世界当代科技史-第26章
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从50年代末开始，海洋调查方式由各国的单船调查发展到多国的联合调
查。1957—1962年的联合海洋考察，调查范围遍及各大洋，调查船达70艘，
有17个国家参加。1960—1964年的国际印度洋调查，有13国36艘调查船
参加，是对印度洋规模最大的一次考察。
（2）海洋自动遥测浮标
海洋自动遥测浮标实际上是一个海上水文气象站。它可以在海洋上定点
或漂流，进行连续观测，将所测数据用无线电传到海岸接收站。它不受天气
影响，费用比调查船低。50年代中期，海洋自动浮标开始受到重视。70年代
初，自动遥测浮标技术进入实用阶段。自动浮标有水面系留浮标、水下系留
浮标、水面上下综合用浮标和漂流浮标以及住人浮标实验室等几种。
水面系留式自动浮标是美国海军60年代初研制的。这种装置30年来已
遍布世界大洋。浮标上装有测量装置、无线电台和电源，以后又作了不少改
进，增加了测量表层水温垂直分布的热传感器，并装上了用人造卫星传递资
料的系统和用火箭探测7000米以下的对流层的系统。后来又产生了水下系留
浮标。70年代以后，将以上两种浮标结合起来的综合用自动浮标发展起来。
法国制造的L—55型就属于这种浮标。它的水面浮标呈圆柱状，体积大大减
小，因此减少了风浪施加的负荷。法国布置此系统后，收到很好效果。第五
届各国政府间海洋学委员会决定在全球海洋推广使用。在无法布设自留式自
动浮标的海域，漂流式自动浮标被广泛应用。美国研制的“海鸥鸲”漂流浮
标，是水下部分直径0。6米，上部直径1。2米的锥体。浮标上装有各种海洋、
气象和监测传感器19个。漂流式浮标随海流漂移，位置不断变化，因此要用
卫星或其他导航系统确定浮标的位置。这种卫星定位的导航系统体积小，很
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有发展前途。
海洋浮标是当代海洋工程的重要技术之一，现已取得很大进展。但它的
造价仍然较高，可行性还较差，使用受到一定限制。
（3）潜水器
潜水器分为载人潜水器和无人潜水器，既可作为深潜调查的工具，又可
用它进行水下工程。第一个潜水器是美国1934年制造的，可载人潜入到906
米深处。1953年，法国建成自航式潜水器“底里雅斯特号”；1960年下潜到
世界上最深的马里亚纳海沟，首创深潜10916米的世界纪录。60年代中期以
后，潜水器已发展到海洋研究和海洋作业方面。
在能够深潜到2000米以下的载人潜水器中，美国1964年建造的“阿尔
文号”具有一定代表性。它工作水深1830米，可载2人。1966年，美国军
队用它在西班牙找到了美国飞机丢失在海里的一颗氢弹。在1974—1976年，
改装后的“阿尔文号”在3650米的深度考察了大西洋中脊裂谷。“阿尔文号”
使用率很高。70年代末以来，它年航日高达197—220天，年下潜次数达81
—117次。加拿大于70年代将“南鱼座”系列载人潜水器投放世界市场。英
国开发北海油田时使用了这种潜水器进行海底作业。法国的“陆架潜水员
号”、“莫安娜号”和原联邦德国的“美人鱼3号”也都是先进的载人潜水
器。
1962年，法国开始进行海底居住实验。1964年，美国进行了“海底实验
室1号”实验。此后，美国又进行了“海底实验室2号”实验，潜水67米，
历时45天。30名研究人员分3组轮流在水下住15天。这些潜水器为人类提
供了海洋考察的基础。
载人潜水器要考虑乘员的人身安全，深海作业更是危险。因此无人潜水
器逐步发展起来。美国于 1958年首先研制出缆控可回收的遥控潜水器。60
年代至70年代初，由于军事和海底石油开采的需要，美国、英国、法国等国
都建造了无人潜水器。遥控潜水器比载人潜水器动力强大，造价低廉，没有
人身安全问题，在军用和民用方面都有广泛的应用。
美国60年代研制的都是系缆式自由航行无人潜水器。其中“CURV”型潜
水深度达3050米，“深拖号”潜水深度达6100米。西欧国家中法国生产的
潜水器最多，80年代初已生产了160艘遥控潜水器。中国在1980年已研制
出可在近海水域、深200米作业的无人潜水器样机。随着无人潜水器的性能
不断改善，这将会获得更大发展的广泛应用。
潜水器对材料的要求很高，不仅要具有高强度，而且要轻，耐腐蚀。无
人潜水器要求有很高的机动性与稳定性以及灵敏完善的操作系统。这些问题
有待于进一步解决。
5。海洋矿产资源开发
海洋开发有海洋矿产资源开发 （包括石油、天然气）、海洋能源开发、
