蔚蓝前线

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嗨,朋友们👋,

我小时候开过一艘叫“太阳鱼”的小帆船。我开得还行,但算不上优秀,这挺可惜的,因为如果我更有竞争心一些,我就能和隔壁镇的船队比赛了,他们的队伍里还有年轻的泰勒·斯威夫特呢。

我16岁那年成了海滩救生员,这对于一个16岁的少年来说简直是梦寐以求的工作,而且我连续做了四个夏天。我游泳和划船都不算厉害,但我跑步还不错,足以弥补这些不足,所以他们就一直留着我。那几个夏天,我爱上了韦斯·安德森的电影《水中生活》。 《史蒂夫·齐索》这部电影,从头到脚,都取材于雅克·库斯托的生平,包括他那顶红色针织帽。

也就是说,虽然我花了很多时间海边,但我与大海的关系更像是一个游客。我享受大海,在海里游泳,在海里航行,然后就回到现实世界,那里有课程,最终还有真实的经济生活在等着我。

威尔·奥布莱恩认为,这就是我们迄今为止对待海洋的方式:我们来到海洋,探索或开发,然后返回陆地。威尔认为,我们对待海洋的方式将不再如此。作为尤利西斯海洋公司(Ulysses The Ocean Company)的联合创始人兼总裁,威尔计划帮助构建基础设施,使我们能够将海洋视为经济的永久组成部分,甚至有可能将其打造为人类的新家园。正如我们的祖辈和肯尼迪总统所设想的那样。

自从两年半前认识威尔以来,他已经成为我在科技界最喜欢的聊天对象之一,我们无所不谈,从爱尔兰人的无处不在到宗教,从外星人到垂直整合,无所不谈。我一直想让他把他的滔滔不绝的才华用文字表达出来,现在,随着公司成功从以a16z American Dynamism为首的投资集团筹集到4600万美元,他终于有时间答应我的请求了。

注:not boring capital 不是 Ulysses 的投资者,但我非常喜欢它。

在这篇合著的文章中,威尔讲述了一段我从未听过的关于海洋未来发展的历史,并论证了海洋是人类最后一片伟大的疆域,也是人类所拥有的最伟大的经济机遇之一。这是一场冒险,正如史蒂夫·齐索所说,“任何想加入的人都非常欢迎。”

所以,不妨播放一下2000年代最被低估的电影原声带……

让我们开始吧。


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蔚蓝前线

尤利西斯总裁威尔·奥布莱恩

海洋之梦的消亡

1969年2月17日凌晨4点,贝瑞·坎农乘坐一艘钢制人员转移舱下潜至太平洋水下610英尺(约185米),前往维修海军的“黄色潜艇”——海豹实验室3号。在如此深的海底,普通空气对人体有害,氮气还会使人神志不清,因此坎农呼吸的是氦气。氦气能使人头脑清醒,这对已经连续20个小时没合眼的坎农来说至关重要。然而,不幸的是,氦气带走人体热量的速度是空气的六倍。这成了个问题。那天早上,转移舱的加热器坏了。

没关系。坎农,这位历史上最伟大的海上开拓者之一,当时正靠着安非他明和坚定的信念支撑着。当太空舱抵达海底时,他从舱口跳入开阔水域,开始在漆黑的夜色中游向一个漏水的水下栖息地。美国海军相信,这个栖息地将是人类在海底建立的第一个永久据点。

就深海栖息地维修而言,这只是一次例行维修。但有一个事实:坎农的循环呼吸器二氧化碳吸收罐里的巴拉林(一种二氧化碳吸收剂)已经空了。他不知道这一点。谁也不知道。在水面上的电视监视器上,乔治·邦德船长看着坎农优雅地游着——然后,他看到坎农的身体突然像刀子一样折断了。

邦德后来表示:“任何时候你看到潜水员动作迅速,你就知道他有麻烦了。”

贝里·坎农死了。随着他的去世,美国征服海洋的计划也随之破灭。

五个月后,尼尔·阿姆斯特朗登上月球,实现了肯尼迪总统最雄心勃勃的承诺之一。半个多世纪过去了,我们都熟知尼尔·阿姆斯特朗的名字。

但没有人记得那个为了在海底生存而丧命的人。我们也不记得他所代表的海洋梦想。

我成长于爱尔兰南海岸的科克郡,每年夏天都会去加勒茨敦度假。我会从码头或悬崖上跳水,玩冲浪板,从岩池里抓螃蟹,或者和爸爸一起乘船出海捕鲭鱼。我对大海的热爱,就像你在了解它之前就爱上它一样。它的质感,它的寒冷,它的无垠。小时候,我也很喜欢探险家,尤其是史蒂夫·欧文。他并非海洋探险家,但他身上有一种特立独行的探险精神,一种勇于探索、不顾一切的劲头。我想我一直都觉得有人在探索海洋,有一个深海版的史蒂夫·欧文。有人在海底绘制地图,了解它,保护它。

随着年龄增长,我发现根本没有人是这样的。

所以我把海洋作为我毕生的事业。仅仅在过去的几个月里,我的办公室就轮流在华盛顿特区、旧金山、洛杉矶、伦敦、西澳大利亚、缅因州、弗吉尼亚州、佛罗里达州、新奥尔良和圣地亚哥之间辗转。即使没有报酬,我也愿意做这份工作;甚至可能愿意自掏腰包。但当我实现儿时的梦想时,我发现海洋经济就像沉入海底的宝藏,等待着勇敢的探险者去发掘。

