致敬!清华教授疫情期间出海24天,归来后感叹:实践出真知
本文于6月25日刊于《中国教育报》APP“高教”板块
2020年4月2日,完成长达24天的南海科考任务后,中科院“探索一号”科考船载着“深海勇士”号潜水器,平安抵达三亚。
“深海勇士”号是我国第二台深海载人潜水器,它的作业能力可达到水下4500米。本次科考中,它连续下潜22次,对于促进我国海洋资源的保护和利用,意义重大。
“深海勇士”号准备下潜
清华大学深圳国际研究生院马辉教授、廖然副研究员也参与了此次科考任务。然而,从登船之前一直到科考任务完成,他们一直在与一个又一个“拦路虎”战斗着——
“疫情防控期间,我们的团队成员全都到不了,当时确实非常紧张。”
“海况差,晕船的人急剧增多……挣扎起来吃饭,还是不行,晕得头重脚轻,只能回房间继续躺着。”
“把仪器带上船之后,我们也学到了很多……我们以前做的方法,就不对!”
人手短缺、身体不适、意料之外的发现……回望24天的行程,马辉和廖然感慨:只有经历大风大浪,才能领悟“路遥知马力,实践出真知”背后的意义。
马辉(左)、廖然(右)在“深海勇士”号前合影
疫情之下,教授变回博士生
廖然的科考日志
3月10日 星期二
今天是非常有意义的一天,我们一起搭乘“探索一号”科考船出海,参与TS16航次。
上午,我们在“探索一号”科考部盖主任指导下对所有仪器进行了防滑、加固,下午和晚上进行了多次培训。我感慨颇深,很多“微创新”其实也是黑科技,匠心独有。
一天下来,我有点紧张、兴奋、疲惫和头晕。随着对这只队伍(战友)的熟悉,对船和航次的了解,我对这个航次的顺利进行充满信心。
3月10日,马辉和廖然将自主研发的穆勒显微镜、偏振相机两台仪器顺利地送上了“探索一号”,随船离开三亚。
三亚港口一景
上船时的心境,恐怕只有他们自己才最明白——在此之前,两人其实已经艰苦奋战了3个月,只为了将两台仪器送上考察船。
去年12月,得知“探索一号”即将出航的消息,马辉和廖然便投入到了准备工作之中。他们准备了三台研发中的仪器,希望通过水下测试收集数据,继续优化仪器设计。
然而,计划终究赶不上变化。受疫情影响,仪器的交付大幅延迟。
马辉和廖然不得不放弃其中一台仪器上船的计划,尽力确保穆勒显微镜和偏振相机能够顺利登船。
“我们很早就拿到了材料,做了现场考察,做了大量的调试、实验,都是为了这次科考做准备。”回顾出发前的准备过程,廖然难掩遗憾之情,“虽然是‘马后炮’,但如果没有受到疫情影响,我们本可以干得更漂亮的。”
马辉教授(前)和廖然副研究员(后)在自制穆勒显微镜前
更大的挑战接踵而来。团队中参与仪器研发的同学们受疫情影响,无法来到实验室开展调试工作。因此,春节假期刚过,廖然就回到了实验室:没有助手,只能自己一次次调试;没有配套仪器,只能自己撸起袖子DIY。
“我们当时需要很多零部件,厂家暂时没有复工,怎么办?我们只能回到创造工具的状态,有啥用啥。”
“所有的老师都重新变成了博士生。”廖然笑道。
廖然副研究员(左)与中山大学谢伟教授交流
廖然的科考日志
3月13日 星期五 晴 27°C 浪高2级
今天想好好观察一下表层海水的浮游生物。以前实验室采海水非常费事,现在置身大海,身在福中必须有所作为。
出发之前想到了要带采水器,但是阴差阳错忘了。不过这个难不倒我们——自己制作。废旧矿泉水瓶,加上借来的绳索,一个简易的采水器做成了。
打水上来,赶紧观察。很遗憾,没看到浮游生物。不怕,咱们带了离心机,用它富集。船太晃了,咔嚓,离心机异常,不敢再冒险。听说谢老师有抽滤机,刘老师有水桶,去借来用用。谢老师和刘老师非常支持,下午富集成功了。
将两台仪器送上“探索一号”,离开三亚,“重返博士生”的日子却才刚刚开始——茫茫大海,条件有限,任何实验都需要身体力行。
采集、抽滤海水样品
马辉和廖然还没来得及适应船上的科研环境,大海就给了他们一个“下马威”——晕船。
春季的南海,海况并不稳定。不时袭来的大浪所带来的不适,不仅剥夺了科考队员们的食欲,更让思维的正常运转受到了影响。
海上积云
廖然的科考日志
