1月8日，2018年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京隆重舉行。會(huì)上，大深度高精度廣域電磁勘探技術(shù)與裝備研發(fā)主要完成人、被稱為“礦工院士”的中國工程院院士何繼善登上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)，獲得國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

何繼善高中沒念完就失學(xué)了，迫于生計(jì)當(dāng)了4年礦工，依靠自學(xué)在1956年考入長春地質(zhì)學(xué)院；為了探索地球勘探的新理論、新技術(shù)，他變賣自己的衣物，籌錢買電子元件；為了實(shí)地檢測，他帶著自制儀器，和學(xué)生們幾乎攀遍了我國的崇山峻嶺；如今，已經(jīng)84歲的他依然活躍在深山荒漠等勘探一線……

何繼善一生致力于為地球“把脈”，創(chuàng)立了雙頻激電法、偽隨機(jī)信號(hào)電法和廣域電磁法等地球物理探測領(lǐng)域的重大理論方法，此次獲獎(jiǎng)的大深度高精度廣域電磁勘探技術(shù)與裝備研發(fā)，正是他在國產(chǎn)物探裝備研發(fā)領(lǐng)域自主創(chuàng)新的一個(gè)縮影。

如果沒有原創(chuàng)性的基礎(chǔ)理論做支撐，國產(chǎn)物探裝備的研發(fā)就會(huì)成為無本之木，永遠(yuǎn)不可能走出仿制的低水平發(fā)展模式

近年來，何繼善在多個(gè)場合的演講中，總會(huì)強(qiáng)調(diào)一個(gè)觀點(diǎn)：中國地學(xué)人應(yīng)有自己的自信心！

進(jìn)入新世紀(jì)，在新一輪找礦熱潮中，我國找礦界出現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象：有關(guān)部門的資質(zhì)審批中明文規(guī)定“甲級(jí)物探單位必須擁有V-8、GDP-32……”，有關(guān)部門或單位在招標(biāo)項(xiàng)目時(shí)也明確提出“參加單位必須擁有V-8、GDP-32……”，物探單位在進(jìn)行自我介紹時(shí)，會(huì)驕傲地說“本單位擁有V-8、GDP-32……”，就連大學(xué)生和青年物探人員的履歷或求職信中，也要特別注明“本人能熟練操作V-8、GDP-32……”。

“這是典型的不自信！”針對(duì)這一現(xiàn)象，何繼善院士說。

在大家習(xí)以為常甚至引以為豪時(shí)，何繼善為什么會(huì)大唱反調(diào)呢？

不管在什么場合、也不管下面坐著什么人，何繼善都誠實(shí)向大家坦露了自己的心路歷程：自己也曾是歐美物探方法技術(shù)的崇拜者！

原來，目前風(fēng)靡全球并在中國大行其道的人工源頻率域電磁法（CSAMT），是以1971年多倫多大學(xué)的博士生Myron Goldstein寫的一篇博士論文為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。

“1984年我將CSAMT引入中國，1990年，我還專門寫了《可控源音頻大地電磁法》對(duì)此進(jìn)行了專門介紹。”何繼善院士自揭老底。

但在隨后的研究中，何繼善院士發(fā)現(xiàn)，歐美公司以CSAMT法研發(fā)的物探儀器，無論是V-8還是GDP-32都存在翹尾，即這兩款儀器在做1500米以淺時(shí)效果較好，但一到1500米以深，其曲線就往上翹。

“對(duì)此，多數(shù)人并沒有從理論和儀器本身找原因。”何繼善院士說，“甚至出現(xiàn)了因怕別人說自己用不好儀器，刻意從地質(zhì)、干擾源等因素對(duì)這翹尾進(jìn)行解釋的現(xiàn)象。”

真相到底是啥呢？帶著這一疑問，何繼善院士開始了“根”上的深入研究。他發(fā)現(xiàn)電法勘探方法本來應(yīng)該嚴(yán)格求解電場與磁場方程，但CSAMT法通過假設(shè)在遠(yuǎn)區(qū)、將高次項(xiàng)省略后，形成一個(gè)簡化版的視電阻率方程式。在根基粗放的基礎(chǔ)上，歐美在儀器制造上進(jìn)一步粗放，從而使深部的電磁測量結(jié)果誤差越來越大。探測深度越大，翹尾也就越嚴(yán)重。

這一發(fā)現(xiàn)，讓何繼善堅(jiān)信了一個(gè)道理，“根”上的問題不解決，CSAMT法的翹尾現(xiàn)象就不可能避免。更重要的是，如果沒有原創(chuàng)性的基礎(chǔ)理論做支撐，國產(chǎn)物探裝備的研發(fā)就會(huì)成為無本之木，永遠(yuǎn)不可能走出仿制的低水平發(fā)展模式。

美國著名地球物理學(xué)家弗蘭克·莫里森說，在地球物理學(xué)界，既懂方法原理又懂研制儀器的，世界上只有兩個(gè)人，何繼善是其中一個(gè)

但這注定是一條艱辛的創(chuàng)新之路，將極其復(fù)雜的地下電磁波方程精確求解之所以百年無人問津，主要原因就是這一過程要進(jìn)行大量枯燥的數(shù)字演算、試驗(yàn)，一個(gè)數(shù)據(jù)、一次計(jì)算錯(cuò)誤就得全部推倒重來。事實(shí)上，在從1996年開始的研究中，部分團(tuán)隊(duì)成員因此中途將何繼善“炒”了。

