新科技“激增”的发展特征

  
摘要:新科技的快速发展,急速增长,成为新科技革命的重要特点。在激增的速度、内容、效率的背后,有一组不衰的推力,包括范式突破、厚积薄发、灾难刺激,投资拉动等。在大量新科技迅即转化、应用,并形成产业化中,不断释放能量,又未缓慢下来,似乎在着眼解决人类危机和地球危机,冲向更远的未来,担负起对世界重塑的重任,以防未来对人类命运的随意安排。新科技激增的本质,既给未来传递人类的现实困境,也是人类积极参与未来的解决方案。

  
主题词:科技革命;科技速度;激增原因;未来趋势

  

  
20世纪下半叶以来,特别是进入新世纪,各个领域的科技,以趋快、增多、迭代、融合、叠加、向上的方式蓬勃发展,正在掀起一轮新科技革命浪潮。科技加速发展的背后有一组强劲的推力。在诸如范式突破、厚积薄发、灾难刺激,投资拉动等作用中,新科技发展一浪胜似一浪,新科技成果迅速转化到新的产品、工具、服务中,在大规模应用和产业化中,促进着经济社会发展。直到现在,新科技发展毫无停缓之兆,持续增速,风卷残云地向着未来挺进,大有肩负重塑世界的使命。科技的激增式发展已然成为这轮科技革命的重要特征。

  

  
一、新科技激增的各种现象

  

  
第三次科技革命之后,科技发展经历了一个相对缓慢的阶段,之后又逐渐加速发展,从此走上快车道,科技的各方面数量快速增长。无论科学发展、技术突破,还是重大集成创新、科技产业化,科技发展的速度、增长都在加快。如何认识和分析这些激增和加速的现象?

  

  
1、新科技发展速度呈现激增

  

  
现代科技发展日新月异,科技成果硕果累累。新科技的快速发展,让人们无法给这轮科技革命划出准确符号,都在等待或者发生更大的高潮,或者希望有个相对的休止,但是科技洒下一路省略号,一往无前。科技的激增式发展成为科技革命的一个奇迹。新科技的快速发展主要体现在四个方面。

  
一是科技成果总量高速增长。上世纪中叶以来,科技加速发展的趋势已经明显,从知识量的增长就可明显反映出来。据英国科学家马丁推算,人类的科技知识在19世纪是每50年增加一倍,20世纪中叶每十年增加一倍,70年代每5年增加一倍,20世纪末每3年就增加一倍。马丁认为科学技术的“裂变效应”将导致知识更新速度不断加快。知识量急剧增长的一个重要原因,是学科之间的连锁反应。在以往的科技革命中,科学或技术的革命性进展,只出现一个或少数几个领域,其他科技的发展不仅滞后于这些带头的科技,而且在发展规模和深度上也没法与这些科技相比。

  
新科技加速的景象是,当一个科技领域发生革命性变化后,其他许多科技领域也很快引爆变革。如在科学领域,继量子论和相对论之后,相继涌现了量子化学、分子轨道对称理论、信息论、控制论、系统论、分子生物学、耗散结构论、混沌理论等一批科学理论。在技术领域中,继原子能技术、计算机技术和空间技术后,出现了激光技术、生物技术、新材料技术等新型技术。可以说,科技的新发现和新发明的数量极速增加,人类基因组、超导、纳米材料等,本属于基础研究的成果,有的早在研究阶段就申请了专利,很多科技成果迅速转化为产品,走进人们的生活。人工智能快速进步和广泛渗透,又极大地加速相关学科领域的步伐。

  
二是科技知识加速更新。科技发展快速增长,科技成果纷纷出笼,加快了科技知识更新的速度。联合国教科文组织曾做过一项研究,其结论是:信息通信技术带来人类知识更新速度的激增。18世纪时,知识更新周期为80~90年。19世纪到20世纪初,缩短为30年。20世纪60年代,缩短为5~10年。20世纪80年代,缩短为5年。现在,更新周期已缩短至1~2年。据调查,现在工程师的知识半衰期是5年,也就是说五年内他的一半知识已经过时。[1]美国国立卫生研究院的计算机储存资料,每5年增加85%。西方目前流行一条“知识折旧”律是,一年不学习,你所拥有的全部知识就会折旧80%。由于科技知识更新加快,影响到就业和职业岗位的变化和培训内容的变更翻新。

  
科技加速发展的趋势,符合早在100多年来前恩格斯所揭示的理论,他在回顾科技发展史的基础上指出,科学的发展“可以说是与从其出发点起的(时间的)距离的平方成正比的。” [2]

  
三是许多科技名称外露内含着激增之意。在数字科技领域,明显的有互联网、云计算、大数据、数字孪生、增强现实、混合现实、3D4D打印、区块链、5G、元宇宙;在生物科技方面,基因测序、细胞融合、基因重组也是如此;在光电科技方面,光纤系统、 全息图像、光电集成电路,均为系统和集成;在量子科技方面,有量子纠缠、量子叠加态;在超导技术方面,有超导输电系统、超导计算机,等等,不一一列举。