3月15日 星期天 多云 26°C 浪高5级
今天船一直在极力航行,加上今天海况较差,晕船的人急剧增多。
我吃了药,但也扛不住。早上照旧早起,到实验室,感觉有点晕。早饭没吃,回房间在床上躺着。
中午感觉好了点,挣扎起来吃饭,还是不行,晕得头重脚轻,回房间继续躺着。船速很快,海况也不好。常常感觉船腾空起来,又重重砸在水面上。
廖然对当时的情景记忆犹新。“你在房间洗澡,抹洗发水的时候在房间这一头,一开始揉搓就被颠簸到了另一头。这二十几天下来,我体会到船上是减肥的好地方,食欲没了,精力也没了。”
为了准备“深海勇士”号的下潜任务,马辉和廖然也只能强忍晕船带来的不适,全力投入设备调试工作中。
廖然用“见缝插针“来形容他们的工作,“工作毕竟还是第一位的,我们的应对方法只能是吃药,强迫自己吃药。”
缓解症状的盐酸异丙嗪吃了一片又一片,这群“博士生”们终于熬过了第一周的适应期,全方位投入下潜任务的准备过程。
队员们在后甲板上作业
下潜之后,我有三个“没想到”
廖然的科考日志
3月22日 星期天 晴 29°C 浪高2级
第一次深潜时间紧张,体验丰富,既要照顾仪器正常工作,又想看尽海底风景,幸好两位潜航员鼎力相助。
结束后盘点,收获3只海参、6管底泥、2瓶水,带给杜老师和我自己一批数据。
另外,我亲眼见到了很多海底、海水的现象,对潜器的光学组件有了更多了解。这些都够我咀嚼一阵子。不虚此行。
3月22日,廖然乘坐“深海勇士”号,下潜到了4000多米深的海底。下潜任务主要是利用偏振相机拍摄海底的照片。海底光照不足,水中还有各种悬浮颗粒,偏振相机如同“火眼金睛”,可以帮助科学家们捕捉到更多更准确的信息。
廖然进入“深海勇士”号潜水器
廖然原本计划沿着海底的山脊拍摄,获取不同深度的海底照片。但真正抵达深度超过4000米的海底之后,廖然才发现,有三件事情,是他在下潜之前从未想到的。
在深海,潜水器的窗口将会承受巨大的水压。在不同的深度下,窗口的受压情况也不一致,这就会使光透过窗口之后的传播情况发生变化。如何发现并消除深度变化对相机拍摄的影响,便是一个棘手的问题。
“之前我们意识到了这个问题,下水之前也做了一些准备。可下潜之后却发现深度变化造成的影响太大了,这是我们没有想到的。”
海底景色
廖然的科考日志
3月22日 星期天 晴 29°C 浪高2级
本来计划沿着山脊走,考虑到采岩石,我们改走山坡边,遇到看似松散的石头,就去敲敲试试。山坡上有从上往下的小沟,像冲刷下来的;还有很多白色的突起,刚开始以为是石头,机械手抓起来才发现是白泥。
两位潜航员非常尽心尽力,只是没有遇到松散的岩石,我有点不甘心,便怂恿潜航员硬抓试一下。闻得一声闷响,吓了我一跳,只见机械手死死抓着石头,然而没有取下来。我问副驾李老师怎么回事,他说这是潜器触底的声音。我赶紧让他们暂停,不冒险了,安全第一。
海底无比复杂的环境,正是第二个“没想到”。尽管每天船上都会组织科学例会,由已经完成下潜任务的老师报告自己的工作,但廖然发现,“真实的海底”和“例会上的海底”仍然相距甚远。
“采石头,本来是我们下潜的一个目标。但我们几乎摸遍了所到之处的石头,却没有一个石头采得回来。后来我才知道,这个地方在造山运动时有岩浆喷出,这里的石头是有‘根’的。”
随潜水器下潜的采样篮
第三个“没想到”,是没想到下潜之后竟会如此繁忙。通常一次下潜任务会持续6-7小时,廖然本以为这是一项“无聊”的任务,“反正就是机器在那干活,也不用怎么操作”。然而,在实际的几个小时时间里,廖然需要负责观察、拍照、设定仪器参数,忙得不可开交。
“潜水器里有三个人,我和两个潜航员在一起。几个小时过去,我们甚至连聊天的时间都没有。”
廖然在例会上汇报工作
廖然的科考日志
3月26日 星期四 晴 29°C 浪高3级
最近我和小麦追着潜器窗口的问题,一直在做实验、处理数据。
面对具体问题,觉得自己知识不够、能力不足,不过这反而激活了潜能,我们殚精竭虑想办法、千方百计求答案,每天都精疲力竭又兴奋不已。
虽然科考过程中充满了“没想到”,马辉和廖然却始终感到无比兴奋。
