​李玉明和他的潜艇:中国平民科学的想象与现实

（文 / 吴戈）

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12月2日上午，李玉明的第三艘潜艇“知音号”在武汉市汉阳渔场旁的墨水湖首次试航。在柴油机的突突声中，这艘潜艇不断地将头部浅浅地压入水中又抬起来，像一个初学游泳者。

李玉明家门口的对联就与众不同——“霞光潜艇下深海，神舟飞船上长空。”进门就是一张床，躺着卧病不起的老伴。一坐下来，他最关心的是:“知道我这个发明的意义不？全世界没有的。”住在武汉市汉阳区五里新村的这位老人已届65岁，小学文化，退休前是大桥鞋厂的工人，从90年代初开始醉心于发明。很快，他就不满足于冷热水调节阀和可升降方圆桌等小打小闹的题材了。

三艘潜艇

2004年8月，李玉明决定将自己的“鳍板式潜水器”技术付诸实现。在老家武汉市蔡甸区霞光村，木匠李新华为他制作了木制模型，会电焊的村民李少中和李春庭用铁板拼成了长5米，重约1.5吨的“霞光一号”。由于发动机只有2.5马力，11月9日的首次试航无法完全潜入水下。并不甘心的李玉明四处举债，又请来了某船厂退休工程师李少民帮助，2005年4月问世的“霞光二号”就正规得多了，不久就让五位勇敢的村民短暂体验了水下20厘米深度的刺激。正当他踌躇满志地准备在长江江面试航时，被海事部门制止，原因是“没有任何船舶安全技术证明资料，不具备试航条件”。至今“霞光二号”仍停泊在汉阳区建港4号码头。“霞光二号”可载客8人，但消耗的资金也使李玉明和他的投资者颇感吃力。2005年10月开工的“知音号”缩小到载客两人，动力增加到17马力。

在汉阳区月湖边几间简陋的房屋旁，记者见到了由铁条框架和玻璃钢外壳制成的“知音号”，它的外形像一条短粗的鲨鱼，艇首和两舷有窗，从顶部的舱门进入。据说深入加工后，粗糙的表面将像其他玻璃钢游乐船一样光滑。艇内前方有一个舵轮，旁边是调节油门的手柄，后部是一台柴油机，除此之外没有任何设备和仪表，整个艇背后部却被切开了一个一米见方的口子。主要施工者，一身油腻的龚勇解释说:“本来他们想是台新柴油机，装进去就不需要拆出来的。”

( 李玉明设计的鳍板式潜艇“霞光２号” )

李玉明与外界

李玉明的家极其简陋，唯一丰富的是抽屉和柜子里满满当当的证书。其中有他最引以为荣的“鳍板式潜水器”和“镜像重心游乐艇”两项实用新型专利，也不乏一大堆冠以“当代”、“名流”和“特聘”字眼的名人录，有的已经发黄，后一类头衔花去了他上万元的“工本费”。虽然他不厌其烦地一本一本找出自己的名字，指给记者看，但从最近纷至沓来的众多记者口中，李玉明已经了解到:“要钱给奖的事不可信。”在贴满墙壁的剪报中，他最满意的是《楚天金报》的一个头条:“世界上只有中国人才能做到。”当然，他笑笑说:这个说的是中国经济发展，我的这条就在它下面，但也是这个意义。

在李玉明身上，80年代中国科学普及高峰时期留下的痕迹非常明显。他最早对潜艇的了解，来自岭南美术出版社1982年的连环画《潜渡北冰洋》，说的是美国“鹦鹉螺号”核潜艇的事，售价一毛九分。他的言谈中如数家珍地穿插着“木星有39个卫星”、“第一宇宙速度”等论据，说得最多的还是莱特兄弟等发明家的故事，比如“发明电视机的人他们是睡稻草”。对自己，李玉明最常用的说法是“我们搞发明的”。有趣的是，他看得最多的是《奥秘》而不是舰船类杂志。在他的桌上，既有《智能武器》，也有《宇宙全息统一论》。不过李玉明与外界的联系非常不便，他最近一两年才知道互联网，而且不会上网，只知道网上会大量转载关于他的报道。因为穷，他打电话要去街头，出门基本上靠走路。

李玉明的原理

( “深水飞行502” )

讲述原理是李玉明最陶醉的时刻，他说:“你看全中国的农民造飞机的，没有哪个能说原理成立。”他还坚信，“原理正确就可以成功。”

李玉明认为:现有的潜艇应用的都是进水下沉、排水上浮的原理，只能相当于飞机发明前的飞艇。飞机不依靠浮力，利用空气流速差产生的压力差升空。鱼是靠鳍沉浮，潜艇也可以靠鳍板在运动中产生的力而下沉。