海洋生物资源开发等几个方面。海洋石油、天然气等海洋能源开发已在有关
章节叙述，本节只介绍重要矿产资源开发情况。
（1）海水中提取镁和铀
海水中含有近80种元素。其中含量最多的有氯、钠、钙、钾、镁、碳、
溴等10种。除了提取食盐外，一些国家在19世纪就探索从海水中提取其他
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元素。1926年，美国第一次从海中提取了溴。1933年，美国道化公司研制出
一套年产3000吨的提溴设备并投入生产。当前世界70％的溴是从海洋中提
取的，年产量约100多万吨。
海水中含镁量仅次于氯和钠。第二次世界大战期间，为了获得更多的镁
以满足军事需要，美国于1941年建成并投产了第一座从海水中大规模直接提
取镁的工厂。从海水中提取镁的过程，是将海水与石灰乳混合，反应生成不
溶性的呈淤浆状的氢氧化镁，过滤后用盐酸溶解生成氯化镁，经过蒸发、电
解生成金属镁和氯气。这样得到的镁纯度达99。8％。从此，美国大力发展海
水提镁工业。战后耗用的镁，几乎都来自海水。其生产技术不断成熟，成本
不断下降。40年代以后，美国从海水中提镁的经济性已高于从矿石中提镁。
60年代初，全世界每年从海水中生产的镁约15万吨。80年代初，其年产量
已达150万吨，占全世界镁的总产量的60％。
海水中铀的浓度仅为0。00334毫克／立升，但由于军事和能源工业的需
要，从40年代就开始了海水提取铀的研究。第二次世界大战后不久，英国倍
斯特尔领导的小组就试验用离子交换树脂从海水中提取铀。英国的哈威尔原
子能研究所采用连续逆流萃取技术，从20升海水中得到了60微克的铀。但
这种技术经济效益低，没有推广价值。50年代，英国学者用氢氧化钛作吸附
剂，以细棉布或玻璃棉作载体，从海水中吸附铀。这种方法也存在许多问题，
1964年已经停止采用。
日本学者尾方昇和垣花从1966年起选定钛酸、硫化铅、磷酸酯等作吸附
剂进行海水提铀的探索。1981年，日本在香川县兴建了一座年产10千克铀
的海水提铀试验厂。
中国海水提铀研究已有20多年历史。1970年，中国从海水中提取了30
克铀化合物，走在日本前面。现在已从海水中提取了数千克铀，是当今世界
上海水提铀较多的国家之一，同国外相比，技术上各有特色。中国在海水中
提取镁、溴、碘、钾等方面的研究，也已取得许多进展。目前中国海水提钾
的技术水平居世界前列，但实现大规模工业化生产尚需一段时间。
（2）海底锰结核的开采
1873年，英国“挑战者号”调查船在大西洋底部发现了大量锰结核。它
含锰25％，铁14％，还含有铜、钴、镍等20多种元素。据科学家计算，世
界大洋锰结核总储量可达 3万亿吨，而且它还以每年几千万吨的速度在增
加。本世纪50—60年代，美国、西欧、原苏联等国都对锰结核作了重点调查。
日本70年代建造了专用调查船勘查锰结核。1984年以后，中国在北太平洋
区域、南海海域都采到了锰结核。
50年代，美国开始探索锰结核的开始。1970年后，各国都争先恐后进行
锰结核的开发。近10年来，各国大洋采矿投资约2亿美元，比10年前提高
了近2倍。目前比较可行的开采技术有两种。一种是连续索斗式。它是用一
根10000米长的环形尼龙缆绳，等距离系挂一个个采矿挖斗，通过绞盘使沉
到海底的缆绳不断循环运动，带动挖斗把洋底表面的锰结核挖出来送到采矿
船上。1972年，日本、美国、法国等6国20多个公司在夏威夷海域4900米
深处，以这种横曳式采锰结核取得成功。另一种开采技术是泵式。将泵室置
于采矿船与海中输送管道中间的浮筒内，浮筒中充以高压空气，用真空吸气
机吸取海底锰结核，再由管道送到船上。1978年，美国在夏威夷海域5200
米深处先后用液压泵法和空压泵法连续采锰结核，日开采量为300吨。
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1980年，美国专门制订了“锰结核开采法”，并已生产出日采锰结核5000
吨的先进设备。日本于1982年制订了“深海海底矿业临时措施法”，成立了
深海资源开发公司，已能用泵式方法将锰结核吸上海面，最快时每小时可吸
40吨。英国、法国、原苏联也在进行试验性开采。第三世界国家为维护本国
的海洋权益，近年来也积极投入大洋锰结核勘探开采活动。预计到本世纪末，
锰结核的开发将实现商业化生产。
1974年，科学家发现了海底热液矿床。它含有铜、金、银、铂、钴等多
种重要元素，而且比锰结核相对容易开采。美国、日本、法国、加拿大等国