  
这些名称有的是联系性、网络性、系统性、集成性,有的是序、数、云、超等,都是较原来的基础有了更多的联系、要素、组合,直接或含蓄地透露着增加、增强、增速的信息。例如,5G就是个复杂科技和融合科技,都是在4G基础上的功能增强、速度加快、更少的延迟和更低的成本,更高的效率。因为摩尔定律的速度太快,不知不觉中,现在芯片的算力达到了惊人的高度。5G的突破也体现在摩尔定理上,因为更先进的芯片工艺使用,使得复杂算法成为可能,这也是为什么大规模天线技术能够在5G时代得到商用。这是一个非常复杂的系统突破,需要在系统、算法、材料、器件上形成集中突破。有一些技术则是内涵和名义兼有,仅从人工智能方面的技术方面看,都或明或暗地体现着增强、集成、系统的含义。如人机交互与协作、AI优化、AI和先进网络基础设施、计算机和网络系统AI、动态系统AI、AI 增强学习等变革性研究。

  
四是许多具体科技的发展速度惊人。20世纪五六十年代航天技术短暂的12年简直令人神奇。人类的第一颗人造卫星是1957年10月由苏联送上天的,史普尼克1号。美国人在1967年制造出了人类历史上最大推动力的火箭,土星五号。并在1969年7月通过阿波罗11号将人类送上月球。从首颗卫星上天到人类登月总共花了12年,这是典型的激增。再如,马斯克投入航天事业的时间不长,SpeceX的成就却让人叹为观止。中国航天事业基础较弱,当时国际空间站都不允许中国航天人加入,但是短短十几年,中国不仅航天发射、载人航天、航天器探测的进步让人刮目相看,而且还快速建立了空间站,这些都是科技快速发展的奇迹。

  
人们普遍能感受到的信息科技的发展速度。以不同技术的信息传播速度来看,以累积5000万用户为定量,需要多长时间?有学者统计,收音机用了38年,电视用了13年,互联网用了4年,脸书用了3.5年,微博用了14个月,微信只用了10个月,Instgram用了6个月,愤怒的小鸟用35天。[3] 2022年11月底,人工智能对话聊天机器人ChatGPT推出,迅速在社交媒体上走红,短短5天,注册用户数就超过100万。[4] 2023年一月末,ChatGPT的月活用户已突破1亿,成为史上增长最快的消费者应用。[5] 互联网时代以来,信息技术的飞速发展颠覆了不少人的预知和想象,之前以年来计,现在都以天计,速度跨越特别巨大。信息通信科技的高速发展和迭代更新,直接推动着现代生产力的发展,是经济社会形态向着数字智能化方向发展的主要推力。

  

  
2、科技内容和内涵体现的激增

  

  
科技增长的急速增长和发展,部分科技名称仅仅是一种反映,大量科技的增长和加速都是名副其实的,体现在内容上。以前科技增长的速度,较多体现在各种交通工具的发展速度,现在汽车、火车、飞机在新科技的推动下达到史无前例的速度提升。

  
比如,意大利设计师设计出世界首款可垂直起降、空中旋停的飞行汽车,最高时速550公里,遇到堵车直接飞走;比如,世界最快卡车时速650公里,打破记录,有望赶超飞机。

  
比如,颠覆传统交通的飞机,可以变身为火车,最高时速达到1000公里;比如,中国研发的高速飞行列车,最高时速4000公里,完爆高铁飞机。

  
比如,截止2018年3月, 美国航天飞机创造了最高时速为17321英里每小时的记录,是世界上第一种往返于地面和宇宙空间的可重复使用的航天运载器;比如,中美俄战机最快时速中,美国4100公里,俄罗斯3980公里,中国3000公里。而且这些交通工具在追求速度上永无止境。

  
现在许多科技的增速都超出交通科技的发展速度,向着各个技术和工具的高速运转扩散,比如芯片速度,包括手机、电脑,甚至手表、眼镜,也拥有了速度超快且价格便宜的芯片,还有大容量的存储空间。还有计算速度、网络速度、设计速度、制造速度都在加快,数不胜数,极大地提高了运转效率和应用效益。

  
集成电路的发展速度最令人关注,中国工程院院士尤政在2022年5月的一次报告中说,1991年一个芯片上只有2250个晶体管,到2020年Apple的A15上面集成了55亿个晶体管,从2000多个到55亿,这是多么快捷的增速;在工艺特征上一直创新到两三纳米的大小,让过去几十年集成电路的尺寸缩小了1000倍,性能提高了1万倍,成本下降了一千万倍。这说明摩尔定律仍然在引领集成电路技术不断创新。

  
摩尔定律是1965年戈登·摩尔发现的,是在芯片开发中,同样面积芯片上晶体管数量每隔18-24个月增加一倍。这意味着芯片的存储容量和计算能力相对于时间周期在持续呈指数级的上升。这一定律指引了半导体行业在超过半个世纪的时间里不断取得突破。

  
谷歌的经济学家哈尔・瓦里安和凯文・凯利做了一次计算,“几十年来,全世界的信息总量以每年增加66%的速率成长。同这个爆炸性的数字相比,水泥纸张等最普遍的制品几十年来每年只增加7%。信息的成长速率几乎比地球上其他的制品快了10倍,甚至比同样规模的生物成长还要快速。”“信息的成长速度会继续超越我们所制造出来的东西。”[6]显然,信息增加的速度取决于信息技术的增速功能。