据李玉明介绍，这个原理的效果非常惊人。他说:我的鳍板最大可以偏转45度，达到一定速度后，一平方米大小的鳍板，反面可以形成10吨的负压，和正面的压力一起把潜艇往下拉。核潜艇要用3000立方米的压载水，我的潜艇下潜速度起码要快上100倍，一个平方的鳍板就代替了3000吨的作用。他还兴奋地展望:“潜1万米，几万米都可以。”因为“深浅不说，我只说原理”。

正因为“只说原理”，对潜艇的建造，李玉明说:“我负责原理辅导，造船由他们搞，图纸由他们画。”在来帮忙的工程师绘制的“知音号”图纸上，记者看到的名字是“半潜式游艇”。李玉明也对最近媒体上“农民造潜艇”的提法不大满意，强调说:“我搞的根本就不是潜艇。”“鳍板原理都可以写成一本书了，但我现在没精力写，我想以后会写出来的。”李玉明意犹未尽地说。至于时间，他说:“一两年吧。道理深得很，不是一般的道理。”

( “阿尔文号”深潜器 )

李玉明的另一个专利是和武汉船舶检验所的万国桥共同获得的“镜像重心游乐艇”。对此他解释道:各种船的舱底都要压载，我可以在船上安装刚性的杆子，需要时通过舱底的槽下降到水中，重心降低了，稳性可以增强几十倍、几百倍，十二级台风也翻不了，不用时收回来。他的潜艇“总设计师”万世学在一旁解释说:“通俗地说就是树越大，根越深。”

对很多人问过的安全问题，李玉明的解释是“有些东西很保密”，唯一透露的是他的“水下悬浮”技术，据说“停一个世纪都可以，电钮一按又浮起来”。这种不打算公开的“核心技术”，李玉明认为“是为国家保密，专家们都说可以用于国防，因此现阶段不打算申请专利”。万世学也神秘地表示:“‘霞光’一到三号只涉及了他1/2的技术。”

李玉明周围的人

李玉明的潜艇梦，与武汉当地的造船工业的历史密不可分，正在研制电动汽车的“神龙汽车”也是他设想中的潜艇高能电池合作伙伴。

李少民是较早参与李玉明潜艇计划的人，他佩服的是李玉明的大胆:“这个潜艇的价值是不可计算的。我们搞设计的人都很保守，为什么不能突破那个思想呢？”但对“霞光二号”的结果，李少民谨慎地表示:“这只能够说是一个起点，不能算成功。”

12月2日亲自指挥“知音号”试航的万世学已经61岁，他是目前帮李玉明设计潜艇的核心人物，1968年从部队复员进入武昌造船厂当焊接工，早年接触过潜艇，1983年停薪留职。2003年结识李玉明之后，万世学参与了从“霞光一号”到现在的全部工程，他的观点是:“越是高级工程师越教条。”“知音号”的设计还得到了68岁的船体放样工程师朱梦胜、70岁的机械工程师喻善智和67岁的黄美霖等人的帮助，三位都是武昌船厂的退休人员。

除了“走进科学”等电视节目，万世学没怎么看过科技杂志，也没有上过网。他向记者表示:根据李老先生的“定律”，他已经掌握了速度和鳍板的匹配关系。记者注意到“知音号”舱内并无仪器仪表，但万世学表示:这可以算无级变速，再慢的速度，鳍板都能起作用。他还介绍说:（武昌造船厂）厂里非常关注，难道专业船舶工程师还不如农民？面对目前的进展，万世学兴奋地说:现在武船的人都开始转弯了！

在李玉明的工程中，最为勇敢的人是23岁的孝感小伙子龚勇。他只有初中文化，从两个月前开始，借助在广东一家玻璃钢灯饰厂打工的手艺，他和另一个小伙子成了“知音号”的主要建造者和试航者，小伙子高兴地说:“难得有机会。”

在资金上对李玉明帮助最大的是武汉港务局的刘雄，以及在今年春天卖掉自家房子，投资李玉明潜艇的霞光村村民张世秀。他们的信心来源，用刘雄的话说，是“因为专家认可了，原理成功了”。张世秀说:“我支持李老先生，无怨无悔，我就当赌博输了的。”

沉默的专家和市场

李玉明说:我当然不希望像爱因斯坦的相对论一样，过几十年才被社会承认。但他承认:“我们搞发明的人，对社会上的事情搞不太清楚。”李玉明明白，“人们不亲眼看见，就不会相信这个事情”，但证明到什么程度人们才会相信？要使专家，船检部门和客户相信，各自需要什么事实？他都不清楚。目前他取得的进展一直只是“原理被证明”。他也写过很多信，都没有回音。

