21世纪,海洋时代

21世纪,海洋时代

近代以来,人类大力发展科技与社会生产力,在改造自然方面取得很大成就。但是,人与自然之间的矛盾一直存在,生态环境有恶化的趋势,这对人类的生存提出挑战。21世纪是海洋世纪,中国提出“一带一路”倡议,其中“一路”指的就是21世纪海上丝绸之路。如何认识海洋的环境、生态与经济价值,以及海洋对未来生活的影响,值得我们深思。

本报告分为三个部分,第一部分为自我介绍,分享我的人生T字形发展、科研螺旋式上升经历。第二部分以地球格局看天下,俯视海洋,心怀天下。第三部分介绍21世纪海洋科技发展,在这个幸运的灿烂时代,希望大家有志做海洋的弄潮儿。

一、人生T字形发展、科研螺旋式上升

无论是T字形发展,还是螺旋式上升,人生不能一蹴而就,需要一个长期且全面发展的过程。

1989年,我本科就读于中国地质大学。入学时,学校发给每位同学一套地质装备,做地质人的感觉随即涌现。做地质科学研究曾经很辛苦,以前有句调侃:“远看像逃荒的,近看像要饭的,仔细一看是搞地质的。”随着时代发展,那个艰苦的时代已经成为过去式。回首我的大学时光,可用四个短语总结:青葱岁月,条件简单,革命浪漫,勇往直前。大学期间,我系统地学习数学、物理、计算机与地质等学科,为后续科研发展打下了坚实基础。

什么是“T字形发展”呢?这一横是基石,支持纵向上的系统发展。我总结出四个实用理论,很适合我自己的人生规划。在此,分享给同学们。

第一个理论叫“冒泡理论”。在学计算机算法时,经常要为随机数排序,有一种方法叫作“冒泡算法”。具体过程如下,我们先把最大的那个数找出来,随后再把第二大的数找出来,依次类推,最后就把所有随机数的顺序排好了。

在一个新环境里,如何发展自己?每次只要提升一步,很快就可以在新环境中脱颖而出。我本科毕业时,“冒一下”成为班里唯一的推免研究生;在中科院时,“冒一下”到了欧美留学;留学时,“冒一下”在学习上比他们好一点!那时,有个美国同学问我:“你什么时候回中国?”那是一种很强的刺激。于是,我几乎每天晚上十二点都返回实验室,装上新样品。第二天一早,再把样品取出。这样,在不影响他人实验的情况下,我每天可多测一条曲线,一年就可多测好几百条。有了大量数据作支撑,随后,我的科研就全面开花,在岩石磁学领域小有成就。

第二个理论叫“台阶理论”。很多同学常会迷茫,虽然想得很远,但不知道下一步该怎么做。“台阶理论”告诉我们不要好高骛远,只要下一步比现在高,就可取。比如,同学们从高中来到南科大,这是很好的一步台阶,非常可取。毕业时,是不是非要去美国、去哈佛才算成功?非也,只要找到比目前的平台再高一点的就可以了。人生一步一步来,稳住心态,不要激动,不要茫然,也不要毛躁。慢慢走出舒适圈,每隔一段时间迈上一个新台阶就好。

第三个理论叫“外延理论”。在科学研究时,一定要有学科交叉,围绕自己的研究中心,丰富相关知识储备。比如,我的研究生专业是应用地球物理学,用物理的方法研究地球。我感觉只用物理方法不够,于是主动去买各种地质书籍,拓宽知识面。

第四个理论叫“‘坚持’理论”。在一个环境中,你可能不是最优秀的,但不要紧,通过坚持、不断努力就可以变得越来越好。通过坚持,我养成一种很自信的心态。2007年年底,我以“百人计划”身份回到中科院工作。2010年,获得基金委“杰青”资助。2016年,我到了南科大,这里精英聚集,身边高手云集,催人奋进。随后,我入选全国模范教师和教育部长江学者特聘教授。

回望人生与科研之路,越发感觉:要读万卷书,也要行万里路。

1996年到1999年,我从武汉到北京,完成了地理上的一竖;1999年到2007年,我游历欧美,最后回到了北京,完成了地理上的一横。2016年,我从北京到了深圳,拓展了一竖,阅历更加丰富。

