白春礼:新科技革命的拂晓
2011年09月21日

尊敬的启德主席、黄兴国市长、陈希书记,各位院士、各位代表:

        我的报告题目是《新科技革命的拂晓》,我想从三个方面谈谈我的理解和认识。胡锦涛总书记曾多次谈到,一个国家的科技竞争力决定了在国际竞争中的地位和前途。世界范围内的生产力、增长方式、生活方式和经济社会发展格局正在发生着深刻的变革。培育新的经济增长点,抢占国际科技制高点已经成为世界发展的大趋势。科技竞争在综合国力竞争中的地位更加突出。他还指出,进入21世纪,世界新科技革命发展的势头更加迅猛,这孕育着新的重大的突破。温家宝总理在今年第四期《求是》杂志上发表的关于科技工作的几个问题中指出,科技是经济发展的强大动力,我们国家要真正强大起来,屹立于世界民族之林,必须要有强大的科技、有众多高水平人才,这是国家发展的力量所在、后劲所在,没有科技发展就没有中国的发展,科技发展未来决定了中国的未来。他还指出,当今世界正处于新科技革命的前沿,新技术革命和产业革命初显端倪,新科技革命将依赖现代化进程和国际进程的强大需求拉动,也将与新兴产业的发展更加紧密融合,科技创新竞争成为国际竞争空前激烈的一个重要的特点和趋势。所以,胡锦涛总书记和温家宝总理都在讲,我们现在正在面临着一个新科技革命的前夜。什么是下一次新科技革命,我这个报告中做一点思考,科技革命在现代人类文明科学发展中占据着非常重要的地位,它能塑造人类的思想、观念,生活方式和生产方式,改变科学技术的结构体系,牵动全球科技中心的转移,推动世界现代化发展的进程。更重要的是,它直接影响到国家的兴衰以及国家地位在全球竞争格局中的升降。

        我们所说的科学革命是能够引发人类生活观念深刻变化的科学巨变。技术革命引发人类生产方式深刻变化的技术巨变,产业革命一般是指由于重大的科技突破,使国民经济的产业结构发生重大变化,进而使经济社会各方面出现崭新的变化。

        我们看人类文明发展到现在,可以说有五次科技革命,第一次的科技革命大概在16世纪和17世纪,它的标志就是近代科学的诞生,这个科技革命的表现有伽利略、哥白尼等等,近代科学由此诞生。第二次科技革命,是在18世纪中后期,科技的标志是蒸汽机与机械革命,表现在以蒸汽机、纺织机的发明,这是带动的第一次产业革命,这是第一次的技术革命。第三次是在19世纪中后期,标志性的就是内燃机电讯行业,那时候出现内燃机、电机、电信技术。第四次是在19世纪中后期至20世纪中叶,以进化论、相对论、量子论等等为代表,这应该是第二次的科学革命。第五次是在20世纪的中后期,以电子计算的发明,信息网络为标志,电子技术、计算机、半导体、自动化乃至信息网络。根据科技史的专家讨论,大家认为前面有四次革命,其中两次是科学革命,三次是技术革命。在科学史界,通过对五次科技革命的研究,提出如下三个判断标准,什么是科学革命,什么是技术革命,科学革命应该是显著改变人类的思想观念,影响率和覆盖率超过了50%。技术革命显著改变人类的生产和生活方式,影响率和覆盖率超过50%。

        《左传》讲到“其兴也勃焉,其忘也忽焉。”比如英国在十七世纪和十八世纪,它引领了第一次、第二次和第四次的科技革命,抓住了一、二、三、四、五次科技革命的机遇,成为世界强国,英国也曾因为最发达国家,现在也是发达国家。德国在英国之后,19世纪和20世纪,第三次和第四次的科技革命,抓住了二、三、四、五次科技革命,曾经是世界上最发达的国家,现在也是世界上最发达的国家。美国引领的第三次、第四次、第五次科技革命,抓住二、三、四、五次科技革命,它是世界强国,也是当代最强的国家。俄罗斯在20世纪上半叶,抓住了第三次和第四次,是世界强国。日本在20世纪中后期战后,抓住了第三次、四次和五次,升级为发达国家,芬兰和爱尔兰也一样抓住了机遇,成为发达国家。

        蒸汽机的广泛使用推动了英国的工业革命现代化,但是,也有一些例证,如果错失了机遇,他发展速度可能就受到制约。在20世纪下半叶,忽视了第五次科技革命,科技发展遭受到了瓶颈。葡萄牙在18世纪和19世纪忽视了第一次和第二次技术革命,成为一个中等发达国家,印度和中国是错失了一、二、三、四次革命,中国在解放前是一个半殖民地、半封建的社会。与西方发达国家相比,前苏联领导人对信息技术革命的性质、范围、特征、作用等一直缺乏应有的基础,直到80年代初,前苏联的官方文件和学术文献,还只是笼统地将正在西方国家大行其道的信息技术革命称为“科学技术革命”,1984年自以为是地提出把国民经济转到集约化发展的道路上,机器制造业起着主导作用。认识上的滞后导致落后,结果在信息技术革命当中被西方发达国家远远甩在后面。历史深刻地说明了一个道理:科技革命对国家的兴衰具有重大影响,我们怎么看,又怎么办。中国错失前四次科技革命,以社会生产力按照购买力评价计算国内生产总值的指标,中国的世界排名在1706年排在18位,1820年48位,1900年排在71位,1950年排第99位,数据大致是这样。我们错失了前四次科技革命的机遇,人均国民生产总值的指标下来了。到了20世纪后半叶,我们抓住了第五次科技革命的机遇是工业化和经济增长比较快的,中国的经济可以说是一枝独秀,在世界经济危机的影响之下,我们还有很好的发展。

