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第六次科技革命的影响、机遇与对策(全文)
关键词： 何传启 仿生工程 1950年 1970年 生物性状 微制造技术 科技哲学 科技需求 人类 科学革命 器官
——从人类文明与世界现代化角度看科技革命
□何传启（中国科学院中国现代化研究中心）
编者按
在过去500年里，世界上先后大约发生了五次科技革命，包括两次科学革命和三次技术革命。中国与前四次科技革命无缘；失去四次科技革命的机会，中国的国际地位一路下滑。以社会生产力（按购买力平价计算的人均国内生产总值）为例，1700年中国社会生产力水平排名世界第18位，1820年排第48位，1900年排第71位，1950年排第99位。目前，世界正处于第六次科技革命的前夜。第六次科技革命将是中国复兴的一次历史性机遇，值得科技界和全社会重视和思考。
早在19世纪，恩格斯就说过：“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”这种论断反复被历史所验证。例如，在人类文明和世界现代化进程中，通信是一种需要，信息储存和传递是人类发展和世界现代化的重要基础，19世纪以来先后出现了电讯技术和信息科学；在国家发展和国际竞争过程中，现代化是一种需要，发达国家要保持世界先进水平，发展中国家要追赶世界先进水平，20世纪以来先后出现了现代化研究和现代化科学。一般而言，科技发展有三个动力：好奇心、市场需求和国家安全。本文主要从人类文明和世界现代化的角度，展望21世纪的科技需求和科技革命，讨论它的方向、影响和对策。在这里，科技革命是科学革命和技术革命的统称，指引发科技范式以及人类生活和生产方式的革命性转变的科技变迁。
上篇：
世界现代化与第六次科技革命
一、人类文明和世界现代化的科技需求
在人类历史上，科技、文明和现代化是相互促进的。科技发展是文明进步和现代化的组成部分，科技成果是文明和现代化的动力源泉。在21世纪，文明进步和现代化既依赖于科技进步，又对科技发展形成巨大的需求拉动。
1.人类文明和世界现代化的历史逻辑
从科技角度看，人类历史是一部创新史。工具制造革命使人区别于动物，人类进入原始文化发展时期。农业革命使人从食物采集者变为食物生产者，人类进入农业文明发展时期。工业革命使人从手工生产者变为机械化生产者，人类进入工业文明发展时期。知识革命使人从物质消费追求者变为精神消费追求者，人类进入知识文明发展时期。从农业文明向工业文明的转变是第一次现代化，从工业文明向知识文明的转变是第二次现代化。世界现代化的本质是人类文明的一种革命性和前沿性变化，是不断从传统文明向新型文明的历史性转变。文明发展的实质则是不断创新和满足人类层层递进的生活需求。
（1）人类文明进程具有周期性和加速性
首先，人类文明进程具有周期性。从人类诞生到21世纪末，人类文明进程的前沿过程分为四个时代，即工具时代、农业时代、工业时代和知识时代；每个时代都包括起步、发展、成熟和过渡四个阶段，形成一个发展周期。在农业时代，许多国家和民族的文明发展具有周期性和循环性，从起步、发展、成熟到衰落。人类文明是由许多要素组成的。有些文明要素的变化遵循进化论，如科技的发展等；有些文明要素的变化具有周期性，例如权力分配的变迁等。
其次，人类文明进程具有周期加速性。人类文明进程的发展周期在加速（缩短）：工具时代的发展周期约200多万年，农业时代约5000多年，工业时代约200多年，知识时代预计约100多年。有些文明要素的发展在加速，如生产力提高和科技进步的加速等。例如，世界平均的人均GDP的年均增长率，在公元1000～1700年期间约为0.05%，在公元1700～1950年期间约为0.5%，在1973～1998年期间约为1.33%；知识时代快于工业时代，工业时代快于农业时代。
其三，人类文明进程具有周期转移性。在人类历史上，文明发展方向发生了三次转变。在工具时代，采集、狩猎和社会化是人类发展的主导方向。在农业时代，种植、畜牧和满足生存需要成为文明发展的主导方向。在工业时代，工业、服务和满足物质生活需要是文明发展的主导方向。在知识时代，知识、信息和满足精神生活需要成为文明发展的主导方向。随着人类文明的发展方向的周期性转移，文明和现代化的主导产业、生活需求和科技需求也在周期性转变。
（2）世界现代化与科技革命是相互促进的
首先，世界现代化是18世纪以来的一个客观现象。关于现代化，迄今没有统一定义。一般而言，现代化是18世纪以来人类文明的一种前沿变化和国际竞争，它包括现代文明的形成、发展、转型和国际互动、文明要素的创新、选择、传播和退出，以及追赶、达到和保持世界先进水平的国际竞争和国际分化。在18世纪到21世纪期间，世界现代化的前沿过程可以分为两个阶段和六次浪潮，其中，第一次现代化是从农业经济和农业社会向工业经济和工业社会的转变，第二次现代化是从工业经济和工业社会向知识经济和知识社会的转变；六次浪潮分别是机械化、电气化、自动化、信息化、仿生化和体验化（表1）。
