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面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經濟主戰場,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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張杰:推動科技與產業新一輪“同頻共振”

2019-06-04 解放日報
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  ■每一次科技革命之前都有一次可稱之為“思想準備”的大事件。例如,第一次科技革命之前有文藝復興,第二次科技革命伴隨啟蒙運動,第三次科技革命的時代背景是資本全球化。這一次,習近平總書記提出的“人類命運共同體”的理念,很有可能是支撐新科技革命的重要思想基礎

  ■戰勝饑荒、瘟疫、戰爭三大挑戰,是過去數千年來人類文明發展的主旋律。進入新世紀以來,人類的需求正在發生積極變化:一是掌控幸福,二是掌控生命,三是超越自我。追求個性化、多樣化與實現自我、實現超越,成為未來人類文明發展的方向,也是新工業范式的基礎

  歷次科技革命極大地加速了人類文明演化進程。在不知不覺中,新一輪科技革命又來到世人面前,并進一步加速人類文明演化進程,推動人類生活方式、生產方式和思維方式的變革。

  科技革命的根本驅動力,來自于人類自身不斷升級的發展需求。從馬斯洛需求層次理論的角度來看,人類需求從低到高依次分為生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我實現需求五個層級。正是人類不斷升級的發展需求,催生了第一次產業革命、第一次科技革命,同時使英國成為17世紀、18世紀的世界科技強國;18世紀到19世紀,掀起了第二次科技革命與產業革命,成就了德國、法國、英國等成為世界科技強國;20世紀,量子論和相對論為第三次產業革命奠定關鍵基礎,美國成為世界科技強國。

  當前,人類社會發生巨大變化,正在從物質經濟時代進入知識經濟時代,這是我們思考新科技革命的出發點。以前看上去沒有什么價值的東西,正在成為推動社會變革與發展的生產資料。比如,沙子成了半導體,有害的大腸桿菌成了效率最高的合成化合物工廠,陽光成了能量。

  特別重要的是,以往雜亂無序的大數據經過加工處理后,成了社會快速發展的重要驅動力,萬物互聯、人工智能、基因編輯、大數據、云計算正在成為時代的主題詞。由此,人類不斷朝著自我實現、自我超越的方向發展進化。

  倘若思維范式沒有變化,就只能是過去的延續

  對歷次科技革命進行分析,可以得出幾個重要啟示:

  一是科技革命作為產業革命先導的趨勢日益顯著。

  從本質上說,科學的核心追求是發現自然規律,技術的核心追求則是對改造世界有用的發明。由于核心追求的不同,19世紀之前的科學和技術大體是各行其道的。但從19世紀開始,科學開始引領技術發展。20世紀以來,技術和科學相互依存、互相促進。

  21世紀開始以來,雖然還不到20年,但移動互聯網、大數據、人工智能正在逐步主導世界,科學和技術互相纏繞。同時,科技成果產業化的速度空前加快。由于這個原因,新科技革命的內涵已進一步延展至產業革命、社會變革等廣闊領域。

  二是前一次科技革命為后一次科技革命奠定堅實基礎。

  第一次科技革命以蒸汽機驅動大規模、機械化運作為主要內容。當機械化發展到高級階段,帶來了電的發明,進而帶來大規模電力應用所催生的勞動分工和規?;?。

  電力工業革命充分發展以后,就會上升到更加方便的電子信息技術應用與自動化生產。電子信息技術的應用與自動化生產會產生大量的數據。隨著經濟社會的發展,數字技術的應用、人工智能、基因編輯、云計算、人機一體化等成為新科技革命的重要內容。

  三是世界科學中心大約每80年至120年就會發生一次轉移。

  其中,每一次科技革命之前都有一次可稱之為“思想準備”的大事件。例如,第一次科技革命之前有文藝復興,第二次科技革命伴隨啟蒙運動,第三次科技革命的時代背景是資本全球化。這一次,習近平總書記提出的“人類命運共同體”的理念,很有可能是支撐新科技革命的重要思想基礎。