  
摩尔定理不是个科学定义,其实是个经济定义,许多科技都在遵循着这个速度持续提升。比如基因测序,其成效以超过信息领域摩尔定律的速度在提高,2003年全球完成人类基因组测序花了13年,耗资27亿美元,目前只要几百美元一小时左右就可以完成,这表明在过去十多年中,基因测序技术和设备的发展速度之快,让整个领域看起来就是一场疯狂的竞赛,标志着基因测序的成本越来越低,速度越来越快。

  
科技增速在日常生活应用中都能感受得到,比如网络平台提供的增速比比皆是,网上购物、打车、送餐、银行业务的快捷,都是令人难以相信的速度。

  
过去在摩尔定律推动下,人类经历了计算和通讯飞速进步的时代,现在将要进入超摩尔时代,也就是感知时代,需要把传感器做到物联网里,进而提高医疗、智能汽车、智能城市、智能产业的速度和质量,在此基础上再向智能时代发展,那将是一个包含着计算、通讯和感知几个功能集于一体的应用,这些时代的发展都内含着发展速度的提高。

  

  
3、科技用途和效果呈现激增

  

  
科技激增的发展,由于重点和骨干科技领域的快速发展,影响和带动了其他领域科技的发展,促进科技在整体上呈现出科技群落主导的特点。使新的科技革命一改过去那种单一技术挂帅的状况,呈现多种技术主导的态势,并以技术群落的形式出现。这些主导技术代表着这个时期技术发展的趋势与主流,影响并推动着相关技术的发展。作为主导的技术群落,它由信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术、新制造技术、激光技术、生物技术、空间开发技术、海洋开发技术等若干技术组成。

  
这个群落有人类活动的物质、能量、信息三要素的新发展,即新能源技术、新材料技术、信息技术,这是整个技术系统的基础;有人类发展的三个方向,即生物技术、空间开发技术、海洋开发技术,分别代表着空间、海洋、生命系统等复杂性领域;还有各个领域都在应用的技术手段,即激光技术、新制造和加工技术。[7]由于科研范式的变革、推进和转移,使群落主导技术的科学含量提高,科学进入应用增多,使科学为基础的技术发展,具有了发展的更大潜力和升级的可能。

  
在具体效果上则比比皆是。比如,硅光芯片突破摩尔定律限制。比如物联网向着“智联”迭代发展,超级自动化通过快速识别、审核和自动执行尽可能多的流程来实现加速增长和业务韧性,加快业务流程和增强决策敏捷性。在电商客服、物流分拣等流程化、重复性较高的行业在引入人工智能技术后,大幅提升效益效率。许多技术都趋于增强、加快、增多的功能,并通过这些新功能的各种技术的应用,加速推进相关产业的进步。

  
正因为科技的快速发展和涌现,才得以建立各种自主创新示范区、高新区等技术创新和应用的基地,展示了科技在带动竞争中的新优势。

  
也因为大量新科技成果可以转化,进入应用,推动产业化,进而推进了数字经济、智能制造、生命健康、新材料等战略性新兴产业,形成更多新的增长点和增长极。

  

  
二、科技激增的原因分析

  

  
科技的这种加速和激增来自哪里,令人神奇。科技背后有多重推力,包括范式突破、厚积薄发、灾难刺激、投资拉动和叠加动力。

  

  
1、范式突破带动的激增

  

  
科技创新的范式革命正在兴起,大数据研究成为继实验科学、理论分析和计算机模拟之后新的科研范式。从实验到理论,从计算机模拟到数据研究的范式变革、摇摆和转移。在以往更多实验范式基础上,在宏大的技术体系之上,建立了理论范式,与前三次科技革命相比,这次科技革命的理论基础广阔且深厚。理论基础的纵向为微观粒子的量子理论,其中,信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、新制造及其加工技术、激光技术等,分别用到分子、原子、原子核、粒子等不同层次的量子理论。理论基础的横向为复杂性科学,复杂性科学的成果、方法将为高新技术发展开辟新的途径。

  
在20世纪后期和本世纪前夜,计算科学爆发性发展,人们借助计算机模拟复杂现象,来分析和解决问题,比如,人们利用计算机模拟建立网络模型、预测地震、海啸和其他自然灾害等活动。

  
之后大数据和智能化正在成为科学研究的新范式,有人称之为“第四范式”,资源配置方式和科研组织模式显现出政府的、市场的、共享的三种类型的交互发展。区块链、虚拟现实(VR)增强现实(AR)等正在成为新的创新范式的“技术基底”。[8]大数据的方法进入各学科的研究领域,带来整个科技的进一步数字化、形式化和公理化,并使算法在认识世界和改造世界的实践中起着更加重要的作用。

  

  
2、厚积薄发导致的猛然多发

  

  
科技的逻辑,应该是先基础研究提出理论和假设,再加强实证和验证,前面是科技理论学术研究,后面是技术应用研究,是将科学理论变成可操作的技术。只有充分和成熟的基础研究,才有可能转变到技术和应用。

