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不惑斋

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房汉廷
中国科学技术发展战略研究院

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最后更新时间: 2015-05-23
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日  志

转贴:第六次科技革命的方向及深远影响

作者:   分类:综合发展研究     浏览:2106次   回复:0次  
发表时间:2012-04-11 10:18:29

转贴:第六次科技革命的方向及深远影响

   

编前语:近日仔细看了中国科学院中国现代化研究中心何传启教授发表在《江海学刊》(2012年第1期)的《科技革命与世界现代化》一文,深感抓紧研究未来技术革命的重要性和紧迫性。为此,笔者摘取其中重要部分供研究者和决策者参考。

 

根据多种预测判断,21世纪大约有三次科技革命,即第五次科技革命(约19702020 年)的下半部(信息革命后期)、第六次科技革命(约20202050 年)和第七次科技革命(约20502100年)。这里重点讨论第六次科技革命。

关于21世纪的新科技革命和科技预测已经有大量研究。许多预测研究考虑了多种因素,但主要基于科技发展趋势。从人类文明和世界现代化的科技需求的角度进行分析,可以丰富和扩展我们对第六次科技革命的认识。这种从需求角度的预测分析,有可能反映第六次科技革命的一个侧面,而不能反映它的全部。

从人类文明和世界现代化的角度看,第六次科技革命将以生命科学为基础,融合信息科技和纳米科技,提供解决和满足人类精神生活需要的最新科技。从科学革命角度看,第六次科技革命有可能是新生物学革命;从技术革命角度看,第六次科技革命有可能是“再生革命”,包括仿生—创生—再生的三生技术革命。

第六次科技革命将上接第五次科技革命(信息革命),下接第七次科技革命(时空革命)。它的主体部分和带动部分将与这两次科技革命有关。有些内容是交叉的和跨学科的,依据观察角度不同可以归于不同的科技革命。

一、第六次科技革命的方向与挑战

首先,第六次科技革命的主要标志。前面讨论了科技革命的三个标准。能够满足三个标准的重大发现或发明,才有可能成为科技革命的标志性事件。例如:① 信息转换器:实现人脑与电脑之间的直接信息转换,引发学习和教育革命;②两性智能人:解决和满足人类对性生活的需要,引发家庭和性模式的革命;③ 体外子宫:实现体外生殖,解放妇女,引发生殖模式和妇女地位的革命;④ 人体再生:通过虚拟、仿生和再生实现人体永生,引发人生观革命;⑤合成生命;⑥神经再生;⑦人格信息包。 ⑧耦合论;⑨整合论;⑩永生论等。

其次,第六次科技革命的主体部分(主要方向)。第六次科技革命是科学革命和技术革命的融合,并与信息革命和时空革命有部分交叉。它的主体部分涉及两类革命和多个学科,可以和需要分类讨论。

第六次科技革命的科学革命部分涉及两个主要方向。

——整合和创生生物学。16世纪以来,生物学发展的基本轨迹是从整体、器官(系统)、细胞到分子。似乎这条路已经快走到尽头;因为人们将会发现,即使把生物体内的每一个分子都搞清楚了,也不能完全解释生命现象。我们需要在原有路径之外,开辟新的道路,从分子、细胞、器官到生物体,研究大量分子如何协同、耦合、整合形成细胞?细胞如何协同、耦合、整合形成组织和器官?器官如何协调、耦合、整合形成生物体?这个过程是自组织的。目前,自组织理论、协同学已经诞生,耦合理论、整合理论还在孕育之中。今天,我们正在揭开人体的全部遗传信息,我们已经认识了成千上万的生物体内的分子和细胞,以及各种组织和器官。如果把这些分子、细胞、组织、器官组装起来,能否“制造一个生命”?生物体与机器(技术)的多种组合,能否创造新的生命形式和新的物种?