2006年，貫徹嚴(yán)格解電磁波方程的廣域電磁法橫空出世，何繼善自籌經(jīng)費(fèi)開始儀器研制、野外試驗(yàn)，先后在國家自然科學(xué)基金儀器專項(xiàng)、國家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)、湖南省科技重大專項(xiàng)等資助下，于2010年出版專著《廣域電磁法和偽隨機(jī)信號(hào)電法》，形成了中國版本的嚴(yán)格解電磁波方程廣域電磁法理論、技術(shù)體系。以廣域電磁法理論為基礎(chǔ)研發(fā)的儀器，在貴州的地?zé)峥碧?，湖北、安徽、遼寧、內(nèi)蒙古等地的金屬礦產(chǎn)勘探，四川、新疆、湖南的油氣和頁巖氣勘探中，均獲得了比歐美儀器更好的數(shù)據(jù)。

在廣域電磁儀成功應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)并取得好成績后，美國著名地球物理學(xué)家M. S Zhdanov 2014年在寫給他的信中說：“何教授破除了將電磁波近似地劃分‘近區(qū)’、‘過渡區(qū)’和‘遠(yuǎn)區(qū)’的理論禁錮，首次嚴(yán)格從電磁波方程表達(dá)式出發(fā)，定義了適用于廣大區(qū)域（全區(qū)）的視電阻率參數(shù)，發(fā)明了廣域電磁法。”“可用于大深度精細(xì)探測”；美國著名地球物理學(xué)家弗蘭克·莫里森更是說，在地球物理學(xué)界，既懂方法原理又懂研制儀器的，世界上只有兩個(gè)人，何繼善是其中一個(gè)。

將中國智慧轉(zhuǎn)化為“中國智造”，為中國向第二找礦空間、向大地深部進(jìn)軍提供裝備支持

2002年6月，湖南繼善高科技有限公司在長沙注冊(cè)成立，以何繼善院士研究的雙頻電磁法基礎(chǔ)理論為指導(dǎo)，生產(chǎn)了雙頻電磁儀等產(chǎn)品。廣域電磁法理論問世后，他們面對(duì)歐美儀器在國內(nèi)市場幾近飽和的情況，仍決定將這一中國智慧轉(zhuǎn)化為“中國智造”，為中國向第二找礦空間、向大地深部進(jìn)軍提供裝備支持。

對(duì)何繼善院士充滿自信的，還有國家相關(guān)科研管理機(jī)構(gòu)，十余年來，國家火炬計(jì)劃、國家創(chuàng)新基金等紛紛伸出援手，以項(xiàng)目形式給予了資金支持。

自信、原創(chuàng)，為繼善高科用中國自己的理論造中國自己的電磁儀提供了新動(dòng)能，WSJ-2型多功能均勻偽隨機(jī)電磁儀、雙頻激電儀、大深度激電儀、廣域電磁儀等系列產(chǎn)品也先后問世，并于2015年將其集成為高精度大深度廣域電磁探測系統(tǒng)。

談起自己的這個(gè)“孩子”，何繼善充滿了自信與自豪。他說，由于廣域電磁理論解決了人工源頻率域電磁法儀器“根”上的問題，這套系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)也非常突出。

“但這些儀器生不逢時(shí)呀！”回顧自己的研發(fā)經(jīng)歷，何繼善院士說，新一輪找礦熱出現(xiàn)后，國內(nèi)地勘單位對(duì)物探儀器的需求也越來越強(qiáng)烈。率先引進(jìn)西方儀器的單位，也在中國刮起了一股神化V-8的歪風(fēng)。

而待到這一系統(tǒng)完成商業(yè)化時(shí)，市場飽和加上投入銳減，使高精度大深度廣域電磁探測系統(tǒng)進(jìn)入市場遭遇到前所未有的困難。

面對(duì)困難，廣域電磁法研發(fā)團(tuán)隊(duì)決定用思路創(chuàng)新破解市場推廣的難題。

2017年，江西省地礦局邀請(qǐng)包括繼善高科在內(nèi)的多家廠商參與勘探工作，要求實(shí)現(xiàn)3000米深度的精細(xì)勘探。由于現(xiàn)場地形惡劣，干擾嚴(yán)重，構(gòu)造復(fù)雜，勘探深度大，其余廠商退出。經(jīng)過廣域電磁法團(tuán)隊(duì)的艱苦工作，獲得了3000米深度范圍內(nèi)電阻率的精細(xì)分布，首次清晰的揭示了深部控礦巖體及控礦構(gòu)造，與鉆探成果一致?？吹綇V域電磁儀的優(yōu)異表現(xiàn)，2017年12月1日，江西地礦局聘請(qǐng)何繼善院士為局科技顧問，并與繼善高科簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，圍繞深地戰(zhàn)略、朱溪深部找礦以及地質(zhì)勘探技術(shù)提升等，開展緊密合作。

原國土資源部在安徽冬瓜山礦區(qū)，開展了一項(xiàng)名為“危機(jī)礦山電磁方法有效性比對(duì)”的研究，即在已知地質(zhì)資料的情況下，對(duì)國內(nèi)外電磁法探測儀器有效性進(jìn)行對(duì)比。包括美國、加拿大、德國等國家的電磁法儀器參賽，均宣告失敗，而廣域電磁儀卻取得優(yōu)異成績。廣域電磁法所用電流僅為歐美“先進(jìn)”儀器的五分之一，卻在冬瓜山輕松地測到了有效數(shù)據(jù)，與已知的地質(zhì)資料吻合，并在已知礦體旁邊發(fā)現(xiàn)了新的異常。這打破了歐美儀器的神話，廣域電磁儀已成為我國找礦突破、實(shí)施深地工程的利器。

雖然已經(jīng)84歲高齡，但何繼善依然雄心勃勃：“廣域電磁法，對(duì)勘探海洋新能源、海底構(gòu)造等，大有前景，還能在開采可燃冰等能源方面發(fā)揮重要作用。只要身體允許，我會(huì)一直干下去。”