专家们的看法并不复杂。李玉明的专利在理论上具有独创性，多位专家在不同时期对此表示过理论上的肯定，甚至做过一些展望，但面对媒体日益升温的关注，有着工程技术人员职业性谨慎的教授们都不愿发表更多评论。

专家们更担心的是安全。与军用装备相比，游乐船可以减少很多复杂性，安全要求却成倍增加。对此李少民认为:“霞光二号”最大的好处是船体有自浮能力，就是下去了，柴油机熄了火，一下就浮起来了。鳍板定住了它也要浮起来。万世学的信心也来源于此:“浮力大于重力，一般群众绝对安全，我很有信心，可以在社会上卖。”

一位专家提醒道:自浮能力是所有船只安全的底线，这个条件完全可能被各种因素破坏，不然造船何必考虑那么多结构强度、材料、焊接、密封和救生的问题呢？全世界又何必要实施严格的船舶检验和监造制度呢？曾经乘坐“霞光二号”试航的张世秀直率地描绘了当时的感受:“因为它没有排气装置，也没有出气孔，油烟子整个都往下排，在里面我们人也受不了，眼泪就直往下流。”

没有排烟是因为没钱，这是李玉明更大的困难。对市场，这个搞发明的人也只有“批量走又不一样”的初级概念。他唯一尝试过生产的专利是只造了几十个的可升降方圆桌，2004年成立的“玉明新型游乐造船厂”也只有个体工商户执照。

为了借钱，李玉明把自家的三层楼房抵押了两层，小女儿结婚的300元陪嫁也是借的，三十出头的儿子至今没有结婚，也三年没和他说过话。今年3月，“霞光一号”被泉州的蔡老板以5万元买走，但对整个资金情况，李玉明表示自己已不经手。具体联系市场的是万世学，后者正打算和刘雄合股，争取在2006年元旦将潜艇投入东湖等小型湖泊旅游市场，但内陆淡水湖的水下能看到什么景色，他们也不清楚。

“知音号”制造现场的月湖对面，是武汉市正在建设的琴台大剧院。“琴台知音”也算武汉市的一处名胜，李玉明如此命名自己的潜艇，显然暗含着俞伯牙对钟子期的渴望。

只是知音的问题吗？

钟子期并不是没有，10月29日从电视上看到司马南对李玉明的访谈后，武汉市政府编制委员会的郑勇找到了李玉明。郑勇在中南财经大学的研究生专业是非常新鲜的经济伦理学，他认为:目前专利人处境困难，与政府职能不到位很有关系，比如对中介、评估机构不负责任的现象管理不够，专利人把自己的身份和专利价值估计过高也是原因之一。目前，郑勇打算把李玉明的专利放到武汉市科技局支持的“专利超市”上试试。

然而，不管是寻求专利转让，还是亲自参与制造，相同的前提恰好是司马南在节目中对李玉明发明的评价——“原理上有突破，技术上可行，经济上有价值，社会又需要。”李玉明总是用莱特兄弟来说明原理的重要，其实莱特兄弟突破的恰恰不是飞行的原理，而是由动力飞机可控制地持续飞行，是一个原理的具体实现。■

外面的事情

对国外的信息，李玉明并不知道，万世学一般向工程师打听，听说“鳍板式的可能已经有了”。11月5日，格拉汉姆·霍克斯和他的“深水飞行”潜水器又出现在CNN的系列片“先锋”中，但这已经让人乏味，因为近年来从《时代》、《国家地理》到《男性健康》，新闻、科学、设计、生活、商业、男性、旅游、探险、机械领域的欧美各大媒体几乎无一遗漏地报道过此事，他还获得过《设计新闻》杂志年度工程师和《发现》杂志技术创新奖等众多奖项。2005年初，他的“深海漫游者”深潜器被詹姆斯·卡梅伦用于为迪斯尼拍摄IMAX-3D立体纪录片《深海怪物》。

霍克斯生于1947年，有英国自治市工艺学校机械工程学位，爱好骑车、远足和帆船，曾用“深海漫游者”创下914米的单人深潜世界纪录。70年代末以来，他先后创办了6家公司，涉足水下考古（发现了超过350艘沉船）、遥控潜水器等领域，最知名的还是研制“深水飞行”系列有翼潜水器的霍克斯海洋技术公司。

