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二、第六次科技革命的机遇与挑战
依据上述分析，21世纪大约有三次科技革命，即第五次科技革命（约1970～2020年）的下半部（信息革命后期）、第六次科技革命（约2020～2050年）和第七次科技革命（约2050～2100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。关于前五次科技革命的历史回顾，可以为分析第六次科技革命提供一种借鉴。
1.前五次科技革命的历史回顾
一般而言，科技革命是一个历史过程，具有起点、终点、内容、特点、标志性事件和世界影响等。关于前五次科技革命的起点、终点、内容和特点等有许多不同观点，关于它们的标志性事件则有较多共识（表3）。
（1）科学革命的结构和特点
第一次科学革命的主体部分涉及两个学科：天文学和物理学。从哥白尼的《天体运行论》（1543）到牛顿的《自然哲学的数学原理》（1687），前后经历了144年，犹如一场科学马拉松。从伽利略到牛顿，建立了近代物理学的理论体系和实验研究方法，为近代科学的形成和发展奠定了重要基础。
第二次科学革命的主体部分涉及物理学，主要包括相对论（1905～1916）、量子论和量子力学（1900～1926），以及X-射线、放射线和电子的发现等。相比第一次科学革命的漫漫岁月，第二次科学革命是一个激动人心的时代。
第二次科学革命的“扩展部分”涉及天文学（宇宙大爆炸）、粒子物理学、遗传学（基因和DNA双螺旋）、现代地学（板块学说）和计算机科学等。
科学革命存在一种“蘑菇效应”。一个重大科学突破，往往引发一丛相关的科学突破，最后形成一次改变科学范式和人类观念的科学革命。
（2）技术革命的结构和特点
第一次技术革命的主体部分是动力技术（蒸汽机）和机器制造（纺织机和工作母机），带动部分涉及煤炭、冶金、化工和运输等。从蒸汽抽水机（1698）到第一条实用铁路（1825），第一次技术革命大约持续120多年。
第二次技术革命的主体部分是电力技术（发电机和电动机）、运输技术（内燃机）和电讯技术，带动部分包括钢铁、石化、汽车、飞机和电器等。从发电机（1832）到无线电广播（1906），第二次技术革命大约持续70多年。
第三次技术革命包括电子技术和信息技术革命两个阶段，它们的内容有一定的交叉。电子技术革命和信息技术革命都包括主体部分和带动部分，而且带动部分或辐射面比前两次技术革命要宽得多，涉及众多技术领域。电子技术革命持续时间比较短（约1946～1970年），信息技术革命持续时间比较长（1970～2020年）；两个阶段加起来大约70多年，与第二次技术革命的时间跨度相当。
技术革命存在一种“绵羊效应”。一个技术领域的技术突破，可以带动相关领域的技术进步，或者辐射其他领域，促进它们的技术进步；形成一个又一个的新技术群，从而形成一次改变人类生活和生产方式的技术革命。
20世纪以来，科学、技术与产业的联系逐步加强，相互关系多样化。许多新技术建立在科学突破的基础之上。新技术既推动了科学的发展，也推动了产业的进步。从新科学、新技术到新产品（新产业）之间的时间跨度大大缩短。
2.第六次科技革命的方向和挑战
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。
（1）第六次科技革命的特征和方向
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。
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。
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。
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。
人体再生：通过虚拟、仿生和再生实现人体永生（表4），引发人生观革命。
其他标志：合成生命、神经再生、人格信息包、耦合论、整合论、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主要包括整合和思维生物学等。
整合和创生生物学。16世纪以来，生物学发展的基本轨迹是整体—器官（系统）—细胞—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。我们需要开辟新的道路，从分子—细胞—器官—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，心灵是思维的动力源，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主要涉及再生、信息和纳米工程等。
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，涉及两类革命和多个学科。
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。人类关注的问题包括：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。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，最终突破光速的制约，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、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。