第六次科技革命预测

原标题：第六次科技革命预测

编者按：习近平总书记在两院院士大会上指出：“16世纪以来，世界发生了多次科技革命，每一次都深刻影响了世界力量格局。”他接着强调：“进入21世纪以来，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，全球科技创新呈现出新的发展态势和特征。”那么，16世纪以来世界发生了几次科技革命？21世纪的新科技革命是什么？我们如何抓住新科技革命的历史机遇？本报特邀中国科学院何传启研究员撰写专题文章，以飨读者。

从科技与社会关系的角度看，16世纪以来人类社会每个世纪至少有1～2个标志性事件。所谓标志性事件，就是改变人类思想观念、生活方式和生产方式的重大事件。例如，16世纪的哥白尼革命，改变了人类的宇宙观；17世纪的牛顿革命，带来科学理论和科学思维；18世纪蒸汽机和机械的发明，带来机械化和工业化；19世纪发电机和内燃机的发明，带来电气化和新运输；20世纪计算机和互联网的发明，带来自动化和信息化等。

既然过去五个世纪都有各自的标志性事件，21世纪也必然有标志性事件，那么它是什么？我们认为：21世纪的标志性事件有可能是两次新的科技革命；其一是新生物学和再生革命，人类文明将进入再生时代；其二是新物理学和时空革命，人类文明将进入宇航时代。目前，信息革命已接近尾声，新生物学和再生革命已进入萌动期，科技革命有规律，科技创新有机遇，机遇青睐先行者。

历史见证

科技革命有规律

16世纪以来，世界科技的发展，既有渐进性变化，也有爆发性突变，前者是常规科技进步，后者是科技革命。科技革命的概念，主要出现在科技政策、科技哲学和科技史学以及人类文明和现代化研究等领域，迄今没有统一定义。

1.在科技政策领域，科技革命没有明确定义。根据字面意义和习惯用法，科技革命指世界科技的根本性改变，泛指重大科技突破集中涌现的现象。

2.在科技哲学和科技史领域，可以采用美国哲学家库恩教授的观点。他把科学革命理解为一种“科学范式的转变”。他认为，“科学范式”是科学实践的公认范例，包括定律、理论、应用和仪器，它们一起为特定的连贯的科学研究提供模型。科技革命是科学革命和技术革命的简称，其中，科学革命是科学范式的转变，技术革命是技术范式的转变。吴国盛教授在《科学的历程》一书中罗列了一批科学革命和技术革命。其中，科学革命包括天文学、物理学、化学和地学革命等；技术革命包括蒸汽机、运输机械、电力、电子技术革命等。

3.在人类文明和现代化研究领域，科技革命可以从两个层次进行观察。在世界科技层次：科技革命是科技范式的转变，关注科技自身的变化。在人类文明层次：科技革命不仅是科技范式的转变，而且是科技与经济、社会、文化和政治相互作用的结果。简单地说，科技革命是科学革命和技术革命的统称，指引科技范式，人类的思想观念、生活方式和生产方式的革命性转变的科技变迁。它大致有五个判断标准：第一，科学范式或技术范式的转变；第二，显著改变人类的思想观念；第三，显著改变人类的生活方式；第四，显著改变人类的生产方式；第五，社会影响人口覆盖率超过50%（估计数）。一般而言，科学革命要满足第一、第二和第五个标准；技术革命要满足第一、第三、第四和第五个标准。

在人类文明层次，按照上述定义和标准，16世纪以来世界科技大致发生了五次革命，包括两次科学革命和三次技术革命（表1）；即现代科学诞生（含近代物理学诞生）、蒸汽机和机械革命、电力和运输革命、相对论和量子论革命、电子和信息革命。

4.科技革命的特点。在人类文明层次，科技革命大致有如下特点：

首先，科技革命有规律。科技革命是一个历史过程，具有起点、终点、标志和结构，涉及科技等五个领域的变化，科学革命和技术革命有不同特点。科技革命的标志各不相同，但结构大体相近；前五次科技革命每次都有2～3个标志，都包括主体部分、扩展和带动部分。在人类文明层次，科技革命发生在部分学科领域和方向，而不是“遍地开花”；前五次科技革命，主要发生在物理学、天文学、动力技术、机械技术、电力技术和信息技术等领域。

其次，科技革命有趋势。科技革命有加速发展的趋势，其时间跨度在缩小。16和17世纪发生一次科技革命，18和19世纪各发生一次科技革命，20世纪发生了两次科技革命。科技革命有交叉融合的趋势，科学革命和技术革命，从19世纪以前的相互分离，到19和20世纪的相互交叉和相互促进。

其三，科技革命的可预测性。科技革命在什么时候什么地点发生，有很大偶然性；但科技革命会不会发生，具有一定必然性。过去五个世纪发生了五次科技革命，当今世界科技加速发展，21世纪必然发生新的科技革命。

表1 16世纪以来的科技革命(详见版面图)