今天,我要向你们透露我在那里发现的秘密:地球上最大的区域和最后一片伟大的疆域也是它最大的经济机遇。

两个边界

上世纪60年代,美国是一个充满梦想的国家。空气中,甚至大海里,都弥漫着乐观的气息。

我们今天活着的大多数人从未了解过海洋探索对于我们祖辈所憧憬的未来有多么重要。美国人对海洋探索的憧憬,如同他们对登月的憧憬一样。他们对蔚蓝的远方和对太空竞赛一样着迷。

在1964年纽约世界博览会上,通用汽车公司的“未来世界II”游乐设施带领超过2600万游客领略了近未来的景象。除了月球基地和南极气象站,游客们还看到了海底石油钻井平台、将矿物运送到岸边的潜艇列车,以及亚特兰蒂斯酒店——一个海底度假村,度假者们可以乘坐各种个人氧气舱探索其周围。

在美国人的想象中,海洋与月亮并肩而立,它所蕴含的意义也同样重大:为快速发展的国家提供食物和居住空间,为蓬勃发展的工业提供矿产和能源,以及在冷战中占据上风。

约翰·F·肯尼迪总统清楚地看到了这个问题。他在1963年对美国国家科学院说:“我们对脚下的海洋,也就是我们从何而来,了解得还不如对头顶的天空了解得多。”

他的政府从一开始就试图弥合这一差距。在1961年3月致国会的一封信中,他呼吁“在海洋学领域开展全国性努力”,并警告说“对海洋的了解不仅仅是出于好奇——我们的生存可能就取决于此”。肯尼迪在1962财年的预算申请中,将联邦海洋学支出几乎翻了一番,资助建造了十艘新的研究船,并将岸上设施扩建了五倍。两年后,他向国会提交了一份为期十年、耗资20亿美元的计划,名为…… 海洋学:生存的科学,并指示海军启动SEALAB——一项水下栖息地计划,其明确构想是海底对太空竞赛的回应。

肯尼迪总统将海洋与太空并列为美国雄心壮志和同等重要的国家优先事项的两大前沿领域,而他的雄心壮志也体现在他的行动中。

肯尼迪努力说服美国民众重视海洋,将其视为政府的优先事项;而法国海军军官、探险家兼电影制片人雅克·库斯托则用他的魅力征服了千家万户。

库斯托是现代水肺呼吸调节器的共同发明人,也是世界上最著名的人物之一。他建造了“海台”(Conshelf)系列水下栖息地,潜水员团队可以在海底居住数周之久。1963年在红海建造的“海台二号”(Conshelf II)本质上是一个水下村庄:一个位于水下33英尺(约10米)深处的星形建筑,配备卧室、厨房、热水淋浴和电视。

一只名叫克劳德的鹦鹉被用作二氧化碳探测器。如果克劳德从栖木上掉下来,就说明空气质量很差。由于氦气的存在,你无法吹口哨。火柴也点不着,尽管船员们仍然设法点燃了香烟。起泡酒在高压下会失去气泡。油炸食品被禁止食用,因为油烟无法从空气中去除。

关于这个村庄的纪录片《没有太阳的世界》荣获奥斯卡奖。雅克·库斯托的《海底世界》从1966年到1976年在美国黄金时段播出。海洋已成为主流文化、奥斯卡获奖影片和黄金时段电视节目的主角,并融入了大众的想象之中。

与此同时,美国海军正以当年陆军在美国西部修建堡垒的严谨态度,建造永久性海底基础设施。其“海豹实验室”(SEALAB)计划包括三个深度逐渐递增的水下栖息地,旨在证明人类可以在海底长期生活和工作。我们当时的目标是在海洋中定居。在“海豹实验室二号”(SEALAB II)上,最初的“水星计划七人组”成员之一、宇航员斯科特·卡彭特连续在水下生活了30天,成为历史上唯一一位既是宇航员又是水下宇航员的人。

到 20 世纪 60 年代末,世界海底已经遍布 60 多个水下栖息地:Hydrolab、Helgoland、Tektite、Aquabulle、Hippocampe 等等,还有几十个。

孩子们渴望成为水下探险家,就像他们渴望成为宇航员一样。海洋曾是举国上下痴迷的事物,其程度堪比月球。

然后,大约五年后,它们全部消亡了。

海豹实验室在坎农去世后立即停止运作。海军本可在和平时期投资未来,却被卷入了越南战争。就连雅克·库斯托——这位比任何人都更能证明人类可以在水下生存的人,这位在海洋领域拥有无可比拟的文化权威的人——也从探险转向了环保。他于1973年创立了库斯托协会,致力于保护和维护海洋,而不是继续探索和开发海洋。