从80年代初开始对海底热液矿床进行大规模调查研究，积极准备开采。有人
认为，海底热液矿的商业性开采，有可能在锰结核商业性开采之前实现。
6。海洋生物资源开发
海洋生物资源极其丰富，已知有海洋生物20多万种，其中约有18万种
动物。科学家估计，世界海洋可提供的食物要比全部耕地提供的食物多1000
倍。
第二次世界大战以来，出现了合成纤维织成的防腐渔网、液压传动的动
滑车、绞网机等先进技术，海洋渔业的机械化、科学化程度不断提高。1950
年，世界捕鱼量为2110万吨，到1989年已增至近1亿吨。60—70年代，一
些国家又提出了“海洋牧业”的设想。海洋生物资源的开发出现了捕捞业与
增养殖业并举的局面。
（1）海洋捕劳船
本世纪50年代，渔业机械化迅速普及到各国。到70年代中期，主要渔
业国渔船吨位增大，数量增多。1959年，全世界大于100总吨的渔船为4100
艘，到1978年已增至2万余艘。1974年，确认200海里领海后，由于不能
去别国领海捕捞，各国开始转向发展较经济的、远近皆宜的中、小型渔船，
并从单一作业船向拖、围为主的兼作船及多种作业船发展。公海渔船也大批
建造出来。40年代出现的综合船队，到60年代已颇具规模。综合船队由捕
捞船、运输船、基地船组成。基地船除加工外，还能为捕捞船补给所需物品，
提供医疗、文娱、小修等服务。70年代初，世界上已出现万吨级以上的基地
加工船和渔业运输服务船。
（2）鱼群探测技术
50年代以来，鱼群探测技术迅速提高。探鱼仪的性能逐步改善，除了垂
直探鱼仪外，60—70年代还出现了水平探鱼仪。70年代后期，挪威生产出
CD环视声纳系统，使用计算机收集和综合处理船上各种仪器的数据。在荧光
屏上显示出渔船、渔具和鱼群的状况及整个捕捞过程。现在，红外探鱼仪、
激光探鱼仪也已投入应用。50年代后，一些国家利用飞机探察鱼群。1978
年，美国发射了专业卫星，使用多光谱扫描仪和高分辨辐射仪，获得渔业情
报图，通过传真系统，提供给渔业公司和渔民。1979年7月，原苏联的宇宙
飞船利用遥感测到非洲以东250—300公里的海面上有100公里长、2公里宽
的大面积鱼群，立即指挥渔船赶去捕捞，获得了日捕鱼量45吨的特大丰收。
近些年来，一些国家发展了诱鱼技术。它是利用某些鱼类的生活习性，
创造某种条件把鱼吸引到一起，进行捕捞。现在采用较多的是光诱捕鱼和声
诱捕鱼技术。
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（3）海洋种植、养殖业
海水种植就是人工培育海生植物。海洋养殖是人工生产苗种、养育海生
动物。由于仅靠捕捞已不能满足人们日益增长的需要，而且捕捞过度会造成
海洋生物资源枯竭，所以本世纪中期以来海洋种植、养殖业发展很快。在这
方面，中国、日本、印度、南朝鲜和原苏联位居世界前列。50年代初，中国
在北方海域种植海带技术已经成熟，并通过科学研究把属于寒流海域的海带
逐渐南移，50年代末已在东海的浙江、福建大量繁殖。70年代，中国选育出
两个高碘、高产新品种。目前中国已形成黄海和东海两个养殖区，在海带、
紫菜等种植方面，产量居世界第一，对虾养殖也处于世界先进水平。
日本现已发展了海底农场，从事人工养殖的企业1。8万多个，海水养殖
的产值已占沿海水产业总产值的39。6％。日本在海湾、河口等地建立了计算
机控制的孵化场、海藻场和牡蛎养殖场等自动化综合牧场，养殖的名贵鳟鱼
近10年产量增加了10倍。原苏联海水养鱼的年产量已超过8万吨。到1990
年，美国建立了4万公顷的“海洋农场”，大面积养殖巨藻，并开展珊瑚岛
资源的人工养殖和开发，年产值达1000万美元以上。目前，海水养殖的鱼种
已近百种，此外还有虾类、贝类、藻类等。1989年，世界养殖总产量增至1320
万吨，占世界水产总量的14％。
海洋养殖业的发展，开辟了海洋生物资源开发的广阔前景“耕海”、“牧
鱼”时代即将到来。
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十一、几个重要领域的科学技术进展
当代基础科学和应用技术的不断进步，推动了社会各个领域科学技术的
蓬勃发展，其中农业科学技术、医药科学技术、军事科学技术的发展尤为令
人注目，影响也较大。60年代以来，全球环境问题日益引起人们关注，各国
纷纷投入力量进行研究。一门新兴的综合性学科——环境科学应运而生。
1。农业科学技术的发展
本世纪50年代以来，农业生产技术迅速进入到了高度机械化、电气化、
自动化和化学化为特征的先进技术行列。在新技术革命中产生的高新技术特
别是生物技术不
