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范式變革與規律涌現:世界科技發展新趨勢
2019年12月04日 16:31 來源:《學習時報》 作者:李萬 字號

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  新科技革命與產業變革持續展開,以人工智能為代表的新興使能技術駛入“快車道”,世界科技創新被認為正在進入“認知革命”的階段——對生命過程的“精微刻畫與操作”和對人類智能的“逆向工程與強化”。

  趨勢特征從“大停滯”邁向“大進展”

  研究表明,20世紀六七十年代以來,世界科技創新處于某種“大停滯”的狀態。不過,近年來諸多領域開始出現一系列新進展。

  一是群體性突破全面展開??蒲Ъ際踔疃嗔煊蛟誚徊婊憔酃討?,呈現出多源爆發、交匯疊加的“浪涌”現象。人工智能應用于并促進著新藥研制、病理病因分析、生命過程解析等發展,同時,腦科學、腦機接口與類腦智能等又促進著弱人工智能邁向通用人工智能??仗歟ㄔ慮蠐牖鸚翹講獾齲?、能源(核聚變、風光電等)、交通(磁懸浮、低空飛行等)、海洋(深海探測、海洋油氣等)等多領域都展現出不同程度的重要進展。

  二是基礎性研究備受重視。包括中國、美國、歐盟、日本等在內的國家和地區,以及一些跨國公司如谷歌、三星、華為等,為了搶抓新興科技制高點,都加強了對基礎前沿領域的投入和探索,力求在源頭上實現根本性突破。對暗物質、暗能量、地外行星系、引力波、地球深部等的探測,對生命起源與演化、基因表型、細胞圖譜、衰老機理、生命過程等的揭示,對量子計算、新型通信、基因編輯、合成生物、真空管道磁懸浮等的開發,都在持續深入。

  三是應用性牽引作用顯著。面向實際應用、開發全新市場的場景式研發與創新,正有力地促進著多領域技術組合,進而對科學研究形成逆向牽引。因由物聯網、車聯網的發展需求以及國際競爭等動因,5G的研發、應用與推廣持續加速,多種場景落地。商業航天圍繞成本削減和安全便捷,解決了火箭和太空艙的回收、火箭發動機的3D金屬打印等一系列技術難題。

  科技創新在邁向“大進展”中,展現出三個重要特點。一是科學革命未顯端倪。盡管諸多領域已在蓬勃發展,但就科技革命與產業變革的進程而言,目前可能依然處于“用盡存量知識”和“發覺異常問題”的階段,史詩級的突破還在孕育之中。二是生物世紀揭開帷幕。從經典力學到相對論、量子理論,工業革命以來的整個科學史幾乎可以被認為是物理學史。不過,今天不少物理學家開始認為,世界正在進入“生物學世紀”。未來,定量、分析、預測這樣的方法論將在生命科學與生物技術中得到廣泛應用。三是范式變革悄然醞釀。大數據和智能化正在成為科學研究的“第四范式”。資源配置方式和科研組織模式顯現出政府的、市場的、共享的三種類型的交互發展。區塊鏈、VR/AR等正在成為新的創新范式的“技術基底”。

  驅動方向回應需求的緊迫使命

  科技創新的原動力來自好奇心,更來自社會需求——人們生存與發展的生存環境、組織方式、經濟過程、增值模式的升級與變遷。人們生存,首先需要一個適宜的自然與物化生態環境;為了發展,人們聯系連接形成適配的組織與社會結構;“勞動創造了人本身”,人類社會需要適當的物質與能量轉化系統以支撐其運作與演進;為了使大規模生產性活動持續展開,適合的交易與增值方式必不可少。今天,科技創新正在各個層面回應著時代需求。

  一是高品質生態和新發展空間。人口持續增長,能源需求持續擴大,生態環境品質要求逐步提升。清潔能源、生態修復涵養等技術得到高強度開發應用,預計2040年可再生能源將會成為主要能源。同時,人們開始將目光投射到地球之外,商業航天由此勃興。

  二是高效能連接和新基礎設施。支撐全球化的信息與交通科技出現了某種程度的“放緩”。全球50%的未上網人口便捷地接入互聯網需要新技術支撐?!靶橇礎?、太陽能無人機、平流層氣球等正在被用于全球互聯網的接入。洲際通達(飛機)和城市通勤(汽車)的速度,在過去幾十年間沒有明顯提升,新交通工具呼之欲出。

