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摘 要：习近平总书记“中国梦”思想，提出中国共产党的新的执政理念、指导思想和伟大目标——中华民族伟大的复兴。2014年12月，习总书记在视察江苏期间，把治国理政战略布局概括为“四个全面”：全面建成小康社会、全面深化改革、全面依法治国、全面从严治党。这实际上是对“中国梦”做的具体解释，是将“中国梦”条理化和具体化。“中国梦”的关键是实践，是实现伟大目标的行动，即“实干兴邦”，实施“四个全面”的战略布局。全国人民人人都有梦，不同社会阶层的人都有各自不同的梦想。“上天入地下海”，这不仅中国地质学家的梦，也是中国人的科学梦想。全体中国人的梦集合起来，为实现中国梦同心协力行动起来，积极参加中华民族伟大复兴的奋斗，中国梦就一定会实现，也一定能实现。“上天”：开发利用太空地质资源;“入地”：开发利用地壳深处地质资源;“下海”：开发利用海洋地质资源。这是解决中国资源问题的新的战略方向。
关键词：中国梦;上天;入地;下海
“上天、入地、下海”，这是中国几代科学家的梦想。1959年，我国著名地质学家、中国科学院学部委员（院士）尹赞勋（1902—1984）教授，发表《科学家谈21世纪》一文，首次提出“下海，入地，上天”（这是当时的次序，现在的次序是“上天、入地、下海”）的科学目标。他说，21世纪的中国地质学，将深入地下和海底开采矿床，进入太空研究外星地质，地质学要不断拓宽视野和活动空间[1]。现在，中国“神舟”上天，“嫦娥”绕月，开发利用太空地质资源;“超级科学钻”入地，开发利用地壳深处地质资源;“蛟龙”下海，开发利用海洋地质资源，实施新的资源开发战略，尹赞勋等几代科学家的梦想正在一步一步地实现。
一、上天、入地、下海，从梦想变为现实
半个世纪前，尹赞勋教授提出，中国地质学要不断拓宽视野和活动空间。但是，受当时科学技术条件的限制，人类活动主要仍然在地球表面，因而，这是一个伟大的梦想。有梦想就表示有希望，或者说，符合实际的梦想就是希望，沿着希望的方向坚持不懈、尽心尽力，现在中国科学家“上天、入地、下海”的梦想正在变为现实。
（一）梦想与现实转换，梦想要符合实际
入地、下海、上天的梦想是从实际出发提出的。人类的需要是最重要的实际。人的梦想从实际需要出发，就是从人的需要出发。尹赞勋教授是中国地学界杰出的代表，他从人类需要出发，代表中国地学界提出“下海、入地、上天”的科学目标。他清醒地认识到，人类现在主要在地球表面勘探和开发礦藏，但是地球表面的矿产终究是有限的，人类社会的发展对矿产的需要是无限的，地质学需要不断地拓宽视野和活动空间，才能满足人类的需要。人类社会发展的历史告诉我们，只要有了需要，随着科学技术发展，地球上许多物质都可以转变为资源为人类需要服务，地球有能力支持人类持续发展。这就需要不断地向地球的深度和广度进军，开发地球不同层次的物质、能量、信息和空间资源。这是一个随着科学技术发展不断拓展、不断深化的过程。
300-700万年前，人类从类人猿进化而来。人类以文化的方式生存，地球上有了人就有了文化。在漫长的几百万年的原始社会，作为文化的科学，以萌芽的形式存在。这时，人类现成地从自然界取得生存资料，最早利用的地球物质是石块，利用自身的体力，以木棒和石器工具从自然获取动物和植物果实为生，过着狩猎和采集的生活。
约一万年前，随着石器工具进步，以及陶器、青铜器和铁器生产工具的创造，导致农业的产生。这是人类第一个文明时代。人类驯养动物和畜力使用，土地成为社会的主要财产。这时科学从物质生产中产生，并以经验的形式存在，铁器工具使用极大地提高社会物质生产力，推动和促进农业文明的发展，人口开始增加。这时人类利用的地球物质仍然是很有限的。
300年前，科学技术革命推动世界工业化。发展工业需要大量能源、金属和非金属材料，煤炭、石油和天然气，400多种主要矿产，相继源源不断地大量地从地下挖掘开采出来，支持机械化、电器化和自动化的社会物质生产发展，制造出过去无法比拟的、极其丰富多彩的产品，支持人类现代化生活。300多年来人类的现代化生活，是以地球表层的矿藏减少为代价发展起来的。现在，地球表层的主要矿藏正在面临枯竭，人类未来的资源发展战略，需要拓宽新视野，开辟新的活动空间，向地球的深度和广度进军，寻找、发掘和开采更多的矿产。这就是中国科学家提出“上天、入地、下海”梦想的时代背景。
（二）梦想的实现靠行动，关键是科学技术的支持
人类的需要是无穷无尽的，因而人类的梦想是无穷无尽的。人类不仅依靠科学知识提出自己的梦想，而且运用科学技术的伟大力量，把梦想变为现实。人类生活需要梦想，但是从来都不是只靠梦想生活，而主要靠实践，靠实际行动，靠智慧指导下的劳动，特别是依靠科学技术发展及其成果的应用，得以实现自己的梦想。
人类最早利用的地球物质是石块，它的化学元素是“硅”，当时用它作为打猎、生产和生活的工具，后来用作修路和盖房子的材料，用途是简单和有限的。随着科学技术发展，石块的用途不断地扩大。随着信息高科技发展的需要，现在用石块生产“硅片”，它成为信息产业的主要材料。人类未来社会以信息产业为支柱，它的地位会越来越重要，使用越来越广泛。
300多年来，人类依靠现代科学技术，勘探、挖掘和开发地球矿产。现在，地球表层的矿产面临枯竭，以“上天、入地、下海”的战略，寻找和开发地球深处和广处的矿产。这是更加艰难百倍的事业。最早它只是少数科学家的梦想，经过几代科学家的努力，“上天、入地、下海”的梦想正在一步一步地实现。
（三）上天、入地、下海与“中国梦”
2012年11月29日，习近平总书记在参观《复兴之路》展览时正式提出“中国梦”思想。他说：“每个人都有理想和追求，都有自己的梦想。现在，大家都在讨论中国梦，我以为，实现中华民族伟大复兴，就是中华民族近代以来最伟大的梦想。这个梦想，凝聚了几代中国人的夙愿，体现了中华民族和中国人民的整体利益，是每一个中华儿女的共同期盼。历史告诉我们，每个人的前途命运都与国家和民族的前途命运紧密相连。国家好，民族好，大家才会好。实现中华民族伟大复兴是一项光荣而艰巨的事业，需要一代又一代中国人共同为之努力。空谈误国，实干兴邦。我们这一代共产党人一定要承前启后、继往开来，把我们的党建设好，团结全体中华儿女把我们国家建设好，把我们民族发展好，继续朝着中华民族伟大复兴的目标奋勇前进。”[2] 习总书记的“中国梦”思想，宣告了中国共产党的新的执政理念、指导思想和伟大目标。它代表全体中国人民的意志和信念，发挥各族人民的智慧和创造力，凝聚各族人民的信心和力量、积极性和创造性，团结一致齐心合力努力奋斗，建设国家富强、民族振兴和人民幸福的伟大国家，实现中华民族的伟大复兴。2013年12月，习主席在视察江苏期间，把治国理政的战略布局概括为“四个全面”：全面建成小康社会、全面深化改革、全面依法治国、全面从严治党。有评论者指出，这实际上对“中国梦”做具体解释，是将“中国梦”条理化和具体化，实施“四个全面”的治国理政的战略布局，实现中华民族的伟大复兴。
我们理解和实行“中国梦”的思想，主要是：第一，全国人民人人都有梦，不同社会阶层的人都有各自不同的梦想，例如“上天入地下海”，这是中国地质学家的梦。第二，全体中国人的梦集合起来，就是中华民族复兴的伟大梦想。第三，“中国梦”的关键是实践，是实现伟大目标的行动，即“实干兴邦”，即实施“四个全面”的战略布局，所有中国人为实现中国梦行动起来，积极参加中华民族伟大复兴的奋斗。第四，在共产党的领导下，全国各族人民努力奋斗，中国梦一定能实现，即中国共产党的新的执政理念、指导思想和伟大目标一定能实现。习总书记说：“我坚信，到中国共产党成立100年时全面建成小康社会的目标一定能实现，到新中国成立100年时建成富强民主文明和谐的社会主义现代化国家的目标一定能实现，中华民族伟大复兴的梦想一定能实现。”[2]
二、“上天”，开发利用太空地质资源
“上天”指发展航天科学技术，开发利用太空资源。航天科技发展，首先，它是受军事和政治利益驱动。同时，它为人类可持续发展提供资源也正在受到重视。美国亚利桑那大学月球和行星实验研究所的约翰·刘易斯教授说：“如果我们认为我们的资源正在耗尽，我们需要抬头向上看。”例如，他计算后认为，在太阳灭亡之前，小行星的资源足以养活几10亿人[3]。这是美国科学家的“美国梦”。
（一）世界航天科技已经取得伟大成就
航天学理论的创始人，俄国“宇航之父”齐奥尔科夫斯基的墓志铭上有他生前讲的一段话：“地球是人类的摇篮。但是人类决不会永远生活在这个摇篮里，他们会不断探索新的天体和空间。人类首先将小心翼翼地穿過大气层，然后再去征服太阳系空间。”他提出以火箭作为动力，使用液体燃料的多级火箭，将能摆脱地球的引力飞上太空。这是俄国科学家的航天梦想。现在这种梦想正在变为现实，科学家发明威力强大的火箭和导弹技术，以及卫星和宇宙飞船技术，人类航天活动，发射人造地球卫星、载人航天和深空探测三大领域已经取得重大突破;人类登陆月球的实践，开发月球资源，建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点;现在，人类高科技的航天科技成果的应用，把飞天的梦想付诸实践，不仅飞出地球登上月球，而且火星和彗星探测器发射登陆，正在为征服太阳系空间迈出坚实的一步又一步。
迄今，人类航天科技的里程碑式的成就有：
——1957年10月4日，世界第一颗人造地球卫星“苏联1号”发射成功。
——1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林驾驶“东方1号”宇宙飞船，成功地实现人类史上第一次太空飞行。
——1969年7月20日，美国宇航员阿姆斯特朗等3人，驾驶“阿波罗11号”飞船，成功地登上月球。
——1971年4月19日，苏联成功发射世界上第一个轨道空间站——“礼炮1号”空间站。
——1971年5月19日、28日，苏联火星探测器“火星2号”和“火星3号”发射成功。
——1976年7月和8月，美国火星探测器“海盗1号”、“海盗2号”在火星成功着陆。
——1981年4月12日，美国第一架航天飞机“哥伦比亚”号成功地发射升空。
——1997年，美国“火星探路者”号探测器在火星登陆，“旅居者”号火星车在火星上运行。
——2014年3月欧盟“菲莱”的彗星探测器“罗塞塔”升空。这是人造探测器首次登陆一颗彗星。科学家希望通过了解形成于太阳系形成初期的彗星，进一步探究太阳系甚至人类的起源。
——2014年12月5日，世界最大型的火箭第一次将新型的“猎户座”载人飞船从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，试飞的最大高度达到距离地面5800公里，是国际空间站距离地面高度的15倍。“猎户座”的成功降落标志着人类第一艘以深空探索为目标的载人飞船首次试飞取得成功。美国航天局称，这是火星探索之旅的重大里程碑，“猎户座”有能力超越以往任何的美国宇宙飞船。
（二）中国飞天梦的实践同样精彩
中国航天科技虽然晚于美国和苏联起步，但是紧跟世界高度，现在已经接近或达到世界先进水平。
1. 中国卫星飞奔世界。1970年4月24日中国第一颗卫星“东方红1号”发射成功;1975年返回式卫星发射成功;1984年同步通信卫星“东方红2号”发射升空;1986年第二颗“实验通信卫星”发射成功;1997年“东方红3号”地球静止轨道通信广播卫星发射成功。
2004年7月25日，“长征二号丙/SM”型运载火箭点火，将“探测2号”卫星成功地从太原卫星发射中心发射升空。
2. 中国神舟飞天10次成功发射。