  
现代科技的大爆发和繁荣,正是源于过去长期的研究和基础积累。没有那个时期的艰苦、缓慢和默默的基础研究,就不会有现在各种新科技的不断爆发和迭代更新。现在数字通信科技如此发达,也都源于上世纪中期及更早时期扎实的基础理论研究。其实,很多理论的提出都超过了70年,比如通信领域的奈奎斯特采样定理是1928年由美国电信工程师H.奈奎斯特首先提出来的,冯诺依曼计算架构是1946年提出的,香农定理是1948年提出的。

  
1948年美国数学家、物理学家诺伯特·维纳在《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》一书提出了控制论,开创了信号处理领域的许多应用,涉及通信系统的检测、估算和控制。1944年约翰·冯·诺伊曼和奥斯卡·摩根斯特恩出版了《博弈论与经济行为》开启了博弈论领域,更广泛地开启了自组织网络的学习代理。所有这些贡献为多年的算法研究提供了关键输入。

  
但是上世纪中叶的稍后一段,由于通信领域缺乏具有里程碑意义的成果引导,业界处于失落状态。2011年的IEEE无线通信杂志有篇文章《Is the PHY Layer Dead? 》,描述了通信物理层技术陷入停滞期,上世纪末不少优秀的信息论权威教授离开通信领域,投身大数据和人工智能,比较痛心,这也从某种意义上代表了在信息论的突破上面临的困难,一时失去信心。[9]

  
法国著名教授、华为数学家Mérouane Debbah:“人们认为信息论已经死亡的事实并不新鲜,正如1998年获得著名的IEEE控制系统奖的Jan Willem教授提出的那样:“我一直听说这个、那个领域已经死了。“电路理论已死”,“信息论已死”,“编码理论已死”,“控制理论已死”,“系统论已死”。然而,良好的科学永远活着”。[10]

  
大量基础研究和进展在没有转化为技术,没有进入应用之前,它们大多是默默的静态。客观上,科学理论上的突破也有明显的放缓现象。正是这些以为已死的基础理论沉淀式研究、放缓、静心的研发,才厚积了孕育、成长、繁荣科技的土壤。可见,基础研究是科技创新的源头。但是,在应用研究等方面,人们往往急于求成,急于解决现实和眼前的问题。

  
从科技成就的影响力看,基础研究发挥奠基作用,是为科技发展培养潜力,但在现实中往往难以得到重视。在国家竞争、竞选政治影响下,短期政绩决定着科技向应用研究倾斜。基础研究尽管走的慢,但会走得很远。应用研究来的快,效用明显,会很快带来政绩,但是缺乏后劲和张力。现代科技发展之所以加速,正是得益于过去的基础研究。如果未来科技缓慢乃至停滞下来,可能要责备和追溯到当今的短视和对科技基础的伤害。

  
两种研发的不同命运,导致投入不同,大多资本和政府都热衷于投资科技应用研究,有预期,见效早,收益快。而只有那些有战略眼光的政治家、企业家、资本投资者,才愿意将基础研究作为一种“长线投资”和“战略投资”,这需要智慧,更需要勇气,因为基础研究更难预料风险,不少研究和投资是以牺牲当前利益和局部利益作代价的。因此,对基础研究的经费投入除了政府的财政拨款支持,还应朝着企业、社会和投资者“多元投入”的方向发展。

  
现在许多国家正在大幅增加科技投入,落实扩大经费使用自主权政策,优化项目申报、评审、经费管理、人才评价和激励机制,努力消除科研人员不合理负担,使科技人员能够沉下心来致力于科学探索,以“十年磨一剑”的精神在基础研究上,致力于攻关突破,将会培育出未来科技继续发展的增长点。

  

  
3、灾难是科技发展的加速剂

  

  
这似乎是一个悖论,本来科技是为了解决各种灾难和问题,结果灾难又推动了科技的发展,说到底还是一致的,正是对灾情的恐惧和解决的紧迫,促使人们加速科技研发。

  
打击和防范恐怖主义,防范和治理金融危机、防治疫毒流行等灾难,乃至战争都成为人类必须面对并需要及时解决的难题,人们更寄望于科技方案。灾难呼唤科技,既是一种凄惨和绝望的呼声,也是一种希望和信心的召唤。客观上对科技快速发展起到催化作用。

  
许多科技理论以及技术创新,就是在二战后集中出现的,因此有人说战争和灾难驱动了科技的发展。这方面的案例不少,比如,美国打伊拉克的战争中诞生了一些生物医药技术。比如,2008年以来的金融危机给科技注入了强劲动力,加快了新科技在金融领域的创新和变革,使金融基于大数据、云计算、人工智能、区块链等一系列技术创新,促进新科技在支付清算、借贷融资、财富管理、零售银行、保险、交易结算等领域的应用,以防范金融系统性危机。比如,2019年底以来全球疫情流行催生了各种疫苗研究的快速突破,防控疫情还催促数字智能科技的成熟,以及相关科技的投入、研发和使用。如果不是疫情的紧迫,mRNA等各种疫苗、治理感染的各种西药中药还需更长时间才能面世。

  

  
4、科技融合及科技和产业交互刺激投资拉动

  