到1992年里约地球峰会时,他已被誉为“地球队长”。在某种程度上,美国在海洋问题上始终追随库斯托的脚步。当他探索海洋时,我们也渴望探索。当他提出“保护”时,海洋政策和资金优先事项便随之调整。随后出台的各项法规,包括《海洋哺乳动物保护法》、《联合国海洋法公约》、国际捕鲸委员会的捕鲸禁令以及《公海条约》,每一项都具有重要的保护意义,旨在应对亟需我们关注的生态危机。但这些法规的累积效应,加上库斯托的文化重塑,最终促使我们对海洋的认知发生了集体性的转变,不再仅仅将其视为一个可以进行建设的领域。短短一代人的时间里,任何关于持续性海洋活动的提议都默认会造成损害。

上世纪60年代,美国将目光投向了两个前沿领域。到了21世纪10年代,我们几乎完全放弃了这些希望。我们登上了月球,也多次重返月球,然后决定将目光聚焦于陆地。我们彻底放弃了开发海洋的计划。

但我们将重返月球,这一次是为了定居。就在本月,阿尔忒弥斯二号宇航员自1972年以来首次绕月飞行,这是迈向月球定居的重要一步。美国宇航局局长贾里德·艾萨克曼已制定计划,将于2028年开始建造永久基地。过去二十年来商业航天领域的进步使这项任务成为可能。我们将成为星际物种!专家们表示,月球应该成为一个州

现在也该是解决海洋问题的时候了。

这片被遗忘的边疆在经济和地缘政治上的重要性丝毫不亚于太空;事实上,它不仅面积更大,战略意义也更为紧迫。由于我们的遗忘,海洋已沦为一片蛮荒无序的领域,其造福人类的潜力被白白埋没,而那些漠视保护和保存的人却在肆意滥用它。

被遗忘的边疆会变成什么样?

2015年,一艘木制渔船在日本海岸搁浅,船上满载着船员的遗骸。随后,又一艘渔船出现。接着又一艘。在接下来的几年里,数百艘这样的“幽灵船”漂流到日本海滩,这些小型木制船只上,许多只剩下骸骨和破烂的朝鲜国旗。

据美国有线电视新闻网(CNN)报道,日本能登半岛附近海域发现幽灵船。

调查人员最终拼凑出了整个故事,结果发现这远比超自然现象更悲惨。900艘中国远洋渔船违反联合国制裁(中国自己也签署了这些制裁并置之不理),驶入朝鲜水域,肆意捕捞鱼类资源,迫使当地渔民驾驶着不适合远洋作业的渔船,被迫驶向更远的海域。这些渔民在海上饿死,他们的渔船一路向东漂流,最终被日本海岸线捕获。没有人阻止中国船队的捕捞,也没有人营救这些渔民,因为当时那里根本没有人能够阻止或营救他们。

2024 年发表在《自然》杂志上的一项研究发现,四分之三的工业捕鱼船无法被公众追踪,这在如今这个追踪一切的现代社会中简直不可思议。

想想MH370失踪时引发的混乱,因为飞机不像渔船那样会无缘无故地失踪。上周末,我采访了一位1994年在加拿大高速公路上遭遇严重车祸的男子;他的右腿和臀部严重受伤,但幸存下来,因为一架直升机在五分钟内赶到并将他送往医院。无论在空中还是陆地,我们都能以惊人的精准度追踪人员和关键资产。

但海洋的运行方式并非如此,很大程度上是因为我们缺乏进行监测的基础设施。所以我们基本上放弃了。三分之二的海洋不在任何国家的管辖范围之内,也没有任何警察部队或海岸警卫队能够覆盖全球。很多海洋电影的主角都迷失在茫茫大海中,盼望着有人能偶然发现他们,这并非偶然。

因此,我们常常发现船只作恶时为时已晚。数百艘中国船只组成的船队在厄瓜多尔沿海非法作业,而这些船只就位于加拉帕戈斯海洋保护区边缘,该保护区是地球上生态最脆弱的地区之一。2017年,厄瓜多尔截获了一艘名为“福源陆冷999”的船只,船上载有6000条鲨鱼,其中许多是濒危物种,这些鲨鱼是从加拉帕戈斯海域捕捞的。远洋渔船上的工人被扣押数年,护照被没收,他们所处的境况完全符合奴隶制的定义。

我们无从得知有多少非法船只未被发现,因为海洋的大部分区域仍未受到监测,而且我们越往水下探索,就越知之甚少。人类已经绘制了火星表面100%的地图——火星距离地球1.4亿英里,航程七个月(如果时间把握得当的话),目前已知没有生命存在——而我们利用现代声呐技术绘制的海底地图仅占27% ,而且其中大部分地图分辨率低、图像粗糙。

如果你看看海洋的面积,鲍勃·拉扎尔(没错,就是那个鲍勃·拉扎尔)最近告诉杰西·米歇尔斯“你可以在海底藏匿整个文明。特别是如果他们不受海洋的影响。你只需要潜到很深的地方。我们永远也找不到他们。”

虽然我们既不能证实也不能否认海底文明的存在(也许亚特兰蒂斯是个例外),但事实是,海底空间足够大,能见度又低,足以让海底文明存在下去。海洋浩瀚无垠,我们甚至还没开始了解海底深处究竟发生了什么。

