潘教峰

新科技革命與三元融合社會
——關于雄安新區(qū)建設的宏觀思考

潘教峰

2017年4月1日，中共中央、國務院宣布設立河北雄安新區(qū)。關于雄安新區(qū)建設，習近平總書記強調，“用大歷史觀看待這件大事”。我們應當立足大歷史觀，準確判斷當今世界所處的歷史方位，科學前瞻世界科技發(fā)展趨勢及其影響，深刻認識人類社會發(fā)展的脈絡與圖景，為雄安新區(qū)建設提供科學性、戰(zhàn)略性、儲備性的咨詢建議。這是中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢院在雄安新區(qū)籌委會支持下舉辦“新科技革命與雄安的未來”高端論壇的初衷。

1 世界發(fā)展處在重大轉折期

我們處在一個大變革大調整時代，縱觀當今世界，無論是文明進步、發(fā)展模式、世界格局、科技創(chuàng)新，還是中國發(fā)展，都處在重大轉折期。

1.1 文明進步的轉折期

世界文明演進經歷了漫長的歲月，大約5000多年前人類逐漸擺脫蒙昧，而在經歷了農業(yè)文明到工業(yè)文明的發(fā)展歷程后，如今又處在孕育形成知識文明新形態(tài)的重大轉折期。

在農業(yè)文明時代，農業(yè)是社會發(fā)展的主要動力，社會生產以手工勞動為主體。在工業(yè)文明時代，機械化、電氣化、信息化代替手工勞動，拓展人的能力，使人類臂力（機械力）、腿力（移動能力）、腦力（計算能力）得到外化，極大提高了生產效率，社會生產力得到飛躍發(fā)展。

當今社會正在從工業(yè)經濟時代大步邁向知識經濟時代，知識資源正在超越土地、水、植物、礦產、能源等自然資源，日益成為社會生產力發(fā)展的關鍵要素和最重要的資源。總體判斷，我們處在文明發(fā)展進步的又一個重大轉折時期，人類社會正在向知識文明時代演進。

1.2 發(fā)展模式的轉折期

過去250多年的工業(yè)化，在全球僅使不到10億人口實現(xiàn)了現(xiàn)代化，卻已使自然資源（特別是化石能源）面臨枯竭的威脅，使自然環(huán)境遭受到巨大破壞。前瞻現(xiàn)代化未來圖景，更多人追求現(xiàn)代化生活的強烈愿望與自然資源供給能力和生態(tài)環(huán)境承載能力的矛盾日益凸顯和尖銳。

因此，傳統(tǒng)的破壞性地攫取不可再生自然資源的經濟增長方式，以集聚世界多數(shù)資源為手段的發(fā)展模式已經難以為繼。世界各國都在尋求新的綠色健康、資源節(jié)約、環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展模式，創(chuàng)建新的生產方式和生活方式。因此，經濟社會的發(fā)展模式也處在一個重大轉折時期。

1.3 世界格局的轉折期

當今世界政治經濟格局和國際秩序正面臨著二戰(zhàn)以來最為深刻的調整，充滿了不確定性。以金磚國家為代表的新興國家經濟快速發(fā)展，尤其是中國加速和平崛起，正在改變世界經濟版圖和力量的格局。世界經濟和科技力量向亞洲轉移漸成趨勢，正在改變東西方力量的對比。雖然和平發(fā)展依然是世界的主流，但是一些發(fā)達國家出現(xiàn)的逆全球化思潮、貿易保護主義對發(fā)展構成新挑戰(zhàn)，世界格局正處在一個重大轉折時期。

1.4 科技創(chuàng)新的轉折期

從大歷史觀看科技發(fā)展，其也處在重大轉折期。從16世紀近現(xiàn)代科技發(fā)生發(fā)展以來，已發(fā)生了2次重大科學革命和3次重大技術革命，催生了浪潮迭起的產業(yè)革命，導致生產力的跨越式提升，不僅極大地豐富了社會物質財富，也引發(fā)經濟、社會、軍事等領域的廣泛變革。