行万里路,到不同的环境去闯一闯,可以获得观察世界的新视角,让我们从另外一个角度来观察这个世界,尤其是从不同文明、不同文化的视角感受这个丰富且奇妙的世界。相互借鉴不同的文化思维,会让自己的思维方式显著提升。

我的研究领域是海洋地质,所用方法以磁学研究为主。自然介质中含有各种各样的磁性矿物,在地磁场中,磁性矿物定向排列,从而记录了这些沉积物,或者岩石形成时的地球磁场信息。利用岩石记录的古地磁场方向信息,能构建全球板块运动的轨迹和方向等。利用地磁场强度信息,也可以追踪地球外壳流体运动。此外,这些磁性矿物还可以记录环境信息。自然界中连续的沉积物就像磁带一样,能够连续地把过去的地磁场信息记录下来。实验室的一些仪器就像是播放器,把沉积物记录的古地磁信息播放出来。古老的“磁带”会失真,如何利用各种方法还原失真信息,是科学研究的重点。

我把自己的科研体系设计成一个四维坐标系。X轴方向的研究聚焦在中纬度,从青藏高原到黄土高坡,再到北太平洋,三点一线。我和学生一起到青藏高原,到长江的源头,在5000多米的高原上采样,研究青藏高原隆生对中国地理环境产生的影响。在Y轴上,我研究全球的海洋洋流系统。海洋的水是连在一起的,因此,北半球和南半球的气候和环境信息相关。在Z轴上,地磁场从地核一直穿到地壳,并到达太空。通过研究地球上的岩石、月亮上的岩石以及各种陨石,我们可以探索地磁场和宇宙早期演化。零点就是综合物理、化学、生物、数学与计算机等学科,在岩石磁学基础理论方面创新。

在这个体系里,我们可以从不同的角度来研究地球,而且会有明确的研究方向与意图、目标与定位、树干与树根,不会在琐碎的小枝杈和树叶间迷失。

二、以地球格局看天下

(一)人类从哪里来

人类已经演化了几百万年,直到现在,演化还远未停止。我们人类的祖先叫作智人,大约10万—7万年前,从非洲东部地区出走。差不多4万年前来到亚洲,经过南亚,扩散到澳大利亚。1万多年前,全球气候变冷,海平面下降了差不多120米,白令海峡的路桥露出,智人迁移到北美。随后,通过几千年的发展,扩散到全美。玛雅人跟黄种人非常像,也是黑头发和黄皮肤;跟蒙古人长得有些像,这不是巧合。

智人很厉害!3万年前尼安德特人灭绝;1.2万年前弗洛里斯人灭绝;在智人行进的路上,澳大利亚和美洲绝大多数的大型哺乳动物灭绝。人类手里只拿石头、木棒、简单弓箭,烧几把火,在短短几万年之内,就从食物链中下游快速跨越到食物链顶端。人类的问题也随之而来。比如同学们爱吃甜食,这是基因决定的。在远古年代,缺少甜食,遇到蜂蜜得多吃。现在,甜食随处可见,人吃多了会引起身体不适。在自然状态下,青年人要出去闯荡,扩大族群发展。可是现在的大学生要在学校里学习,自然基因和人类文明之间会产生某种冲突,这是很多社会问题发生的根源。

(二)从地球上的地理、气候演化看人类生活、文明演化

中国的王朝更替大都发生在气候由暖变冷的转型期。中华民族是农耕民族,她的北方是游牧民族。气候一变冷,北方的游牧民族易遭饥荒,不得不向南迁移,入侵农耕区;南方地区粮食也会歉收,爆发农民起义,于是,王朝动荡。最近几十年,气候比较暖,国泰民安。可是,气候变暖一定是好事情吗?地球的环境非常敏感脆弱,宜居环境应如人体,温度高低要适宜。

在地球同一纬度上,气候相仿,所以文明在横向上易于发展。在中东地区培育的麦子能传到中国来,因为地处同一个纬度。美洲就不同了,在北美培育的植物,往南就可能种不了,因为气候变化太大。故早期的文明都发生在温带,纬度相似,且靠水而居。

人类最初能够产生文明的地方大都在高山和水流附近。比如,中亚造山带、喜马拉雅造山带、科迪勒拉—安第斯造山带、东非造山带/大裂谷等。造山带能量十足,是水的源头。印度河流域是产生文明的好地方;中国有青藏高原,有长江黄河,产生了华夏文明;埃及有尼罗河,产生了古埃及文明;两河流域对于早期文明发展来说,也是一个好选择。

