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中科院何传启:第六次科技革命的三大“猜想”

[日期:2014-06-02] 来源:科技日报   作者:何传启 [字体: ]

  16世纪以来,世界科技大致发生了五次革命(两次科学革命和三次技术革命),包括近代物理学诞生、蒸汽机和机械革命、电力和运输革命、相对论和量子论革命、电子和信息革命等;世界经济大致发生了三次产业革命,包括机械化、电气化、自动化和信息化革命等。中国曾错失前四次科技革命的机遇,并在第五次科技革命中表现平平,收获不多。目前,第六次科技革命的核心专利争夺已经展开,第四产业革命的来临已进入倒计时,它们将决定一个民族的世界地位,将影响一个国家的兴衰成败。

  一、第六次科技革命的五大学科

  从人类文明和世界现代化的角度看,第六次科技革命将是一次“新生物学和再生革命”,将提供提高人类生活质量和满足精神生活需要的最新科技;它将是生命科学、信息科技和纳米科技的交叉融合(主要发生在交叉结合部),将是第三次科学革命、第四次技术革命和第四次产业革命的交叉融合。从科学角度看,它有可能是一次“新生物学革命”,涉及五大学科;从技术角度看,可能是一次“创生和再生革命”,涉及五项关键技术;从产业角度看,可能是一次“仿生和再生革命”,是一次“生物经济革命”。

  第六次科技革命主要涉及五大学科。

  1.整合和创生生物学:解释生命本质。16世纪以来,生物学发展的基本轨迹是从整体到分子。今天,我们正在揭开人体的全部遗传信息,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?

  2.思维和神经生物学:解释人脑工作原理。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。

  3.生命和再生工程:生命体的工程化和产业化。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。例如,操纵遗传物质、神经系统、生物节律、生物细胞、组织器官、生物生殖、生物性状和生命形式,实现生物和机器的组合等。

  4.信息仿生工程:人脑的信息仿生。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。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。

  5.纳米仿生工程:人体的躯体仿生。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、信息工程和仿生工程的结合,为人类开创一个新的工作平台。

  二、第四次产业革命的五大技术

  第六次科技革命将引发和包含第四次产业革命,主要涉及五项技术。

  1.信息转换器技术:生物信息与电子信息的整合。信息转换器技术是实现人脑与电脑之间的直接信息交流和转换的技术。相关技术包括:人脑的信息获取技术、信息储存技术、信息传输技术、信息转换技术、信息分解技术、信息再现技术、信息生成技术、信息处理技术、人脑反向工程等。

  2.人格信息包技术:人脑的电子备份与虚拟再现。人格信息包技术是制造包含人脑的社会学和人格信息的信息包的信息仿生技术。相关技术包括:知识工程、人工智能、人性化软件、虚拟现实技术、虚拟人体技术、虚拟心理技术、虚拟思维技术、虚拟自主意识技术、虚拟人格技术等。

  3.仿生技术:人体的仿生备份和躯体仿真。仿生技术是仿制生物组织和行为的工程技术。相关技术包括:纳米仿生、信息仿生、智能仿生、仿生材料、仿生设计、仿生制造、仿生工程、仿真智能机器人、动物仿真、人体仿真、仿生组织和仿生器官(人造物质性的仿生组织和器官)等。

  4.创生技术:创造新的生命形态和生命功能。创生技术是人工有目的地合成生物组织、器官、肢体和生命体的工程技术。相关技术包括:合成生命、合成生物性的组织和器官、遗传工程、细胞反向工程、生物与非生物的耦合技术、生物与非生物的整合技术、生物与非生物信息的整合技术等。

  5.再生技术:生物体的体内和体外再生。再生技术是通过诱导或培养实现生物组织、器官和生命体的再生的工程技术。相关技术包括:生物组织和器官的体外再生、生物体的体外再生、人体组织和器官的体外再生、人体的体外再生、人造子宫、生物和人体组织和器官的体内诱导再生等。

  三、第六次科技革命的机会成本

  机会成本是一个经济学概念,指一种资源用于一个项目而放弃其他机会时所可能发生的最大损失,或开展某项业务而不得不放弃其他业务的最大代价。根据历史经验,科技革命和产业革命的机会成本,涉及国家的兴衰。对于没有抓住科技革命和产业革命机遇的国家而言,降级为发展中国家是他们付出的机会成本的代价,如葡萄牙和阿根廷等;对于抓住科技革命和产业革命机遇的国家而言,成为世界强国和发达国家是他们的净收益,如美国和英国等。

  目前,第五次科技革命和第三次产业革命尚未结束(约1945—2020年),还存在一些尾声机会,如大数据、云计算、物联网、智能化制造(3D打印)和绿色能源等;第六次科技革命和第四次产业革命尚未发生,但核心专利争夺已经展开,技术前奏已经响起,它是一个先声机遇。

  中国是从第六次科技革命和第四次产业革命的战略机遇中获得净收益,还是付出机会成本的高额代价,就看我们的选择了。如果能够超前布局,抢占它的战略制高点,就有可能赢得主动,就有可能掌握它的核心专利,就有可能加速中华民族的伟大复兴。

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