當今世界科技正處在新一輪科技革命的前夜，這次科技革命可能發(fā)生在物質科學、生命科學及其交叉領域，以綠色、智能和可持續(xù)為主要特征，顛覆性技術不斷涌現(xiàn)。新科技革命將催生新一輪產業(yè)革命，引發(fā)社會重大變革，從而引領人類進入知識文明時代。

1.5 中國發(fā)展的轉折期

中國的發(fā)展也正處在重大轉折期。中國經濟總量已躍居世界第2位，而發(fā)展過程中不平衡、不協(xié)調、不可持續(xù)等問題愈加突出，人口、資源、環(huán)境壓力日益增大，因此必須從資源驅動、要素驅動向創(chuàng)新驅動轉型。

中國已經邁入中等收入國家行列，挑戰(zhàn)和機遇都前所未有。在向現(xiàn)代化奮進的歷史進程中，要力避和克服許多風險和陷阱：要防止落入經濟上的“中等收入陷阱”、社會公信力的“塔西陀陷阱”、地區(qū)差異的“梅佐喬諾陷阱”以及大國關系的“修昔底德陷阱”，這4個陷阱是我們現(xiàn)代化建設過程中必須要跨越的。因此，未來10～20年是中國實現(xiàn)國家現(xiàn)代化具有決定意義的階段。

從大歷史觀看，現(xiàn)代化的歷史本質上是科技創(chuàng)新和進步的歷史，近現(xiàn)代社會的每一次重大變革都與科技的革命性突破密切相關?？萍际亲罹吒锩缘年P鍵力量，深刻影響和改變著民族的興衰、國家的命運，中國的現(xiàn)代化關鍵是科學技術的現(xiàn)代化。在當今世界重大變革期，我們應當抓住新科技革命的歷史機遇，加快世界科技強國建設，為實現(xiàn)“兩個一百年”目標提供強大的創(chuàng)新動力。

2 新科技革命加速產業(yè)變革

當前全球創(chuàng)新活動進入一個新的密集期，呈現(xiàn)出多點突破、交叉匯聚的生動景象，綠色、健康、智能引領創(chuàng)新方向，一些基本科學問題面臨著重大突破。

以新一代信息技術（如人工智能）、新能源技術、新生物技術、新材料技術為主要突破口的新科技革命，將從蓄勢待發(fā)狀態(tài)進入到群體迸發(fā)的關鍵時期，顛覆性技術不斷涌現(xiàn)，引發(fā)新一輪產業(yè)革命，推動全球創(chuàng)新格局重大調整，深刻改變人們的生產和生活方式。

2007—2016年，中國科學院通過持續(xù)開展“中國至2050年重要領域科技發(fā)展路線圖”研究、“科技發(fā)展新態(tài)勢與面向2020年的戰(zhàn)略選擇”研究和世界科技前瞻與中國科技突破研究，系統(tǒng)前瞻了近中期世界可能發(fā)生的22個重大科技事件，以及面向2050年在能源與資源、材料與制造、信息網絡、現(xiàn)代農業(yè)、人口健康、生態(tài)與環(huán)境、空間與海洋、重大前沿與交叉領域可能孕育著的重大突破。

2.1 能源與資源領域科技發(fā)展態(tài)勢

能源科技向綠色低碳、智能、高效、多元方向發(fā)展，多能互補、分布利用成為總的趨勢。到2050年可再生能源將約占全球能源的一半。

資源科技向礦產資源、水資源和生物資源的高效開發(fā)、綜合利用以及持續(xù)、穩(wěn)定、安全供給的總體方向發(fā)展。其中，水資源方面，將著重發(fā)展更高效、更經濟的節(jié)水技術、水回用技術，水循環(huán)關鍵過程、機理及水資源調控，跨境水資源開發(fā)利用與調節(jié)等。