科学预测

科技创新有机遇

1.第六次科技革命的方向预测。在人类文明层次，从三个角度进行预测。首先，根据人类发展的科技需求进行预测；其次，根据科技革命的历史经验进行预测；其三，参考借鉴其他的科技预测，对预测内容进行交叉检验和修正。

我们的预测结果是：第六次科技革命有可能是一次“新生物学和再生革命”（约2020～2050年），它将以新生物学革命为学科基础，融合信息科技和纳米科技，为人类提供提高生活质量和人类可持续性、满足精神生活需要和适应宇航时代需要的最新科技；它主要发生在生命科技、信息科技和纳米科技的交叉结合部，将是科学革命、技术革命和产业革命的交叉融合。

从科学角度看，它将可能是一次新生物学革命，解释生命和意识的本质。从技术角度看，它将是一次“创生和再生革命”，或者说是仿生—创生—再生的“三生技术革命”。从产业角度看，它将是一次“仿生和再生革命”。从经济角度看，它将是一次“新生物经济革命”。从人类文明角度看，它将是一次“再生和永生革命”，人类文明将进入再生时代。

2.第六次科技革命的内容预测。在方向预测的基础上，借鉴和参考其他的科技预测和世界科技发展趋势，进一步预测它的科技内涵，包括主要标志、主体学科和关键技术等（表2）。下面讨论它的10个候选标志。

表2 第六次科技革命的内容预测(详见版面图)

一是信息转换器，一种实现人脑与电脑之间的信息转换的设备；二是人格信息包，一种包含人脑的意识和人格的“信息包”；三是人体再生，指用人体的体细胞培养出一个新人体；四是创造生命，人工合成和创造生命；五是神经再生，指刺激神经细胞的可控再生；六是体外子宫，一种模拟孕妇子宫的体外胎儿孵化器；七是家用仿生人，指具有性别和性功能的、适合家庭需要的仿生人；八是耦合论；九是整合论；十是永生论。

如果上述10个标志都取得突破和成功，那么，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”。具体而言，以自然人为起点，分别制备他的人格信息包、仿生人体和再生人体；然后，把他的人格信息包复制到互联网上，形成一个他的“网络人”；把人格信息包复制到他的仿生人体上，形成一个他的仿生人；把人格信息包复制到他的再生人体上，形成一个他的再生人；通过信息转换器实现自然人与网络人、仿生人和再生人的互动；届时，人将有四种“生存形式”，通俗地说“人有四条命”。

在某种意义上，“网络人”是自然人的一个“网络镜像”，可以主动获取知识和信息；“仿生人”是自然人的一个“社会替身”，可以承担体力和脑力劳动；“再生人”是自然人的一个“复制体”，是自然人的一个“身体备份”；自然人的生活将主要是创新和休闲。特制的“仿生人”将能够适应宇宙环境，可以携带自然人的本体，进入太空，开辟宇航时代。人的四种“生存形式”以自然人为主导，彼此理性互动，生成丰富多彩的社会生活和人类世界。

3.第六次科技革命的四个创新集群。第六次科技革命将带来人类生存的四种形式，围绕四种生存形式的创新，就成为科技创新的机遇。

首先，与自然人相关的创新集群。一般而言，科技可以拓展人的能力，改变人的生活方式，提高生活质量。例如：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”。家用仿生人的发明，将解决和满足人类的性生活需要。家用仿生人将有多种功能，扮演多种角色，如家庭医生、家务总管、家庭司机和私人助理等。人造子宫的发明，实现体外生殖，引发生殖方式革命。神经再生的发明，可以帮助老年人延长大脑的神经活力，提高生活质量等。与非健康人相关的创新，同样非常重要。例如，安全高效、无损伤和无痛苦的检测和治疗技术；重大疾病的诊疗技术，重大传染病的预防技术；人体主要器官和组织的移植技术，人体组织、器官和肢体的再生技术等。

其次，与网络人相关的创新集群。所谓网络人，是指将来生活在网络空间的虚拟人（信息人），相当于自然人的“网络镜像”。网络存在一天，他/她就存在一天，除非被“删除”。当自然人离开了世界，如果没被删除，他/她的“网络人”还会存在，会继续生活和演化。发明网络人，至少需要三项关键技术：人格复制技术、信息转移技术和互联网技术。人格复制技术把大脑中的“意识和人格”读取出来，结合软件技术，编制成一个“人格信息包”；它包含自然人本体的意识和人格。信息转移技术把“人格信息包”的信息完整地转移到互联网上，使人的“有意识的网络化生存”成为可能。同时互联网需要大幅度提高运行速度。