——1999年11月20日，中国“神舟1号”无人飞船发射升空;2001-2002年，“神舟2号、3号”和“神舟4号”相继发射成功。
——2003年10月15日，航天员杨利伟乘座“神舟5号”飞船发射成功。
——2005年10月12日，航天员费俊龙、聂海胜驾“神舟6号”飞船发射升空。
——2008年9月25日，翟志刚、刘伯明、景海鹏乘座“神舟7号”飞船发射成功，开展对地观察和空间科学技术实验。 ——2011年11月1日，“神舟8号”无人飞船发射成功，与9月29日发射的“天宫1号”交会对接成功突破。
——2012年6月16日，“神舟9号”發射成功，景海鹏、刘旺、刘洋三名航天员升空，与“天空1号”实验舱实现手动对接。
——2013年6月11日，“神舟10号”发射成功，聂海胜、张晓光、王亚平三名航天员升空，实现载人天地往返运输系统首次应用飞行，神10与天宫1号对接。
3. 中国嫦娥工程完美收官。2004年，中国实施首次探月活动，正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“无人月球探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。
2007年10月24日，“嫦娥1号”成功发射升空，在圆满完成各项使命后，于2009年按预定计划受控撞月，完成获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等使命。
2010年10月1日，“嫦娥2号”顺利发射，圆满并超额完成各项既定任务。2012年9月19日，月球探测工程首席科学家欧阳自远表示，探月工程正在进行嫦娥3号卫星和玉兔号月球车的月面勘测任务。嫦娥4号是嫦娥3号的备份星。嫦娥5号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和分析，以及月球样品返回地球以后的分析与研究。
中国探月工程“绕”、“落”、“回”三步走战略，计划在月球建立研究基地。月球岩石和矿物是研究月球资源、物质组成与形成演化的主要信息来源。采集月壤剖面样品和月球岩石样品，对月表资源调查、月球物质组成、月球物理研究和月球表面过程及太阳活动历史等方面都具有重要意义。对月球上的5种资源进行探测，我国将探测14种，其中重要的目标是月球上的氦-3资源。氦-3是一种安全高效而又清洁无污染的重要燃料，据统计，月球上的氦-3可以满足人类1万年以上的供电需求。月球土壤中的氦-3含量可达500万吨。
中国探月工程三期再入返回飞行试验获得圆满成功。再入返回飞行试验器于2014年10月24日在中国西昌卫星发射中心发射升空，进入地月转移轨道。科研人员将对飞行试验获得的数据进行深入研究，为优化完善嫦娥5号任务设计提供技术支撑。试验器服务舱将继续在太空飞行，并开展一系列拓展试验。首次再入返回飞行试验圆满成功，标志着中国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术，为确保嫦娥5号任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础。
（三）发展航天技术，从太空探索中实现更大的利益
“上天”事业的发展，为我国从太空探索中实现更大的利益奠定了坚实的科学基础。地球所在的太阳系，太阳在可预见的未来有取之不尽用之不竭的能源资源，10大行星和许多小行星的矿藏亦有可开发的广阔前景，月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源，月球上特有的矿产和能源，是对地球资源的重要补充和储备，将对人类社会的可持续发展产生深远影响。
航天科学技术作为现在最前沿领域，科学界非常重视太空探索的实际意义。例如，建设太空科学技术的试验基地，航天员在太空站进行对地观察试验，进行太空生物学试验，材料科学试验，流体和燃烧试验，人体科学和生命保障试验，先进的航天器技术试验。现在已经精选出一批具有开发前景的项目，并不断扩大其应用范围[4]。航天科技成果的应用具有非常广泛深刻的意义。
太空资源开发依靠航天科技，它的太空探索涉及人类生活的方方面面，正在为提高人类的生活水平和生活质量服务。例如，在解决人类所面临的人口、粮食、能源、资源和环境等可持续发展问题方面，它发挥着重要作用，为实现人类可持续发展服务。
在解决人口问题方面，发射通信卫星，卫星电视教育——远程教育的发展，为培养中小学教师和提高广大劳动者的素质，正在发挥越来越重要的作用。它为偏远地区、经济欠发达地区的孩子提供识字受教育的机会。它对提高人口素质具有重要的作用。
在解决粮食问题方面，空间育种已开始实践应用。农作物种子经太空微重力、强辐射、超净、高真空和低温环境的作用，发生有益于人类的遗传变异，从这些变异中可选育出高产、高质和抗病虫害的优良品种。我国用返回式卫星搭载农作物种子，已培育出水稻、小麦、玉米、青椒、西红柿、黄瓜、西瓜等良种，增产20%以上。用卫星为喷洒农药的飞机导航，灭虫率提高到90%以上。据报道，1985年以来，我国用卫星对冬小麦的长势和产量进行评估，精度在95%以上，仅河南一省每年减少小麦损失15万吨。
在解决能源问题方面，航天技术对勘探和发现新的煤田和新的油气田具有重要的作用，特别是为开发新的清洁能源提供了条件。在大气层以外，太阳辐射不受天气和昼夜的影响，太阳光强度远远高于地球表面，科学家正在研究太空电站的建造，用航天技术把太阳能收集器发送到太空，在那里建造巨大的太阳能电站，并用微波束把电力发送回地球，将为人类提供大量干净的能源。
在解决资源问题方面，运用遥感技术进行资源考察，可以获得地球表面资源储藏和分布的情况，利用卫星遥感在世界各地发现一批矿区或矿点。科学家报告说，利用高空惯性轨道上的微重力资源在航天器上生产出地球上生产不出来的新物质，如地面因重力存在无法熔合在一起的新合金、制备大面积的单晶硅、长距离无缺陷的光导纤维和药物提纯等。科学家从月球表面带回的岩石分析发现，月球上含有丰富的硅、铁、铝、钛等物质可供开发，月球土壤中有丰富的氦-3可作为核裂变材料，月壤中的氢加上氧提炼出可作为火箭的动力燃料。遥感技术应用于气象预报，大大提高气象资源的开发利用率，减轻各种气象灾害对人类利益的损害。
在解决环境问题方面，利用航天遥感技术监测地球环境全球变化，可以在大的空间和时间范围内，对全球环境的物理、化学和生物学变化，包括海洋和偏远荒漠地区的环境变化实施监测，为治理和保护环境提供强有力的科学数据的技术手段。
此外，有的科学家指出：有一种太空资源已经为地球上的经济作出了巨大贡献，这就是对地静止轨道。它位于赤道上方的太空中，卫星在此与地球以相似的速率运行。它使得人们可以安装一个固定天线，以便同卫星保持联系。现在，利用空间高位从事通信、广播、对地观测、定位和导航。卫星导航应用于交通运输，卫星通信应用于经济发展，卫星电视走进千家万户，航天技术改变了社会经济，以及人类的整个生活和文化。科学家预计，对于人类将来移居外星球，除继续进行研究性探测外，将在太空建立生活设施，进行工业生产，从半导体到制药等制造业，以及太空采矿和太阳能发电等产业，它们将融为一体建设人类新的“太空文化”。 三、“入地”，开发利用地壳深处地质资源
“入地”指发展地质勘探技术，开发利用地壳深处资源。虽然，我国地质勘探工作为国家建设服务已经取得重大成就。但是，鉴于地球表面主要矿产，在好勘探和容易开采的地方大多已经勘探和开采完毕，我国400多种主要矿产已经进入中晚期。今后，我国地质勘探的视野主要转向两个方向：一是人迹罕至的高原地区;二是地壳深部矿产。这是中国地质学家半个世纪的梦想，随着科学技术发展，这个梦想也正在一步一步地实现。
（一）青藏高原地质调查传来喜讯
据报道，2014年6月，中国地质调查局一项历时10年的国土资源调查项目《青藏高原地质理论创新与找矿》（简称“青藏项目”）取得重大突破，并被授予2014年年度唯一一项国家科技进步奖特等奖。该项目在青藏高原新发现32个大型—超大型矿床，矿产资源总量初步估算为：铜8000万吨、金2000吨、铅锌3000万吨，以及其他矿藏。它潜在经济价值约2.7万亿元人民币。
“青藏项目”首次发现冈底斯、念青唐古拉、班公湖—怒江三大巨型成矿带，发现驱龙、甲玛、雄村等7个超大型和25个大型矿床，新增资源储量包括：铜3194万吨、铅锌1519万吨、金569吨、银23015吨，分别相当于12年前全国保有资源储量的54%、12%、15%、21%;驱龙铜矿储量1036万吨，规模跃居中国国内第一，相当于20个标准大型铜矿;甲玛多金属矿相当于10个标准大型铜矿、5个标准大型金矿。这些新发现显著提高中国矿产储备库，提升资源保障与供给能力。
“青藏项目”发现，新疆准噶尔盆地的东北边缘，阿尔泰山脉的东端南麓，可可托海三号矿坑的丰富宝藏。它深100多米，长宽数百米，坑内有76种矿共生。它的规模之大、矿种之多、品位之高、成带性之分明为国内独有、国外罕见，蕴藏着有锂、铍、铖、钼、铷、铯、铪、铀、钍等多种稀有及放射性元素，拥有地球上已知140多种矿物中的86种，稀有金属占到矿山储量的九成以上。它的神秘更在于富集铍、锂、铌、钽、钛、锆等金属，从而成为一座天然的稀有金属元素储备库。例如，这里出产的矿物珍品，人们采到过16公斤重的海蓝宝石、17公斤重的黄玉、60公斤重的钽铌单晶矿、500公斤重的水晶块、12吨重的石榴石、30吨重的绿柱石晶体等。最引人注目的是60公斤重的钽铌单晶矿，它通体黝黑，钽铌含量超过70%。钽铌被称为“宇宙天空时代的稀有金属”（俗称黑宝石），其合金被广泛应用于火箭、人造卫星、航天飞机等的制造。
青藏项目成果及其应用，建设中国最大的资源储备基地，将为国家建设提供宝贵的矿产资源。
（二）地壳深部探测技术取得成就，将从地壳深部开发矿产资源
地壳厚度30-70公里，人类迄今只开发地表1公里范围的矿产。现在，在地表矿床面临枯竭的形势下，矿产资源开发正向地壳深处进军。这是同“上天”航天技术开发同样宏大的“入地”地壳深部探测技术。
1. 苏联“深层地理实验室”计划。1962年，苏联科学院和地质部决定用钻井的方式直接研究地壳深层。它被称为“向下伸出的望远镜”。1966年，他们选择靠近芬兰的科拉地峡一个古老地盾，向地心钻探，打个洞直径约8-10英寸（1英寸约合2.54厘米）。计划打到15000米深，1991年已经创造12262米的世界记录。苏联科学家的钻探发现，深度超过9500米后，获得的地层岩心金含量高达每吨80克，但在地球表层很少能找到超过10克的矿层;而且，一直钻到最后，岩层里仍然有水，有金属矿。这改变了人们对深层地壳成分的认识。他们还发现了每吨含80克黄金的岩芯，比例远超过地面上的富矿。可惜这些深达数千米的矿脉现在只可以研究而没法开采。
这个洞现在打不下去了，因为洞下温度达177摄氏度甚至更高，洞里变得十分粘稠，无法再打下去。这是人类在地球上挖的最深的洞。未来，人类高科技将会提供新的手段探索地层深处的奥秘。
2. 中国“地壳探测工程”成功起动。2002年，中国国土资源部开始筹备宏伟的地壳深部探测工程，“超级科学钻”工程，又称“入地工程”。“入地”工程形像地说，是“把地球打个洞”，就像苏联地壳深层探测工程，置一架深入地壳内部的“望远镜”，探测地壳深处的资源。
2004年9月27日，中国“超级科学钻”在江苏东海县开打，主钻孔打入地下4501米，超过4500米大关，完成了5000米计划深度的90%以上;2005年，钻探已经达到5100米深度。最新的“超级科学钻”于2011年8月20日调试，计划首次试验6000多米深度，并指向10000米深度。2006年7月完钻的塔河1号井有8408米深，正在钻探的“川科1号井”设计深度8875米，已经超过珠穆朗玛峰的高度。
