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科普文章

彎道超車與創新跨越——《第三次工業革命》帶來的啟示

  • 發表日期:2014-04-08 【 【打印】【關閉】
  •   未來的社會生活及經濟模式究竟會是什么樣子?杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin)的《第三次工業革命:新經濟模式如何改變世界》為我們描繪了一個誘人的場景:第一次和第二次工業革命時期傳統的、集中式的經營活動將逐漸被第三次工業革命的分散經營方式取代;傳統的、等級化的經濟和政治權力將讓位于以結點組織的扁平化權力。人們將在自己家里、辦公室里、工廠里源源不斷地生產出綠色能源,并在“能源互聯網”上與大家分享。能源民主化將從根本上重塑社會關系,它標志著以協同合作、社會網絡和行業專家、技術勞動力為特征的新時代的開始。 

      又一個彎道出現——國際科技創新的新形勢 

      歷史告訴我們,經濟最困難之時,往往是技術和產業革命醞釀的關鍵之際,如1857年世界經濟危機后的電氣革命,以及1929年世界經濟危機后的以電子、航空航天和核能為代表的計算機革命;而科學發現和技術創新,又會為經濟發展開辟出新的領域,推動社會發生革命性的變化。 

      而我們現在所處的,正是一個創新空前密集的時代。也許,新一輪的產業革命正在蓄勢待發。其原因包括以下三個方面。 

      首先,國際科技創新的步伐明顯加快。自上一次工業革命以來,計算機、生物、材料等科技領域的知識體系不斷演化與完善,產生了很多新的或交叉的科學技術領域,或已經取得了長足進步,或正處于加速發展過程中。就像嬰兒某一天突然學會走路一樣,過去若干年間人們在量子信息調控與傳輸、生命基因的遺傳變異、腦與認知、地球系統演化等前沿科學領域,以及能源、資源、信息、先進材料、現代農業、人口健康等戰略領域誕生的群體性關鍵科學技術成果,極有可能在未來某個時期孕育出一個綜合性的重大突破。科技創新步伐加快的另一個證據是,技術產業化的周期也明顯縮短。以信息領域為例,惠普公司從成立到擁有10億美元資產用了47年,微軟用了15年,雅虎用了2年,谷歌只用了9個月。 

      第二,科技全球化的趨勢已經形成。隨著經濟全球化的進程,科技資源,特別是人才資源在不同國家間的流動也日益加快。僅中科院系統,2011年全年就有11800余人次出訪,以及17500余人次來訪,舉辦多邊和雙邊國際學術會議350多個。在生命科學、核聚變等領域已有一些成功的國際合作典范,如人類基因組計劃(human genome project, HGP)及國際熱核聚變實驗堆計劃(International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER)等,更多的合作計劃也正在啟動。此外,能否吸引外國研究人員長期工作,也成為研究機構是否屬于世界一流的評價標準之一。 

      第三,科技創新活動的組織和表現形式更趨復雜化。一方面,科技創新活動的組織模式不斷創新,在公平、公開的基礎上更加強調企業、用戶的全方位參與與受益,產業聯盟、專利池等“競爭性合作”的發展模式得到越來越多的認可,一種基于Web2.0的自發性群體智慧創新組織模式也在風起云涌;另一方面,傳統的大企業基于市場需求與眾多中小企業聯合構建起緊密的利益共同體,如淘寶和蘋果的appstore,也使這些大企業形成了更為領先的核心競爭力。在表現形式方面,發達國家和跨國企業對于專利權、非專利技術、商標權、著作權、特許權等無形資產的投資大幅增長,使得全球范圍內的知識產權交易活動更加頻繁,企業不論大小都提高了對知識產權的重視程度,即便如此仍會不時傳出一些關于知識產權大戰的重磅級新聞。 

      正因為此,各國政府高度重視科技創新在經濟發展中的作用。尤其是金融危機以來,“創新”更是成為各國科技政策的主旋律,大家都希望能夠化危機為機遇,通過新技術引領經濟走向繁榮。但正如杰里米·里夫金所說:“實現第二次工業革命到第三次工業革命的轉變,最艱難的部分在于觀念而非技術的發展。” 

