编者按:本文是两部分问答的第二部分(第一部分在此),其中电影制作人和潜水员詹姆斯·卡梅隆与位于马萨诸塞州科德角的伍兹霍尔海洋研究所的研究人员讨论了深海科学。3 月,卡梅隆宣布捐赠他的潜艇,深海挑战者号,给伍兹霍尔,科学家们计划利用其尖端技术来帮助进一步了解海洋海沟中的生命。
与卡梅隆的圆桌讨论于四月在纽约市举行,参与者包括:蒂姆·尚克,伍兹霍尔深海生物学家,也是该机构哈达尔生态系统研究 (HADES) 项目的首席研究员;安迪·鲍文,伍兹霍尔国家深潜设施主任;苏珊·艾弗里,伍兹霍尔总裁兼主任;以及一些记者。
在这里,卡梅隆讨论了 20 世纪 60 年代的探索时代——无论是进入太空还是深入海洋深处——如何激发了他作为电影制作人的职业生涯,后来又成为一名深海先驱和科学倡导者。卡梅隆和伍兹霍尔的研究人员还讨论了需要新的方法来激发年轻人对科学、技术、工程和数学(或 STEM)的兴趣,以及一个很少有人具备科学素养的社会的危险。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻工作 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关当今世界发现和塑造我们世界的有影响力的故事的未来。
[以下是采访的编辑后的文字记录。]
鉴于机器人潜艇的可用性,特别是如果这些潜艇配备了深海挑战者号的先进技术,那么载人探索为何仍然重要?
卡梅隆:我认为对此有两个层面的答案。其中一个更多地与激励一个国家的年轻人有关,他们往往不如我们国家过去那样对STEM 领域感兴趣。人们在年轻时更容易受到现场人类观察者的启发。他们可以与此产生共鸣。
我们没有人低估机器人在这方面的巨大价值,包括我自己。话虽如此,在您拥有远程驾驶车辆时,让飞行员在现场会有操作上的优势。我要说的是,当您身临其境时,[在那些深度驾驶潜艇]确实会让您更加专注。
尚克:我在同一地点执行任务时使用过 ROV(遥控潜水器)和 阿尔文号 [由美国海军拥有的由伍兹霍尔运营的载人深海潜艇]。作为一名生物学家,为了获得栖息地的 3D 调查,我会进行采样,然后我们会使用 ROV 绘制该地点的地图。然后你和阿尔文号一起下去,它就是一个完全不同的地形,你不在那里时无法获得的不同的斜坡。
卡梅隆:照明也是一个重要因素,因为您正在谈论对地理的广阔视野,而且您必须有灯光才能投射出图像。遥控潜水器往往更小,并且相对于相机,照明的物理基线往往更小。
鲍文:我坚信人类的存在对于探索海洋至关重要。我自己的个人经历与 [卡梅隆和尚克的] 相似,我们作为传感器,如果你想这样称呼我们的话,仍然是探索未知环境的最佳紧凑单元。换句话说,如果您要进入一个非常非结构化的未知环境,这不是机器人擅长的地方。机器人进入某个空间执行特定任务,以测量房间的尺寸或告诉您空间的气味或光谱成分。目前不可能复制所有这些微妙的因素。
缺乏对哈达尔海探索的部分原因是不是因为我们一直无法向人们展示那里的情况?
卡梅隆:虽然现有的科学设备非常出色,但我认为过去一直没有足够重视从外联的角度进行成像。这意味着照明、广角摄影——那些能给你带来整体视角的东西。
问题一直是照亮这些深度,以便可以看到它们。[照明设备] 通常会消耗潜艇的电力。但我喜欢像体育场一样点亮东西,因为我知道是 [记录探险过程的] 电影在为科学买单。我们所做的任何科学研究都由电影的资金支付,因此将会有大量的广角成像以及立体成像。这部电影必须是 3D 的,可以放在剧院而不是电视上。为了前往挑战者深渊,为拍摄提供资金支付了船只的时间,但这不足以支付深海挑战者号本身的费用。
是什么激励你去探索和记录深海?
