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年12月17日，第一艘国产航母山东舰交付海军。至此，中国海军进入“双航母时代”。中国的航母梦想实现有哪些故事？航母对于一个国家意味着什么？航母为何被称为维护和平的利器？

本期首都科学讲堂之“极简科学课”，邀请中国造船工程学会首席专家、研究员田小川，带我们一起揭秘中国航母的启航之路。

中国造船工程学会首席专家、研究员

▲中国“船”说，大国重器背后的故事（上）

▲中国“船”说，大国重器背后的故事（下）

人民海军走向大洋：舰船—装备

大海里的船舶分两种：一类是用于民用的、运输的船舶，我们把它称之为民船。而民船当中现在还有一部分是海洋石油钻井平台。另外就是军船，航母属于军船当中的作战舰艇。而作战舰艇当中又分了水面舰艇，其中包括航空母舰、巡洋舰、驱逐舰、护卫舰，还包括扫雷舰和侦察船等。另外就是水面下的潜艇，现在包括弹道导弹核潜艇、攻击型核潜艇、常规潜艇、特种潜艇等。除了军船，还有军辅船，也就是医院船，还包括后勤补给船等。

地球表面有71%面积是海洋，我国是一个海洋大国。除了万平方公里的陆地国土外，还有多万平方公里的海洋国土。军舰是流动的国土，舰艏行处是长城。年9月25日，我国首艘航空母舰——辽宁舰开始服役，我国终于实现百年航母梦。

航母到底是什么样？为什么要有航母？一个真正的航母编队包括“带刀护卫”的驱逐舰，同时还要有潜艇、舰载机，这就组成了一个航母编队，形成了在大洋上航行中的一个重要的武器装备。

▲潜艇是航母编队的重要成员（供图/田小川）

而一个航母编队，涉及航天、卫星、航空以及水下的潜艇。与此同时，核动力航母在核工业、冶金、钢铁、化工、基础工业当中的所有学科在编队打造过程中都会涉及。所以，航空母舰研制、建造、使用的过程，成为一个国家综合国力的象征。

在中国人民海军发展的70多年间，我国从小舰艇开始，一直到现在的万吨驱逐舰，其背后是中国造船一步一步突破了各项关键技术，包括研制建造过程中的管理、设计、试航，工艺上的突破、材料等方方面面提高。

年开始医院船，航行至“一带一路”沿线，对许多国家进行了友好访问，其中包括对特殊病人的救治，这也是中国船舶在非战争行动中的使用。在和平时期，军舰作为“流动的国土”，实际上是一位“和平友好的使者”。

▲医院船被称为“和平友好的使者”（供图/田小川）

上个世纪50年代，新中国刚刚成立不久，日后的“共和国功勋”黄旭华院士当时年仅27岁。以他为代表的一批年轻人在艰苦的条件下，隐姓埋名接受了绝密任务——开始了我国的核潜艇研制。

核潜艇研制面临巨大的技术挑战，主要是指七个方面，我们称之为“七朵金花”。第一朵金花是核动力装置——提供水下长期航行的能力；第二朵金花是水滴线型及操控设计——决定战术性能的先进性；第三朵金花是大直径、高强度艇体结构——极限下潜的保证；第四朵金花是远程水声系统——先敌发现的利器；第五朵金花是武器系统——核潜艇的战斗力；第六朵金花是综合空调系统——艇员生活生存保障；第七朵金花是惯性导航系统——水下精确定位的保证。

通过七大技术攻关，黄旭华等研制设计人员的专业能力得到了极大的提升，同时核潜艇的轮廓与雏形也渐渐呼之欲出。

黄旭华院士在研制第一艘核潜艇需要极限深潜实验的时候，作为总体设计师主动请缨，随同科研人员和海军官兵一起参加了极限下潜，这在全世界还是首次。一方面体现了整个研制过程中严谨背后的质量是可靠的。另外一方面，总师随同试潜，也给了大家无限的战斗力鼓舞。而这也是中国科学家求真务实的背后，巨大勇气的一个行为体现。