正如肯尼迪总统在1963年警告的那样,这不仅仅是好奇心的问题。我们的生存,或者至少我们的繁荣,可能就取决于此。

六十三年过去了,我们依然没有听从他的忠告,也没有抓住机遇。海洋覆盖了地球70%的面积,承载着99%的互联网流量和80%的贸易。它蕴藏的重要矿产资源比所有已知陆地储量加起来还要多。然而,我们对海洋的了解仍然少得可怜。

海洋中仍有高达91%的物种不为人知。当研究人员对深海沉积物中的DNA进行测序时,他们无法将其与任何已知的物种或分类群匹配。地球上最大的生物信息库实际上尚未被解读。很有可能,这个信息库里藏着一个藏药丰富的药房。

海洋生物已经为我们带来了齐考诺肽(一种止痛药,效力是吗啡的1000倍,提取自芋螺毒液)和曲贝替定(一种抗癌药物,提取自海鞘)。外形奇特的维多利亚多管发光水母为研究人员提供了绿色荧光蛋白(GFP),这项发现为他们赢得了2008年诺贝尔化学奖。如今,GFP“使科学家能够追踪癌细胞如何形成新的血管、阿尔茨海默病如何杀死脑神经元以及HIV感染细胞如何产生新的病毒等诸多过程。”

可以推测,在其余91%我们尚未发现的海洋生物体内,也蕴藏着更多类似的信息。如果说生物人工智能受限于数据,那么海洋中就蕴藏着一座浩瀚的信息库。

对于热爱知识的人们来说,地球下方还有许多值得探索的东西,所以……让我们去看看下面还有什么吧。让我们派遣人员和仪器,开始探索。

唉,我们无能为力,因为我们从未建造过任何可以干预的东西;我们也无力倾听,因为我们任由自己的耳朵腐烂。

上世纪50年代,正值美国对水下作战充满雄心壮志,且面临冷战对手之际,美国海军建造了一套名为“水下声波监视系统”( SOSUS)的秘密水下水听器阵列网络。通过利用深海声波通道(SOFAR通道),SOSUS能够追踪横跨太平洋和大西洋广袤海域的苏联潜艇。单个监听站甚至可以探测到远在数千英里之外的整个海盆中的潜艇。

事实证明,SOSUS系统也能追踪鲸鱼。20世纪90年代,该系统部分解密后,海洋生物学家意识到,海军无意中收集到了有史以来最丰富的海洋生物学数据集。他们记录了火山爆发、地震事件、鲸歌、物种迁徙,以及1997年出现的神秘声音“Bloop”,至今仍未得到完全解释……

但冷战在上世纪90年代结束,那时我们的海洋梦想早已破灭。美国政府解密了SOSUS项目,赞扬了其科学贡献,然后削减了其经费。部分资产被并入另一个项目IUSS,许多水听器阵列被置于待命状态,百慕大、阿达克和凯夫拉维克等地的站点也被关闭。

如今,我们在海洋观测领域最引人瞩目的成果是由4000个机器人浮标组成的网络——Argo ,这个已有27年历史的“海洋观测系统皇冠上的明珠”。这4000个浮标各自监测着比葡萄牙还大的区域,每十天浮出水面一次,传输一次温度读数。它们的部署方式如下……

或者,像这样……

整个项目都由纳税人资助。尽管每个美国人每年只需支付6美分,但这4000个浮标每月产生的次表层海洋数据却比整个观测网络其他所有数据加起来还要多。Argo项目固然出色,但这与其说是对该系统的赞誉,不如说是对我们海洋意识现状的控诉。

此外,Argo 只能观察,就像 SOSUS 只能监听一样。如果浮标探测到化学异常、生物崩溃或危险趋势,方圆数英里内都没有任何东西或任何人可以做出反应,就像温度计只能告诉你体温升高,却无能为力一样。

在科技如此发达的时代,为什么海洋依然是黑暗的呢?

海洋处于工业革命前时期

当征服未知领域有利可图,且征服未知领域的技术可行时,未知领域就会被征服。

托马斯·杰斐逊总统派遣刘易斯和克拉克前往西部,从加拿大人手中夺取毛皮贸易,并建立商业路线。淘金者们则前往西部寻找黄金。这些探险风险极高,但也可能带来丰厚的利润。当这些探险最终获得成功时,美国修建了铁路,将西部与现代文明连接起来。

铁路的出现使得普通人,而不仅仅是那些胆大妄为或孤注一掷的探险家,也能在西部建立家园、家庭和事业,并催生了新的产业:畜牧业、采矿业、商业农业、城镇和城市。铁路使西部边疆实现了工业化。

类似的情况也发生在太空领域。在SpaceX大幅降低发射成本之前,太空领域只有各国政府和少数几位勇于开拓的电信先驱才能涉足,他们都渴望从中牟取暴利。在SpaceX出现之前,最大的卫星星座也只有几十颗卫星。如今,SpaceX在轨运行的星链卫星超过1万颗;人们甚至嘲笑杰夫·贝佐斯“仅仅”发射了几百颗卫星。

可重复使用的火箭是太空铁路,数百家企业搭乘它们进入太空并长期驻留。SpaceX实现了太空产业化,而这种产业化的影响才刚刚开始显现。

尽管我们在海洋上进行了大量的探索和贸易,但海洋从未真正迎来过这样的时刻。我们捕捞过海洋,铺设过海底电缆,钻探过钻井平台,安装过风力涡轮机,在海洋上进行过环球航行,也通过海洋运输过货物,但从未有人真正掌握过如何在海洋上进行大规模、持续性运营的经济模式。海洋的运作仍然沿用着19世纪的探险模式,将昂贵的人员投入昂贵的船只,进行耗资巨大的探险活动,然后再将他们送回陆地。