与李玉明相同的是，霍克斯也用“飞机与气球的区别”来比喻他的发明与现有潜艇的区别。“阿尔文号”以18～30米/分钟的下潜速度，需要5小时以上才能到达4500米深度，笨重的耐压壳相当于一辆甲壳虫汽车。霍克斯的“深水飞行”也抛弃了压载浮力系统，艇体设计成正浮力状态，由倒过来安装的短翼产生负升力，使它潜入水中，浮沉速度最高达到200米/分，而且不需要专用母船。

试验性的“深水飞行Ⅰ”1996年下水，长4米，仅容一人俯卧，能在水中完成斤斗、横滚等“特技”动作。1997年为水下摄影设计的单人潜水器Wet Flight可下潜到约45米，驾驶员身穿潜水服驾驶。目前，霍克斯的“深水飞行Ⅱ”正在筹集1500万美元的赞助，以实现能潜到马里亚纳海沟的“水下珠穆朗玛”探险计划。他还设想用“深水飞行502”开始培养“水下飞行员”。

即使在美国，霍克斯的最大困难同样是资金。“深水飞行”是一项主要由志愿者在车库里完成的草根工程，霍克斯首先卖掉了一辆老爷车，后来吸引到一群自称有“冒险精神”的私人投资者，最后才得到林德伯格基金会、国家地理频道和劳力士等企业的资助。NASA也在为他的蛛丝光纤遥控深潜器投资。

霍克斯的梦想是能在海洋任何深度自由飞翔，30分钟到达大洋中脊，一小时到达马里亚纳海沟。这个目标的难度不小，虽然他敢于考虑玻璃和混凝土等材料，但2000～6000米和6000米以上的深度对深潜器的要求还是大不相同。他和李玉明不同在于:他掌握了计算机辅助设计和有限元分析等手段。

霍克斯的技术狂热也招致很多批评。有专家提出:既然它要靠不断运动来产生负升力，以克服艇体固有的上浮力，它也就很难停留在海底某处，如何完成采样和考察？对此霍克斯不以为然，他说:“我能确定的就是，未来的潜艇将完成我们还没有想到的事。”■

水下探索简史

30年代，纽约动物学会的威廉·毕比和奥提斯·巴顿乘一个直径不到两米的钢球潜到1000米水下，发现了诸多奇异生物，但钢球悬吊在一艘船下，无法机动。1960年，瑞士著名探险家雅克·皮卡德驾驶父亲奥古斯特·皮卡德发明的第一艘机动载人深潜器“的里雅斯特号”到达海洋最深处——11000米深的马里亚纳海沟。

皮卡德深潜器有笨重的外部浮箱，此后出现的深潜器由更复杂的耐压壳提供主要浮力，但再也没有人去过马里亚纳海沟，因为深度超过6500米的海底只占1%，却需要建造能承受超过1000个大气压的复杂设备。超过300米的海底探索逐渐被无人的遥控深潜器（ROV）或自动水下机器人（AUV）代替。到2003年失事之前，日本的Kaiko ROV定期下潜到马里亚纳海沟搜集沉积物和生物。现在伍兹霍尔研究所正在研制的HROV（复合遥控艇）也将达到这一深度，最长能在水下停留36小时。

载人深潜的价值在于能灵活反应，曾经乘“阿尔文号”工作的地理学家杰瑞·凡·安德尔说:“如果你知道将看见什么，派ROV去就不错了，但如果不知道，或者只是在摄像机图像中看到，你就很难真正地了解海底。”

目前只有美、日、法、俄拥有2000米以下载人潜水器技术，其中最著名的当属美国伍兹霍尔海洋研究所1964年投入使用的“阿尔文号”，它最大的成就之一是1977年2月在太平洋海底发现了热水喷泉，这是深海地质和生物链条的重要基础。迄今，“阿尔文号”已完成4025次深海考察，水下停留超过27000小时，累计将12068人送到海底。

美国从1999年起考虑“阿尔文号”的替代型，2004年国家科学基金会投资2160万美元开始研制，计划2009年投入使用，能到达世界99%的海底。新艇的最大深度增加到6500米，球形艇体由7.5厘米厚的钛合金板制成，内部空间达到5立方米，艇体外由复合泡沫塑料材料提供浮力，这种泡沫由包着环氧树脂的小玻璃球组成，每块价值2250美元。借助6个推进器和新压载系统，这种替代型能在2.5小时内到达最大深度，锂聚合物电池使它可在最大深度停留5.5小时。

不过世界载人潜水器最大深度的桂冠却可能被中国人获得。中国大洋矿产资源研发协会（COMRA）正在研制的7000米深海载人潜器是国家863计划“十五”重大专项，比“阿尔文号”替代型大1/3，可载3人，能探测99%的海底。■