  三是高自主制造和新模式服務。對制造和服務更經濟、更便捷、更充分地滿足人們的個性化、高品質、多層次需求,牽引著工業互聯網、增材制造、工業機器人等加快推廣,分布式能源、個性化定制、透明化生產、智慧型物流、眾包式研發、預測性服務等深入發展。

  四是高可靠交易和新金融工具。經濟持續繁榮得益于廣袤范圍內更多人的交流交互交易,廉價高效的信任機制成為必須,人們需要能夠機會均等地參與到財富創造和分配過程,需要高可信、可恢復、可再生、開放性、實時化、超強處理能力的金融支持技術,建構一個避免兩極分化又生機勃勃的創新共同體。

  重要影響邁向“奇點”超越“奇點”

  科技創新的大進展,開始對人們生活生產生態等產生多層次、多維度重要影響。

  ——智能制造。行業級工業互聯網平臺、工業云、工業APP、機器智能工廠正重構人機邊界,生產過程數據、企業用戶數據、關鍵知識產權成為企業核心數字化資產。企業需要精準衡量“工廠大腦”的投入產出能效,兼顧成本優勢和長遠發展。

  ——“無人”服務。少人化、無人化、自主自助型的餐廳、酒店和類似的生活服務不斷落地,技術成熟度和商業模式適用性廣受重視。出行服務中自動駕駛的道路測試場景日益豐富,越來越多廠商開始制造L4級別汽車。eMBB(增強型移動寬帶)帶來海量數據,mMTC(大規模物聯網)實現廣覆蓋,uRLLC(超高可靠超低時延通信)達到精準控制。

  ——替代食物。更環保、更健康的替代食物快速發展?;謚參锏鞍?,添加血紅素等制造的“素肉”已上餐桌。通過從動物身上提取肌肉組織,誘導形成干細胞并增殖而成的“清潔培育肉”已在實驗階段。這將極大地改變農業和食物加工制造。

  ——主動健康。新型腫瘤疫苗和免疫細胞治療逐步使腫瘤慢性病化甚至被治愈,分布式智慧醫療在診前、診中、診后發揮作用。醫療視覺與影像分析、醫療智能標注、醫療知識圖譜、智能輔助疾病預測與診斷、醫療機器人、智能輔助靶點篩選、藥物挖掘、藥物優化等為早發現、早確診、早治療、早康復帶來新工具。

  ——未來城市。數字孿生和“城市大腦”使得萬物互聯、實時感知得以實現,智慧城市發展迅速。多模交通使得“城市半徑”正向50—70千米擴展。城市邊界消融為城市治理帶來新的命題。

  不僅科技突破性應用帶來重要影響,而且科技創新過程也產生出新挑戰。

  一是全球科技競合中對抗性增強。歷史上科技革命與產業變革過程中會出現較為激烈的對抗,如兩次世界大戰、美蘇空間競賽等都促進了科技創新的重大飛躍。應充分認識新科技革命與產業變革背景下對抗性增強的規律和態勢,樹立長期博弈的戰略管理思想,既要發揮“集中力量辦大事”的優勢,更要全方位融入全球創新網絡,開辟對抗背后的新空間。

  二是前沿技術路線選擇風險高企??萍幾錈氬當涓錒討?,多種技術路線激烈競爭既是現狀更是必須。如集成電路中的“延續摩爾”與“超越摩爾”等。應注重完善引領性技術預見、戰略性技術路線圖、愿景型科技創新規劃的實施體系,密切關注突破性科學、顛覆性技術和破壞性創新的涌現和演化。

  三是非傳統安全值得高度關注。3D打印槍械、自主武器、車聯網物聯網安全漏洞、基因編輯、合成病毒、人獸胚胎、生物技術黑客等正帶來前所未有的新興社會風險。應強化人工智能、遺傳生物等新興技術治理體系建設,加強國際對話,消弭話語鴻溝,樹立良好的負責任研發與創新的大國形象。

  四是決策智能化智庫作用增強。多國智庫正在積極運用人工智能技術,成為不少國家政府處理國際關系的“智能決策助手”,為大國博弈注入了新增量。應在國家新型智庫建設中強化智能科技的應用,運用智能推演,搜尋動態博弈的“最優解集合”,為中國方案提供智慧支持。

  新科技革命與產業變革為全球國家帶來了“集體焦慮”——發達國家能否更發達,發展中國家和地區能否也發達。歷史從個別國家率先發達開始;未來,在科技創新的支撐下,在人類命運共同體理念的指引下,將會實現“共同發達”的新愿景。

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姓名:李萬 工作單位:

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