有一个词可以用来形容尚未经历过这一刻的边疆地区。海洋还处于工业革命前的时期

边疆工业化意味着将其从一个拥有工业进行探索和机会主义开采的地方,转变为一个能够持续、经济地大规模支持工业发展的地方

工业化前沿是一个平台,而非一系列项目。每一项新的基础设施都会降低后续项目的成本,并催生以前无法实现的活动。工业化前沿具有复合效应。

铁路使西部地区实现了工业化,SpaceX 正在使太空领域实现同样的目标。但目前还没有人实现海洋的工业化。

如果我们想要掌控地球海洋并妥善管理它们,我们就需要让海洋成为工业能够蓬勃发展的地方。

在海洋中发展更多产业将减少犯罪,增进我们对地球家园的了解,加速科学发现,发展现有海洋产业并催生全新的产业,释放实际上就存在于海底的资源,并且,出乎意料的是,还能激励我们对海洋的管理。

关于工业与环境的说明

工业化带有污秽的含义。当你读到这个词时,你可能会想到烟囱,或者更糟的是,想到青春期前工厂工人被煤烟熏黑的脸。

我认为,新领域的工业化一直是人类进步最强大的引擎之一。因此,我想和大家分享一下我对海洋工业化与保护海洋关系的看法,因为保护海洋、恢复海洋的愿望正是我踏上这段旅程的初衷。

我们创立“尤利西斯”项目的初衷,是利用水下机器人更高效地重新种植海草,从而帮助恢复海洋生态。海草床覆盖面积不到海底的0.2%,却储存着海洋高达18%的碳,支撑着全球约五分之一的渔业,但自20世纪90年代以来,海草床正以每年约7%的速度减少。这意味着在过去的几十年里,全球大约三分之一的海草已经消失。恢复这些海草床是重振海洋活力的重要组成部分。

这项工作正在佛罗里达州、弗吉尼亚州、西澳大利亚州和大堡礁进行。然而,当我们涉水进入大海时,我们意识到了一些事情。

首先,我们意识到开展修复工作所需的基础设施并不存在。我们必须进行垂直整合,并自行建设大部分基础设施。很快,我们又意识到,我们必须建设的基础设施,恰恰也是其他所有海洋从业者所需要的。我们将在下文中详细讨论这一点。

其次,19世纪的工业化与现代海洋工业化存在巨大差异,其中最大的区别在于内燃机和电力驱动机械。与那些工厂,甚至现代远洋船舶不同,我们的车辆不会排放烟雾或污染。它们依靠电力驱动,运行过程中不会排放废气或温室气体。我们稍后也会讨论这一点。

第三,我们意识到,当我们扩大经济规模时,我们也扩大了对环境的破坏。我刚才向你们展示了工业化之前的海洋是什么样子。那里有奴隶制、过度捕捞、物种灭绝,以及对无穷无尽的金矿的无知。工业化之前的海洋并不意味着一片未受破坏的海洋;它只是意味着海盗才是破坏海洋的人。商业带来了法律和秩序,即使这种法律和秩序的建立可能出于私利,但这种法律和秩序具有积极的外部效应。如今你在西部酒吧被谋杀的可能性远低于1826年。我们相信,通过海洋工业化,我们正在激励人们保护和恢复海洋。

海洋太珍贵了,不能留给海盗。

如何实现边远地区的工业化

那么,如果我们想实现海洋工业化,该怎么做呢?似乎各个领域在走向工业化的道路上要经历四个阶段。

发现 → 探险 → 获取突破 → 工业化

发现证明了边疆真实存在且可到达。探险队探索边疆,绘制地图,并寻找值得开发的资源,但这些探索往往是零散的,而且成本高昂(有时甚至是非法的)。探险的成果激励着接入技术的突破性发展:这项技术能够大幅降低到达和在边疆开展活动的成本,从而使全新的经济活动类型首次成为可能。这引发了工业化:边疆融入更广泛的经济体系,并催生出在旧成本结构下无法存在的产业。

美国西部经历了所有四个发展阶段。早期探险家证实了它的存在。六十年来,篷车队、皮毛商和俄勒冈小径断断续续地探索着这片土地。1869年,横贯大陆铁路在犹他州普罗蒙特里峰交汇,大幅降低了通行成本,随之而来的是半个大陆的工业化。仅《宅地法》一项就分配了2.7亿英亩土地,面积超过法国、德国、意大利和西班牙的总和。西部矿山出产的铜为美国城市供电,金银支撑着美国货币,木材和牛肉则养活了美国的工业劳动力。在接下来的一个世纪里,这片边疆积累了数万亿美元的实际经济价值,并为美国世纪的物质基础奠定了基础。