2008年3月，宝鸡石油机械有限公司研发的12000米超深钻井机正式投入使用。现在只有美国一台能打到这个深度的钻机。这是世界最深钻井机。它能在40℃～55℃的地下高温环境，适应全球任意工作区域的作业。
这些数字标志着，我国成功破解了在超高压结晶变质岩中钻探的世界性技术难题。深部钻探提取大量地层深处的样本，利用钻取出的岩芯及液、气态样品，进行多学科综合研究，带来许多的新的科学发现，丰富人类对地壳深处的认识，科学家在揭示大陆造山带的深部物质组成与结构等方面取得初步成效。
2012年美国《未来学家》双月刊1-2月号，发表托马斯·弗雷《推动人类进步的八大挑战》一文指出，推动人类进步梦想的第一挑战是冲向地核，安装一个直通地核的探测器。它携带通讯系统，能够向地表传达实时的感应数据，帮助人类认识地球内部。但他说，这是很难解决的问题，因为地下可能出现各种极端温度，探测器需要穿过气隙、熔岩、坚冰甚至我们现在不知道的坚硬物质。“如果真有人能完成这个任务，我们就需要研究如何利用这些信息来建设更安全的居所，为人类谋取更多的利益。”[5]这是又一个科学梦。 3. 开发地球内核矿产的梦想。地球半径6371公里，分地壳、地幔和地核。迄今人们对地球人认识，只达地球表层薄薄的一部分;“超级科学钻”正在帮助人们向认识地壳深处进军;但是，地幔深处和以下的地核是基本上不了解的地方。中国科学院杜乐天教授，从20世纪90年代起，用地球物理方法研究地球，获得重要发现，提出“深气开发”概念。他认为，地球上除了地表以上的大气圈，地球内部至少有4个巨大的气圈，而且越深气体越多。这4个巨大的气圈由浅到深顺次分布：（1）上地壳充气圈，包括石油、天然气和煤层气，固相水合甲烷和卤水气，地下水中气等;（2）中地壳充气圈，地下深度10—20千米的低速、高导、低密度、高热液体的高压气体（数千大气压），浅层地震与它密切相关，震源出于该气圈的顶部;（3）上地幔充气圈，深度60—80千米，为地幔软液体、低速体中高压气体，压力达数万大气压，是中深地震的震源所在;（4）外地核充气圈，是溶解于液态铁中的强大氢气流，压力更大，达数百万大气压。深于上地核的流体，是一种呈超临界态存在，既不是水液，也不是岩浆，而是高压缩高密度的极强还原性气体，如氢、一氧化碳、甲烷等与地表上的大气截然不同[6]。
杜乐天教授认为，损害人类安全的气象、地震和海洋灾害，如旱灾、热灾、洪灾、特大暴雨、沙漠形成、森林和草原大火、台风突拐、厄尔尼诺、海底风暴、海嘯等的成因，仅从地壳以上的大气圈考虑是不够的，地球排气作用，巨量地下高压可燃气体（比大气圈多数百倍），强烈向上喷流，是造成这些灾害的重要原因之一。它得到卫星遥感的全球观测所证实，利用卫星热红外图像观测，发现地球天天时时都在不均匀地大规模强烈向外排气，已有上万张实际图像观测资料。
他还指出，地球自发的排气可能造成大范围的自然灾害，损害人类安全;但是，通过有计划的国土深钻，为地球人工放气，可以获得大量可燃气体和化工原料，为社会提供巨大的资源，为人类造福。它的前景是无限的。
四、“下海”，开发利用海洋地质资源
“下海”指发展海洋技术，开发利用海洋资源。海洋占地球面积的70%，它不仅是孕育生命的摇篮，而且是展示人类文化的广阔舞台。因为它那样地广阔那样地深远，因而有无穷无尽的奥秘，至今远未被人们了解。征服海洋从来就是人类的梦想。现在，海洋作为最便捷的交通要道，越来越受到人们的重视、开发和利用，创造越来越多的福祉。但是，它的无穷无尽的资源，基本上仍然是待开发的状态。发展海洋技术，开发海洋资源，这是解决世界资源危机的重要方向。
（一）中国海洋技术取得伟大成就
“下海”，开发海洋资源，前提条件是发展现代海洋技术。我国海洋技术迅速发展，除了大型船舶建造、海洋交通运输业发展，海洋生物产品开发利用，其他海洋产业发展，在社会物质生产中占有越来越重大的比例。发展海洋技术已经取得可喜的进展，正在加快向海洋进军的步伐，建设生态文明的海洋文化。
1. 中国海洋科考取得巨大成就。1984年11月，中国“雪龙号”极地考察船首次参加南极考察。它是我国第三代极地破冰船和科学考察船。至1994年10月，首次执行南极科考和物资补给运输，“雪龙”号已先后31次赴南极，至2012年已5次赴北极执行科学考察与补给运输任务。它的足迹遍布五大洋，创下了中国航海史上多项新纪录。
2004年11月1日，香港市民欢送极地破冰船“雪龙号”离开香港维多利亚港，再次启程前往南极。中国科学家向南极冰盖最高点发起冲击，不仅进行与冰雪相关的一系列考察，而且为中国在南极建立第三个考察站选址。这是人类历史上首次向南极冰盖之巅发起的冲击。
中国南极长城站是中国在南极建立的第一个科学考察站，对南极地区进行常年科学考察。2004年7月28日，中国首座北极考察站——黄河站落成仪式在挪威斯匹次卑尔根群岛北极科考基地——新奥尔松举行。中国首座北极科学考察站——黄河站的建立。
我国多种先进的远洋科考船奔赴世界大洋。“大洋1号”是目前中国第一艘现代化的综合性5600吨级远洋科学考察船，是我国远洋科学调查的主力船舶;“科学1号”建造于1980年，是一艘设备先进的考察船，承担中国远洋科考，多次承担国家重大航次项目;“向阳红10号”考察船是我国自行设计制造的第一艘万吨级远洋科学考察船，曾参加中国首次发射运载火箭、同步通信卫星等重大科研试验任务。
中国科学家的远洋科考，开展富钴结壳区调查，收集、积累和掌握了许多海洋矿产的科学数据。例如，热液区的硫化物和深海生物基因资源的综合调查，为提高深海调查能力，取得了3200多万年的深海沉积记录;取得南海演变的沉积证据，发现到300多万年前南海沉积环境才出现强烈的南北差异;首次探讨了2000多万年以来气候周期性的演变，发现大洋碳循环的长周期等。科学家据此建立了南海的“历史档案”。
我国远洋科考为大洋矿产资源和生物资源研究，进行多种专项调查，大陆架勘探调查，为我国进行海洋矿产资源开发作科学准备。科学家们为海底找矿迈出坚实的步伐。
2. 中国海洋深潜技术成就：“蛟龙号”和“海马号”。2002年，我国启动深海探测计划，科学家在短短两年时间内成功研制出国内第一套水下高精度定位导航系统。试验表明，在水深45米左右的水域，系统的水平定位精度达到5厘米，测深精度为30厘米，从而将水下定位精度从过去的十多米提升到了亚米级。我国是继美、法、德之后成为世界上少数几个掌握水下高精度定位技术的国家之一。2004年，我国研制成功可以下潜3500米的水下机器人，以后研制7000米深的深潜器。它们投入运行，现在，中国人的“足迹”已经覆盖地球上的大多数海域。
“蛟龙号”研制和运行。2002年中国科技部将深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划的重大专项，启动“蛟龙号”载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作。2009年至2012年，“蛟龙”号接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功，不断打破深潜记录。 2011年7月28日，“蛟龙号”创造了中国载人深潜纪录，最大下潜深度为5188米;2012年7月，“蛟龙”号在马里亚纳海沟试验海区创造了下潜7062米的中国载人深潜纪录，同时也创造了世界同类作业型潜水器的最大下潜深度纪录。这意味着中国具备了载人到达全球99.8%以上海洋深处进行作业的能力。
2011年7月26日，蛟龙号载人潜水器在太平洋国际水域下潜到5057米深处，采集了海底沉积物和拍摄了深海生物照片。它的设计深度7000米，为世界第一。2012年6月24日，“蛟龙号”载人潜水器在太平洋马利亚纳海沟的海试，冲破设定的7000米目标，成功下潜至7020米深处，创造了载人深潜新的国家纪录。它表明我国深海高新技术装备研发能力提高，它致力于洋底科学研究，如收集海底生命样本，海底地质构造和矿产资源，这是我国开发海洋资源迈出的重大一步。
2013年6月10日日至7月12日，6位科学家乘“蛟龙号”下潜，执行“南海深部计划”的科考任务。这是2011年起动，汪品先院士领衔的为期8年、投资1.5亿元国家自然科学基金重大项目的一部分，以“构建边缘海的生命史”为主题，以“洋壳深海盆的演化”为骨架，研究深海沉积和生物地球化学过程。这是我国海洋科学大规模的基础性研究，第一次对3000多米深的海底探索，采集到多种锰结核和岩石标本，海绵、珊瑚和多种深海生物标本，对认识南海形成的时间、方式和物质来源，以及南海扩张的历史有重要的价值。
2014年12月18日，“蛟龙”号首次赴印度洋成功下潜探海，2015年1月14日，蛟龙号在西南印度洋龙旂热液区执行印度洋科考首航段的最后一次下潜，这也是“蛟龙”号在这个航段的第9次下潜。这次下潜结束后，“蛟龙”号将搭乘母船靠泊毛里求斯补给，随后继续在西南印度洋执行印度洋科考第二航段的下潜科考任务。中国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器设计最大下潜深度为7000米，工作范围可覆盖全球海洋区域的99.8%。
“蛟龙号”深潜是最新的海洋技术，它的探海记录，显示我国海洋技术的新成就，为我国寻找和开发海底油气和其他矿物资源增添了新的强有力手段。
“海马号”研制和运行。“海马号”研制是继“蛟龙号”之后又一标志性成果。2014年2月20日至4月22日，我国自主研制的首台4500米级深海遥控无人潜水器作业系统——“海马号”搭乘“海洋6号”综合科学考察船分三个航段在南海进行海上试验，并于4月18日通过了海试现场专家组进行的海上验收。“海马号”的研制是“863”计划支持的重点项目，是我国迄今为止自主研发的下潜深度最大、国产化率最高的无人遥控潜水器系统，并实现了关键核心技术国产化。国土资源部作为该项目的主持部门，广州海洋地质调查局作为业主单位牵头，联合上海交通大学、浙江大学、青岛海洋化工研究院、同济大学和哈尔滨工程大学等共同协作完成研制与海试。在南海进行的三个阶段的海试中，“海马号”共完成17次下潜，3次到达南海中央海盆底部进行作业试验，最大下潜深度4502米，完成91项技术指标的现场考核，并通过专家组验收。此次海试的成功标志着我国掌握了大深度无人遥控潜水器的关键技术，为我国开发海洋地质资源提供了科学基础。
（二）发展海洋技术，开发丰富的海洋地质资源
海洋占地球表面70%，人们用“聚宝盆”来形容海洋资源，这是非常确切的。海洋矿产资源，包括海水资源和海洋地壳资源。它种类繁多含量丰富，在地球表面已发现的百余种元素中，有80余种在海洋中存在，其中可提取的有60余种。这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中：海水中的“液体矿床”;海底富集的固体矿床;从海底内部滚滚而来的油气资源。
1. 开发海水里的矿产资源。海水中最普通矿产是是盐，即氯化钠，是人类最早从海水中提出的矿物质之一。另外还有一种镁盐，它们是造成海水又咸又苦的主要原因。除了这两种外，还有钾盐、碘、溴等几十种稀有元素及硼、铷、钡等，它们一般在陆地上比较少，而且分布较分散。海水中稀有元素极具价值对人类用处很大。
此外，海水中含有的黄金可达550万吨，银5500万吨，钡27亿吨，铀40亿吨，锌70亿吨，钼137亿吨，锂2470亿吨，钙560万亿吨，镁1767万亿吨，等等。这些东西，大都是国防和工农业生产及生活的必需品。例如，镁是制造飞机和快艇的材料，又可以做火箭的燃料及照明弹等，是金属中的“后起之秀”，现在世界上有一半以上的镁来自海水。