        钱学森先生20世纪80年代提出以信息科技革命为核心的第五次科技革命将影响到整个国民经济的发展,近30年来信息技术的深入运用,信息产业的迅猛增长,证明了它的远见卓识。科技的变革是社会进步的源动力,不管是用科学的也好,技术也好,回想蒸汽革命、电气革命、信息革命都有一些关联,热学和蒸汽革命紧密相连,电子学带来了电器行业,量子力学毫无疑问是农业革命当中的重要一部分。目前,世界正处于第六次科技革命前夜,新一轮科技革命的“拂晓”,中国再不能与新科技革命失之交臂,必须密切关注和紧跟世界经济科技发展的大趋势,在新的科技革命中赢得主动,第六次科技革命将是一次难得的机遇,值得科技界和全社会重视和思考。

        科技革命的结构和特点,第一次科技革命的主体是天文学、物理学,前后经历了144年,从哥白尼的理论和伽利略的,把试验方法与数学相结合。牛顿的自然哲学数学原理发表在1687年,建立了现代理论体系和实验研究方法,为近代科学的形成和发展奠定了重要的基础,这是第一次科技革命。第二次科技革命涉及到物理学,以量子论、相对论,以及电子的发现等为代表主要涉及物理学的革命,物理学的革命扩展到天文学、遗传学、地学、计算机科学等。相对论和量子论的应用,产生了原子结构、分子物理、核能、激光、半导体、超导体、超级计算机等等理论和应用,几乎20世纪的绝大部分的科技文明,都是从相对论和量子来的,都是从基本的规律当中产生的,没有相对论和量子就没有今日的科技革命。技术革命,我们知道第一次技术革命的主体部分是动力技术,比如蒸汽机和纺织制造,蒸汽和纺织机,以及以蒸汽机为动力的机械制造已经在英国的工业革命中,这个技术革命带动了英国高速的发展。第二次技术的主体部分电力技术,代表性是发电机、内燃机,带动部分包括钢铁、石化、汽车、飞机等等,因为没有电力也就没有汽车、飞机和其它电器方面。从1832年发电机到1906无线电广播,第二次技术革命大约实行了70多年,促进了世界技术工业的发展。 

        第三次技术革命包括了电子技术和信息技术革命两个阶段,并有交叉,都包括主体部分和带动部分,并且带动部分辐射面比前两次技术革命要宽得多,涉及众多技术领域。电子技术革命持续时间比较短,1946年到1970年,信息技术革命时间比较长,从1976年到未来还有将近10年,这两个加起来大约也是70年,与第二次技术革命时间跨度是相当的。人类发展和世界现代化的科技需求是全方位的,但也只有部分需求可以引发科技革命,一般而言,它与人类文明的前沿特征有关,与标准有关。当今世界科技正处于新一轮革命性变革的拂晓,进入21世纪以来,一些重要的科技领域发生革命性突破的先兆已经初显端倪。我个人认为,新一轮科技革命将表现出新技术革命与新科技革命相伴、互动,多点突破的生动景象,它将既依赖现代化进程强大需求的拉动,又源于知识与技术体系内在逻辑的突破和创新。第六次科技革命的方向在哪里呢?我们理解新科技革命的要深刻影响人类的生活方式和思维方式,要不断涌现出一批重大的理论上突破,要有重大的经济效益,应该涵盖50%的人群。 

        再来看看新科技革命有什么特征,刚才讲了深刻影响了人类的生活方式和思维方式。第一次科技革命是以新物理学诞生为标志,纪念科学全面发展。第二次科技革命是蒸汽机、纺织机的出现。第三次科技革命是电器和运输、发电机、内燃机的出现。第四次科技革命是现代科学的开端,认知空间的极大扩展,第五次革命是信息革命,社会交流方式和信息获取方式极大扩展。从不断涌现出这么大的突破来看,我们可以简单归纳一下,第一次科技革命哥白尼学术,伽利略学说。第二次科技革命是热力学的建立。第三次是电磁波理论,第四次是关于进化论、相对论、量子论,第五次是信息革命,包括了一般的理论。从经济社会效益里看,第一次革命科学的启蒙,为未来的机械革命奠定了基础,而且从第二次科技革命开始,以工厂的大生产方式为特定的工业革命。第三次科技革命是拓展了新兴市场,开拓了现代化的工业时代,第四次科技革命是推广了20世纪绝大部分的科技文明,第五次是处理了经济全球化,知识进入了报纸时代。