太空探索的发展轨迹与此类似。人造卫星“斯普特尼克”证明了太空是可以到达的。“阿波罗”和航天飞机以每次发射15亿美元的成本探索了太空。随后,SpaceX发现火箭材料的成本仅占售价的2%左右,于是实现了垂直整合,制造了可重复使用的助推器,并将成本降低了20倍。过去二十年间,太空经济规模增长了两倍,在2024年达到6130亿美元,预计到2035年将达到1.8万亿美元

这两个例子都过于简化,但我想要阐明的是,即使在工业化之前,边疆地区也存在经济活动。冒险者会被未开发的土地所吸引。但真正的市场形成发生在早期经济活动激励并资助基础设施建设,而基础设施又促进了正常的商业活动创建之时。工业化将边疆从规模有限、风险高、交易量小但潜在投资回报率高的交易活动,转向规模更大、更安全、个人投资回报率更低但总体产出更高的活动。

如今,海洋经济的规模已经相当庞大,堪比工业革命前的经济体系。我们每年在航运、海上石油、渔业、海底电缆和沿海港口等方面的支出高达2.6万亿美元。这比SpaceX成立之初的太空经济规模还要大一个数量级。

但海洋经济的现状严重限制了我们的作业范围,也因此限制了海洋经济的规模。

我们选择在水面运输,因为水面运输成本最低,而且只有水面才能接收到我们的GPS和WiFi信号。我们从昂贵的固定平台上钻探石油,因为石油的价值足以支付直升机和两周一次的轮换作业费用。我们从水体表层捕鱼,因为我们的工具只能到达那里,结果导致鱼类资源大量枯竭。

简而言之,除非有一种极其有价值且相当可预测的商品能够证明深入探索的合理性,否则我们只能探索海洋中最容易到达的部分,就像美国西进运动期间的毛皮贸易一样。

我们越能降低海洋资源的获取成本,就能扩大海洋经济的规模。我们需要一条通往海洋的铁路。令人惊讶的是,如果1500亿美元的经济活动足以催生一条通往太空的铁路,那么2.6万亿美元的工业化前经济活动却未能在很久以前就催生一条通往海洋的铁路。

为什么我们还没有修建海洋铁路?

海洋的反击

工业化的发生必须同时具备两个因素:合适的技术和迫切的需求。

人类拥有船只的历史非常悠久。早在公元前3000年,南岛语族人就使用像这样的帆船在印度洋-太平洋岛屿间迁徙。

但海洋从来都不是航行容易的。在帆船时代,估计每年有3%到5%的商船沉没。大多数木制船只并没有退役,而是以沉没、触礁或葬身大海的方式结束了它们的航海生涯。随着时间的推移,我们制造更坚固船只的技术越来越好。但即便如此,20世纪90年代最受欢迎的电影仍然是关于“永不沉没”的泰坦尼克号沉没的故事。

斯图尔特·布兰德最近与Stripe出版社合作出版了《维护》(Maintenance)一书。他选择以1968年金球奖帆船赛的故事作为本书的开篇。这是人类历史上首次单人驾驶帆船不间断环球航行。该赛事的赞助商《星期日泰晤士报》免收报名费,几乎没有任何规则限制。参赛水手只需从英国港口出发,环游世界,然后不间断地返回即可。

乔·罗南,改编自NASA 的一张公共领域图片,来自 Works in Progress

共有九名水手参加了比赛,历史学家主要关注其中三人。

唐纳德·克劳赫斯特是一位才华横溢的发明家,他拥有的帆船堪称比赛中技术最先进的帆船,但他却没能驶过大西洋。他的电子设备失灵,船体漏水,与世隔绝的困境最终击垮了他。他篡改了航海日志,在茫茫大海中漂流,最终从三体帆船的尾部纵身跃入大海。他的遗体至今仍未找到。

船队中最有天赋的水手伯纳德·莫伊特西耶,尽管遥遥领先,却还是放弃了比赛。在南大洋独自航行数月,让他确信自己宁愿继续航行到塔希提岛,也不愿回到文明世界。

罗宾·诺克斯-约翰斯顿在海上待了312天,其中大部分时间并非用于航行,而是用于修理船只。当其他人设计帆船追求技术优势或速度时,诺克斯-约翰斯顿却将他的帆船设计成可以维修的:

为了让苏海利做好长达十个月的航行准备,其中大部分航程将在世界上最汹涌的海域中进行,他把所有他能想到的可能需要的“材料和工具”都塞进了他的小船里——船上每一种奇特的螺母都有专用扳手;螺丝刀也是如此;一个帆布工的袋子里装满了针、缝纫棒和细绳;一个水手长的袋子里装着各种卸扣、顶针和绳结,用来管理他所有的钢丝绳;一个备用舱底泵和额外的橡胶管;12码帆布;填缝凿和棉花;大量的油、胶水和斯德哥尔摩焦油;所有机械设备的备用零件;以及用于自我治疗的医疗用品。

这是个正确的决定,因为他在海上漂泊的312天里,大部分时间都在修理东西。然而……“我意识到我非常享受这一切,”他后来说道。不过,这种享受,也只有真正了解海洋与人类投入其中的一切事物之间始终存在着战争关系的人才能体会。

诺克斯-约翰斯顿赢得了比赛,“以及 5000 英镑的奖金——他将这笔钱赠予了唐纳德·克劳赫斯特悲痛欲绝的妻子和年幼的孩子们。”