海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。它们都是在水深不超过几十米的浅海或海滩中。由矿物富集而具有工业价值的矿砂，是开采最方便的矿藏。从这些砂子中，可以淘出黄金，而且还能淘出比金子更有价值的金刚石、石英、钻石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等。现在，海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一，愈来愈受到人们的重用。
2. 开发珍贵的海底矿产资源。海底矿藏中，多金属结核-锰结核是其中最有经济价值的一种。它是1872-1876年英国一艘名为“挑战号”考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。这些黑乎乎的，或者呈褐色的锰结核鹅卵状团块，有的像土豆，有的像皮球，直径一般不超过20厘米，呈高度富集状态分布于300-6000米水深的大洋底表层沉积物上。
据估计，整个大洋底锰结核的蕴藏量约3万亿吨，如果开采得当，它将是世界上一项取之不尽、用之不竭的宝贵资源。目前，锰结核矿成为世界许多国家的开发热点。在海洋这一地层矿产中，还有许多沉积物软泥，也是一种非同小可的矿产，含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。例如覆盖一亿多平方公里的海底红粘土中，富含铀、铁、锰、锌、钴、银、金等，具有较大的经济价值。
海洋地热矿床：近年来，科学家们在大洋底发现了33处“热液矿床”，是由海底热液成矿作用形成的块状硫化物多金属软泥及沉积物，其中金属硫化物和铁锰氧化物沉淀，形成块状物质，堆积成矿丘。有的呈烟筒状，有的呈土堆状，有的呈地毯状，从数吨到数千吨不等，是又一项极有开发前途的大洋矿产资源。 3. 开发丰富的海洋能源资源。石油和天然气是遍及世界各大洲大陆架的矿产资源。石油可以说是海洋矿产资源中的“宠儿”，又被称为“黑色的金子”。据报告，1990年，全世界海上石油已探明储量达2.970×1010吨，海上天然气已探明储量达1.909×1013立方米。油气加在一起的价值占了海洋中已知矿产物总产值的70%以上。海底石油和天然气的产值，已经超过世界海洋经济总产值的一半;它和海底的“可燃冰”加在一起，有可能会成为地球上未来矿物能源的主体。现在，陆地油气资源行将枯竭，开发海洋特别是深海油气田成为一种战略选择。
世界海洋石油的勘探开发，主要集中在靠近陆地的大陆边缘的部分，包括大陆架、大陆坡和大陆隆三部分。中国大陆架是世界最宽的大陆架之一，总面积473万平方千米。据有关专家估计，我国大陆架石油地质储量约250亿吨，天然气80000亿立方米。如果再考虑整个大陆边缘，其发展前景更不可限量。根据1994年的数据，中国海上采集地震测线57万公里，打探井363口，发现油气构造88个，获得石油地质储量11.88亿吨、天然气地质储量1800亿立方米。
我国从20世纪后半叶开始勘探和开发海洋石油，21世纪以来，海洋技术不断进步，我国开启名为“海洋石油981工程”的深海采油技术研发，2008年开工建造深海钻探平台，2010年2月交付中海油使用，现已经完成和布置营运。它具备勘探、钻井、完井等多种作业功能，设计自重3万吨，长114米，宽79米，平台稳定性和强度能抵御南中国海200年一遇的波浪载荷，在1500米水深内可使用锚泊定位，甲板最大载荷9000吨，最大作业水深超过3000米，钻井深度超过1万米。这些技术指标与世界最先进的钻井平台相媲美。2010年中国海洋石油产量首次超5000万吨，天然气产量约50亿立方米。
2008年6月6日，中国石油天然气集团公司宣布：目前全球最大的座底式钻井平台——“中油海3号”座底式钻井平台安全抵达冀东南堡油田。该平台投入使用后，将大大提高中国石油滩海地区勘探开发的能力。“中油海3号”是由中国石油海洋公司与上海708所联合研制，由山海关造船厂制造。该平台长78.4米，宽41米，上甲板高20.9米，空船总重量5888吨，适合10米以内水深的海上作业，是目前全球最大的座底式钻井平台。中国石油海洋公司组建于2004年11月，2006年公司在渤海湾三个油田海上钻完井17口，试油试采11.2万吨，动用自有船舶8艘、外雇船舶19艘，安全完成了19次海上平台的拖航、移位。目前，中国石油海洋公司已拥有各类移动式平台7座，包括5座自升式钻井平台和2座生活平台，还有3座自升式钻井平台，已经陆续制造完成。
目前中国正在设计、建造的超深水钻井平台（船）主要有：（1）由708所与上海外高桥造船厂设计、建造3000米工作水深的半潜式钻井平台。（2）中国船舶重工集团公司大连造船厂建造了BG9000型4艘超深水半潜式钻井平台。（3）由江苏韩通船舶重工有限公司承担建造的“舍凡钻工”号半潜式平台，工作水深达当前创世界纪录的12500英尺（3810米）;中部具有双井架的、钻深能力亦达当前创世界纪录的40000英尺（12200米）超深井钻机;是世界第一艘SSP（即舍凡稳定性（减摇）钻井平台）。（4）由上海船厂2007年开始建造4-5万吨动力定位深水钻井船。以上均是中国垮入超深水钻井平台建造的重要标志，目前中国在建造平台、船体吨位总量方面仅次于韩国而居世界第2位，但在自行设计建造用于平台、船上的主机、特别是浮式钻井专用设备方面几乎还是空白，这需要国内海洋装备企业瞄准世界顶尖水平继续努力。“海洋石油981”号是中国首次自主设计、建造的第六代3000米深水半潜式钻井平台，代表了当今世界海洋石油钻井平台技术的最高水平，堪称海洋装备里的“航空母舰”，已经投入我国南海勘探作业。
2013年海洋石油产量6684万吨。中国海洋石油开发上了一个新台阶。开发我国沿海大陆架丰富的石油和天然气资源，同时深海勘探和开采技术又取得重大的进步和突破，开发丰富的海洋能源资源是解决我国能源问题的主要方向。
4. 研究和应用核聚变技术，开发海洋氘-氚资源。海水中有丰富的氘和氚，在一定条件下，它们的原子核可以互相碰撞而聚合成一种较重的原子核——氦核，同时把核中贮存的巨大能量（核能）释放出来。普通电厂一个碳原子完全燃烧生成二氧化碳时，只放出4电子伏特的能量，而氘-氚反应时能放出400万电子伏特的能量，氘-氚反应时能放出1780万电子伏特的能量。据计算，1公斤氘/燃料，至少可以产生相当于l万吨优质煤燃料的电力。海水中氘的含量为十万分之三，即1升海水中含有0.03克氘。这0.03克氘聚变时释放出的能量等于300升汽油燃烧的能量，因此，人们用1升海水=300升汽油这样的等式来形容海洋中核聚变燃料储藏的丰富。人们已经知道，海水的总体积为13.7亿立方公里，所以海水中总共含有几亿亿公斤的氘。这些氘的聚变能量，足以保证人类上百亿年的能源消费。而且，氘的提取方法简便，成本较低，核聚变堆的运行也是十分安全的。因此，以海水中的氘、氚的核聚变能解决人类未来的能源需要将展示出最好的前景。
核聚变反应，需要在几千万度，以致上亿度的高温条件下进行。目前，这样的反应，已经在氢弹爆炸过程中得以实现。用于生产目的的受控热核聚变在技术上还有许多难题。但是，随着科学技术的进步，这些难题都是能够解决的。1991年11月9日，由l4个欧洲国家合资，在欧洲联合环型核裂变装置上，成功地进行了首次氘-氚受控核聚变试验，反应时发出了1.8兆瓦电力的聚变能量，持续时间为2秒，温度高达3亿度，比太阳内部的温度还高20倍。核聚变比核裂变产生的能量效应要高达600倍，比煤高1000万倍。
科学家们认为，氘-氚受控核聚变的试验成功，是人类开发新能源历程中的一个里程碑。因为核聚变不会释放温室气体和其他污染物，其放射性废物存在时间不长，是一种几乎无限量的能源供应。核聚变能源是最有前途的能源，被誉为“能源圣杯”。 应用核聚变技术，开发海洋氘-氚资源，生产廉价和干净的电力，是科学家多年来的梦想。经过努力，中国和世界其他国家的科学家已经在实验室条件下取得突破。最近外电报道，美国科学家设计出低成本的核聚变反应堆。美国华盛顿大学的专家2014年10月9日宣布，他们已设计出经济上可行的核聚变反应堆，如果能大规模建设，其发电成本仅相当于煤炭发电厂。主持该项目的华盛顿大学航空航天专家托马斯。贾博教授说，该设计依托当前技术，在一个封闭空间内创造磁场，以使高温等离子体在其中保留足够长时间，发生聚变燃烧。他说：反应堆在很大程度上是自我维持的。这意味着它可能持续加热等离子体以维持热核环境，所产生的热量将加热冷却剂，用来带动涡轮机旋转产生电能。这个原理与普通核反应堆的运行原理相似。
2014年10月16日，英国《每日邮报》报道，美国洛克希德-马丁公司宣布，成功研制车载核聚变反应堆。核聚变通过把氢原子的两种同位素氘和氚的气体注入反应堆的安全壳实现，后加入能量使电子从原子中脱离，形成等离子区。这是一个管状设计，使反应堆只能容纳有限数量的等级离子体，利用内置的特定形状磁场找到一种约束等离子体的方法，使等离子体可以自我抑制。这是一个关键性技术突破。
科学界期望，核聚变技术和海洋氘、氚提取技术的进一步重大突破，以及这两项技术的发展与成熟，将为社会提供无限的干净的能源，会对整个人类社会产生重大的影响。学界对前景持乐观进取的态度。
（三）建设21世纪海上丝绸之路，发展新的海洋文化
我国历史上，海上丝绸之路早在秦汉时代就已出现。唐中后期，陆上丝绸之路因战乱受阻，同时中国经济重心由北方转向南方，海路取代陆路成为中外贸易主通道，海上丝绸之路繁荣发展，特别是宋元时期东西方世界格局的变化，航海技术的突破和经济贸易空前兴盛，海上丝绸之路的发展达到它的鼎盛时期。
2013年10月，习近平主席访问东盟国家时提出建设“21世纪海上丝绸之路”和“丝绸之路经济带”，又称为“一带一路”战略构想。它设想以“一带一路”贯穿欧亚大陆，东边连接亚太经济圈，西边进入欧洲经济圈，将串起连通东盟、南亚、西亚、北非、欧洲等各大经济板块的市场链，发展面向南海、太平洋和印度洋的战略合作经济带。
为了实施“一带一路”构想获得资金支持，2014年11月，中国发起建立亚洲基础设施投资银行和设立丝路基金。这是一个非常重大、影响非常深远的举措。亚洲基础设施投资银行，作为政府间性质的亚洲区域多边开发机构，重点支持基础设施建设，总部设在北京。亚投行法定资本1000亿美元;同时，中国将出资400亿美元成立丝路基金。亚投行和丝路基金的设立和运作，为“一带一路”沿线国家的基础设施建设、资源开发、产业合作等有关项目提供投融资支持。
2014年12月，在北京召开的APC会议上，上述措施得到基本落实。海上丝绸之路和丝绸之路经济带建设，将全面推进沿线国家的基础设施互联互通、产业金融合作和机制平台建设，加快实施自由贸易区战略，加深沿线区域经贸合作，加强安全领域交流与合作。在亚洲基础设施投资银行和丝路基金的支持下，加强基础文化建设，优先发展海上互联互通，在港口航运、海洋能源、经济贸易、科技创新、生态环境、人文交流等领域，促进政策沟通，道路联通，贸易畅通，货币流通，民心相通，携手共创区域繁荣，无论是发展经济、改善民生，还是应对危机、加快调整，发展沿线国家的共同利益，实现亚欧非经济贸易一体化发展的长期目标。
这是21世纪海洋新文化发展愿景，新的世界梦。它一定能够实现。
参考文献：
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[2]习近平.承前启后 继往开来 继续朝着中华民族伟大复兴目标奋勇前进[EB/OL]http：//news.xinhuanet.com/politics/2012-11/29/c_113852724.htm.
