世界科技发展的新趋势及其影响

第9版(理论)
专栏：

世界科技发展的新趋势及其影响
　　内容提要
20世纪90年代以来，人类社会正在经历一场新的科技革命，以信息技术、生物技术、能源技术和纳米技术为代表的科技进步日新月异，对经济社会的发展与进步起到了巨大的促进作用。科技与经济、教育、文化、社会等的联系日益紧密，科技革命带来的深刻影响广泛表现在经济社会的各个领域和层面上。在国际竞争日趋激烈的今天，自主创新能力已成为国家核心竞争力的决定性因素。
　　当前世界科技发展的几个热点问题
　　总的来说，当前世界科技发展呈现出全面推进的态势，无论广度和深度都同过去不可同日而语，但其热点主要集中在信息技术、生物技术、能源技术和纳米技术上。
　　第一，信息技术是走到了顶峰还是在孕育新突破？在过去近半个世纪里，信息技术和信息产业对其他产业的渗透和带动，超出了几乎所有人的预想。但是，近两年来大量信息类公司纷纷倒闭或陷入困境，信息产业增长速度急速下滑，又使人怀疑信息革命的高潮是否已经过去。冷静地分析，目前信息产业走入困境，主要是由于过度炒作以及股市泡沫破灭后投资者出现信心危机所致。就信息技术本身而言，现在还远未达到顶峰，而且正孕育着新的突破。一是集成电路等微电子技术正在孕育新的突破。研究显示，芯片集成晶体管数量每18个月左右增加一倍的摩尔定律已被突破，达到每12个月增加一倍。如果用纳米电子学的方法代替光刻工艺，将使集成电路的集成度等指标在现有基础上提高上万倍。二是计算机技术向多极化方向发展。巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机等构成计算机的家族世界，它的发展轨迹是谁占领了市场先机谁就成为主导产品。三是通信技术与网络技术相互融合，构成了以无线保真技术为基础的无线联网。它可以通过便携式电脑或其他运算器件随时随地高速联网而无需电缆，从而使个人拥有网络通信能力。
　　第二，生物技术是否正在酝酿新的主导产业？在农业转基因生物技术方面，利用转基因技术，转基因谷物、大豆、杂交水稻等抗逆、抗病高产作物以及转基因动物等不断培育成功，是对传统农业的重大技术革命。在医药生物技术方面，基因克隆、细胞克隆、个体水平克隆等无性繁殖技术发展迅速；基于器官修复和移植的干细胞克隆研究取得积极进展，为人类实现从治疗疾病到预防疾病的历史性转变奠定了坚实基础。在生物芯片方面，DNA芯片成为生物技术与微电子技术相结合的产物，它的应用将大大提高疾病的检测准确度和效率，为更快地发现一些疑难疾病带来希望。被称为“生命天书”的人类基因结构图绘制计划已经完成。没有人怀疑，在各国大量投资生命科学和生物技术之后，在生命科学中的疑惑被一个个破译和解答之后，将会形成一个巨大而充满活力的生物产业，并对环境、农业等产业的发展带来巨大影响。
　　第三，能源技术为什么重新升温？进入新世纪，能源问题研究又在全球范围升温。这不是偶然的，而是与能源在当今世界经济、政治和人类生活中的作用密切相关的，也与石油资源的巨大消耗和日益紧缺密切相关。有学者认为，21世纪人类面临的各种科学问题大多与能源有关。能源技术的发展有四个重点方向：一是化石能源，其核心之一是洁净煤问题；二是太阳能与风能、生物质能，它们被称为三大可再生洁净能源；三是电动汽车，着力开发污染很少、发展潜力巨大的燃料电池；四是核聚变，从长远来看，核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源，核聚变将是核能利用的一个重要方向。能源问题的研究将更加注重环境问题。