2.2 材料與制造領域科技發(fā)展態(tài)勢

材料技術的發(fā)展趨向于結構功能一體化、材料器件智能化、制備過程綠色化。

綠色智能制造技術將引發(fā)產業(yè)全面變革。人機共融的智能制造模式、智能材料與4D打印技術，將推動大批量集中式生產轉向高度靈活、個性化、數(shù)字化新生產模式。智能機器人的研發(fā)應用將成為前沿和熱點，基于信息物理系統(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造將引領制造方式的變革。

2.3 信息網絡領域科技發(fā)展態(tài)勢

移動互聯(lián)網、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、量子計算機、第五代移動通信技術（5G技術）等正在重塑信息科技及產業(yè)的發(fā)展格局?！叭f物互聯(lián)”成為新趨勢。5G技術有望成為未來數(shù)字經濟乃至數(shù)字社會的“大腦”和“神經系統(tǒng)”，并帶來一系列產業(yè)創(chuàng)新和巨大經濟及戰(zhàn)略利益。

人工智能技術重新興起，麥肯錫公司預測，到2025年全球人工智能市場規(guī)模將達11萬億美元；美林銀行則預測人工智能對全球經濟的影響將達到14～33萬億美元。

2.4 現(xiàn)代農業(yè)領域科技發(fā)展態(tài)勢

農業(yè)科技向高效、安全、優(yōu)質生產方向發(fā)展。大數(shù)據(jù)、農業(yè)信息技術和智能農機裝備將成為農業(yè)現(xiàn)代化的關鍵支撐。高通量、智能化精準種養(yǎng)技術集成體系，自動化機器人和微型灌溉等促進農業(yè)高效、多產。農業(yè)防災減災、重大疫病防治技術研究聚焦數(shù)字化精準種子安全技術和生產安全技術?；蚪M編輯技術、分子模塊作物品種設計等新技術將對動植物品種培育和生物產品創(chuàng)制產生重大變革性影響。

2.5 人口健康領域科技發(fā)展態(tài)勢

生命科學研究向定量、精確、可視化、交叉會聚方向發(fā)展，腦科學、結構生物學、系統(tǒng)生物學、合成生物學、再生醫(yī)學等發(fā)展和興起。合成病毒、基因篩查、胚胎干細胞等新興生物技術加速走向應用，引發(fā)全社會對生物倫理、生物安全的關注。傳統(tǒng)醫(yī)學模式將發(fā)生深刻變化，以預防、預測和早期干預等為特征的健康醫(yī)學發(fā)展迅速，對腫瘤等重大疾病早期干預與治療有望實現(xiàn)。美國市場研究公司Grand View Research預計到2020年，全球精準醫(yī)學市場規(guī)模將達到1.97萬億美元，干細胞市場規(guī)模將達到1700億美元。

2.6 生態(tài)與環(huán)境領域科技發(fā)展態(tài)勢

在應對氣候變化和發(fā)展綠色經濟的引領下，全球生態(tài)與環(huán)境領域出現(xiàn)了新的變化：全球至2030年可持續(xù)發(fā)展目標相關科技問題成為研究重點，大規(guī)模人類活動對生態(tài)系統(tǒng)影響的研究受到重視，尋找能源、食物、水資源相聯(lián)系的綜合解決方案成為重要研究方向。災害監(jiān)測與風險評估技術、污染源防治與生態(tài)安全性評價技術、大尺度生態(tài)系統(tǒng)觀測與研究網絡成為主要的研究手段。

2.7 空間與海洋領域科技發(fā)展態(tài)勢

空間探測以月球、火星和小行星探索為主線，向著更深、更遙遠的宇宙邁進。從空間對地球的觀測正逐漸覆蓋地球系統(tǒng)各圈層的物理參數(shù)及人類活動造成的影響?？臻g態(tài)勢的感知和預警將得到加強，全球公認的空間行為準則逐步建立?？臻g技術的市場化和商業(yè)化將呈加快趨勢。