[3]肖恩·布莱尔.谁将拥有太空？[N].参考消息，2011-08-05.
[4]黄志澄.航天科技与社会第四次浪潮[M].广州：广东教育出版社，2007：127-131.
[5]八大科学挑战推动人类进步[N].参考消息，2012-01-26.
[6]杜乐天.地球的五个气圈与氢烃资源[J].铀矿地质，1993（5）：257-265.
关键词：中国梦;上天;入地;下海
“上天、入地、下海”，这是中国几代科学家的梦想。1959年，我国著名地质学家、中国科学院学部委员（院士）尹赞勋（1902—1984）教授，发表《科学家谈21世纪》一文，首次提出“下海，入地，上天”（这是当时的次序，现在的次序是“上天、入地、下海”）的科学目标。他说，21世纪的中国地质学，将深入地下和海底开采矿床，进入太空研究外星地质，地质学要不断拓宽视野和活动空间[1]。现在，中国“神舟”上天，“嫦娥”绕月，开发利用太空地质资源;“超级科学钻”入地，开发利用地壳深处地质资源;“蛟龙”下海，开发利用海洋地质资源，实施新的资源开发战略，尹赞勋等几代科学家的梦想正在一步一步地实现。
一、上天、入地、下海，从梦想变为现实
半个世纪前，尹赞勋教授提出，中国地质学要不断拓宽视野和活动空间。但是，受当时科学技术条件的限制，人类活动主要仍然在地球表面，因而，这是一个伟大的梦想。有梦想就表示有希望，或者说，符合实际的梦想就是希望，沿着希望的方向坚持不懈、尽心尽力，现在中国科学家“上天、入地、下海”的梦想正在变为现实。
（一）梦想与现实转换，梦想要符合实际
入地、下海、上天的梦想是从实际出发提出的。人类的需要是最重要的实际。人的梦想从实际需要出发，就是从人的需要出发。尹赞勋教授是中国地学界杰出的代表，他从人类需要出发，代表中国地学界提出“下海、入地、上天”的科学目标。他清醒地认识到，人类现在主要在地球表面勘探和开发礦藏，但是地球表面的矿产终究是有限的，人类社会的发展对矿产的需要是无限的，地质学需要不断地拓宽视野和活动空间，才能满足人类的需要。人类社会发展的历史告诉我们，只要有了需要，随着科学技术发展，地球上许多物质都可以转变为资源为人类需要服务，地球有能力支持人类持续发展。这就需要不断地向地球的深度和广度进军，开发地球不同层次的物质、能量、信息和空间资源。这是一个随着科学技术发展不断拓展、不断深化的过程。
300-700万年前，人类从类人猿进化而来。人类以文化的方式生存，地球上有了人就有了文化。在漫长的几百万年的原始社会，作为文化的科学，以萌芽的形式存在。这时，人类现成地从自然界取得生存资料，最早利用的地球物质是石块，利用自身的体力，以木棒和石器工具从自然获取动物和植物果实为生，过着狩猎和采集的生活。
约一万年前，随着石器工具进步，以及陶器、青铜器和铁器生产工具的创造，导致农业的产生。这是人类第一个文明时代。人类驯养动物和畜力使用，土地成为社会的主要财产。这时科学从物质生产中产生，并以经验的形式存在，铁器工具使用极大地提高社会物质生产力，推动和促进农业文明的发展，人口开始增加。这时人类利用的地球物质仍然是很有限的。
300年前，科学技术革命推动世界工业化。发展工业需要大量能源、金属和非金属材料，煤炭、石油和天然气，400多种主要矿产，相继源源不断地大量地从地下挖掘开采出来，支持机械化、电器化和自动化的社会物质生产发展，制造出过去无法比拟的、极其丰富多彩的产品，支持人类现代化生活。300多年来人类的现代化生活，是以地球表层的矿藏减少为代价发展起来的。现在，地球表层的主要矿藏正在面临枯竭，人类未来的资源发展战略，需要拓宽新视野，开辟新的活动空间，向地球的深度和广度进军，寻找、发掘和开采更多的矿产。这就是中国科学家提出“上天、入地、下海”梦想的时代背景。
（二）梦想的实现靠行动，关键是科学技术的支持
人类的需要是无穷无尽的，因而人类的梦想是无穷无尽的。人类不仅依靠科学知识提出自己的梦想，而且运用科学技术的伟大力量，把梦想变为现实。人类生活需要梦想，但是从来都不是只靠梦想生活，而主要靠实践，靠实际行动，靠智慧指导下的劳动，特别是依靠科学技术发展及其成果的应用，得以实现自己的梦想。
人类最早利用的地球物质是石块，它的化学元素是“硅”，当时用它作为打猎、生产和生活的工具，后来用作修路和盖房子的材料，用途是简单和有限的。随着科学技术发展，石块的用途不断地扩大。随着信息高科技发展的需要，现在用石块生产“硅片”，它成为信息产业的主要材料。人类未来社会以信息产业为支柱，它的地位会越来越重要，使用越来越广泛。
300多年来，人类依靠现代科学技术，勘探、挖掘和开发地球矿产。现在，地球表层的矿产面临枯竭，以“上天、入地、下海”的战略，寻找和开发地球深处和广处的矿产。这是更加艰难百倍的事业。最早它只是少数科学家的梦想，经过几代科学家的努力，“上天、入地、下海”的梦想正在一步一步地实现。
（三）上天、入地、下海与“中国梦”
2012年11月29日，习近平总书记在参观《复兴之路》展览时正式提出“中国梦”思想。他说：“每个人都有理想和追求，都有自己的梦想。现在，大家都在讨论中国梦，我以为，实现中华民族伟大复兴，就是中华民族近代以来最伟大的梦想。这个梦想，凝聚了几代中国人的夙愿，体现了中华民族和中国人民的整体利益，是每一个中华儿女的共同期盼。历史告诉我们，每个人的前途命运都与国家和民族的前途命运紧密相连。国家好，民族好，大家才会好。实现中华民族伟大复兴是一项光荣而艰巨的事业，需要一代又一代中国人共同为之努力。空谈误国，实干兴邦。我们这一代共产党人一定要承前启后、继往开来，把我们的党建设好，团结全体中华儿女把我们国家建设好，把我们民族发展好，继续朝着中华民族伟大复兴的目标奋勇前进。”[2] 习总书记的“中国梦”思想，宣告了中国共产党的新的执政理念、指导思想和伟大目标。它代表全体中国人民的意志和信念，发挥各族人民的智慧和创造力，凝聚各族人民的信心和力量、积极性和创造性，团结一致齐心合力努力奋斗，建设国家富强、民族振兴和人民幸福的伟大国家，实现中华民族的伟大复兴。2013年12月，习主席在视察江苏期间，把治国理政的战略布局概括为“四个全面”：全面建成小康社会、全面深化改革、全面依法治国、全面从严治党。有评论者指出，这实际上对“中国梦”做具体解释，是将“中国梦”条理化和具体化，实施“四个全面”的治国理政的战略布局，实现中华民族的伟大复兴。
我们理解和实行“中国梦”的思想，主要是：第一，全国人民人人都有梦，不同社会阶层的人都有各自不同的梦想，例如“上天入地下海”，这是中国地质学家的梦。第二，全体中国人的梦集合起来，就是中华民族复兴的伟大梦想。第三，“中国梦”的关键是实践，是实现伟大目标的行动，即“实干兴邦”，即实施“四个全面”的战略布局，所有中国人为实现中国梦行动起来，积极参加中华民族伟大复兴的奋斗。第四，在共产党的领导下，全国各族人民努力奋斗，中国梦一定能实现，即中国共产党的新的执政理念、指导思想和伟大目标一定能实现。习总书记说：“我坚信，到中国共产党成立100年时全面建成小康社会的目标一定能实现，到新中国成立100年时建成富强民主文明和谐的社会主义现代化国家的目标一定能实现，中华民族伟大复兴的梦想一定能实现。”[2]
二、“上天”，开发利用太空地质资源
“上天”指发展航天科学技术，开发利用太空资源。航天科技发展，首先，它是受军事和政治利益驱动。同时，它为人类可持续发展提供资源也正在受到重视。美国亚利桑那大学月球和行星实验研究所的约翰·刘易斯教授说：“如果我们认为我们的资源正在耗尽，我们需要抬头向上看。”例如，他计算后认为，在太阳灭亡之前，小行星的资源足以养活几10亿人[3]。这是美国科学家的“美国梦”。
（一）世界航天科技已经取得伟大成就
航天学理论的创始人，俄国“宇航之父”齐奥尔科夫斯基的墓志铭上有他生前讲的一段话：“地球是人类的摇篮。但是人类决不会永远生活在这个摇篮里，他们会不断探索新的天体和空间。人类首先将小心翼翼地穿過大气层，然后再去征服太阳系空间。”他提出以火箭作为动力，使用液体燃料的多级火箭，将能摆脱地球的引力飞上太空。这是俄国科学家的航天梦想。现在这种梦想正在变为现实，科学家发明威力强大的火箭和导弹技术，以及卫星和宇宙飞船技术，人类航天活动，发射人造地球卫星、载人航天和深空探测三大领域已经取得重大突破;人类登陆月球的实践，开发月球资源，建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点;现在，人类高科技的航天科技成果的应用，把飞天的梦想付诸实践，不仅飞出地球登上月球，而且火星和彗星探测器发射登陆，正在为征服太阳系空间迈出坚实的一步又一步。
迄今，人类航天科技的里程碑式的成就有：
——1957年10月4日，世界第一颗人造地球卫星“苏联1号”发射成功。
——1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林驾驶“东方1号”宇宙飞船，成功地实现人类史上第一次太空飞行。
——1969年7月20日，美国宇航员阿姆斯特朗等3人，驾驶“阿波罗11号”飞船，成功地登上月球。
——1971年4月19日，苏联成功发射世界上第一个轨道空间站——“礼炮1号”空间站。
——1971年5月19日、28日，苏联火星探测器“火星2号”和“火星3号”发射成功。
——1976年7月和8月，美国火星探测器“海盗1号”、“海盗2号”在火星成功着陆。
——1981年4月12日，美国第一架航天飞机“哥伦比亚”号成功地发射升空。
——1997年，美国“火星探路者”号探测器在火星登陆，“旅居者”号火星车在火星上运行。
——2014年3月欧盟“菲莱”的彗星探测器“罗塞塔”升空。这是人造探测器首次登陆一颗彗星。科学家希望通过了解形成于太阳系形成初期的彗星，进一步探究太阳系甚至人类的起源。
——2014年12月5日，世界最大型的火箭第一次将新型的“猎户座”载人飞船从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空，试飞的最大高度达到距离地面5800公里，是国际空间站距离地面高度的15倍。“猎户座”的成功降落标志着人类第一艘以深空探索为目标的载人飞船首次试飞取得成功。美国航天局称，这是火星探索之旅的重大里程碑，“猎户座”有能力超越以往任何的美国宇宙飞船。
（二）中国飞天梦的实践同样精彩
中国航天科技虽然晚于美国和苏联起步，但是紧跟世界高度，现在已经接近或达到世界先进水平。
1. 中国卫星飞奔世界。1970年4月24日中国第一颗卫星“东方红1号”发射成功;1975年返回式卫星发射成功;1984年同步通信卫星“东方红2号”发射升空;1986年第二颗“实验通信卫星”发射成功;1997年“东方红3号”地球静止轨道通信广播卫星发射成功。
2004年7月25日，“长征二号丙/SM”型运载火箭点火，将“探测2号”卫星成功地从太原卫星发射中心发射升空。
2. 中国神舟飞天10次成功发射。
——1999年11月20日，中国“神舟1号”无人飞船发射升空;2001-2002年，“神舟2号、3号”和“神舟4号”相继发射成功。
——2003年10月15日，航天员杨利伟乘座“神舟5号”飞船发射成功。
——2005年10月12日，航天员费俊龙、聂海胜驾“神舟6号”飞船发射升空。
——2008年9月25日，翟志刚、刘伯明、景海鹏乘座“神舟7号”飞船发射成功，开展对地观察和空间科学技术实验。 ——2011年11月1日，“神舟8号”无人飞船发射成功，与9月29日发射的“天宫1号”交会对接成功突破。