——思维和神经生物学。人脑是思维的载体,神经系统是思维的工厂,它们都是如何工作的?人脑认知和创造性思维的机理,人脑信息加工、储存、提取和再现的机理等,非常有挑战性。对这些问题的认识,将改善人类的智慧,推进信息技术的革命性发展。

第六次科技革命的技术革命部分涉及三个主要方向。

——生命和再生工程。对生命的操纵有违人类的现行伦理道德,但是,人类将逐渐具备操纵生命的能力。首先,操纵遗传物质,改变生物特性,制造新物种。其次,操纵神经系统,改变生物行为特征。其三,操纵生物节律,实施人工休眠和人工唤醒,改变生物的生命周期。其四,操纵生物细胞,实现体细胞无性繁殖(克隆)。其五,操纵组织器官,进行组织器官的体外培养,随时随意替换生物体的任何组织或器官。其六,操纵生物生殖,进行体外受孕、体外怀胎(人造子宫),实现体外生殖。其七,操纵生物性状,建立“生物工厂”,生产人类需要的产品,如干扰素等新药。其八,操纵生命形式,实现生物和机器的组合。再生工程包括细胞、组织、器官、躯体、人体和物种的仿生、创生和再生等。人造组织和器官如人造心脏、肺、胃、皮肤、骨头、血、血管和肢体等实现产业化生产。

——信息和仿生工程。与第五次科技革命有交叉。人脑思维和动物信息处理的数字化模拟和仿真,实现信息和知识的无阻碍获取、现有信息传播渠道的整合等。开发以新原理为基础的计算技术,大幅度提高计算速度。模拟人脑的认知和思维原理,并行处理和整合各种类型的信号,逐步建立非线性推理功能(直觉),具有部分人类情感。开发新的网络技术,大幅度提高信息传输速度。“信息转换器”的发明,实现人脑与电脑之间的直接信息转换,人脑可以直接“知识充电”。“人格信息包”的发明,它包含人的全部人生信息、独立人格和自主意识,使人的“网络化生存”和网络虚拟人(网络人)成为可能,实现人的“网络化永生”。

——纳米和仿生工程。纳米仿生材料、纳米仿生器官、纳米仿生设计和制造等。纳米工程指在分子或原子水平上逐个原子地操纵物质,在纳米尺度上进行设计、加工和制造等,包括纳米结构、纳米加工和制造、纳米材料、纳米器件和系统、纳米机械、纳米电子元件和设备等。纳米工程、信息工程和仿生工程的结合,不仅为我们开辟一个新领域,而且为人类开创一个新的工作平台。

生命科学、信息科学、纳米科学、仿生工程和机器人学的结合,信息转换器、人格信息包、两性智能人、人体再生和互联网的结合,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”。

其三,第六次科技革命的扩展和带动部分,主要涉及五个学科群。

——生命科学的相关学科。如发育生物学、细胞生物学、分子生物学、信息生物学、空间生物学、认知科学、心理学、生物医学、再生医学、分子和生态农业、生态学、仿生学和仿真学、生命和宇宙起源等。目前,我们不确切知道宇宙有多大?人类来自何方?将走向哪里?人类是否是茫茫宇宙的唯一智慧生物?

——材料科学和仿生材料。人们对新材料的追求是无止境的,各种材料,如功能材料、智能材料、传感材料、超导材料、纳米材料、仿生材料、生物材料等将丰富材料家族。如果纳米技术继续发展,超微机器人组成的材料将会诞生,这种材料具有“智慧”,可以自我复制、自我组装等。

——地球和环境科学。地球是人类的生活家园。地球还能存在多久?地球上的资源还能开发多久?全球变化将走向哪里?自然灾害能否预防?沙漠化和荒漠化可以控制吗?碳代谢的平衡和控制,低碳生活和非物质化,污染防治和生态现代化等。在地球上,物质资源是有限的,环境变化是无限的,自然灾害是无情的。人类要在地球上长久生活下去,就必须认识地球,爱护地球,适应地球。