其次，科技革命是16世纪以来的一种历史现象。目前，关于科技革命也没有统一定义。在本文里，科技革命包括科学革命和技术革命，科学革命指引发人类生活观念深刻变化的科学巨变，技术革命指引发人类生产方式深刻变化的技术巨变。在过去500年里，大约发生了五次科技革命（表2）。
其三，科技革命与世界现代化是相互促进的。例如，第一次科技革命发生在16～17世纪，它是世界现代化的前奏，为世界现代化和第一次产业革命准备了科学知识、科学方法和科学精神。第二次和第三次科技革命分别推动了第一次和第二次产业革命，第四次和第五次科技革命推动了第三次和第四次产业革命。世界现代化的前四次浪潮和产业革命都是由科技革命所推动的。可以预计，第五次和第六次浪潮和产业革命将同样由新科技革命所推动。科技革命的重要发明和创新，不仅推动了产业革命，而且与经济周期紧密相关。科技革命和产业革命，既是世界现代化的一种表现形式，也是后者的重要组成部分。
2.人类发展和世界现代化的科技需求
人类发展和世界现代化的科技需求是全方位的，但只有部分需求可以引发科技革命。引发科技革命的科技需求，可以和需要从不同角度进行分析；一般而言，它与人类文明的前沿特征有关，与科技革命的判断标准有关。
（1）基于人类学的科技需求分析
人类从诞生起就生活在地球的自然环境里。人类的生存和发展离不开四个要素：物质、能源、信息和空间，当然人体是基础。关于这四个要素和人体自身的科技需求，可以作为讨论科技发展的一种历史逻辑和分析框架。
在农业时代，人类的主要科技需求是关于能源（粮食）和物质的科技，包括农学、天文学和实用技术等，关于信息、空间和人体的科技也有一定的发展。空间科技指与人类生存空间相关的科技。在工业时代，人类的科技需求是关于物质、能源、信息、空间和人体的科技，包括全部的现代科技。在知识时代，人类的科技需求包括绿色高科技、绿色能源、信息技术、航天运输和生命科学等。
工业时代的科技发展，根据技术特点大致可分为三个阶段：机械时代（18世纪开始）、电气时代（19世纪开始）和电子时代（20世纪40年代开始）。知识时代的科技发展，根据技术特点大致可分为三个时代：信息时代（20世纪70年代开始）、再生时代（21世纪20年代开始）和宇航时代（21世纪下半叶）。
如果说，18～20世纪的科技重点是改造自然和满足人类需求，那么，21世纪的科技重点将是改造人类自身和适应宇宙环境，适应宇航时代的需要。
（2）基于心理学的科技需求分析
关于人类行为心理的研究有许多理论，20世纪40年代美国心理学家马斯洛提出的“需求层次理论”有广泛的影响力。他把人的需求划分为五个层次：生理需要、安全需要、情感需要、尊重需要和自我实现的需要；其中，前四个层次的需要是基本需求，第五个层次的需要是发展需求（高级需求）；一般而言，当低一层次的需求满足后，高一层次的需求就会产生，但也有例外情况发生。
如果把人类抽象为一个“人”，可以用“需求层次理论”来分析它的科技需求。在农业时代，人类面临生存压力（粮食问题），它的需求属于基本需求，科技发展主要是天文学、数学、农学和医学等。在工业时代，人类面临不断增长的物质生活需要，它的需求属于基本需求，科技发展主要是与物质生产相关的科技，包括现代科技的各门科学。在知识时代，人类的物质生活已经非常丰富，面临的压力主要是生活质量和精神生活需要，它的需求属于高级需求，科技发展主要是与物质和文化生活质量相关的科技。精神需求还包括健康长寿和遨游太空等。
（3）基于科技革命标准的科技需求分析
科技革命是一个科技史学或科技哲学概念，迄今没有公认的判断标准。在学科史层次上，美国科学哲学家库恩认为，科学革命是一种科学范式的转变。在世界科技史层次上，目前比较多的学者认为，16世纪以来的科学革命有两次，它们显著改变了人类的生活观念；技术革命有三次或四次，它们显著改变了人类的生活和生产方式（表2）。概括地说，在世界科技史层次上，科技革命大致有三个判断标准：显著改变人类的生活观念、显著改变人类的生活和生产方式、社会影响人口覆盖率一般超过50%（估计数）；其中，科学革命需要满足第一个和第三个条件，技术革命需要满足第二个和第三个条件。
综合人类学、心理学和科技革命标准的相关分析，可以解释和理解16世纪以来的科技革命。16世纪和20世纪的两次科学革命，改变了人类对物质世界的认识，形成了新的世界观和方法论；工业时代的技术革命主要发生在物质、能源和电讯技术三个方面，并扩散到或涉及运输方面，主要满足人类物质生活的基本需要；知识时代的科技革命有可能主要发生在信息、生命和空间科技三个方面，并扩散到或涉及能源和物质科技方面，它将满足人类生活的高级需要，包括文化生活、健康长寿和太空生活的需要。
在21世纪，信息革命将实现知识和信息的无障碍获取，为满足人类的文化生活需要提供技术支持和根本保证；新生物学革命将为人类的健康长寿提供理论基础和技术支持，实现人类的再生和永生，基本满足太空生活对人体的生理要求；新物理学革命将改变人类的宇宙观，为宇宙航行提供新理论、新能源和新工具。在21世纪下半叶，地球可能难以满足人类发展的需要，开发太空和宇宙移民是一种可能选择。信息、生命和物理革命的成功，将使之成为一种可能。