接下来,人类发展最重要的就是东西相争,人类文明的地理视野是东西向逐渐扩展。比如日本,对古代中国人来说是太阳出来的地方,是世界东方尽头。希腊人称土耳其为安娜托里亚高原,之后改称为小亚细亚,再往后,这个地方叫西亚。为什么?因为东面发现了印度和中国。从地理名称的改变上,我们得知人类对世界的认知在慢慢地拓展。

古罗马帝国的领土围着地中海。从生物学的角度看,地中海的形状像一个活细胞,有细胞壁(四周陆地),有细胞器(各种小岛),有细胞液(海水),而且细胞液是流动的。人们乘着船,顺着地中海内部的洋流自由贸易,这是一个活的体系,带来了发达的商业。

随后奥斯曼帝国崛起。1453年,他们攻陷伊斯坦布尔,截断了欧洲通向亚洲的道路,欧亚商业交流陷入困局。欧洲人很想重新打通这条路。1492年,意大利航海家哥伦布开始环球航行。

我们思考一个问题,当欧洲文明变成一个偏僻文明时,如何再次崛起?欧洲的思路是通过大航海把自己重新变成世界的中心。哥伦布通过大航海改变了世界历史发展方向。大西洋有一个巨大的顺时针洋流,哥伦布出发后,顺着这个洋流到达赤道,然后向左一转,到达巴哈马群岛,在那里与印第安人相遇。

大约1万年前,美洲居民的祖先到达美洲后,几乎把当地大型哺乳动物都给消灭了。没有牛,农业发展受阻;没有马,军事发展缓慢。美洲作为一块四面环海独立的大陆,很少有外来病毒入侵。欧洲人抵达美洲后大力发展了农业和畜牧业,他们经历了一系列的流行病毒侵袭,身体产生了很强的抗体。所以,当欧洲人和美洲土著相遇的时候,90%以上的美洲土著死于疾病。

我们中华民族非常幸运。自古以来,东边有太平洋保护,西部有青藏高原作为屏障,南边文明发展较慢。如果中国北边被封闭,成为一个闭塞的文明,那就很危险,好在中国北方和欧亚大陆连通。

欧洲开启海洋征途打开了一个新格局。他们一路向南推进,绕过非洲,占领了印度。通过海洋将世界连接起来,欧洲人与中国人的相遇就成了历史必然。到1840年大规模接触时,中国已经开始落伍。

奥斯曼土耳其帝国曾经也很辉煌,一战以后,只剩下现今的土耳其这一块。中亚地区被人为地分出很多新国家。海洋路线大开发之前,中东是欧亚必经之地,是一个文明交界的地方。当海洋开发之后,这个地方的地位必然会下降。但是这个地方发现了大量的石油,是全世界石油最多的地方,于是其地位又显得重要起来。

在地质学家看来,这里有石油,一点也不奇怪。产生石油有几个因素:(1)产生石油的地方靠近赤道,生物繁盛;(2)在浅海的地方,水中阳光充足,有利于生物发展;(3)在构造地层扭曲的地方,比如两个板块相撞的地方,石油才能够被藏起来。中东地区完全符合这些特点,因而盛产石油,从而改变了人类文明的发展轨迹。

追溯历史,我们现在生活在一个幸福指数很高的时代。大家可以身处南科大这么优美的环境里探讨学术,这很幸福。但是,世界上的民族斗争,尤其在中东地区,从来就没停止过。所以大家心里要明白,这个世界确实还存在着阴暗面。

人类远未进化到高度文明的程度,文明可不是大家握握手,你好我好大家好,不同文明之间要争夺利益、地盘。为什么美国要制裁中国?不是因为你不聪明,不是因为你不友好,而是因为你的思路跟他不一样。将来世界肯定美好,但是目前只实现短时间的和平共处。对此,我们要始终保持清醒的头脑。

三、21世纪海洋科技发展

人类世界的发展历史,是不断拓宽地域和文明思路的历史,是逐渐从以陆地为主的文明过渡到以海洋为特色的文明的历史。19世纪中期到20世纪初,我们的经济发展落后了,中华民族走到了低谷,体验到落后就要挨打,体验到丧权辱国的痛楚。

