邹力行：第三次工业革命与中国发展战略研究

    1 第三次工业革命的科学技术基础
    1.1 工业革命的内核和标志
    历史上新的能源系统与其他新技术相结合，往往导致新的工业革命。十九世纪以煤炭为动力的蒸汽系统与工业制造相结合，产生了第一次工业革命，开创了人类的大机器时代。标志性事件是：新型蒸汽技术与新型印刷技术相结合，使新闻媒体成为主要信息传播工具，大大提高了印制速度，大幅度减低了制作成本，促进了历史上第一次公众文化普及运动。二十世纪，以煤油为动力的内燃机技术与电信技术相结合，产生了第二次工业革命，使人类进人了电气化时代。突出表现是：汽油发动机与电话、电报、电子计算机相结合，迎来了大批量工业制造时代，从根本上改变了以往的空间和时间，促进历史上工业文明达到前所未有的崭新阶段。二十一世纪，我们面临的第三次工业革命，是以再生能源引发的能源互联网与数字信息智能相结合，将导致工业乃至世界发生重大变革，不仅将催生一批新的产业，还将导致社会生产方式、制造模式和生产组织方式等方面发生重大变革，促进人类社会进人绿色低碳、生态和谐、智能开发、可持续发展的社会，促使人类文明达到前所未有的新高度。
    在前两次工业革命中，不论是以煤炭为动力的蒸汽机，还是以汽油为动力的内燃机，都是以化石燃料使用技术为内核，构成了碳经济形态。人类使用化石燃料创造了辉煌的碳工业文明，但也付出了沉重的代价。如：全球气候变暖、淡水量下降、人居环境发生变化。特别严重的是，地球上化石燃料是有限的，是极为宝贵的，在某种意义上是不可再生的。因此，大量使用化石燃料给世界各国带来严峻挑战。
    在面临的第三次工业革命中，化石燃料将逐渐变为次要，并退出历史舞台，替之的是可再生能源或其他新型能源。可再生能源技术内核将造就低碳经济形态，把人类从有限的化石能源中解救出来，这种趋势是必然的，其意义是不可估量的。
    1.2 科技革命与工业革命的关系
    三次工业革命都是以科学技术革命性突破为基础。十六世纪以来，大致发生了两次科学革命和四次技术革命。以十六世纪哥白尼学说、十七世纪牛顿力学为标志的科学革命，以及分别以十八世纪中后期出现的蒸汽机和十九世纪出现的电力系统为标志的第一、第二次技术革命，导致了第一次工业革命的产生和发展。
    以二十世纪上半叶相对论和量子论为标志的第二次科学革命，以及以二十世纪中后期分别出现的自动化技术和信息网络技术为标志的第三次、第四次技术革命，强有力地支持了第二次工业革命。
    近几十年来，特别是进人二十一世纪以来，新生物学和新物理学有了长足进展，世界科学技术出现革命性突破。新生物学以生命科学为重点，在基因工程、神经科学、衰老原理、合成生命等方面有重大突破，促进生物技术重大发展，打开非生命物质向生命物质转化的大门，推动新一轮生物制造产业的兴起和发展。新物理学以新能源、新材料和太空科技为重点，可能在量子计算、量子通信、量子网络、氢能开发等领域实现变革性突破，成为人类解决能源环保信息等需求的重要手段，从根本上改变工业竞争力所依赖的资源基础和要素结构。在新物理学、新生物学深入发展的同时，已经广见成效的信息技术仍将有新的突破和深度运用。以大数据、云计算和智能网为代表的新一代信息技术的开发和应用，将带来生产方式和产业组织方式的重大变革，形成信息社会发展的新浪潮。美国科学基金进一步预测，纳米科学与技术、生物科学与技术，认知科学与技术，加上信息技术，这四大前沿技术的融合将产生一种汇集技术(NBIC)，通过这种汇集技术，神经科学家能够认识到的事物，纳米科学家就能把它制造出来，生物科学家就能使用它，信息科学家就能监控和控制这种事物。因此，汇集技术能够把人类的能力提升到一个新阶段。显而易见，科学革命不仅是科学方式的转变，而且会引发人类思想观念的变化；技术变革不仅是一种技术的突破，而且会引发人类生产方式的变化，对全球经济社会发展产生重大影响。下表概括了科技革命与工业革命的关系。
    工业革命在放大人类力量的过程中，形成一些重要特点。第一次工业革命蒸汽机与大机械相结合，人动物不动，工人来回穿梭，生产效率大幅提高，生产引领消费。第二次工业革命，内燃机与电子技术结合，自动化与网络化结合，物动人不动，生产线将产品随时送到工作台，工人站定岗位，每人完成单一任务，以“一对多”规模生产，市场主导生产，以买方市场为主。第三次工业革命，数字化与网络化结合，人动物也动，桌面工厂，生产“一对一”产品，促进买方市场与卖方市场有机结合。二十一世纪的工业格局必将与二十世纪大不相同，人类将创造新的工业文明。
    2 第三次工业革命的基础设施和重点项目
    第三次工业革命有一批战略性基础设施，支撑新的生产体系和经济社会结构，大致可分为五大类30个项目。
    2.1 绿色能源基础设施