  
科技增速既体现在科学研究、技术发明、科技创新、科技转化、科技产业化各个方面,也反映在不同科技的融合、集成,以及科技与产业的互动互促。过去从一个科学发现到一项关键技术发明,到规模性商业化过程,往往要经历半个世纪,几十年,后来变到十几年,像激光也要两到五年,但是现在有些新技术的出现,可能几个月的时间,尤其在新兴领域,会很快走向大规模市场,迅速传播到整个全球。

  
现在技术涌现,如果不能很快进入应用,就会被新的科技所替代,因此,涌现出的新技术也纷纷争取条件和机会得到应用,进入产业化和广大市场。

  
技术变革加速转变为现实生产力,迅速得到价值实现。比如,中国在量子信息领域取得一批重大研究成果,量子通讯很快得到广泛应用,这在未来能根本上解决通信的安全问题。量子计算机一旦突破,将推动人工智能、航空航天、药物设计等多个领域实现飞跃式发展。特别是数字智能技术加速产业化并广泛应用后,推进数字经济和社会的转型和发展。

  
科技成果的转化、应用和产业化的加速,进而对经济社会发展的驱动和作用,带来良好的科技社会环境,反向激励了科技研发,加大了研发投入,改善了科技人员的待遇,促进了研发步伐。过去长期座冷板凳的科技,成了综合国力竞争的热点和焦点,无论投入、使用、普及,国家和企业都更加重视科技,提高了科技地位,加之科研范式变革,保障和推动了科技的持续快速发展。

  

  
5、近两次科技革命的影响叠加形成强大推力

  

  
20世纪初期科技大发展后,接着各项科技以前面为基础,追踪前行,迭代创新,一些科技领域呈现前浪推后浪的现象,一波接一波,形成发展的叠加态势和强大的科技推动力。

  
一是信息科技领域的接力。继上世纪科技革命之后,信息科技的发展,前后迭代,数智结合,网络协同。第三次科技革命的信息和计算机科技还在持续发挥作用,新一代通信科技就开始兴起,使人们的兴奋点长期驻足在这个领域。特别是以信息通信为主的数字科技,同智能科技彼此借力,捆绑一体,形成坚强的融合性力量。网络物理系统还将通信的数字技术与软件、传感器和纳米技术相结合,甚至同生物、物理融合,汇聚成改变世界从未有的力量。

  
二是生物科技领域的接力。20世纪下半叶蓬勃兴起和发展的现代生物技术,发现细胞中有两种“工具酶”,能对DNA进行“剪切”和“连接”,并使用工具酶实现了DNA切割和组合。DNA的重组创造性地利用生物资源,实现人类改造生物的遗传特征,产生人类所需要的生物类型的意愿。上世纪80年代以来,已获上百种转基因动植物,对农业发展具有重要意义。转基因药物的研制和生产将为人类的健康带来新的福音。而现在生命科学领域,包括基因组学、合成生物学、脑科学、干细胞等领域的突破性进展,正全面提升人类对生命的认知、调控和改造能力。特别是人类基因组序列图完成,被作为人类探索自身奥秘史上的一个重要里程碑,被很多分析家认为是生物世纪诞生的标志。

  
三是航天和空间技术的接力。20世纪初奠定航天学基础,并提出火箭飞行的数学原理基础上,继发射液体燃料的火箭、人造地球卫星、载人宇宙飞船、飞船登月、建造空间站后,21世纪以来美国“勇气”号和“机遇”号火星车分别在火星登陆,发现火星上曾经有水的证据,欧洲“火星快车”探测器也发现火星南极存在冰冻水。科学家们还肯定地表示,月球上有水而且数量可观。仅中国航天科技领域就实现了载人航天飞行,并在太空进行长时间停留,科学实验,太空授课,在多方面进行科学探索,实现了火星试验车成功登陆,并且在火星上行走。全景展现火星的地貌、地形、天气、气候和物理地形,为人类探索地外文明,迈出坚实的步伐。

  
可以说,各个领域的科技大多在接力发展,最明显的是第三次科技革命仍然力度不减,余晖灿烂,新一轮科技革命已经启动,如此叠加的推动力,超过以往任何时候。当我们夜间分别航行南北半球,就会发现许多地方正在由暗变灰,由灰到亮,如同过去我们在早晨看到人间烟火一样,现在的夜间却处处看到的是人类信息之光、数据闪烁。

  
当许多人兴奋在信息革命的狂潮之中,新的科技革命已掀起波浪,人们已经感受到接踵而至、汹涌而来的力量,这两次科技革命的巨力胜似排山倒海,不同的国家之间,都在竞争中寻找科技优势,大国强国尤其是发达国家都想抢占或永占科技至高点。2017年美国对中国开始的贸易战,其实是科技战,或者说开始是贸易战,后来是科技战,体现在强国不甘心于他国的科技挑战。新兴经济体的国家都在选择适宜自己的科技项目助推发展。许多国家,从领导人到企业家对科技发展侃侃而谈,人们更多地把就业、学习、生活主题聚焦在科技发展上,新科技成为人们共同的呼声,过去的科技革命从未像今天这样受到人们的广泛关注,新科技革命的兴起已成为时代最强音,无论围绕科技的竞争和合作还是矛盾和共识,总感到科技革命在搅动世界,世界在矛盾运动中前进和发展。