年11月，中国的奋斗者号首次下潜万米，成为到马里亚纳海沟进行科学实验的深海装备，在全世界独一无二。

▲年11月，中国的奋斗者号首次下潜了万米，成为到马里亚纳海沟进行科学实验的深海装备（供图/田小川）

此外，我国的民船还有许多类型，包括集装箱船、游船，还有散货船，以及豪华游轮。我国在这方面不仅仅是有许多技术积淀、积累，在标准化上、吨位产量上，于年达到了世界领先的地位。10月25日，大连船厂的新一代30多万吨的豪华游轮已经达到了许多绿色船舶的标准。

▲大连船厂的新一代的30多万吨的豪华游轮（供图/田小川）

中国造船的奋斗史：仿制—自研

无论是《山海经》，还是很多的书籍中，都有关于船的描述，中国“船”说最早跟葫芦有关。最早如果要是渡河怎么办？那个时候还没有阿基米德定律，还不知道该如何有浮力和动力。聪明的中国人就发现，把葫芦系到腰上就能够让人增加浮力，中国的葫芦就成为了最早的游泳圈“鼻祖”，我们把它称之为“腰葫”。有的地方逐渐开始用羊或猪的皮囊渡河，后来又发展开始用挖空的大树，再到木筏、竹筏，经历了一个漫长的岁月。

三国时期火烧连营借东风，也跟船有关系。同时无论是甲午海战，还是八国联军侵略中国的时候，从海上入侵都和船息息相关。

根据我国广州出土的东汉时期的陶质船模，当时已经有了船尾的舵。而这个船尾的舵证实，我国在古代造船当中，已经有许多的技术是非常领先的。

▲广州出土东汉陶质船模已有船尾舵（供图/田小川）

再比如，福建泉州出土的宋代古船已经有了水密舱。同时，中国四大发明当中的指南针发明之后，上了船就是现在的罗经，也就是我们当年的水罗盘。而收藏于中国国家博物馆的复制品，就是明代船用的指南针。

▲泉州出土的宋代古船水密舱（供图/田小川）

中国四大发明当中的火药到了船上，成为了最早舰炮的鼻祖，我们称之为铳。

▲出土的明代安装于水军左卫战船上的架设式火铳（供图/田小川）

与此同时，在明朝时期的郑和宝船上就有了帆。通过出土文物能够证实的这些技术，涵盖了船舶系统工程中的船体结构、船舶推进、操纵、导航和舰载武器。

在中国古代造船的过程中，我们有许多的先进技术。但明朝之后的闭关锁国政策，让大洋就由当年的海上屏障变成了入侵通道。甲午海战之后，中国人对海洋望而生畏，造船技术上落后了许多年。但到了二战期间，上海江南造船厂曾给美国建造过万吨的运输船，作为军辅船之一，江南厂当时造船的质量也非常好，满足了美国当年二战时期的作战需求。

在此，我们要理解一个关于战争与和平的思考。一个大国不仅仅要守卫好陆地安全，也要守卫好海上的岁月静好，才能使人民享受和平时期的所有红利。为了这个目标，造船的科学家们和我们的人民海军都付出了艰苦努力。

我身边的设计大师：传承—精神

年11月14日，尤金·伊利首次从“伯明翰”号轻型巡洋舰上起飞，称之为最早飞机的雏形。这次成功给了美国海军特别大的一个鼓舞。既然能起飞，如果飞机还能回来，就能够在飞机上舰的技术研究过程中实现新的突破。

▲尤金·伊利首次从“伯明翰”号轻型巡洋舰上起飞（供图/田小川）

但是，真正实现飞机上舰的却是英国人。之后的几十年间，各个国家都采取了不同措施，在航母不停地探索发展的过程中，贡献了自己的力量。但是真正按照飞机上舰去研制设计的航空母舰是日本的凤翔号。

▲世界上第一艘航空母舰——日本的凤翔号（供图/田小川）

航空母舰（aircraftcarrier），简称“航母”，是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇，可以提供舰载机的起飞和降落。

真正的航母概念出自法国的发明家克雷曼·阿德。年，一直致力于飞行事业的法国人克雷曼·阿德第一次向世界描述了飞机与军舰结合这个迷人的梦想。他在当年出版的《军事飞行》一书中，首次提出了航母的基本概念和建造航母的初步设想。