  四是歷次科技革命發生地均成為世界強國。

  由于歷史的原因,我們錯過了引領前三次科技革命的機會。這一次科技革命,我們擁有前所未有的基礎,一定不能放過這個歷史大機遇。

  那么,新科技革命的基礎及思維范式究竟是什么?這里,需牢牢把握兩個共識:第一,人類的需求驅動了科技革命,人類需求的新變化驅動新的科技革命。第二,新科技革命的基礎是新思維范式的出現。思維范式一旦變化,就有可能引導新的科技革命。假如思維范式沒有變化,那么科技革命就只能是簡單的再版、過去的延續。

  人的肉體停止運轉,但思想可以上傳至“云端”

  下面,圍繞這兩個共識,具體談一些看法。

  此前人類的主要需求是生存。因此,戰勝饑荒、瘟疫、戰爭三大挑戰,是過去數千年來人類文明發展的主旋律。進入新世紀以來,人類的需求正在發生積極變化:一是掌控幸福,二是掌控生命,三是超越自我。

  說到幸福,其實并不簡單。從科學的角度來看,幸福其實是人體長期進化的主觀心理預期的滿足。如果人的主觀預期增長速度快于物質增長的速度,就不會感到幸福。所以說,幸福本質上是一種人體生物化學反應。要想掌控幸福,需要更好地了解人體生化系統。

  在人工智能時代,人類有望擁有嶄新的生活體驗。自拍秀、視頻直播等成為受追捧的自我表達方式,QQ、微信、廣場舞成為新的重要社交途徑,密室逃脫、王者榮耀、魔獸世界等成為群體狂歡的載體,網絡支付、共享經濟等更是成為深入人心的新生活方式。面對這些變化,何以掌控幸福依然是一個常談常新的話題。

  再來看生命,物理學家認為生命可以有不同的形式。如果用科技的語言來說,就是生命1.0版、2.0版、3.0版。其中,低等生物是1.0版,軟件和硬件都無法改變系統,所有的信息都要靠遺傳來進行傳遞;人類生命為2.0版,通過學習可以改變軟件系統,但硬件系統仍然不能升級;未來的3.0版,也許軟件可以重裝、硬件可以升級,存在形式將更高級、能力將更強。

  干細胞和再生醫學給人類更換硬件帶來了希望。以往做器官移植是一件很難的事情,但現在干細胞技術已經可以制造最復雜的人類器官了。有報道甚至說,人工心臟已經可以通過三維立體打印出來。借助人類的干細胞材料,打印出來的心臟中里有血管、會跳動。下一步,這個人工心臟準備裝到兔子身上進行實驗。

  基因編輯技術是另一個新科技,2017年11月開始走向臨床。與之相伴,建立在知識庫、云平臺、大數據之上的精準醫學,正逐漸走到人類身邊??蒲Ъ以げ?,基因工程可以通過減少或逆轉細胞老化來延長人類的預期壽命。最早到2050年,人類的壽命或將突破物質身體的限制。

  如果虛擬現實世界制造出來,即使人的肉體停止了運轉,思想還是可以上傳到“云端”。伴隨仿腦、腦控、控腦等人工智能技術的發展,人機交互的出現將使人類的自我超越逐漸成為現實。

  數據產生速度快了很多,知識老化也相應加劇

  過去200年,我們見證了人類文明發展一波又一波的輝煌。新科技革命將進一步帶動產業的變革與創新。它以大數據、云計算、萬物互聯為基礎,以場景模擬、人工智能、系統集成為中間層,以增材制造、自動化機器與系統、人機結合為頂層。

  我們知道,當今世界主要由數據流組成。任何現象和實體的價值,越來越多地體現為對數據處理的貢獻。以往的思維范式是基于物理學定律的,對應著嚴格的因果律。但現在和未來,很多情況下僅靠因果律來判斷是不夠的。大數據時代的世界比過去復雜得多,諸如復雜的金融、經濟乃至社會問題需要在深入理解萬物相互關聯的基礎上,才能給出分析和判斷。

  一個值得關注的現象是,傳統思維范式下,知識產生的速度相對較慢。我們上大學時,課本上的知識大多是一兩百年前的。在新科技革命時代,知識、數據產生的速度快了很多,知識老化的速度也相應變快。大數據時代的思維特點是海量、多維、完備。這就是很多科技公司都在盡力搜集數據的原因所在。