通常,这个故事会被讲述成关于人类精神不同层面的故事,而它也的确与此相关。但布兰德选择将其讲述成一个关于维护的故事。宇宙趋向熵增,但在茫茫大海中,这种趋势尤为迅速。地球上没有任何环境会像大海一样,如此持续地攻击那些胆敢挑战它的人。

也就是说,海洋是地球上最难征服的领域。你身处其中的每一天,它都在与你抗争。海洋并非有意与你对抗,这仅仅是海洋自身特性使然。

海水是地球上最具腐蚀性的环境之一,它会腐蚀钢铁、降解复合材料,并侵蚀它所接触到的每一个电子元件。由于海水很容易渗入裂缝,最终几乎会侵蚀到所有东西。北海是地球上开发程度最高的海洋区域之一,其腐蚀性之强,以至于仅腐蚀一项就占生产平台维护成本的约60%,而整个生命周期的运营支出通常超过最初的建造成本。海上风电一直难以达到预期,因为其维护成本是陆上风电的2-3倍,部件故障率更高,而且涡轮机的性能平均每年下降4.5% 。全球海洋腐蚀造成的损失每年高达500亿至800亿美元,而这仅仅是针对我们已经建造的设施而言。

还有生物污损(想想藤壶):任何东西一旦放入水中,生物就会开始在其上繁殖。几周之内,如果不进行主动维护,原本干净的传感器就会失灵,而原本干净的船体也会拖着数吨额外的重量。海上石油行业每年花费数十亿美元来对抗这种污损。所有选择在海洋上作业的人都必须成为像罗宾·诺克斯-约翰斯顿那样的人。

水面之下,这场战斗只会更加激烈。每下潜十米,压力就会增加一个大气压。在平均海底深度,压力高达370个大气压。水下航行器上的所有设备都必须针对陆地或太空中无法比拟的力进行设计,而且这些力还会随着深度不断变化。太空环境固然极端,但真空是一个相对容易理解的工程问题。而在海洋中,每下潜一米,工程设计的范围就会发生改变。

我们目前描述的都是晴朗天气,但海洋却是一个风暴肆虐的地方。风暴经常摧毁专门建造的基础设施:仅卡特里娜飓风和丽塔飓风就摧毁了113个海上平台,并损坏了457条管道。

在上述任何一种情况下,除非你与船只同在,否则你几乎不可能察觉到任何异常,因为海洋是一片通信荒漠。GPS 在水下完全失效。无线电和光信号在水下大约 20 米处就会被水吸收。声波信号传播距离更远,在某些情况下可达数公里,但带宽却极其有限,比水面 5G 慢约一百万倍。为了克服这些限制,你可以用缆绳将水下航行器连接到水面船只上,但这会限制你的航行范围,并且需要一艘昂贵的载人船只,这样一来,你仍然只能采用传统的探险模式。

海洋是一个会摧毁你放入其中的一切、碾碎你送入深处的一切、摧毁你用锚固定在水面上的一切、并将所有幸存下来的东西隔离起来的领域。

这还没涉及到海洋的巨大规模。所以,即便解决了所有工程难题,你仍然面临着如何在一个远超我们以往任何作业领域的广阔海域中生存的挑战,同时还要应对腐蚀、生物污损、压力、风暴以及通讯中断等问题。这些挑战并非无法克服,但每一个都是一种代价。目前,这种代价体现在钢材厚度、冗余系统、每天2万美元的船舶作业时间、部署窗口期、保险费,以及必须派往海上解决岸上无法修复问题的工程师身上。

除此之外,围绕这个领域发展起来的产业从未像航空航天和汽车行业那样获得规模、软件和现代化的供应链。海事行业至今仍主要是一个以定制零部件和手工制造系统为主的家庭作坊式企业。因此,你需要为此付出双重代价:一次是支付给物理定律,另一次是支付给为服务于物理定律而发展起来的落后产业。

我们称之为“海洋税”:海洋及其相关产业不断累积的成本,向所有试图在海洋中活动的人榨取。每一家现有的海洋公司,本质上都是一台缴纳“海洋税”的机器。

那么,自然而然的问题是,我们如何解决这个问题?

海洋工业化需要哪些条件

海洋环境充满挑战,但好处在于,它带来的每一个问题同时也是设计上的要求。如果我们能够解决这些挑战,就能知道应该建造什么样的系统。

海洋浩瀚无垠。你需要的不是几艘昂贵精致的船只,而是许多廉价的船只。

这与我们之前在太空领域看到的趋势如出一辙:通信卫星的数量从几十亿美元不等,逐渐减少到数千颗小型廉价卫星。后者意味着网络覆盖范围更广、可靠性更高,而且即使单颗卫星出现故障,也不会影响整个网络的运行。它具有很强的恢复能力。我们在国防领域也看到了同样的趋势,即从少数精密的平台转向高产量、可消耗的无人机。

就像太空一样,海洋的面积之大令人难以想象。3.61亿平方公里的表面积掩盖了它真正的浩瀚,因为它也延伸至深海。工业化需要覆盖X、Y、Z三个方向。海洋的平均深度超过两英里,最深的海沟深到足以将珠穆朗玛峰沉入挑战者深渊,而其上方仍有2公里的净空。海洋的总体积约为13亿立方公里,如此庞大,我甚至不知道该如何形容,只能说我们每年驶入其中的车辆数量根本无法与之匹敌。