海洋科技聚焦國家安全與海洋權益、資源可持續(xù)利用和深海探索三大方向?？臻g—海洋立體化實時觀測已成為國際海洋科技發(fā)展的主流。載人深潛器、海底資源探測和開發(fā)、海底空間站等能力建設將得到空前發(fā)展。海洋新技術的突破正在加快新型藍色經濟的興起與發(fā)展。

2.8 重大前沿與交叉領域科技發(fā)展態(tài)勢

不同科技領域的交叉、滲透、融合將孕育重大科技創(chuàng)新，進而促進眾多學科的基本和關鍵瓶頸問題的解決。在宇宙演化方面，揭開暗物質、暗能量之謎，將是人類認識宇宙的又一重大飛躍，從而引發(fā)新的物理學革命。在物質結構方面，實現(xiàn)對構成物質的原子、分子甚至電子的調控，從“觀測時代”進入“調控時代”，將帶來能源、信息、材料等領域新技術革命和產業(yè)革命。在生命起源與進化方面，人類有可能找到地外生命存在的新證據(jù)；合成生物學和“人造生命”的突破為認知生命起源和進化開辟著新途徑，將打開非生命物質向生命物質轉化的大門，使人類從“臨床醫(yī)學時代”走向“健康醫(yī)學時代”。在意識本質方面，人類大腦及其認知功能、智力本質的研究正在快速發(fā)展，有望描繪出人腦活動圖譜和工作機理，一旦突破將引起信息與智能科學技術新的革命。

杰里米·里夫金對未來的工業(yè)革命進行了前瞻分析和預測。綜合研判，在新一輪科技革命的推動下，未來的產業(yè)革命至少有3個特征：（1）可能使傳統(tǒng)的農業(yè)、工業(yè)、服務業(yè)等產業(yè)的生產過程逐漸趨同，邊界越來越模糊，甚至融為一體；（2）生產過程將更關注個性化定制，消費者將在更大程度上參與設計和制造過程，甚至成為生產過程的一個重要環(huán)節(jié)；（3）生產方式將從大規(guī)模、集中式生產向個性化生產轉變，制造商、供應鏈的地理格局將發(fā)生根本改變。

3 以人為本的人機物三元融合社會孕育興起

愛因斯坦曾說過，想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。

面對世界發(fā)展的重大轉折，面對浪潮迭起的科技重大突破，人類社會未來的前景是怎樣的？科技是開啟未來之門的“金鑰匙”。借助科技的力量，破解發(fā)展矛盾、順應發(fā)展規(guī)律和潮流，我們可以發(fā)揮想象力，暢想人類社會和世界的未來圖景，那可能就是一個人機物三元融合的社會和世界。

3.1 在新科技革命的推動下，將形成以人為本的人機物三元融合社會

李國杰和徐志偉提出了人機物智能技術的概念，就是綜合應用物聯(lián)網、移動互聯(lián)網、通信、大數(shù)據(jù)計算、人工智能等技術，使物與物之間、物與人之間實現(xiàn)互聯(lián)，將智能融入萬物，實現(xiàn)無縫對接、協(xié)同計算。

在人機物智能技術的推動下，我們可以想象將出現(xiàn)通過信息資源使人類社會、虛擬空間、自然空間、機器物理空間聯(lián)通互動、數(shù)字雙生、虛實交融的景象，形成以人為中心的人機物三元融合的新社會形態(tài)。

在這個新的社會形態(tài)中，人的自由而全面的發(fā)展有可能真正實現(xiàn)，每個人將成為一個中心信息節(jié)點，圍繞個人興趣組織、利用信息資源進行生產、生活和創(chuàng)造，在終身教育、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、社交休閑、購物娛樂、健康保健等方面享受更精準、更舒適、更高質量的服務。

3.2 在以人為本的人機物三元融合社會中，人與自然、人與機器智慧將成為伙伴關系

過去數(shù)百年對自然的掠奪式開發(fā)利用，讓人類和自然付出了慘痛代價，促使人類反思與自然的關系：人類不應以損害自然來換取一時的發(fā)展，人與自然應和諧相處，共生共榮、水乳交融，應是一種伙伴關系。