——2012年6月16日，“神舟9号”發射成功，景海鹏、刘旺、刘洋三名航天员升空，与“天空1号”实验舱实现手动对接。
——2013年6月11日，“神舟10号”发射成功，聂海胜、张晓光、王亚平三名航天员升空，实现载人天地往返运输系统首次应用飞行，神10与天宫1号对接。
3. 中国嫦娥工程完美收官。2004年，中国实施首次探月活动，正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“无人月球探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。
2007年10月24日，“嫦娥1号”成功发射升空，在圆满完成各项使命后，于2009年按预定计划受控撞月，完成获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等使命。
2010年10月1日，“嫦娥2号”顺利发射，圆满并超额完成各项既定任务。2012年9月19日，月球探测工程首席科学家欧阳自远表示，探月工程正在进行嫦娥3号卫星和玉兔号月球车的月面勘测任务。嫦娥4号是嫦娥3号的备份星。嫦娥5号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和分析，以及月球样品返回地球以后的分析与研究。
中国探月工程“绕”、“落”、“回”三步走战略，计划在月球建立研究基地。月球岩石和矿物是研究月球资源、物质组成与形成演化的主要信息来源。采集月壤剖面样品和月球岩石样品，对月表资源调查、月球物质组成、月球物理研究和月球表面过程及太阳活动历史等方面都具有重要意义。对月球上的5种资源进行探测，我国将探测14种，其中重要的目标是月球上的氦-3资源。氦-3是一种安全高效而又清洁无污染的重要燃料，据统计，月球上的氦-3可以满足人类1万年以上的供电需求。月球土壤中的氦-3含量可达500万吨。
中国探月工程三期再入返回飞行试验获得圆满成功。再入返回飞行试验器于2014年10月24日在中国西昌卫星发射中心发射升空，进入地月转移轨道。科研人员将对飞行试验获得的数据进行深入研究，为优化完善嫦娥5号任务设计提供技术支撑。试验器服务舱将继续在太空飞行，并开展一系列拓展试验。首次再入返回飞行试验圆满成功，标志着中国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回关键技术，为确保嫦娥5号任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础。
（三）发展航天技术，从太空探索中实现更大的利益
“上天”事业的发展，为我国从太空探索中实现更大的利益奠定了坚实的科学基础。地球所在的太阳系，太阳在可预见的未来有取之不尽用之不竭的能源资源，10大行星和许多小行星的矿藏亦有可开发的广阔前景，月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源，月球上特有的矿产和能源，是对地球资源的重要补充和储备，将对人类社会的可持续发展产生深远影响。
航天科学技术作为现在最前沿领域，科学界非常重视太空探索的实际意义。例如，建设太空科学技术的试验基地，航天员在太空站进行对地观察试验，进行太空生物学试验，材料科学试验，流体和燃烧试验，人体科学和生命保障试验，先进的航天器技术试验。现在已经精选出一批具有开发前景的项目，并不断扩大其应用范围[4]。航天科技成果的应用具有非常广泛深刻的意义。
太空资源开发依靠航天科技，它的太空探索涉及人类生活的方方面面，正在为提高人类的生活水平和生活质量服务。例如，在解决人类所面临的人口、粮食、能源、资源和环境等可持续发展问题方面，它发挥着重要作用，为实现人类可持续发展服务。
在解决人口问题方面，发射通信卫星，卫星电视教育——远程教育的发展，为培养中小学教师和提高广大劳动者的素质，正在发挥越来越重要的作用。它为偏远地区、经济欠发达地区的孩子提供识字受教育的机会。它对提高人口素质具有重要的作用。
在解决粮食问题方面，空间育种已开始实践应用。农作物种子经太空微重力、强辐射、超净、高真空和低温环境的作用，发生有益于人类的遗传变异，从这些变异中可选育出高产、高质和抗病虫害的优良品种。我国用返回式卫星搭载农作物种子，已培育出水稻、小麦、玉米、青椒、西红柿、黄瓜、西瓜等良种，增产20%以上。用卫星为喷洒农药的飞机导航，灭虫率提高到90%以上。据报道，1985年以来，我国用卫星对冬小麦的长势和产量进行评估，精度在95%以上，仅河南一省每年减少小麦损失15万吨。
在解决能源问题方面，航天技术对勘探和发现新的煤田和新的油气田具有重要的作用，特别是为开发新的清洁能源提供了条件。在大气层以外，太阳辐射不受天气和昼夜的影响，太阳光强度远远高于地球表面，科学家正在研究太空电站的建造，用航天技术把太阳能收集器发送到太空，在那里建造巨大的太阳能电站，并用微波束把电力发送回地球，将为人类提供大量干净的能源。
在解决资源问题方面，运用遥感技术进行资源考察，可以获得地球表面资源储藏和分布的情况，利用卫星遥感在世界各地发现一批矿区或矿点。科学家报告说，利用高空惯性轨道上的微重力资源在航天器上生产出地球上生产不出来的新物质，如地面因重力存在无法熔合在一起的新合金、制备大面积的单晶硅、长距离无缺陷的光导纤维和药物提纯等。科学家从月球表面带回的岩石分析发现，月球上含有丰富的硅、铁、铝、钛等物质可供开发，月球土壤中有丰富的氦-3可作为核裂变材料，月壤中的氢加上氧提炼出可作为火箭的动力燃料。遥感技术应用于气象预报，大大提高气象资源的开发利用率，减轻各种气象灾害对人类利益的损害。
在解决环境问题方面，利用航天遥感技术监测地球环境全球变化，可以在大的空间和时间范围内，对全球环境的物理、化学和生物学变化，包括海洋和偏远荒漠地区的环境变化实施监测，为治理和保护环境提供强有力的科学数据的技术手段。
此外，有的科学家指出：有一种太空资源已经为地球上的经济作出了巨大贡献，这就是对地静止轨道。它位于赤道上方的太空中，卫星在此与地球以相似的速率运行。它使得人们可以安装一个固定天线，以便同卫星保持联系。现在，利用空间高位从事通信、广播、对地观测、定位和导航。卫星导航应用于交通运输，卫星通信应用于经济发展，卫星电视走进千家万户，航天技术改变了社会经济，以及人类的整个生活和文化。科学家预计，对于人类将来移居外星球，除继续进行研究性探测外，将在太空建立生活设施，进行工业生产，从半导体到制药等制造业，以及太空采矿和太阳能发电等产业，它们将融为一体建设人类新的“太空文化”。 三、“入地”，开发利用地壳深处地质资源
“入地”指发展地质勘探技术，开发利用地壳深处资源。虽然，我国地质勘探工作为国家建设服务已经取得重大成就。但是，鉴于地球表面主要矿产，在好勘探和容易开采的地方大多已经勘探和开采完毕，我国400多种主要矿产已经进入中晚期。今后，我国地质勘探的视野主要转向两个方向：一是人迹罕至的高原地区;二是地壳深部矿产。这是中国地质学家半个世纪的梦想，随着科学技术发展，这个梦想也正在一步一步地实现。
（一）青藏高原地质调查传来喜讯
据报道，2014年6月，中国地质调查局一项历时10年的国土资源调查项目《青藏高原地质理论创新与找矿》（简称“青藏项目”）取得重大突破，并被授予2014年年度唯一一项国家科技进步奖特等奖。该项目在青藏高原新发现32个大型—超大型矿床，矿产资源总量初步估算为：铜8000万吨、金2000吨、铅锌3000万吨，以及其他矿藏。它潜在经济价值约2.7万亿元人民币。
“青藏项目”首次发现冈底斯、念青唐古拉、班公湖—怒江三大巨型成矿带，发现驱龙、甲玛、雄村等7个超大型和25个大型矿床，新增资源储量包括：铜3194万吨、铅锌1519万吨、金569吨、银23015吨，分别相当于12年前全国保有资源储量的54%、12%、15%、21%;驱龙铜矿储量1036万吨，规模跃居中国国内第一，相当于20个标准大型铜矿;甲玛多金属矿相当于10个标准大型铜矿、5个标准大型金矿。这些新发现显著提高中国矿产储备库，提升资源保障与供给能力。
“青藏项目”发现，新疆准噶尔盆地的东北边缘，阿尔泰山脉的东端南麓，可可托海三号矿坑的丰富宝藏。它深100多米，长宽数百米，坑内有76种矿共生。它的规模之大、矿种之多、品位之高、成带性之分明为国内独有、国外罕见，蕴藏着有锂、铍、铖、钼、铷、铯、铪、铀、钍等多种稀有及放射性元素，拥有地球上已知140多种矿物中的86种，稀有金属占到矿山储量的九成以上。它的神秘更在于富集铍、锂、铌、钽、钛、锆等金属，从而成为一座天然的稀有金属元素储备库。例如，这里出产的矿物珍品，人们采到过16公斤重的海蓝宝石、17公斤重的黄玉、60公斤重的钽铌单晶矿、500公斤重的水晶块、12吨重的石榴石、30吨重的绿柱石晶体等。最引人注目的是60公斤重的钽铌单晶矿，它通体黝黑，钽铌含量超过70%。钽铌被称为“宇宙天空时代的稀有金属”（俗称黑宝石），其合金被广泛应用于火箭、人造卫星、航天飞机等的制造。
青藏项目成果及其应用，建设中国最大的资源储备基地，将为国家建设提供宝贵的矿产资源。
（二）地壳深部探测技术取得成就，将从地壳深部开发矿产资源
地壳厚度30-70公里，人类迄今只开发地表1公里范围的矿产。现在，在地表矿床面临枯竭的形势下，矿产资源开发正向地壳深处进军。这是同“上天”航天技术开发同样宏大的“入地”地壳深部探测技术。
1. 苏联“深层地理实验室”计划。1962年，苏联科学院和地质部决定用钻井的方式直接研究地壳深层。它被称为“向下伸出的望远镜”。1966年，他们选择靠近芬兰的科拉地峡一个古老地盾，向地心钻探，打个洞直径约8-10英寸（1英寸约合2.54厘米）。计划打到15000米深，1991年已经创造12262米的世界记录。苏联科学家的钻探发现，深度超过9500米后，获得的地层岩心金含量高达每吨80克，但在地球表层很少能找到超过10克的矿层;而且，一直钻到最后，岩层里仍然有水，有金属矿。这改变了人们对深层地壳成分的认识。他们还发现了每吨含80克黄金的岩芯，比例远超过地面上的富矿。可惜这些深达数千米的矿脉现在只可以研究而没法开采。
这个洞现在打不下去了，因为洞下温度达177摄氏度甚至更高，洞里变得十分粘稠，无法再打下去。这是人类在地球上挖的最深的洞。未来，人类高科技将会提供新的手段探索地层深处的奥秘。
2. 中国“地壳探测工程”成功起动。2002年，中国国土资源部开始筹备宏伟的地壳深部探测工程，“超级科学钻”工程，又称“入地工程”。“入地”工程形像地说，是“把地球打个洞”，就像苏联地壳深层探测工程，置一架深入地壳内部的“望远镜”，探测地壳深处的资源。
2004年9月27日，中国“超级科学钻”在江苏东海县开打，主钻孔打入地下4501米，超过4500米大关，完成了5000米计划深度的90%以上;2005年，钻探已经达到5100米深度。最新的“超级科学钻”于2011年8月20日调试，计划首次试验6000多米深度，并指向10000米深度。2006年7月完钻的塔河1号井有8408米深，正在钻探的“川科1号井”设计深度8875米，已经超过珠穆朗玛峰的高度。