    绿色能源交通基础设施包括五大项目：一是可再生能源设备，变燃烧碳化石燃料为使用可再生新能源。二是能量采集设备，如将每处建筑转变为微型电厂，就地收集可利用的能量。三是能源储藏设备，利用各种建筑物和基础设施储藏间歇性可再生能源，以确保能源供应稳定。四是能源通用网络，利用网络通信科技把电网转变为能源通用网络，建立能源神经系统，让普通居民把周围建筑产生的电能输送到电网，在开放的环境中实现与他人的资源共享。五是简易充电设备，建立以可再生能源为动力源、以插电式或燃料电池作为充电器的新型交通运输网，各种电动交通工具所需要的电能可以通过电网平台的充电站进行购买。
    2.2 智能制造基础设施
    智能制造基础设施包括5大项目：一是数据制造系统，通过对制造过程进行数字化描述，在虚拟现实、计算机网络、快速重组、数据库和多媒体等技术的支持下，根据用户需求快速完成产品设计和生产。这个制造系统与传统方式相比，具有设计可视化、制造清晰化、营销精准化、信息集成化等优势。二是智能控制系统，集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体。随着网络技术、生物技术与机械人的融合，智能制造系统，例如工业机器人，具有小型化、智能化和群体化发展的趋势，结构越来越灵活，控制系统越来越小，适应作业环境的能力越来越强，成为柔性制造系统和自动化工厂的重要工具。三是可重构制造系统，这类制造系统具有重复利用和更新系统的功能，实现快速调试和制造，因而具有很强的包容性、灵活性以及突出的生产能力，有利于满足顾客对“专、精、特、新”个性化商品需求，形成有弹性的专业化。四是3D打印，利用计算机设计数据，采用材料逐层堆积的方法，代替传统刀具和多道工序，解决复杂结构零部件成形问题。五是新复合材料，其强度、质量、性能和耐用性均优于传统材料，且更容易加工，为相关产业高速发展创造重要条件。
    2.3 无线网络及交通基础设施
    无线网络及交通基础设施包括五大项目：一是大数据库，解决海量数据的产生、储存、分析和安全问题。大数据设施处理能力和数据存储能力几乎无所不能，计算机正向“云计算”演进，信息技术正在进入大数据时代。二是无线网络，以无线的方式把地球联系起来，使全人类实现实时实地沟通、交往和交易，特别是物联网，通过装载物体内部的感应器还可能使人和物体进行沟通。人类与机器人配合，计算机的智能有可能超过人类的大脑，从根本上改变人类的命运。三是机器人，包括工业机器人、服务机器人、公共安全机器人、仿生机器人等，将承担人类拒绝承担的工作，大到清洁核电站，小到做家务和电子秘书。专门为老年人和残障人设计的机器人不久将上市，价值不会超过一万美元。四是最新科技产品，如能上网的隐形眼镜、智能家具、光场相机、可携式搜寻面板等。五是超级音速飞机，从纽约到北京仅需四个小时。六是星际飞船和太空天梯可带普通人在太空旅行。
    2.4 生命健康基础设施
    生命健康系统包括五大项目：一是信息转换器，通过电脑把人脑记忆完全备份下来，实现人脑与电脑之间的信息转换，从而引发学习和生活上的重大变革。二是人格信息包，包括“自主意识、独立人格和人身信息”的虚拟信息人。美国加州大学伯克利分校肯德里克·凯伊教授认为，在2030年前有可能生产一种读心术，有效地运用人格信息包。三是人体再生工程，通过人体细胞培育获得人体器官，市场上有可能出现人体器官商店，从而解决人体某些部件的更新问题。四是体外子宫，美国科学家正在研制体外生殖，通过人造子宫生育，这必将引起生殖模式和妇女地位的革命。五是延缓衰老工程，科学家在酵母细胞、果蝇及蠕虫内发现了影响衰老快慢的基因，并通过“热量控制”延长了昆虫、狗、老鼠、猴子的寿命。六是合成生命工程，包括对灭绝动物的复活。人工合成生命有可能成为一个新型产业，并对生命现象有一个全新解释。中国科学院现代化研究中心主任何传启教授认为：生命科学、信息科学、纳米科学、仿生工程和机器人结合，信息转换器、人格信息包、两性智能人、人体再生和互联网结合，人类将获得三种新的“生存形式”，即网络人、仿生人和再生人，实现某种意义的“人体永生”。
    2.5 生物工程基础设施
    生物工程基础设施包括五个项目：一是生物能源工程，如速生、高含油、高热值、高产专用能源植物品种规模化、基地化种植；二是生物环保工程，如高性能水处理絮凝剂、混凝剂、杀菌剂及生物填料等生物技术产品；三是生物医药工程，如新疫苗和诊断试剂，用于预防和诊断严重威胁人民群众生命健康的重大传染病；四是生物农业工程，如优质、高产、高效农林新品种和野生动植物繁育种源；五是生物制造工程，如生物基高分子新材料、生物基绿色化学品、糖工程产品；六是生物服务工程，如药物发现、临床前研究、药物安全性评价、试验设计、数据管理与分析支持等。
    总之，第三次工业革命有一大批设施和项目建设，特别是互联网技术与再生能源有机结合，为第三次工业革命奠定坚实基础，将从根本上改变人类的生产方式和生活方式，极大地满足人类的物质生活和精神生活需要。
    

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