——绿色超级制造。随着信息工程的发展,电脑将具备人类的智能。绿色超级制造就是指利用超级电脑系统进行的环境友好的智能制造。它将与微加工和微制造技术结合,形成微器件、微设备、微工艺、微设计、微生产等的自动化。它将把人类从繁重的体力和脑力劳动中解放出来,创新和享受将成为人类的主要活动。

——绿色超级运输和新能源。运输工具的功能是把人和货物从一个时空转移到另一个时空。现有运输工具的速度、安全性、操作性都是有限的。人类必将突破现有物理概念,发现新的物理概念,并运用新的物理原理,开发新的绿色运输工具,实现更快更安全和环境友好的新运输。在未来某一天,突破光速制约,实现宇宙旅行。新物理学革命将带来新能源和新运输工具,拉开第七次科技革命的序幕。

此外,空间科技、能源科技、海洋科技、国防科技、人工智能、机器人学、社会科学、行为科学、复杂性科学、科技伦理学和现代化科学等,都会受到比较大的影响。

2)第六次科技革命的主要挑战

首先,伦理挑战。人造生命、人造子宫、两性智能人和人体再生等一系列突破,将彻底改变人类对生命、家庭和性关系的认识,引发重大伦理争论。

其次,副作用。生命工程、再生工程和仿生工程的技术和成果,既可以促进文明发展和人类进化,也会产生许多新型武器和犯罪形式等。

、第六次科技革命的影响分析

科技革命是一种历史现象。关于科技革命的历史影响的分析,可以加深我们对第六次科技革命的理解。一般而言,科技革命必然改变人类的生活观念、生活方式和生产方式,改变科技结构和世界结构,影响文明进程和国家兴衰等。

1. 科技革命的历史影响

关于科技革命的历史影响,可以和需要多角度和多层次的分析。

首先,科技影响。科技革命产生了一系列的新理论、新技术和新方法,催生一批新学科,促进了科技结构的变化,影响了世界科学中心的转移。16 世纪以来,世界科学中心先后从意大利、英国、法国、德国转移到美国。第二次科学革命和第三次技术革命产生了一批诺贝尔科学奖获得者,他们成为科技进步的一道有世界影响的风景线。

其次,社会影响。科技革命为社会进步提供了新观念、新生活和新知识,如科学精神、科学方法和科学知识等。人类生活方式从机械化、电气化、自动化到信息化,从乡村生活、城市生活到国际化生活,从实体生活到网络生活等。

其三,经济影响。科技革命为经济发展提供了新技术和新手段,导致了新产品和新产业的不断涌现,产业结构、就业结构和世界经济重心随之变迁,而且与经济周期有较大关系。世界经济的主导产业从农业、工业、服务业到知识产业,先后出现工业超过农业、服务业超过工业、知识产业超过物质产业等现象。

其四,世界影响。科技革命既推动了世界现代化,也为国家现代化提供了战略机遇。抓住机遇的国家,能够保持世界先进水平或者后来居上;忽视或失去机遇的国家,一般表现平庸,甚至国际地位下降。

2.第六次科技革命的预期影响

首先,对人类文明的预期影响。第六次科技革命是一次改变人类自身的科技革命,它将彻底改变人类的生活观念和生活模式,从学习、工作、家庭、性关系到寿命。例如,信息转换器的发明和普及,使人类从没完没了的学习压力中解放出来,学习成为“知识充电”,学校成为“心理培训所”,人类的知识和信息鸿沟将消失或减小。人类的生产方式和经济结构也将发生变化,当然科技结构的本身变化是必然的。如果它的预期目标能够实现,人类文明将进入“再生时代”。

其次,对世界现代化的预期影响。第六次科技革命将推动世界现代化的第五次浪潮。从科学角度看,第六次科技革命是一次新生物学革命;从技术角度看,它是一次“创生和再生革命”;从产业角度看,它是一次“仿生和再生革命”;从文明角度看,它是一次“再生和永生革命”。抓住科技机遇的国家,将获取巨大经济和社会利益。由于信息转换器的普及、知识和信息鸿沟的缩小,国际间的贫富差距有可能逐步缩小,人类社会趋向于国际公平。