  
此外,科技发展之快,也还有认识上的主观偏向,包括年龄的影响因素。英国科幻作家道格拉斯•亚当斯提出了充满幽默感的科技三定律:任何在我出生时已经有的科技都是稀松平常的世界本来秩序的一部分;任何在我15—35岁之间诞生的科技都是将会改变世界的革命性产物;任何在我35岁之后诞生的科技都是违反自然规律要遭天谴的。这是道格拉斯对人性弱点的精彩讽刺。

  
这种评价科技的方式有极大的局限性,以自我为中心,只认可青壮年时期的奋斗价值。其实人们能真正感受到的科技,大多是已经投入应用和产业化的科技成果,而这些成果往往都是先辈们创造出来的,或者说也是科学家主要在青壮年时期的贡献。一个人在青壮年对科技的奋斗,由于科技的客观规律使然,大多不可能即刻取得成果,除非较小的发明和创造,较大的科技成果往往需要十几、几十年的奋斗,而转化为应用还要更长时间。因此,获得诺贝尔奖的年龄大多在50岁到70岁之间,80岁以上的也占不少比例,最大的96岁,屠呦呦获奖时也已85岁,主要是奖励她在上世纪70年代的科技事业。换个角度看,不同时期的年轻人对科技发展能一直有这样的认识,说明他们已经感受到科技的持续进步,也说明现在的年轻人已经在担负着重要的科技任务。有资料显示,中国在航天航空、核能、电子、芯片、高铁等领域担纲者平均年龄只有39.4岁,他们中相当比例的是回国留学生。也说明年轻人在增强着自己对科技创新的价值认同、能力准备和机遇把握。

  

  
三、科技激增的本质是重塑未来世界

  

  
科技的快速发展似乎会冲出界限,事实上科技向未来发展是没有界限的。如果我们给科技设定为人类未来的美好方向,那么现在理解不了的科技速度,意味着科技要赶的路很遥远,它担负着对未来塑造的使命。以免未来随意支配人类命运。从这个意义上,科技的快速发展,既是给未来传递的人类现实困境,也是人类对未来提出的解决方案。

  

  
1、人类因重大危机对科技的未来寄予迫切愿望

  

  
气候问题、病毒问题、贫困问题、战争问题,以及人工智能、基因研发可能带来的风险问题,寿命延长或者永生后地球难以承受的人口膨胀问题,以及可能会出现的小行星碰撞地球问题,都促使科技不仅要服务现实,更要面向未来。

  
着眼于解决这些涉及人类和地球命运的问题,是人类的战略意识,如果这样去发展科技,再怎么快速都不为过。现今重大的科技项目处于不同阶段,有的科技虽已出现,似乎看不出更大的商用价值,但是这些研发中的科技或刚刚涌现的科技,大量正在萌发的科技,很可能都是影响未来的重要细胞和因素。因此,从人类面临的未来问题以及未来挑战看,科技的研发及其发展速度不同于以往。比如,已经发展了30多年的信息通信技术,较其他科技已有更快的增长,但是直到现在信息科技也没有放缓的迹象,说明这个科技不仅在改变我们的现实,更在盯着未来的责任和使命。从计算时代到通信时代,到感知时代,再到智能时代,都需要数字智能科技的进一步发展。

  
人类经历了更多的物质和能量为主的现实,现在进入物质、能量和信息三者并重,且信息份量最重的时代,越往后越是这样的方向。因此,信息交互科技将成为影响未来发展最首要的内容。在未来轻物质和轻能量的背景下,只有信息科技加速发展到能够发挥更加特殊作用的时候,才能把物质和能量都联系起来,把虚拟与现实衔接起来,让人类进入物理与虚拟相平行的世界,那样的信息科技才是符合未来发展的方向和需要。否则,难以理解信息重于物质和能量的社会怎么能有效保障社会不断发展的物质需求。

  
自从语言出现后,人类加速进化,也加快了技术的发展速度,陆续出现的文字、舟船、信件,都是信息交互的手段,使得人们的交往和信息互传方式逐步提升,直到互联网出现,才抹平了信息交互的距离概念,使得信息交互到达一个界碑,但还没有到达塑造未来社会所需要的程度。因此,科技的未来发展仍将是以信息智能科技为指向的持续增速。

  
第一,首要的是立体交互科技的加速发展。包括信息交互、交通发展、电脑普及,特别是信息智能技术本身要使平面交互向立体交互发展,虚拟信息交互与发达交通的互补,线上为主的信息与线下为辅的信息交互,以推动整体科技的快速发展。

  
第二,信息智能科技快速发展仍将体现通用性的优势。将通用性数字科技融入各个科技领域,进而建立起未来的科技生态系统,使各种科技能够相互支撑、交互、融合、集成,进而形成各方面的优势技术。通用性和骨干性科技的带动效应,胜过其他单一科技的功能,相互融合、交互作用、互为条件的科技生态,有可能促进科技的持续加速发展和繁荣。

  
第三,数字技术将在加速中着眼人脑与电脑的联结。通过智能科技与脑科学的结合,发挥电脑对人脑的辅助作用。人脑缓慢的生物进化决定了人脑不可能出现大幅度飞跃,但是人工智能有可能弥补人脑的不足,加强人脑的功能。

