第六次科技革命来了吗

    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。

    A第六次科技革命的提出

    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。一般而言，科技发展的内在动力和外部需求，共同推动科技进步。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。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。

    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），信息技术革命持续时间比较长（1970～2020）；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。

    从人类文明和世界现代化的前沿角度看，第六次科技革命将可能以生命科学为基础，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和提高生活质量的最新科技。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。 

    B科学方面：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。在原有研究路径基础上，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。我们的知识都是思维的产物，但是，我们不知道，思维是怎样产生的？它的原理是什么？为什么有人记忆力好？为什么有人直觉思维强？为什么有人有艺术天赋？太多的问题等待人们去探索。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。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。

    C技术方面：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”。

    D扩展和带动方面：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、农业科学和生态农业、生态学、仿生学和仿真学、生命和宇宙起源等。目前，关于宇宙和生命起源的认识，还是假设居多。我们不确切知道宇宙有多大？还能存在多久？也不确切知道人类来自何方？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。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。这种超级制造，一方面可以实现从市场调查、新产品开发、设计、进料、生产、包装、发货等全过程的自动化，彻底改变制造业的技术模式；另一方面，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。当然，这种制造系统是环境友好的，至少对环境无害。超级制造的发展，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。

    绿色超级运输和新能源。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，使人类能够“日行10万里”。在未来某一天，突破光速制约，实现宇宙旅行。运输工具的突破，还需要材料、制造和能源等领域的突破，如纳米工程和新能源等。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、复杂性科学和现代化科学等，都会受到比较大的影响。

    E人类会否进入“再生时代”？

    第六次科技革命是一次改变人类自身的科技革命，它将彻底改变人类的生活观念和生活模式，从学习、工作、家庭、性关系到寿命。例如，信息转换器的发明和普及，使人类从没完没了的学习压力中解放出来，学习成为“知识充电”，学校成为“心理培训所”，人类的知识和信息鸿沟将消失或减小。人类的生产方式和经济结构也将发生变化，当然科技结构的本身变化是必然的。如果它的预期目标能够实现，人类文明将进入“再生时代”。

    其次，对世界现代化的预期影响。第六次科技革命将推动世界现代化的第五次浪潮。从科学角度看，第六次科技革命是一次新生物学革命；从技术角度看，它是一次“创生和再生革命”；从产业角度看，它是一次“仿生和再生革命”；从文明角度看，它是一次“再生和永生革命”。抓住科技机遇的国家，将获取巨大经济和社会利益。由于信息转换器的普及、知识和信息鸿沟的缩小，国际间的贫富差距有可能逐步缩小，人类社会趋向于国际公平。

    （作者单位：中国科学院中国现代化研究中心）