2008年3月，宝鸡石油机械有限公司研发的12000米超深钻井机正式投入使用。现在只有美国一台能打到这个深度的钻机。这是世界最深钻井机。它能在40℃～55℃的地下高温环境，适应全球任意工作区域的作业。
这些数字标志着，我国成功破解了在超高压结晶变质岩中钻探的世界性技术难题。深部钻探提取大量地层深处的样本，利用钻取出的岩芯及液、气态样品，进行多学科综合研究，带来许多的新的科学发现，丰富人类对地壳深处的认识，科学家在揭示大陆造山带的深部物质组成与结构等方面取得初步成效。
2012年美国《未来学家》双月刊1-2月号，发表托马斯·弗雷《推动人类进步的八大挑战》一文指出，推动人类进步梦想的第一挑战是冲向地核，安装一个直通地核的探测器。它携带通讯系统，能够向地表传达实时的感应数据，帮助人类认识地球内部。但他说，这是很难解决的问题，因为地下可能出现各种极端温度，探测器需要穿过气隙、熔岩、坚冰甚至我们现在不知道的坚硬物质。“如果真有人能完成这个任务，我们就需要研究如何利用这些信息来建设更安全的居所，为人类谋取更多的利益。”[5]这是又一个科学梦。 3. 开发地球内核矿产的梦想。地球半径6371公里，分地壳、地幔和地核。迄今人们对地球人认识，只达地球表层薄薄的一部分;“超级科学钻”正在帮助人们向认识地壳深处进军;但是，地幔深处和以下的地核是基本上不了解的地方。中国科学院杜乐天教授，从20世纪90年代起，用地球物理方法研究地球，获得重要发现，提出“深气开发”概念。他认为，地球上除了地表以上的大气圈，地球内部至少有4个巨大的气圈，而且越深气体越多。这4个巨大的气圈由浅到深顺次分布：（1）上地壳充气圈，包括石油、天然气和煤层气，固相水合甲烷和卤水气，地下水中气等;（2）中地壳充气圈，地下深度10—20千米的低速、高导、低密度、高热液体的高压气体（数千大气压），浅层地震与它密切相关，震源出于该气圈的顶部;（3）上地幔充气圈，深度60—80千米，为地幔软液体、低速体中高压气体，压力达数万大气压，是中深地震的震源所在;（4）外地核充气圈，是溶解于液态铁中的强大氢气流，压力更大，达数百万大气压。深于上地核的流体，是一种呈超临界态存在，既不是水液，也不是岩浆，而是高压缩高密度的极强还原性气体，如氢、一氧化碳、甲烷等与地表上的大气截然不同[6]。
杜乐天教授认为，损害人类安全的气象、地震和海洋灾害，如旱灾、热灾、洪灾、特大暴雨、沙漠形成、森林和草原大火、台风突拐、厄尔尼诺、海底风暴、海嘯等的成因，仅从地壳以上的大气圈考虑是不够的，地球排气作用，巨量地下高压可燃气体（比大气圈多数百倍），强烈向上喷流，是造成这些灾害的重要原因之一。它得到卫星遥感的全球观测所证实，利用卫星热红外图像观测，发现地球天天时时都在不均匀地大规模强烈向外排气，已有上万张实际图像观测资料。
他还指出，地球自发的排气可能造成大范围的自然灾害，损害人类安全;但是，通过有计划的国土深钻，为地球人工放气，可以获得大量可燃气体和化工原料，为社会提供巨大的资源，为人类造福。它的前景是无限的。
四、“下海”，开发利用海洋地质资源
“下海”指发展海洋技术，开发利用海洋资源。海洋占地球面积的70%，它不仅是孕育生命的摇篮，而且是展示人类文化的广阔舞台。因为它那样地广阔那样地深远，因而有无穷无尽的奥秘，至今远未被人们了解。征服海洋从来就是人类的梦想。现在，海洋作为最便捷的交通要道，越来越受到人们的重视、开发和利用，创造越来越多的福祉。但是，它的无穷无尽的资源，基本上仍然是待开发的状态。发展海洋技术，开发海洋资源，这是解决世界资源危机的重要方向。
（一）中国海洋技术取得伟大成就
“下海”，开发海洋资源，前提条件是发展现代海洋技术。我国海洋技术迅速发展，除了大型船舶建造、海洋交通运输业发展，海洋生物产品开发利用，其他海洋产业发展，在社会物质生产中占有越来越重大的比例。发展海洋技术已经取得可喜的进展，正在加快向海洋进军的步伐，建设生态文明的海洋文化。
1. 中国海洋科考取得巨大成就。1984年11月，中国“雪龙号”极地考察船首次参加南极考察。它是我国第三代极地破冰船和科学考察船。至1994年10月，首次执行南极科考和物资补给运输，“雪龙”号已先后31次赴南极，至2012年已5次赴北极执行科学考察与补给运输任务。它的足迹遍布五大洋，创下了中国航海史上多项新纪录。
2004年11月1日，香港市民欢送极地破冰船“雪龙号”离开香港维多利亚港，再次启程前往南极。中国科学家向南极冰盖最高点发起冲击，不仅进行与冰雪相关的一系列考察，而且为中国在南极建立第三个考察站选址。这是人类历史上首次向南极冰盖之巅发起的冲击。
中国南极长城站是中国在南极建立的第一个科学考察站，对南极地区进行常年科学考察。2004年7月28日，中国首座北极考察站——黄河站落成仪式在挪威斯匹次卑尔根群岛北极科考基地——新奥尔松举行。中国首座北极科学考察站——黄河站的建立。
我国多种先进的远洋科考船奔赴世界大洋。“大洋1号”是目前中国第一艘现代化的综合性5600吨级远洋科学考察船，是我国远洋科学调查的主力船舶;“科学1号”建造于1980年，是一艘设备先进的考察船，承担中国远洋科考，多次承担国家重大航次项目;“向阳红10号”考察船是我国自行设计制造的第一艘万吨级远洋科学考察船，曾参加中国首次发射运载火箭、同步通信卫星等重大科研试验任务。
中国科学家的远洋科考，开展富钴结壳区调查，收集、积累和掌握了许多海洋矿产的科学数据。例如，热液区的硫化物和深海生物基因资源的综合调查，为提高深海调查能力，取得了3200多万年的深海沉积记录;取得南海演变的沉积证据，发现到300多万年前南海沉积环境才出现强烈的南北差异;首次探讨了2000多万年以来气候周期性的演变，发现大洋碳循环的长周期等。科学家据此建立了南海的“历史档案”。
我国远洋科考为大洋矿产资源和生物资源研究，进行多种专项调查，大陆架勘探调查，为我国进行海洋矿产资源开发作科学准备。科学家们为海底找矿迈出坚实的步伐。
2. 中国海洋深潜技术成就：“蛟龙号”和“海马号”。2002年，我国启动深海探测计划，科学家在短短两年时间内成功研制出国内第一套水下高精度定位导航系统。试验表明，在水深45米左右的水域，系统的水平定位精度达到5厘米，测深精度为30厘米，从而将水下定位精度从过去的十多米提升到了亚米级。我国是继美、法、德之后成为世界上少数几个掌握水下高精度定位技术的国家之一。2004年，我国研制成功可以下潜3500米的水下机器人，以后研制7000米深的深潜器。它们投入运行，现在，中国人的“足迹”已经覆盖地球上的大多数海域。
“蛟龙号”研制和运行。2002年中国科技部将深海载人潜水器研制列为国家高技术研究发展计划的重大专项，启动“蛟龙号”载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作。2009年至2012年，“蛟龙”号接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功，不断打破深潜记录。 2011年7月28日，“蛟龙号”创造了中国载人深潜纪录，最大下潜深度为5188米;2012年7月，“蛟龙”号在马里亚纳海沟试验海区创造了下潜7062米的中国载人深潜纪录，同时也创造了世界同类作业型潜水器的最大下潜深度纪录。这意味着中国具备了载人到达全球99.8%以上海洋深处进行作业的能力。
2011年7月26日，蛟龙号载人潜水器在太平洋国际水域下潜到5057米深处，采集了海底沉积物和拍摄了深海生物照片。它的设计深度7000米，为世界第一。2012年6月24日，“蛟龙号”载人潜水器在太平洋马利亚纳海沟的海试，冲破设定的7000米目标，成功下潜至7020米深处，创造了载人深潜新的国家纪录。它表明我国深海高新技术装备研发能力提高，它致力于洋底科学研究，如收集海底生命样本，海底地质构造和矿产资源，这是我国开发海洋资源迈出的重大一步。
2013年6月10日日至7月12日，6位科学家乘“蛟龙号”下潜，执行“南海深部计划”的科考任务。这是2011年起动，汪品先院士领衔的为期8年、投资1.5亿元国家自然科学基金重大项目的一部分，以“构建边缘海的生命史”为主题，以“洋壳深海盆的演化”为骨架，研究深海沉积和生物地球化学过程。这是我国海洋科学大规模的基础性研究，第一次对3000多米深的海底探索，采集到多种锰结核和岩石标本，海绵、珊瑚和多种深海生物标本，对认识南海形成的时间、方式和物质来源，以及南海扩张的历史有重要的价值。
2014年12月18日，“蛟龙”号首次赴印度洋成功下潜探海，2015年1月14日，蛟龙号在西南印度洋龙旂热液区执行印度洋科考首航段的最后一次下潜，这也是“蛟龙”号在这个航段的第9次下潜。这次下潜结束后，“蛟龙”号将搭乘母船靠泊毛里求斯补给，随后继续在西南印度洋执行印度洋科考第二航段的下潜科考任务。中国第一台自行设计、自主集成研制的“蛟龙号”载人潜水器设计最大下潜深度为7000米，工作范围可覆盖全球海洋区域的99.8%。
“蛟龙号”深潜是最新的海洋技术，它的探海记录，显示我国海洋技术的新成就，为我国寻找和开发海底油气和其他矿物资源增添了新的强有力手段。
“海马号”研制和运行。“海马号”研制是继“蛟龙号”之后又一标志性成果。2014年2月20日至4月22日，我国自主研制的首台4500米级深海遥控无人潜水器作业系统——“海马号”搭乘“海洋6号”综合科学考察船分三个航段在南海进行海上试验，并于4月18日通过了海试现场专家组进行的海上验收。“海马号”的研制是“863”计划支持的重点项目，是我国迄今为止自主研发的下潜深度最大、国产化率最高的无人遥控潜水器系统，并实现了关键核心技术国产化。国土资源部作为该项目的主持部门，广州海洋地质调查局作为业主单位牵头，联合上海交通大学、浙江大学、青岛海洋化工研究院、同济大学和哈尔滨工程大学等共同协作完成研制与海试。在南海进行的三个阶段的海试中，“海马号”共完成17次下潜，3次到达南海中央海盆底部进行作业试验，最大下潜深度4502米，完成91项技术指标的现场考核，并通过专家组验收。此次海试的成功标志着我国掌握了大深度无人遥控潜水器的关键技术，为我国开发海洋地质资源提供了科学基础。
（二）发展海洋技术，开发丰富的海洋地质资源
海洋占地球表面70%，人们用“聚宝盆”来形容海洋资源，这是非常确切的。海洋矿产资源，包括海水资源和海洋地壳资源。它种类繁多含量丰富，在地球表面已发现的百余种元素中，有80余种在海洋中存在，其中可提取的有60余种。这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中：海水中的“液体矿床”;海底富集的固体矿床;从海底内部滚滚而来的油气资源。
1. 开发海水里的矿产资源。海水中最普通矿产是是盐，即氯化钠，是人类最早从海水中提出的矿物质之一。另外还有一种镁盐，它们是造成海水又咸又苦的主要原因。除了这两种外，还有钾盐、碘、溴等几十种稀有元素及硼、铷、钡等，它们一般在陆地上比较少，而且分布较分散。海水中稀有元素极具价值对人类用处很大。
此外，海水中含有的黄金可达550万吨，银5500万吨，钡27亿吨，铀40亿吨，锌70亿吨，钼137亿吨，锂2470亿吨，钙560万亿吨，镁1767万亿吨，等等。这些东西，大都是国防和工农业生产及生活的必需品。例如，镁是制造飞机和快艇的材料，又可以做火箭的燃料及照明弹等，是金属中的“后起之秀”，现在世界上有一半以上的镁来自海水。