其三，与仿生人相关的创新集群。所谓仿生人，是指以自然人为模版、采用仿生材料制备的、具有自然人的“意识和人格”的仿真人，相当于自然人的“社会替身”。当自然人消失了，他/她的“仿生人”还会独立生存，而且会升级换代，代代相传。发明仿生人，至少需要五项关键技术：仿生技术、机器人技术、人工智能技术、信息转移技术和人格复制技术。仿生技术提供优质的仿生材料、仿生组织和器官、仿生制造技术等。机器人技术提供仿生人的“躯体制造技术”。人工智能技术提供仿生人的“大脑制造技术”。人格复制技术和信息转移技术把人脑“意识和人格”复制和转移到仿生人的大脑上。信息转移技术实现人脑与仿生人脑之间的信息转移。

其四，与再生人相关的创新集群。所谓再生人，指具有自然人的全部生物学信息、社会学信息和人格特征的“复制人”。其身体来源于自然人体的体细胞培养，其意识和人格来源于自然人体的“人格信息包”。当自然人离开这个世界的时候，他/她的“再生人”会继续生存，一代又一代的再生和传递。关于再生人，至少需要四项科技突破：人体细胞全能性、人体再生技术、人格复制技术和信息转移技术。所谓体细胞全能性，指生物体细胞包含全部的遗传信息，在合适条件下可以培养出完整的新生物体。人体再生技术就是采用这种原理，利用人体的体细胞在离体条件下培育一个人体，相当于自然人体的“生物复制”。人格复制技术和信息转移技术将完成人脑的意识和信息的复制和转移。

超常应对

建立科技创新特区

世界科技发展，既有常规的科技进步，也有突发的科技革命。对于常规的科技进步，可采用常规科技政策，如做计划和建机构等。对于突发的科技革命，仅采用常规科技政策就是不够的。常规事情按程序办，超常事情需要超常应对。

我们认为，可参考和借鉴经济特区的做法。1979年邓小平提出办“出口特区”。1980年中央和国务院决定建四个“经济特区”：深圳、珠海、汕头和厦门。“经济特区”是中国改革开放的一个里程碑，为中国经济腾飞奠定了坚实基础。

经济特区建设，选择沿海开放城市，采用市场机制，成为外向型经济的桥头堡。借鉴经济特区经验，可以在第六次科技革命的主体学科领域，如生命科技、信息科技和纳米科技的交叉结合部，建立“科技创新特区”，与世界科技前沿全面接轨，努力打造一个瞄准新科技革命前沿的“微型创新体系”。

建议在继续推进现行科技体制改革的同时，启动“科技创新特区”建设。建设科技创新特区，可以采用经济特区的“特事特办”的经验，采用“一个目标、两个制度和三个重点”的基本思路，按照大科学、大创新、大交叉、大整合、目标导向、路径开放的原则，着力建设一个聚焦新科技革命的“科技特区”。

一个目标是：占有新科技革命20%的主导权，包括20%的标志性成就、20%的核心技术、20%的龙头企业、20%的生物经济（占全球份额）。

两个机制是：新科技革命的响应机制，如建立“国家再生医学促进中心”和科技革命监测评估制度等；新科技革命的支持机制，如设立“交叉科学专项基金”等；形成与主要发达国家的创新制度完全接轨的“创新特区机制”。

三个重点是：分别组建国家高等科学研究院、国家先进技术研究院和国家现代化研究院，形成具有世界竞争力的“科技创新特区”的骨干部分。

国家高等科学研究院，可以借鉴美国普林斯顿高等研究院和德国马普学会的经验，在第六次科技革命的主体学科领域建设一批“科技创新特区”，重点开展新生物学和再生革命的先锋性、开拓性和前沿性的交叉科学研究。在起步阶段，可建设4个研究所：整合生物学研究所、意识和思维研究所、仿生工程研究所和再生工程研究所，分别开展合成生命、信息转换技术、人格复制技术、网络人、仿生人、体外子宫、神经再生、器官再生和人体再生等的开拓性研究。

国家先进技术研究院，可以借鉴德国夫朗禾费学会的经验，在第六次科技革命的关键技术领域建设一批“技术创新特区”，开发提供关键共性技术，引导企业进入新技术和新产业革命的世界前沿。在启动阶段，可组建10个左右的先进技术研究中心，如再生医学、纳米仿生、信息仿生、再生技术和意念控制等。

国家现代化研究院，可以借鉴美国圣塔菲研究所和美国普林斯顿高等研究院的经验，开展科技革命与现代化、生物经济与现代化、再生社会与制度创新等交叉科学研究，为中国现代化和新科技革命，提供决策支持和服务。

结束语：

2001年美国科学基金会发表报告：《提升人类能力的会聚技术》，提出纳米科技、生命科技、信息技术和认知科学的会聚。2009年美国科学院发表报告：《21世纪的新生物学：确保美国领导正在来临的生物学革命》。2011年中科院中国现代化研究中心发表报告：《第六次科技革命的战略机遇》，提出新生物学和再生革命。2016年12月英国《自然》杂志发表《再生医学》展望，提出“人体重构”（Rebuilding the body）。新科技革命的“集合号”已经吹响。