　　第四，纳米技术何时取得革命性突破？纳米本是一个尺寸的概念，但纳米科学的发展不是一个简单的尺度上的深化，而是当材料尺寸减小到纳米量级后，它所表现出的一些新奇的物理效应。发现、掌握、利用这些效应，可能会在信息、生物、能源领域带来深刻的技术革命。目前，纳米技术的发展有一些新的特点。一是发展微加工手段，对原子、分子进行加工，从而塑造全新的微观世界。二是纳米技术可能引发相关领域的产业革命。比如，在材料方面，纳米技术可能使材料性质发生根本转化，如硬的变软，导电的变成不导电，无磁性变成有磁性等；在微电子学与器件方面，纳米技术可以制造更节能、更便宜的微处理器，使计算机效率提高百万倍；在生物和农业方面，纳米技术可制造新的化学药品，可对动植物基因进行改良。目前由于纳米科学和技术的概念突破还很少，其相应的产业革命还远未到来。但可以预料，纳米科学具有巨大潜力和美好远景，将给人类文明和社会进步带来不可估量的影响。
　　当代世界科技发展的新特点
　　当今世界的科技发展既遵循过去的一些规律，又呈现出一些新的特点。
　　科技创新出现群体突破态势，并不断突破人类的传统认识。当代新科技革命表现为群体突破的态势，新的技术群和新的产业群蓬勃发展，这标志着科学技术进入了一个前所未有的创新密集时代。除了信息技术，现代生物技术和生命科学、纳米科技、航空航天科技、环保科技等也正在孕育一系列重大突破。许多高新技术产业群迅速崛起壮大，成为经济发展的主要推动力。各种先进实验仪器设备的发展，为科研活动提供了前所未有的条件，大大提高了人类认识和改造物质世界的能力，也使科学技术正在宏观和微观两个尺度上向着最复杂、最基本的方向发展。如在超强磁场、极低温、超高压等极端条件下，带来新物质的形成，新效应的发现，新理论的建立，新技术的开发。建立在多学科基础上的复杂系统研究已经列入科学研究的议程，如对社会系统、经济系统、大脑和生命系统、生态系统、网络系统的研究，将对经济、社会和人类自身的发展产生重大影响。对微观系统的深入探索，如对基本粒子和受控核聚变、基因、微机械、微加工和纳米材料等的研究，完全突破了人类的传统认识，可能引发全新的技术革命。
　　重大创新更多地出现在学科交叉领域。文艺复兴以后的几个世纪里，科学技术领域不断细分。但最近几十年，科学技术的发展又向我们展示了自然组织更深层次的根本统一。在这个新的境界上，许多学科之间的边界将变得更加模糊。第一，科学和技术之间的高度融合，是当代科学技术发展的一个基本特征。科学和技术的结合和相互作用、相互转化更加迅速，逐步形成统一的科学技术体系。在这个统一体系中，一方面，基础科学的作用日益增强，不断为技术进步开辟新的方向，并且以更快的速度向应用开发和产业化转移；另一方面，技术发展又为科学发展提供了有效手段，许多大科学工程越来越依赖于技术装备的突破。第二，数学和定量化方法的广泛应用是当代科学技术发展的又一个基本特征，标志着人类对自然的认识已从定性阶段全面进入到定量阶段。量子力学的突破使量子化学、量子生物学应运而生，深化了人类对于化学、生物学基本原理的认识。数学和统计力学的发展，结合大规模计算和仿真技术的应用，深化了人类对于复杂系统的认识，促进了地学、环境科学等学科向定量化的演进。第三，自然科学和人文社会科学的相互渗透，极大地改变着人类的生活方式。历史经验告诉我们，任何一个技术创新活跃的时代，都伴随着人文创新的导引。今天，科技不仅在物质生活层面上支持和促进人和文化的发展，而且在精神生活层面上关注和推动人和文化的发展，从而给人的生存和发展注入更加完整和深刻的内涵。人类的前途虽然取决于诸多因素的交互作用，但是科技与人文的结合无疑是其中一个决定性因素，经济社会的发展也必将建立在科技与人文两个车轮之上。
　　科技创新、转化和技术更新速度不断加快，原始性创新的地位日益突出。目前，科研成果转化为现实生产力的周期越来越短，技术更新速度也日益加快。在19世纪，电从发明到应用时隔近300年，电磁波通信时隔近30年；到了20世纪，集成电路仅用了7年的时间就得到应用，而激光器仅仅用了1年多。今天，人类基因组、超导、纳米材料等本属于基础研究的成果，在中间成果阶段就申请了专利，有些甚至迅速转化为产品走进人们的生活。在计算机技术方面，每5到7年速度就增加10倍，体积减小到原来的1／10，价格下降到原来的1／10。这充分说明，当前科学与技术的界限日益模糊，技术和产品更新换代速度不断加快，经济竞争已前移到原始性创新阶段。原始性创新能力已经成为国家间科技竞争成败的分水岭，成为决定国际产业分工地位的一个基础条件。