兴奋,首先来自“高手过招“的氛围。“在这样一个密闭的环境下,突然有那么多高人跟你在一块,哪怕没能和他们过招,只是向他们请教,就让我觉得很幸运,很兴奋。”
兴奋,更来源于在实践中发现问题、解决问题的乐趣。一连发现了三个“没想到”的廖然,通过与同事们的交流讨论,想方设法提出了偏振相机的新方案。
“我们每天在一起聊天,每天在一起讨论,我也很愿意在这个群体里推进自己的项目。在这样一个氛围里工作,和我在实验室自己钻研,感受完全是不同的。”
海上党支部会议
不到一线,永远无法发现问题
廖然的科考日志
3月31日 星期二 晴 28°C 浪高2级
我们的实验研究初步结果让人满意,规律明显,之前预想的物理模型能够工作,但是要克服测量方式的影响,获得样品本征特征,还有很多工作要做。
把我们实验室前些年的研究成果都调出来,可以获得一些资料,但要重新挖掘后才能付诸使用。我们一手做实验,一手调阅资料,总感觉还有更多的工作要做。船上条件有限,只能做个大概,细致的工作要在实验室完成。
要说本次科考任务中最令人兴奋的,还是要数各种各样的第一手资料。马辉和廖然针对自主研发的穆勒显微镜、偏振相机进行了多方面的测试,收获了大量宝贵的数据。
马辉正在做下潜前准备
其实,偏振相机在“探索一号”上的这次“首秀”,已是“姗姗来迟”。
“偏振相机的技术我们已经研究了好多年。其实我们早就应该把相机做好,放到潜器上,去看看谁都没见过的东西。”欣喜之余,马辉也感到些许遗憾,“我们最初只是把它当成一个科研项目,做校准、做样本、搭装置……花了很多时间,出了很多成果,但都是在外边转悠,没事找事,闭着眼睛找问题。”
“我觉得我们同学、我们清华的学生要动手、要有解决问题的能力,要知道去发现卡脖子的问题,而不是坐在实验室里头,等别人把卡脖子的问题拿来解决。”
满载而归的生物箱
“卡脖子”,这是马辉在访谈中提到次数最多的一个词。
科学需要勇攀高峰,但在他看来,“攀高峰”的前提和基础,是需要先发现那些值得解决的“卡脖子”的问题、那些值得攀登的高峰。而在海洋技术领域,这些问题的发现,不在书斋、不在实验室,而在现场、在一线、在实际的应用过程之中。
“我们有些科研,是看文献找缝儿,找人家扔下来、没用的东西,我捡回去擦吧擦吧,告诉别人:看,我有的你们谁都没有!”马辉不无遗憾地说。
队员们正在制作水下相机
廖然的科考日志
4月2日 星期四 晴 28°C 浪高2级
看着眼前的大包小包,我百感交集。
想着在疫情凶猛的那些日子里,我一人在深圳的实验室调试这些仪器,打包发送它们到三亚;
在三亚隔离宿舍,重新组装它们,做多种测试,再打包把它们运到船上;
在船上重新组装它们,在航次期间利用它们做各种实验、下潜,现在又打包它们准备运回深圳的实验室。
我跟它们一路相伴,度过了50多天;它们的正常发挥,带给了我们期待的数据;它们的不完美,指明了我们未来研究的课题。
4月2日,“探索一号”平安靠岸。24天的航程,留下了宝贵的实践经验,为今后的研究提供了难得的素材,更让马辉和廖然感受了“路遥知马力,实践出真知”的真谛。
“世界比你这个实验室要大得多,可能性更多。到了更大的世界,你会发现很多新的问题,但最后你发现的价值,往往是颠覆性的。”
科考队员全家福
采访后记
中国要在世界各行业、各领域崭露头角,必然会面临越来越多的“卡脖子”问题。
“我们已经到了找‘大题目’的时候。我们清华的学生应该把自己放出去,去做‘大题目’,去做学术大师、兴业之士和治国栋梁。”采访时,马辉老师的这一席话令我们陷入了沉思。
“大题目”确实难以攻克。但如果我们能够把实验室看作自己的“探索一号”,始终保持兴奋,与高手过招,观华山论剑,或许能迎来不一样的精彩。
把论文写在祖国大地上,是时候付诸行动了。
(感谢马辉、廖然、陈超群老师对本采访的大力支持!)
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采访:吕淑敏、魏海龙、杨逸飞、王仕韬
撰稿:王仕韬、吕淑敏
封面图:崔云涛
排版:杨文旭