科技創(chuàng)新使人的機械力、智慧力、繁殖力不斷外化，使獨立于自然人而自主存在的“機器智慧”漸成可能。從長周期看，人工智能、腦科學等新科技的發(fā)展，將改變人與機器的關系，機器將逐步具備特定智慧功能，并從人類的工具和從屬，逐步上升成為伙伴。

3.3 人類社會正向人機物三元融合社會邁進

數(shù)字經濟、智慧國家、智慧城市、超智能社會，都是人類社會正向人機物三元融合社會邁進這一歷史進程的階段性表現(xiàn)。世界各國紛紛出臺戰(zhàn)略、規(guī)劃、政策，希望抓住這一歷史機遇，搶占未來發(fā)展制高點，我國也因此大力推動“互聯(lián)網＋”和智慧城市建設。

案例1：新加坡——智慧國家。2014年新加坡提出“智慧國家2025”的10年計劃，其核心理念是3C：連接（Connect）、收集（Collect）、理解（Comprehend）。該計劃將構建“智慧國家平臺”，建設覆蓋新加坡全國數(shù)據(jù)收集、連接和分析的基礎設施與操作系統(tǒng)，將收集到的各種感應數(shù)據(jù)反映到公共交通、能源供應、醫(yī)療保健等系統(tǒng)中，并根據(jù)所獲數(shù)據(jù)預測公民需求，提供更好的公共服務。

案例2：歐洲——智慧城市。歐洲建設智慧城市起步較早，實施了“電子歐洲”行動計劃、信息社會發(fā)展戰(zhàn)略等，在智慧城市基礎設施建設與相關技術創(chuàng)新、公共服務、交通及能源管理等方面進行了多項成功實踐。歐盟的生活實驗室網絡（Open Living Labs: European Network of Living Labs，ENoLL）于2006年由芬蘭發(fā)起。ENoLL將城市打造成為開放創(chuàng)新空間，營造有利于創(chuàng)新涌現(xiàn)的城市生態(tài)，并以生活實驗室為載體推動智慧城市建設。如：荷蘭阿姆斯特丹，通過生活實驗室構建，讓政府部門、企業(yè)、科研機構及用戶，參與協(xié)作的體驗、設計創(chuàng)新與示范推廣，推行可持續(xù)能源、節(jié)能建筑、智能家居、電動汽車等。

案例3：英國——智慧社會。英國學者提出《邁向智慧社會》：智慧醫(yī)療保健和健康管理、智慧城市、智能家庭和可控個人、智能工作、工作中的智能合作以及通過社會媒體平臺的智能社交。2015年起英國政府陸續(xù)發(fā)布有關未來城市的研究報告，主要包括：未來城市的科學、愿景、智能綠色基礎設施、技術、土地使用、健康、能源、材料、產業(yè)等。

案例4：日本——超智能社會。2015年，日本“第五期基本計劃”提出建設超智能社會（也稱為“社會5.0”），從社會形態(tài)發(fā)展角度描述了未來智能的發(fā)展趨勢和應用前景。他們對超智能社會的界定是：能夠將所需的物品、服務在所需之時按所需之量提供給所需之人，精細化地應對各種需求，使每個人都能享受到高質量服務。其5個重點是：綠色能源體系建設、醫(yī)療健康研究與服務、先進的基礎設施、生產與社會數(shù)據(jù)增值利用、農作物生產自動化。其3個關鍵要素是：（1）以大數(shù)據(jù)為背景，不同領域交叉融合，可向任何人提供高質量服務；（2）人工智能技術和機器人技術改變勞動環(huán)境，機器人將安全和高效地部分代替人；（3）物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人等是開啟超智能社會的關鍵因素，日常生活中產生各種數(shù)據(jù)信息將被收集利用。在推進實施方面，日本多部門提出構建“超智能社會”的脈絡，如日本產業(yè)技術綜合研究所發(fā)布《2030年研究戰(zhàn)略》，提出創(chuàng)新協(xié)同機制、法律保障機制、人才與教育環(huán)境、核心技術研發(fā)支撐等措施。