如今,全球自主水下航行器(AUV)市场每年大约生产1000艘,现有厂商的AUV平均每艘造价在50万至500万美元之间。为了便于理解,1000艘AUV部署在整个海洋,相当于27艘AUV部署在整个美国。试想一下,如果只用27艘AUV巡逻整个美国,那将是多么困难!而这仅仅是水面作业的对比!这些AUV非常珍贵,也因此被区别对待,这种做法不利于经济发展。

我们认为,实现海洋基础设施的关键在于大幅降低制造成本。在尤利西斯公司,我们制造的自主水下航行器(AUV)单价低至5万美元,比市面上最常见的同类产品价格降低了10到100倍。有了这样的价格,我们和我们的客户就可以以船队而非单个航行器为单位进行规划。我们相信,船队才是海洋基础设施真正需要的单位。

海洋要求你在水面和水下作为一个整体系统进行操作。

如何设计一艘既能在海面作业又能在深海作业的船舶?这两个领域几乎完全不同,物理规律也截然不同。答案是:你根本无法设计一艘这样的船舶。

你需要设计一个能够同时处理这两种任务的系统,该系统由针对每种任务优化的独立载具组成。GPS 和星链等系统在水面运行,水面面临的压力挑战远小于水下,因此通信、燃料、电力和后勤保障都部署在水面。但大部分工作都在水下进行,那里铺设着海底电缆,遍布海底,拥有丰富的海洋生态系统。你需要能够到达作业地点的载具,也需要能够部署、回收、充电并将其与外界连接起来的水面平台。

全自主系统成本要低得多,因为即使是世界上最便宜的自主水下航行器(AUV),如果采用人工投放和回收,仍然价格不菲,而且还需要有人驾驶船舶进行操作。海事行业有个笑话,说所谓的“无人”系统,只是因为人员不在船上或船上,而是在它们运行期间待在旁边而已。只要还需要人照看这些自主航行器,它们就称不上真正自主,也永远无法实现规模化应用。

我们在尤利西斯公司设计这套系统时充分考虑了这些需求。我们的水下航行器“马科”(Mako)深入海底执行任务。我们的自主水面舰艇兼母舰“利维坦”(Leviathan)配备了自主发射、回收和充电平台“克拉肯”(Kraken),它则留在水面,充当舰队的连接纽带:负责部署“马科”水下航行器、回收它们、为其电池充电,并通过卫星将数据传输给岸上操作人员。“利维坦”本身也是一个独立的作业平台,它是领域感知网络中的一个节点,可以携带自身的传感器并执行自身的任务。通过“克拉肯”平台,它们共同构成了一个完整的集成系统,能够在海上持续作业而无需返回港口。

水下环境需要自主操作。

由于我们之前提到的水下通信盲区,你无法像操控空中无人机那样实时监控水下航行器。带宽根本不够,而且延迟会使远程控制既危险又不可靠。

自主水下航行器(AUV)需要具备自主思考能力。由于我们讨论的是大量小型、低成本的航行器,因此无论从成本结构还是航行器本身来看,都无法容纳人类驾驶员。每台AUV都需要在没有GPS的情况下导航,根据所见信息做出决策,避开障碍物,适应不断变化的环境,并在仅需定期检查的情况下执行复杂的任务。

这既是计算问题,也是软件问题。在 Ulysses,我们水下自主水下航行器 (AUV) 内部搭载的计算能力是其他任何公司的 100 多倍,数据中心级别的 GPU 运行在 AUV 内部。由于我们无法与航行器进行直接通信,它们必须足够智能,才能无需我们的干预。

海洋工业化既需要观察也需要行动。

大多数海洋技术止步于传感器,传感器本身固然很有价值。然而,传感器本身并非工业基础设施。要实现某个领域的工业化,就必须能够根据观测结果采取行动。

设想一下,如果一艘船只能进行观测,它会四处游动,发现管道需要维修,然后上升到水面,向一个团队发送信息。团队随后会安排时间,并在天气允许的情况下,乘坐昂贵的船只前往受损地点,派遣人员或遥控潜水器(ROV)下水进行必要的维修。这个过程耗费了大量不必要的时间和金钱。相反,如果一个平台既能观测又能行动,就能快速、经济地完成管道的检查和维修。更持续的监测也意味着每次维修都可能更加简便。

在这里,现代机器人技术至关重要。我们派往海洋的机器舰队必须能够进行操控、干预和维修,这意味着它们需要机械臂、工具以及在深海执行有效任务所需的灵活性。如果它们能够做到这一点,你就将传感器网络转化为了工业级的存在。这是整个系统中难度最大的部分,但鉴于我们在海草种植方面的经验,这也是我们着手解决的问题。

海洋需要一个完全一体化的系统。

阅读本节内容时,您可能已经注意到,每个要求都建立在其他要求之上。例如,如果您想要低成本,车辆就需要具备自主性和行动能力。一旦将人为因素重新引入,覆盖范围和持久性就会下降,而成本则会上升。如果您想要真正自主、持久且能够深入作战的车辆,您……

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