▲法国人克雷曼·阿德（供图/田小川）

日本研制了凤翔号之后很快量产，他们有六艘航空母舰，于年12月7日偷袭了珍珠港。所以，在这里我要和在线的同学们推荐，在有时间的时候，你们可以看看偷袭珍珠港的大片，还有很多关于在偷袭珍珠港之后，二战期间有过太平洋整个航母舰队对抗的五次大战，其中包括了偷袭珍珠港，还有马里亚纳海战、珊瑚海海战、中途岛海战、东所罗门群岛的海战等等。航空母舰的出现，把原来的平面化的作战，无论是二战时期的狼群战术、潜艇，还是整个驱逐舰、战列舰之间的对抗，直接拉伸到了还有空中的对抗。所以，我们把二战期间的航母作战称之为海洋上的平面作战到立体作战当中的一个里程碑式的变化。二战结束的时候，英国、美国在役的航空母舰还有艘，当时在建的有46艘。

在我国的百年航母梦当中，有一批又一批的人传承着这个梦想。

这当中就有我国雪龙号的总设计师张炳炎院士。

▲拜访张炳炎院士（右）（供图/田小川）

这张照片拍摄于年12月，我当时作为科研人员，向张炳炎院士请教一篇直升机母舰的设计论文。张炳炎院士向我讲述了航母设计的点点滴滴。张炳炎院士到苏联留学的时候，选择的三个志愿都是船舶工程。他决心要让自己成为一个船舶设计师，因为在他小的时候，他妈妈是游击队员，他从小在抗日游击战中看到了日本侵略者轰炸我们的国家，而那些轰炸机就是在航母上的舰载机。他就一直在想，“如果有一天我长大了，我要学造船”。

而我自己在上大学的时候，志愿填报的也全是造船。在学习过程中，我一直有一个疑惑：到底什么是设计。而那一天张炳炎院士对我说，船舶设计师，“设计”两个字是两回事。“设”是你头脑中有一个勾画出来的蓝图；“计”是你要去通过很多的手法、很多的数据，完成你的设想。设想和计算，合成的设计其实就是船舶设计过程中最重要的研制过程。

也许你们现在会问，那对于身边的这些设计大师能够传承给我们的是什么？其实，科学的传承不仅有科学知识，还有科学思维、科学方法、科学精神的传承。这里和大家做分享，是希望你们通过对航母的了解，对船舶设计的了解，通过设计大师对设计的理解，设计好你们的未来，成为创造中国未来的设计师。

中国海军深蓝止戈：战争—和平

在整个人类发展史当中，战争与和平是永恒的主题。如何用自己的智慧、力量和生命，让战争和和平这样的一个主题当中，和平能够成为主线？

在多年前，马汉是美国海军学院的院长，他的《海权论》提到的核心思想就是谁掌握了地球表面71%的海洋，谁就是世界老大。这本书是对海上权益的论述，影响极其深远，至今仍然影响着美国的对外政策，被誉为“海军的圣经”。

截至目前，全世界美国海军的航空母舰数量最多，战斗力最强。美国海军现役的尼米兹级航空母舰，最大特点是核动力。随着科技的飞速发展，特别是核动力的技术优势扩展到水面舰艇，所以在美国海军发展的历程当中，航空母舰从尼米兹开始已经向核动力大型化发展，到今天，美国海军已经全核化航母了。

▲美国海军现役的尼米兹级航空母舰（供图/田小川）

我们中国的人民海军至今发展了72年，年9月25日辽宁舰服役，年12月17日，自主研制的航空母舰山东号服役。

朱英富院士是人民海军第一艘航空母舰——辽宁舰的总设计师。年的5月27日，我在他的办公室请教他，如果有一天我和年轻人去分享航母故事的时候，能用什么样的语言鼓励他们。朱院士的寄语是：“努力学习，打好基础，学好本领，报效祖国”。

▲拜访朱英富院士（左）（供图/田小川）

从改造的辽宁舰到自主研制的山东舰，中国向海图强，逐梦深蓝!纵横万里海疆，勇闯远海大洋，人民海军多样化综合作战能力实现大幅跃升，中国海军正在迈向世界一流海军的伟大征程上扬帆远航。

本文内容来自北京市科学技术协会主办、北京科学中心承办、北京科技报社协办的首都科学讲堂，每周邀请院士及专家开讲，传播科学知识、科学方法，弘扬科学精神、科学文化，促使公众全面、正确理解科学