展望未來30年人類社會發(fā)展，將以發(fā)展數(shù)字經濟、智慧城市、智能社會為抓手，以促進人機物三元融合為方向，創(chuàng)新發(fā)展模式、生產方式和生活方式，塑造人類永續(xù)發(fā)展的知識文明形態(tài)。

4 建設雄安創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)

《中共中央、國務院關于設立河北雄安新區(qū)的通知》闡述了雄安新區(qū)建設的重大意義，明確了雄安新區(qū)的定位和建設任務。

雄安新區(qū)定位之高前所未有，責任之重前所未有，挑戰(zhàn)之大前所未有。如何把雄安新區(qū)這一“千年大計、國家大事”辦好，使之成為貫徹落實新發(fā)展理念的創(chuàng)新發(fā)展示范區(qū)，需要集眾智、聚眾力，謀劃好、布局好、建設好，這是一項長期的戰(zhàn)略任務。

2016年下半年以來，中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢院著眼面向未來的新型城市形態(tài)、引領中國未來城市現(xiàn)代化建設，系統(tǒng)調研分析了國內外有關情況，就新區(qū)的定位、未來城市形態(tài)、未來社會發(fā)展模式、未來高端產業(yè)發(fā)展方向等進行了深入研究，形成了若干份研究報告，提出了一系列咨詢建議，為雄安新區(qū)謀劃建設貢獻了一份力量。

雄安新區(qū)因疏解而生、應創(chuàng)新而起、逐智能而強，在未來建設中，應采取“國家創(chuàng)新特區(qū)”的體制，充分用好新科技革命的成果，積極探索人機物三元融合社會下的未來城市新形態(tài)。

（1）采取“國家創(chuàng)新特區(qū)”新體制。雄安新區(qū)建設猶如在一張幾近空白的紙上書寫最美、最好的圖畫：探索性強，沒有現(xiàn)成管理模式可搬，需要打破現(xiàn)行體制的諸多制約，在產業(yè)經濟、社會發(fā)展、政府服務、文化環(huán)境等方面取得根本性的突破，建立新型治理體系。因此，建議應由全國人大常委會授予雄安新區(qū)制定地方法律和法規(guī)的權力，為雄安新區(qū)發(fā)展提供法制保障。

（2）充分用好新科技革命的成果。新一輪科技革命和產業(yè)變革是雄安新區(qū)建設最大的變量和增量。要把握新科技革命的突破口，發(fā)展最具引領性的人機物融合的智能技術，瞄準顛覆性、開創(chuàng)性、先導性技術，前瞻布局。堅持產業(yè)高端定位，布局發(fā)展“綠色＋”“智能＋”“健康＋”高端產業(yè)。富集創(chuàng)新資源和要素，創(chuàng)建有利于新技術孵化、轉化的平臺和政策環(huán)境，成為集中培育新產業(yè)、形成新動能的策源地和創(chuàng)新引擎。

（3）探索人機物三元融合社會下的未來城市新形態(tài)。要著眼構建人與自然的伙伴關系，將人-自然-技術相結合，建設生態(tài)環(huán)保的新型智能社會的社會形態(tài)和創(chuàng)新空間。著眼人機共融、同處一個空間、協(xié)同工作和生活，建設集成完善的智能型基礎設施、共享型網絡服務平臺、智慧型超級社區(qū)、開放型創(chuàng)新環(huán)境。著眼示范引領，建設一個功能集成化、交通便捷化、服務智慧化、資源可循環(huán)利用的綠色、安全、宜居型城市，成為中國未來城市和區(qū)域發(fā)展的樣板和先鋒，引領中國乃至世界的轉型發(fā)展。?

【作者單位：中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院】

（摘自《中國科學院院刊》2017年第11期）