海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。它们都是在水深不超过几十米的浅海或海滩中。由矿物富集而具有工业价值的矿砂，是开采最方便的矿藏。从这些砂子中，可以淘出黄金，而且还能淘出比金子更有价值的金刚石、石英、钻石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等。现在，海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一，愈来愈受到人们的重用。
2. 开发珍贵的海底矿产资源。海底矿藏中，多金属结核-锰结核是其中最有经济价值的一种。它是1872-1876年英国一艘名为“挑战号”考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。这些黑乎乎的，或者呈褐色的锰结核鹅卵状团块，有的像土豆，有的像皮球，直径一般不超过20厘米，呈高度富集状态分布于300-6000米水深的大洋底表层沉积物上。
据估计，整个大洋底锰结核的蕴藏量约3万亿吨，如果开采得当，它将是世界上一项取之不尽、用之不竭的宝贵资源。目前，锰结核矿成为世界许多国家的开发热点。在海洋这一地层矿产中，还有许多沉积物软泥，也是一种非同小可的矿产，含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。例如覆盖一亿多平方公里的海底红粘土中，富含铀、铁、锰、锌、钴、银、金等，具有较大的经济价值。
海洋地热矿床：近年来，科学家们在大洋底发现了33处“热液矿床”，是由海底热液成矿作用形成的块状硫化物多金属软泥及沉积物，其中金属硫化物和铁锰氧化物沉淀，形成块状物质，堆积成矿丘。有的呈烟筒状，有的呈土堆状，有的呈地毯状，从数吨到数千吨不等，是又一项极有开发前途的大洋矿产资源。 3. 开发丰富的海洋能源资源。石油和天然气是遍及世界各大洲大陆架的矿产资源。石油可以说是海洋矿产资源中的“宠儿”，又被称为“黑色的金子”。据报告，1990年，全世界海上石油已探明储量达2.970×1010吨，海上天然气已探明储量达1.909×1013立方米。油气加在一起的价值占了海洋中已知矿产物总产值的70%以上。海底石油和天然气的产值，已经超过世界海洋经济总产值的一半;它和海底的“可燃冰”加在一起，有可能会成为地球上未来矿物能源的主体。现在，陆地油气资源行将枯竭，开发海洋特别是深海油气田成为一种战略选择。
世界海洋石油的勘探开发，主要集中在靠近陆地的大陆边缘的部分，包括大陆架、大陆坡和大陆隆三部分。中国大陆架是世界最宽的大陆架之一，总面积473万平方千米。据有关专家估计，我国大陆架石油地质储量约250亿吨，天然气80000亿立方米。如果再考虑整个大陆边缘，其发展前景更不可限量。根据1994年的数据，中国海上采集地震测线57万公里，打探井363口，发现油气构造88个，获得石油地质储量11.88亿吨、天然气地质储量1800亿立方米。
我国从20世纪后半叶开始勘探和开发海洋石油，21世纪以来，海洋技术不断进步，我国开启名为“海洋石油981工程”的深海采油技术研发，2008年开工建造深海钻探平台，2010年2月交付中海油使用，现已经完成和布置营运。它具备勘探、钻井、完井等多种作业功能，设计自重3万吨，长114米，宽79米，平台稳定性和强度能抵御南中国海200年一遇的波浪载荷，在1500米水深内可使用锚泊定位，甲板最大载荷9000吨，最大作业水深超过3000米，钻井深度超过1万米。这些技术指标与世界最先进的钻井平台相媲美。2010年中国海洋石油产量首次超5000万吨，天然气产量约50亿立方米。
2008年6月6日，中国石油天然气集团公司宣布：目前全球最大的座底式钻井平台——“中油海3号”座底式钻井平台安全抵达冀东南堡油田。该平台投入使用后，将大大提高中国石油滩海地区勘探开发的能力。“中油海3号”是由中国石油海洋公司与上海708所联合研制，由山海关造船厂制造。该平台长78.4米，宽41米，上甲板高20.9米，空船总重量5888吨，适合10米以内水深的海上作业，是目前全球最大的座底式钻井平台。中国石油海洋公司组建于2004年11月，2006年公司在渤海湾三个油田海上钻完井17口，试油试采11.2万吨，动用自有船舶8艘、外雇船舶19艘，安全完成了19次海上平台的拖航、移位。目前，中国石油海洋公司已拥有各类移动式平台7座，包括5座自升式钻井平台和2座生活平台，还有3座自升式钻井平台，已经陆续制造完成。
目前中国正在设计、建造的超深水钻井平台（船）主要有：（1）由708所与上海外高桥造船厂设计、建造3000米工作水深的半潜式钻井平台。（2）中国船舶重工集团公司大连造船厂建造了BG9000型4艘超深水半潜式钻井平台。（3）由江苏韩通船舶重工有限公司承担建造的“舍凡钻工”号半潜式平台，工作水深达当前创世界纪录的12500英尺（3810米）;中部具有双井架的、钻深能力亦达当前创世界纪录的40000英尺（12200米）超深井钻机;是世界第一艘SSP（即舍凡稳定性（减摇）钻井平台）。（4）由上海船厂2007年开始建造4-5万吨动力定位深水钻井船。以上均是中国垮入超深水钻井平台建造的重要标志，目前中国在建造平台、船体吨位总量方面仅次于韩国而居世界第2位，但在自行设计建造用于平台、船上的主机、特别是浮式钻井专用设备方面几乎还是空白，这需要国内海洋装备企业瞄准世界顶尖水平继续努力。“海洋石油981”号是中国首次自主设计、建造的第六代3000米深水半潜式钻井平台，代表了当今世界海洋石油钻井平台技术的最高水平，堪称海洋装备里的“航空母舰”，已经投入我国南海勘探作业。
2013年海洋石油产量6684万吨。中国海洋石油开发上了一个新台阶。开发我国沿海大陆架丰富的石油和天然气资源，同时深海勘探和开采技术又取得重大的进步和突破，开发丰富的海洋能源资源是解决我国能源问题的主要方向。
4. 研究和应用核聚变技术，开发海洋氘-氚资源。海水中有丰富的氘和氚，在一定条件下，它们的原子核可以互相碰撞而聚合成一种较重的原子核——氦核，同时把核中贮存的巨大能量（核能）释放出来。普通电厂一个碳原子完全燃烧生成二氧化碳时，只放出4电子伏特的能量，而氘-氚反应时能放出400万电子伏特的能量，氘-氚反应时能放出1780万电子伏特的能量。据计算，1公斤氘/燃料，至少可以产生相当于l万吨优质煤燃料的电力。海水中氘的含量为十万分之三，即1升海水中含有0.03克氘。这0.03克氘聚变时释放出的能量等于300升汽油燃烧的能量，因此，人们用1升海水=300升汽油这样的等式来形容海洋中核聚变燃料储藏的丰富。人们已经知道，海水的总体积为13.7亿立方公里，所以海水中总共含有几亿亿公斤的氘。这些氘的聚变能量，足以保证人类上百亿年的能源消费。而且，氘的提取方法简便，成本较低，核聚变堆的运行也是十分安全的。因此，以海水中的氘、氚的核聚变能解决人类未来的能源需要将展示出最好的前景。
核聚变反应，需要在几千万度，以致上亿度的高温条件下进行。目前，这样的反应，已经在氢弹爆炸过程中得以实现。用于生产目的的受控热核聚变在技术上还有许多难题。但是，随着科学技术的进步，这些难题都是能够解决的。1991年11月9日，由l4个欧洲国家合资，在欧洲联合环型核裂变装置上，成功地进行了首次氘-氚受控核聚变试验，反应时发出了1.8兆瓦电力的聚变能量，持续时间为2秒，温度高达3亿度，比太阳内部的温度还高20倍。核聚变比核裂变产生的能量效应要高达600倍，比煤高1000万倍。
科学家们认为，氘-氚受控核聚变的试验成功，是人类开发新能源历程中的一个里程碑。因为核聚变不会释放温室气体和其他污染物，其放射性废物存在时间不长，是一种几乎无限量的能源供应。核聚变能源是最有前途的能源，被誉为“能源圣杯”。 应用核聚变技术，开发海洋氘-氚资源，生产廉价和干净的电力，是科学家多年来的梦想。经过努力，中国和世界其他国家的科学家已经在实验室条件下取得突破。最近外电报道，美国科学家设计出低成本的核聚变反应堆。美国华盛顿大学的专家2014年10月9日宣布，他们已设计出经济上可行的核聚变反应堆，如果能大规模建设，其发电成本仅相当于煤炭发电厂。主持该项目的华盛顿大学航空航天专家托马斯。贾博教授说，该设计依托当前技术，在一个封闭空间内创造磁场，以使高温等离子体在其中保留足够长时间，发生聚变燃烧。他说：反应堆在很大程度上是自我维持的。这意味着它可能持续加热等离子体以维持热核环境，所产生的热量将加热冷却剂，用来带动涡轮机旋转产生电能。这个原理与普通核反应堆的运行原理相似。
2014年10月16日，英国《每日邮报》报道，美国洛克希德-马丁公司宣布，成功研制车载核聚变反应堆。核聚变通过把氢原子的两种同位素氘和氚的气体注入反应堆的安全壳实现，后加入能量使电子从原子中脱离，形成等离子区。这是一个管状设计，使反应堆只能容纳有限数量的等级离子体，利用内置的特定形状磁场找到一种约束等离子体的方法，使等离子体可以自我抑制。这是一个关键性技术突破。
科学界期望，核聚变技术和海洋氘、氚提取技术的进一步重大突破，以及这两项技术的发展与成熟，将为社会提供无限的干净的能源，会对整个人类社会产生重大的影响。学界对前景持乐观进取的态度。
（三）建设21世纪海上丝绸之路，发展新的海洋文化
我国历史上，海上丝绸之路早在秦汉时代就已出现。唐中后期，陆上丝绸之路因战乱受阻，同时中国经济重心由北方转向南方，海路取代陆路成为中外贸易主通道，海上丝绸之路繁荣发展，特别是宋元时期东西方世界格局的变化，航海技术的突破和经济贸易空前兴盛，海上丝绸之路的发展达到它的鼎盛时期。
2013年10月，习近平主席访问东盟国家时提出建设“21世纪海上丝绸之路”和“丝绸之路经济带”，又称为“一带一路”战略构想。它设想以“一带一路”贯穿欧亚大陆，东边连接亚太经济圈，西边进入欧洲经济圈，将串起连通东盟、南亚、西亚、北非、欧洲等各大经济板块的市场链，发展面向南海、太平洋和印度洋的战略合作经济带。
为了实施“一带一路”构想获得资金支持，2014年11月，中国发起建立亚洲基础设施投资银行和设立丝路基金。这是一个非常重大、影响非常深远的举措。亚洲基础设施投资银行，作为政府间性质的亚洲区域多边开发机构，重点支持基础设施建设，总部设在北京。亚投行法定资本1000亿美元;同时，中国将出资400亿美元成立丝路基金。亚投行和丝路基金的设立和运作，为“一带一路”沿线国家的基础设施建设、资源开发、产业合作等有关项目提供投融资支持。
2014年12月，在北京召开的APC会议上，上述措施得到基本落实。海上丝绸之路和丝绸之路经济带建设，将全面推进沿线国家的基础设施互联互通、产业金融合作和机制平台建设，加快实施自由贸易区战略，加深沿线区域经贸合作，加强安全领域交流与合作。在亚洲基础设施投资银行和丝路基金的支持下，加强基础文化建设，优先发展海上互联互通，在港口航运、海洋能源、经济贸易、科技创新、生态环境、人文交流等领域，促进政策沟通，道路联通，贸易畅通，货币流通，民心相通，携手共创区域繁荣，无论是发展经济、改善民生，还是应对危机、加快调整，发展沿线国家的共同利益，实现亚欧非经济贸易一体化发展的长期目标。
这是21世纪海洋新文化发展愿景，新的世界梦。它一定能够实现。
参考文献：
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