轻人来说压力太大了。我并不是说要?#34814;?#19981;好,要?#34814;?#24403;然好,但是不能超限、超载。现在为什么我们的仪器设备和制造业发展不太理想,没人愿意去做。他要发表文章,做仪器三年五年也不会产出一篇文章。

  但年轻人本身也有问题,太浮躁。他?#20146;非?#30340;是什么,用他们的话讲,就是天天快活。现在非常缺乏为事业而献身的精神。

  所以现在做真正的基础理论研究的人?#20873;?#23569;,愿意坐冷板凳的人?#20873;?#23569;,而求短平快的人?#20873;?#22810;。然而短平快往往是不可能?#22995;?#27491;的创新,因为没有积累就谈不到创新了。为此我们的年轻人一定要不忘使命,刻苦奋斗,为将我国建设成为一个科技强国而永不停步!

 
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