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?!比f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?!?0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。”萬步炎講述道,“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?!按饲?,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。”
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?!比f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?!焙脱芯吭合啾龋髮W(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?!皬那拔?guī)ё约旱膱F(tuán)隊,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。”
“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。”在海上漂了二十余年,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。“大學(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)計有誤,將導(dǎo)角進(jìn)行改裝后,鉆機(jī)終于順利取出樣品。“如果不是親身實(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??蒲幸嵘?,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。“‘海牛Ⅱ號第一次出海,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。”雪上加霜的是,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、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?!?/p>
只要肯堅持,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,如果沒有堅定的信念,面對困難輕言放棄,不堅持到最后,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?!?/p>
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。”
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。