　　科技与经济、教育、文化、社会等的联系日益紧密。今天，人类面临的许多问题都具有综合性质，如温室效应、臭氧层破坏和资源问题等，既是科技问题，也是经济、社会问题。这些问题的解决超出了自然科学技术能力的范围，必须综合运用各门自然科学、各种技术手段和人文社会科学的知识去研究解决。在科学技术发展中，我们不仅要考虑其对自然的开发能力，而且更要重视人与自然的和谐相处，尽可能以知识投入来替代物质投入，以达到经济、社会与生态的和谐统一。
　　科技创新和进步对经济社会的影响
　　科技创新和进步的深刻影响，广泛表现在经济社会的各个领域和层面上，突出表现为对国家竞争力的决定性作用。
　　科学技术特别是高技术成为经济发展的主导力量。20世纪以前，科学技术在经济发展中一般处于从属地位，基本特点就是生产的实际需要刺激技术的发展，并为科学理论的形成奠定基础。时至当代，科学理论不仅走在技术和生产的前面，而且为技术和生产的发展开辟了各种可能的途径。比如，先有了量子理论，而后促进了集成电路和电子计算机的发展；运用相对论和原子核裂变原理，形成了核技术；运用分子生物学和遗传学的最新成就，发展了生物技术。现代科学技术的这种特点，决定了它在经济发展中必然成为主导力量。
　　信息革命极大地促进了世界经济结构的变革。信息业等新兴产业迅速崛起，已成为今日世界第一位的支柱产业，成为带动世界经济增长的火车头。值得注意的是，信息技术与传统产业的有机结合，有力地促进了传统产业的技术升级。生物技术、纳米技术和能源技术对经济的影响，主要也体现在新技术与传统产业的结合上，从而引发农业、医药、材料、能源等产业结构的新一轮变革，加速传统产业的高技术化。
　　科技全球化和社会知识化进程加快，对社会生产方式和生活方式将产生深刻影响。新一代网络通讯技术进一步加快了经济全球化进程，科技全球化正在成为经济全球化的重要表现形式。科技全球化的主要目标是利用全球科技资源来加强本国或本企业的研究开发工作，以更低的成本、更高的效率获得更强大的竞争力。这一方面表现为在人类对自然界的认识和改造方面合作最多的就是国际大科学工程，如人类基因组、空间站等国际合作计划的实施；另一方面表现为跨国公司加速在不同国家建立研发机构，实现生产经营的本土化。与此同时，社会知识化是与经济全球化同样显著的另一个重要发展趋势。这主要表现为发达国家产业的知识含量日益增加，知识经济的社会形态正在成为现实，知识资源正在成为主要的财富源泉。以科技创新为主的知识创新活动，将成为人类的主导性社会活动。国民的知识水平将越来越高，终身学习成为必然要求，整个社会将成为学习型社会。
　　自主创新能力成为国家核心竞争力的决定性因素。在国际竞争日益激烈的今天，科技创新能力已经成为市场竞争成败的决定性因素。美国经济学家在上个世纪末就提出了“胜者全得”的理论，即一个企业在高技术领域领先一步，哪怕是一小步，就有可能占领绝大多数市场份额，其他竞争者将很难生存。最为典型的是英特尔和微软，他们分别占有世界微处理器、系统软件90％的市场份额，后来者似乎连参与竞争的机会都没有。实际上，这种“胜者全得”也越来越显著地体现在国家间竞争的层面上。在世界产业体系中，居于“中心”的少数发达国家利用科技优势，向不发达的“外围”国家转移低端技术及低技术含量产业，并通过资本力量、金融手段、舆论引导甚至军事手段来固化这种格局，其结果是强者恒强，弱者愈弱。东南亚金融危机、拉美经济危机等的相继爆发，表面上看是经济体制、管理体制的问题，但更深层上则是对外技术依赖、市场依赖和资本依赖的结果，核心是国家创新能力不足。总体来看，在现代科学技术知识生产和应用的国际分工体系中，发展中国家基本上处于依附地位，面临着日趋严峻的经济安全、文化安全和军事安全问题。发达国家与发展中国家间知识鸿沟不断拉大的趋势，对于人类社会的发展与进步是一个无可回避的挑战。
　　在今天这样一个瞬息万变的时代，不可能会有人对未来科技发展的趋势和速度作出准确的判断。但有一点是可以肯定的，即国家对科学技术研究的投入决心是不能动摇的；基础研究的创新是一切创新的源泉。