卡梅隆:好吧,让我们把时光机设回到 20 世纪 60 年代,当时我大约 10 岁——我出生于 1954 年。在我最容易受影响的年龄,我被各种探索壮举所包围,其中一些是由伍兹霍尔海洋研究所完成的,对我来说,那里是很酷的地方。他们有阿尔文号,它于 1964 年上线。我以同样的方式看待太空探索和深海探索,即作为一名科幻迷。当我 15 岁左右时,我意识到,好吧,我可能永远不会去另一个星球,但我肯定可以去海洋。我可以学习水肺潜水。我住在一个内陆地区,离最近的海洋有 450 英里,所以我基本上在一个游泳池里学会了水肺潜水。我在加拿大我家附近的溪流和河流中进行了水肺潜水。后来,我在世界各地进行了水肺潜水。
我的电影深渊的部分灵感来自 1986 年新闻中播放的关于 小杰森潜艇的一小段 B 卷镜头,大约在发现泰坦尼克号一年后。那是小杰森号在测试池中(可能在伍兹霍尔)旋转的图像。从我看到它的那一刻起,我就一见钟情。声音被关掉了,我甚至不知道节目是什么,但我立刻就知道它是什么——它是一台水下飞行的摄像机,我想要一台。
那时事情进展得很快。到 1988 年,我写了深渊,并来到伍兹霍尔,看看 [海洋工程] 是如何完成的。我打算在浅水区模拟这一切。我需要 ROV,我们将假装自己身处深海,即使它是在仅 60 英尺深的水中拍摄的。我们创建了一个虚假的海底等等。在这个过程中,我迷上了工程,因为我们必须为自己制造很多东西,包括相机系统、潜水员推进器、水下照明等等。
下一个阶段是在 1995 年,当时我们去了泰坦尼克号。我与运营米尔潜艇的俄罗斯人会面。我知道阿尔文号已被预订一空,我不会有机会接近它,但俄罗斯人正急于将潜艇投入水中,因为他们失去了国家资助。它在 1991 年刚刚崩溃。所以我于 1992 年或 1993 年与他们会面,我意识到这是一个可供租赁的系统。而且它是完美的,因为它们有两艘。我把相机放在一艘上,然后在画面中会有一艘潜艇。我最终与俄罗斯人进行了七次探险,并在米尔潜艇中进行了 55 次潜水。在此过程中,我们制造了各种新东西——相机、灯光、机器人车辆等等。其中很多东西都是深海挑战者号的先驱技术。在此过程中,我意识到这真的很难,真的很有挑战性,而且真的很有趣。另一方面,我也了解到,在海洋中是零容忍的。你为电影制作制造了一件技术,它坏了,然后你再拍一次。如果它在海洋中坏了,你可能已经丢失了它或杀死了自己。我喜欢工程,我喜欢探索,我喜欢成像——它们都在维恩图中结合在一起。我喜欢科学。我只是好奇,尽管我并不假装自己是科学家。
今天的年轻人是否仍然可以像你一样受到启发?
卡梅隆:听着,我想我们都知道情况如何。我在哥伦比亚号航天飞机失事后不久在 NASA 咨询委员会工作了三年,每个人都在绞尽脑汁,哀叹我们没有培养出足够的工程师,没有培养出足够的科学家,没有足够的人进入 NASA,NASA 可以做些什么?海洋界的情况也一样,只是 NASA 的预算更大。
从文化角度来看,现在的孩子们不像以前那样对探索充满热情,我认为这是我们必须更加努力[去推广]的事情。在 60 年代,这更容易。那时候这些事情都在发生——它就在我们身边。现在我们必须让它变得性感和有趣,我们必须赋予孩子们力量——我说孩子们是因为我认为这些决定是在你八岁、九岁、十岁、十一岁时做出的。当你进入高中,面临着同辈压力和职业压力时,如果你没有对建造事物、弄清楚事物如何运作以及弄清楚自然如何运作的激情和好奇心,那就几乎太晚了,尽管一位优秀的高中老师——一位优秀的导师——真的可以改变你观察世界的方式。
艾弗里:中学和高中没有真正的渠道来学习海洋科学。物理、化学和生物学并没有真正涉及这方面,因为海洋——以及大气层——是非常复杂的系统。让学生对本科科学课程感兴趣是一项真正的挑战。
尚克:我们正在努力改进科学和探索的一种方法是使它们成为探索的一部分。在我二月份前往克马德克海沟的 HADES 航行中,我们将进行远程呈现,学生们可以从他们的教室参与进来。他们将能够听到科学家们谈论我们所看到的东西,并在我们进行探索时有所发现。这是保持学生兴趣,让他们成为过程一部分的方法之一。
未来几代人科学素养低下会带来什么后果?
卡梅伦:我们必须为孩子们树立榜样,让他们看到,我们不仅没有探索完这个星球——当然,在太空中也有很多事情要做——而且我们还需要了解很多才能运作这个世界。因为现在我们就像一个五岁的孩子在驾驶一架 747。这个星球是一个庞大、复杂、精密的系统,我们正在到处驾驶它——如果我们不更好地了解它,我们就要把它开到山上去了。海洋在所有气候模型中都起着巨大的作用,而这是我们最缺乏数据来填补的部分。
我们不会通过回到 20 世纪来解决 21 世纪的挑战。我们必须思考如何找到出路,而许多解决方案将是技术解决方案。还有一个重要因素是,即使你不是科学家,你也需要具备科学素养才能在 21 世纪拥有民主进程。如果你想要自由和民主,你必须理解科学。如果我再说下去,我真的要跑题了。无论如何,我想你可以看出我真的很关心科学和人们对它的理解。