  
第四,相关科技融合有可能促进人的长寿和永生。通过智能科技与基因科技、生命科学、材料科技的合作,有利于促进相关科技的融合、互补和增速,在攻克人的生命延长甚至某种意义上人的永生上会有进展,将导致人类文明发生前所未有的巨大变化。

  
第五,未来科技的快速发展需要马斯克这样的组织者创业者。目前从大量资料和现象看,马斯克的理想、冒险精神和执行力,似乎在将其他利益置之度外,一心要登陆火星并建设城市,让人类文明跨越多星球。这样的人具有战略眼光,在乎人类共同属性,很可能是播种未来的人。这样的担当会生出无穷的活力和不息的冲劲。他们的目标和热情会激发探索韧劲和责任精神,愿这样的政治家、企业家、科学家、投资家,共同为人类的未来发力。

  

  
2、科技快速发展正赋予科技更多的生产关系性能

  

  
科技作为生产力己成广泛共识,现代科技的生产力作用特别显著,它的物质力量和创造价值的过程,对经济社会产生直接的推动作用,我们也一直在享受着生产力带来的福祉。令人注意的是,现在许多科技除了体现生产力,不断地渗透着生产关系的性能,具有了生产力与生产关系兼有的属性。技术的生产关系性质,一时让人难以理解,似乎它的出现有点超前,因为随着智能科技力度的加强,科技的生产关系功能,会伴随技术生产力的作用,去面向未来塑造世界。数字智能等新科技具有的生产关系功能,从萌芽到部分突显,可以梳理出几种形式:

  
一是大量应用机器人、人工智能,同以往大量使用一般自动化机器有了很大不同。人工智能不仅增强了自动化程度,重要的是它正在具有智能化,将会发展出情感、思想,成为名副其实的数字人。因此人机协作,或者人对机器人的管控,或者将会出现的人机耦合,不能用过去人们对待机器和工具那样的态度对待未来的机器人,机器人已具有了体力为主、脑力为辅的“数字人”身份,这种“数字人”与智人的关系,是一种新的生产关系。

  
二是数字智能科技的应用和产业化,以及产业数字化,使各个行业为整个社会提供了更加丰富的物质财富,为改善社会分配提供了新的基础和条件。随着数字网络平台由初期的垄断走向互联网数据共享,特别是机器人取代人的劳动之后,人作为体力劳动者将越来越少,人类将以脑力劳动为主、体力劳动为辅。万物互联和智能工厂的出现,推进着新的全球社会分工,导致新的生产全球化,连锁地引起交换、分配、消费变革,出现虚拟的数字交换,打破时空、地域、等级的限制,必然带动分配方式的变革,极大地推动社会财富的有效分配,进而促使社会生产关系、经济基础和上层建筑变革,推动人类社会历史性进步,使人类逐渐从繁重的体力劳动中解放出来,最终实现自由而全面的发展。

  
三是许多数字智能科技参与到企业、社会和政府的各种管理、调控、决策和治理中,既对市场那只看不见的手,发挥着更强的补充作用,又对原来的社会和政府管控、决策和治理,发挥它们辅助监管和参与决策的功能。比如许多领域尝试将大数据、区块链、人工智能技术纳入与市场经济、经济调控等管理和决策之中,促进决策正确、管控有效、治理及时;通过大数据及其分析让我们对过去难以把握或把握不准的东西更加清楚一些;很多公司通过算法计算每个候选人面试过程,把性格能力等都换算成数据,得出多维分析,再进行筛选。发挥区块链去中心、多节点的特点,在用代码表达的交易上使用区块链技术进行登记,解决电子商务、地图导航、快递外卖、交通票务等方面因传统管理出现的监管问题;把区块链技术用于保护网络用户隐私和自由的信息交流上,用于实施数字货币上,发挥其解决数据的确权、定价、存证、信用和溯源的治理作用,让数据所有者的利益经过多年后,依然能返还到数据所有者手中;尝试将人工智能应用到产业监管中,使其实现自动检测、整合问题信息并提醒专业人员分析解决。通过各种探索在深度挖掘新科技在生产关系上的潜力和作用。

  

  
3、科技增速的部分内容是留给未来发展的空间

  

  
深度、迭代、虚拟、认知、人的进化等基础理论和技术探索,都是面向未来的。即便现在有的科技成果不能系统性使用,或仅能部分使用,但它们的潜力和真正使用属于未来。未来是推进式的,分近未来、中未来、远未来,具有战略性、深远性,不是短期行为和意图能够用得上的。远未来包括人工智能、太空探索、微观世界、基因工程等。

  
人类社会对科技的需求一般会提早一百年,现在用的科技是几十年前,现在正在进行和产生的科技需要几十年乃至更长时间后才能广泛应用,认知科技及其评价可能会更加遥远。现在热议的元宇宙,在科技探索上已经历几十年,但是它的成长周期或许还要更长些。