  數據本身有交易價值,有初次和再次利用的價值、衍生和原生價值。初次和再利用的價值是數據獨有的價值。在傳統時代,一個產品只要用過一次,價值就會大幅度縮減。而在新科技時代,數據使用一次后進行分類,數據價值反倒會增加;再使用一次完成編號,價值就更高了。

  與此相呼應,人工智能發展可分為三個階段:弱人工智能、強人工智能和超人工智能。我們現在還處于弱人工智能的階段,雖然計算機的記憶能力和計算能力已遠超人類,但在情感和創造性方面還有很大的差距。

  不過,也不要覺得計算機在情感和創造性方面離我們有很遠的距離。它們的進步速度可能比我們想象的速度、比人類自身學習進步的速度都要快得多。特別是,借助于深度學習,從視覺和圖像處理、語音識別、自然語言處理到自動駕駛的應用,人工智能有望延伸到社會生活的各個角落。

  從宏觀的視野來看,物聯網和互聯網是大數據的主要來源,云計算為大數據運算提供核心硬件與軟件支撐,人工智能將進一步挖掘大數據的價值,而大數據反過來又能為人工智能的模型和算法提供學習和訓練樣本。

  物聯網和精細化生產,有望成為下一波增長點

  關于新科技革命帶來的機遇、挑戰以及對新科技革命主導權的全球競爭,應該從以下四個維度來考慮:

  第一個維度,大數據的基礎設施,包括攝像頭、傳感器、5G網絡、IPv6和數據中心。目前,在攝像頭、傳感器和5G網絡建設等方面,中國已經不同程度實現了超越,但歐美一流國家在數據基礎設施建設方面依然是領先的。

  第二個維度,數據的產生與占有的量。在新科技革命時代,國家競爭的焦點將從資本、土地、人口、資源逐步轉向數據空間,全球競爭版圖將分為數據強國與數據弱國兩大陣營。

  研究報告顯示,2018年中國智能手機用戶數量達到13億,幾乎人手一臺。與此同時,中國人移動生活產生數據的速度和占有數據的量,在全世界是遙遙領先的。這是驅動中國創新發展的重要生產資料?;詼ㄎ?、處理數據及路徑規劃等顯性、隱性的海量數據等,中國具備成為數據強國的優勢條件。

  第三個維度,大數據處理能力比較。中國的超算能力和歐美一流國家不相上下,但云計算的服務能力落后。

  第四個維度,在大數據的應用能力上,不同國家各有千秋,但在應用數據方面,中國和世界一流國家還有較大差距。美國在數據應用算法的原始創新、工程實現及系統平臺等領域,擁有大批世界一流公司,如谷歌、雅虎、臉書、甲骨文、IBM、微軟。

  未來已來,唯變不變。面向未來,物聯網和精細化生產有望成為下一波增長點。其中,物聯網不再是一個簡單的終端設備,而是一套可以自主學習、自主決策的機器體系。這個體系的智能終端和領軍產品就是自動駕駛。

  總之,正如習近平總書記所指出的,我們迎來了世界新一輪科技革命和產業變革同我國轉變發展方式的歷史性交匯期,既面臨著千載難逢的歷史機遇,又面臨著差距拉大的嚴峻挑戰。我們必須清醒地認識到,有的歷史性交匯期可能產生同頻共振,有的歷史性交匯期也可能擦肩而過。在實現中華民族偉大復興的征程中,必須牢牢把握世界科技發展大勢、敏銳抓住科技革命方向、瞄準世界科技前沿、大力推動科技跨越發展,實現新一輪科技革命與產業革命的“同頻共振”。

 ?。ㄕ漚?中國科學院院士、德國科學院院士、發展中國家科學院院士、英國皇家工程院外籍院士、美國國家科學院外籍院士。中共十七屆、十八屆中央候補委員,十三屆全國政協常委。曾任上海交通大學校長、中國科學院副院長、中國科學院大學黨委書記等。)

打印 責任編輯:侯茜

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