        根据上述特征,第六次科技革命的方向很有可能得益于第五次信息科技革命的推动,在物质科学、生命科学等学科及其交叉领域开辟出新的空间。就科学领域来说,在外部技术变革和自身的重大问题或者挑战的推动下,一些重要科学问题的研究孕育着未来的大突破。比如,对物质结构的研究可能使人类走向对原子、分子甚至电子进行调控的时代,因为我们以前不可能对原子、分子电子进行调控,现在对原子、分子、电子、量子的调控,已经成为科学家研究的分享,基于对原子、分子、电子进行调控,就会产生新的科技突破,对暗物质、暗能量、反物质的探测很可能在21世纪取得突破性进展,这将极大地改变人类对宇宙的认识,有可能垫付我们现有世界的认识。就技术领域来说,在现代化强力需求的拉动和科学的支持下,将促进技术革命和产业变革。比如,对大脑思维和信息处理的机理,及其数字化模拟和仿真的研究,将可能导致人脑和电脑之间实现信息直接转换,实现人类的“网络化生存”,量子通信将借助绝对安全的加密方式和朝高速信息传输的特点,引发一场通信领域的变革。新型网络技术将继续探测改革人际间交流和共享信息的基本模式,触发经济与社会文化领域的变迁。在化学能源面临枯竭,核能安全问题备受关切,能源和资源领域迫切需要取得实质性的突破,会有效的推动生物能源的发展,为未来能源问题提供解决之道,帮助我们进入低风险,高效益的后化石能源时代。

        对照新科技革命的三个特征,梳理有可能的领域,是不是可以由这么几个方面,比如说暗物质、暗能量,会颠覆以往的世界观,这是从影响人类的生活方式和生产方式而言的。从不断涌现出一大批重大的领域拓展人员,会建立新的暗物质和暗能量。从重大经济社会效率而言,提供新的知识基础,比如说暗能量。在量子方面相互交流,安全高效,通过它对国家安全、经济运行、社会稳定提供强有力的支撑,不可能被窃取。纳米仿真可以解决重大疾病,提升健康水平。再生仿生学的远离,它会使人类获得新的生存方式而存在。核心领域利用光合作用,能够使能源问题得到解决,这方面如果建立起来,就会为人类可持续发展能源提供最初的保障。最后,关于把握未来的战略预期,对于复兴中华文明的伟大事业而言,即将到来的科技革命为我国提供了一次难得的战略机遇期。

        2008年国际金融危机爆发后,世界各国纷纷将复苏希望寄托在即将来临的新科技革命上,谁能提前判断科技革命发生的领域,进行前瞻和重点部署,有可能在新一轮竞争当中抢占先机。中国现代化建设是世界现代化进程的重要组成部分,也是中国文明复兴的道路,面对时代赋予的历史使命,我们必须及时的把握新一轮科技革命的战略机遇期。深刻认识科技发展其内在的规律,深入分析各国科技革命的竞争力与创新潜力,全面把握科技发展的当前态势、前瞻并掌握全球发展的趋势,我们要侧重研究科技的发展,特别是学科发展的内在规律,需要建立全面的学科发展研究体系与数据平台,系统把握全球科技发展大趋势,梳理五百多年来科学技术发展的学科史,学习科学技术发展的轨迹,认知科学发展的规律,分析科技发展的有关态势,运用计量学的统计方面探索近几十年来科技发展的规律。以发挥专家的作用,洞悉科技态势方面的重要作用请院士和其他科学家分析科学的走势,这将以定性为主的长周期历史研究与计量学的定量统计研究,前沿科学家对现状与未来的判断等结合起来,达到三种方法相互结合,相互补充、相互印证,认识信息学科与交叉学科产生和演化的动力与方向等问题。

        以意大利、英国、法国、德国、美国、俄国、日本、中国为案例,深入研究“科技革命与国家现代化的关系”:发挥科技史、科技哲学与科技社会学等学科的优势,研究科学革命、技术革命是怎样发生的,基础条件是什么,发现科技革命与技术革命与国家现代化究竟存在怎么样的机制,或者是研究科技革命如何处理国家现代化和经济文化环境,怎么来运用科技革命。认知科技创新与经济发展的关系,科学中心形成与转移机制的关系,发展与制度创新的关系,新学科与新兴产业的关系。探讨目前我国科技发展水平与我国现代化进程中所处的阶段,两者的对应关系。通过比较判断我国在文化传统、体制建设等方面的优劣势,讨论怎样选择科技的路径和战略。面对新科技革命的历史机遇其,走出一条既符合科技发展内在规律,又能有效提升国家竞争力的道路,推动中国现代化的战略目标,自主实现。  

        我的结束语是,在新科技革命的拂晓,挑战与机遇并存,第五次科技革命,中国是一个跟踪者,而且也是一个没有取得优良成绩的跟踪者,第六次科技革命,涉及科学和技术的深刻变革,为中国科技发展提供了难得机遇。科技工作者身处时代潮流,肩负伟大历史使命,理应将目光投向黎明,勇做第六次科技革命的“领头羊”。我们希望中国学者的名字和第六次科技革命一起载入史册,在新科技革命当中,创造一个新的中国的体系。

        我的报告完了,谢谢大家。