  
面向未来的科技,人类要尽可能把握方向。不断加速的人工智能发展,令人难以预测,但是决策重大项目、研发敏感性内容,都要围绕它有利人类的方向努力。比如,深度学习技术正从文字、语音、图像等单模态向学习多模态智能学习发展。在未来,嗅觉、味觉、心理感受等难以量化的信号将有望被纳入多模态联合分析中,进而推动感知智能向认知智能迭代。在类脑计算方面,RRAM(可变电阻式存储器)、PCM(相变存储器)等新型神经形态器件可以有效提升智能算法的速度和能效,人工智能的性能将进一步增强。[11]

  
现有AI增加流程自动化、数据分析能力、智能管理软件等即是现在攻克的难点,也是未来科技发展的必然趋势。而超自动化(Hyperautomation)即是在人工智能的基础上,增强机器学习能力与控制能力,真正实现从人工操作自动化到机器人全自动化的突破。未来奇点应该是在未来不同的节点。不是几年十几年,甚至不是几十年,要以上百年来计算。[12]

  
奇点大学创始人兼校长、谷歌技术总监库兹维尔(Ray Kurzweil ),他在2005年出版的《奇点临近》认为,科技正在以指数速度发展,人机融合的时代将很快来临。他将这一时期称为奇点,届时技术变革的速度之快、影响之深,将使人类的生活发生不可思议的转变。现在,人类已处于这种转变的早期阶段,几十年内,人们的生活将完全不同。库兹维尔有两个预判,一是人工智能将在2029年通过图灵测试,也就是赶上人类的智能;二是将2045年定为最终实现奇点的日子,那时,技术的飞速增长将导致人类文明发生前所未有的巨大变化,那时候人类可能出现某种意义上的永生。[13]库兹维尔的预测同前些年谷歌首席科学家预测的人类永生有些相近。比尔盖茨称赞他为“预测人工智能最准的未来学家”,现在看来,科技的迅速发展正在朝着预测的方向,但目前还很难如此快地接近他们预测的目标。

  
日本学者加来道雄在2012年出版的《物理学的未来》中,预测物理学未来一百年可能的变化,很开脑洞。从超级计算机、人工智能、未来医学、纳米机器人、未来能源、太空旅行、职位财富、行星文明、未来生活等九个方面描述未来。最重要的是人类最终会创造出人类,那么从这个逻辑上来讲,人类真的是可能是被创造出来的,而不是进化来的?

  
从人类诞生起,人们就开始研究人类自己,从过去长期的生物学层面,一直到现今的材料学、机械学、智能学层面,逐渐突破了原先人类积累的生物学范畴,从人体研究向人体增强延伸。比如,听觉、视觉、嗅觉的知觉增强,外骨骼、假肢的生物功能增强,用于治疗癫痫的植入物的大脑增强,体细胞基因和细胞疗法的基因增强,从上述四个身体增强向着未来人类发展。试图通过人体植入芯片、用机械改造身体、为身体配置外部装甲、进行身体强化如今逐渐成为可能。虽然伦理问题、社会问题一直是人体增强备受非议的缘由,但不可否认人体增强让身体残疾的人能够重获新生,让普通人能够发挥出更强大的能量,并且外骨骼装甲已经广泛运用于具有风险的野外作业者的任务当中,并且发挥着至关重要的作用。[14]

  
这个世界每年都会出现几个科技新词和热词,总要喧嚣一阵,影响世界,波及未来。比如物联网,AR/VR,机器人, 区块链,云计算,量子计算,车联网,人工智能,自动驾驶,现在的元宇宙。有的可能如过眼烟云,可能还缺少经济和社会接受的基础。然而大量的科技在经过沉淀之后,通过融合、集成、再创新,将会一往无前,所向披靡,将会成为未来的一束曙光。

  
(本文摘自中信出版集团出版的邵春堡著《未来引擎》第六章 “全新的样态”的有关部分)

  
参考文献:

  
[1]陈晋《将科技工作者列为科普对象》科技创新与生产力杂志,1995年第6期

  
[2]恩格斯.自然辩证法[M].北京:人民出版社,1984:8.

  
[3]王丹.顺应融合大势 做大功能增量[N].光明日报,2019-02-02.

  
[4]5天注册用户超100万,ChatGPT让谷歌百度坐不住了,https://baijiahao.baidu.com/s?id=1756786969747074437&wfr=baike(本条为本书出版后新增内容)

  
[5]ChatGPT横空出世,谷歌将被摧毁? https://mp.weixin.qq.com/s/DBFvy2QIz3q5DAumy6rr9Q(本条为本书出版后新增内容)

  
[6]凯文.凯利.科技想要什么[M]. 北京:中国工信出版集团,2016:330.365.366.

  
[7]钱时惕.新科技革命的主要特点[N].浙江日报,2007-11-07.

  
[8]李万.科技趋势范式变革与规律涌现:世界科技发展新趋势[N].学习时报,2019-12-04.

  
[9] [10] [12] [13] 黄华.大趋势:未来的科技会如何发展,中国能不能赢?[EB/OL](2021-11-05) https://www.163.com/dy/article/GO0OQH1B0552NHJB.html

  
[11]展望2022十大技术发展趋势[EB/OL]( 2022-03-09). https://www.q578.com/s-5-2636103-0/

  
[14]未来十年,科技发展新趋势是怎样的?[EB/OL]( 2021-03-05). https://baijiahao.baidu.com/s?id=1693287422631916646&wfr=spider&for=pc

  

  

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