难道是我们中华文明发展方向错了吗?难道我们拥有的文明不够璀璨吗?中国的唐诗宋词是文化瑰宝,是人类艺术的巅峰之作。所以,不是我们不文明,而是海洋文明发展以后,欧洲人重新定义了文明规则。按照“科学”标准,西方人把全世界的文明分为三类。第一类以西方文明为代表,因为拥有完备的科学体系,属于最上等的“先进”文明。第二类以中华文明为代表,有文明体系,但是没有科学体系,文明等级次之。第三类则以印第安文明为代表,既没有科学体系,也没有文明体系,文明等级最末。因此,欧洲人对美洲土著毫无怜悯之心,印第安人的土地可以直接被抢走。对待中国,欧洲人不能明抢,于是用租界方式来殖民。通过这样的划分,欧洲人控制了近代以来世界文明的话语权。

要跟上世界的步伐,我们就不能只怀念自己文明的历史荣光,只坚守在自己的土地上。到了21世纪,我们必须跟上时代步伐,与整个世界文明接轨,拓展海洋的生存空间,重塑中华文明的辉煌。

2013年秋,习近平总书记提出共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的重大倡议。“一带一路”是全方位的。一方面,通过高铁和空运,强化我们陆地文明的根基;另一方面,通过大力发展海洋,努力形成全球整体的空间发展战略。

在新时代,海洋是我们中国文明发展的命门。面对海洋,作为海洋科学家,我们要有清晰的视野;作为海洋中心城市和中国特色社会主义先行示范区,深圳将大力发展海洋事业与海洋产业。乘此东风,南方科技大学建立海洋科学与工程系,虽然才两三年,但是已在学科和人才方面快速发展。作为海洋人,假以时日,南科大的海洋事业、深圳的海洋事业一定会发展得更好,中国的大海洋时代一定会指日可待、翘首可盼。

21世纪是年轻人的美好世纪,也是实现海洋事业的重要机遇期。20世纪做地质学像逃荒要饭的;21世纪做海洋学则是高科技装备下海洋。深圳市有高科技,南科大有高科技。南科大海洋系的教授们正创建高科技的海洋观测系统和平台,他们把无人机、水下机器人、海底地震仪以及海洋浮漂等最先进的设备引入海洋观测,他们正努力引领大海洋时代的科技创新。

这个世界总体很漂亮、很美好。我们要让生活充满激情,以饱满的精神去发展。要想成功,需要人生T字形发展,科研螺旋式上升。对于海洋科学,其知识体系非常庞大,其广阔的思维方式让人震撼。对很多年轻人来说,这是一个新世界,一种新的思维引领。要想成功,需要年轻人多努力,多拓宽,让脑海里的知识不停地发酵,不断创新,在海洋的领域里面有所作为。

我相信,未来的5-10年,海洋事业一定会欣欣向荣。面对这个思想碰撞、信息更加爆炸的时代,期待大家一起为中国海洋事业携手奋斗

提问与回应

学生1:刘老师您好,您觉得从几百年到一千年的时间尺度来看,全球变暖有媒体宣传的那么严重吗?

刘青松:100年前,我们的气候还是属于正常的波动,很有规律。但是近几十年,全球温度像一根曲棍一样,加速上升。这件事情对我们全球化有多大影响?目前有两类科学家,一类支持全球变暖会造成很大的影响,而另一类则认为气候变暖暂时对我们人类还是有好处的。比如说北冰洋积雪融化了以后,下面的陆地就露出来了,可以被人类利用。我倾向前者,气候变暖太快会引起自然界系统的不稳定。自然界是协调的,突然增加太大的波动会引起气候失衡,产生更大的台风、更大的海啸,厄尔尼诺现象更加频繁,等等。我们还是需要对温度加以控制。

学生2:刘老师您好,我刚才注意到您分享的四个理论中,最后一个理论“坚持”是打了引号的。我想请问这个引号有什么深意?

刘青松:我觉得这个同学观察得很仔细,具有做科研的潜力。这个刘老师没有明讲,“坚持”有两个含义:一是方向正确的,二是方向错误的。我们的坚持一定是经过思考的坚持,有点像长跑,方向要对,然后再坚持。科学家有两类:一类像爱因斯坦那样的天才型,真的是站在科研的顶端;另外一类比较聪明,通过坚持、努力才走得远。从这两点来看,我加的引号有一些深层的含义在里面。感谢你指出来,让我有机会跟大家再分享一下。谢谢!