      不斷超越極限——回顧前兩次工業革命的啟示 

      工業革命一般指由科學技術重大突破帶動的國民經濟和產業結構的重大變化。《第三次工業革命》一書對歷史上的兩次工業革命做了如下回顧。 

      第一次工業革命發生在18世紀60年代的英國,最早從紡織業開始,蒸汽機的發明和煤炭的使用使工業革命進一步深入,遍及化學、采掘、冶金、機器制造等部門。工業革命促進了資本主義生產力的迅速發展,提高了生產社會化的程度,也加快了信息流通速度,大量廉價的印刷報紙提高了民眾的受教育比例,同時也傳播了以蒸汽、煤炭為動力的能源革命。 

      19世紀中后期,伴隨著煉鋼技術的改進以及化石能源在工業中的廣泛應用,重工業部門有了進一步發展,電力、電器、化學、石油、汽車和飛機制造等一系列新型工業部門發展起來。工業的進步和資本主義經濟體系向全世界的擴展,促進了交通運輸和國際貿易的發展,電子計算機、控制和自動化技術的出現取代了部分人腦的工作,大大增強了生產的自動化程度,提高了整個社會的勞動生產率。集中式的中央電力系統以及電話、廣播和電視等通訊產業的迅速發展,反過來也使得化石能源變得越來越昂貴,經濟增長只能看著石油價格的臉色行事。 

      200年的工業化進程中,人類美化了地球,也傷害了地球。化石能源大量、廣泛的使用,在創造了工業文明的同時,也帶來了日益嚴重的副產品,如環境污染、氣候變暖、生態惡化,最終將可能對人類的生存與發展帶來威脅。人類不能再沿襲傳統的攫取和依賴不可再生資源的經濟增長方式,而需要尋求更加集約、更可持續、更符合自然和社會倫理的生產和生活方式,以煤炭和石油為標志的化石能源時代終將過去。已是世界第三大經濟體的中國,更不該缺席這場充滿機遇的第三次工業革命。 

      新工業革命的機遇同樣在于新通信技術和新能源體系的結合,即通過新通信系統管理流動性能源的機制。互聯網技術相對于第一代電子通信技術(電話、廣播與電視等)有著根本的不同,更適合管理分散式能源(可再生能源)以及與新能源相伴而來的扁平化商業活動:每個建筑都是小型的發電廠,人人都是綠色能源的自助生產者,任何一個能源生產者都能夠將所生產的能源通過一種網格式的智能電力系統與他人分享。新技術、新業態、新機制、新模式、新商業領袖,這就是第三次工業革命為我們描繪的藍圖。 

      如果說第一次工業革命中,蒸汽機使人類超越了體力的極限,第二次工業革命中,信息技術使人類超越了智力的極限,那么第三次工業革命中,綠色能源、通信技術等基礎設施的發展還將使人類超越地理的限制。 

      挑戰中尋找機會——第三次工業革命的五大支柱 

      如杰里米·里夫金所說,我們正處在信息技術與能源體系相融合的年代,互聯網信息技術與可再生能源的出現讓我們迎來了第三次工業革命,同時開創出一種具有活力的新型經濟體系。在這一體系中,通信技術充當中樞神經系統,對經濟有機體進行監管、協調和處理;能源則好比是血液,為將自然的饋贈轉化為商品和服務這一過程提供養料,從而維持經濟的持續運行和繁榮。因此,基礎設施就像是一種生命系統,把越來越多的人納入更為復雜的經濟社會中。新體系中的機會,或者說新工業革命的支柱包括以下幾個方面。 

      低成本可再生能源:由于傳統的化石燃料以及鈾燃料不可再生,且儲量不斷降低,導致其價格在國際市場上持續攀升。與此同時,受新技術突破及規模經濟等因素的影響,新型綠色能源的價格正在持續下降。據預測,光伏發電的成本有望以每年8%的速度下降,其成本每8年即可降低一半。一漲一落的巨大反差,將在未來某個時刻引起全球經濟的巨變,催生出21世紀的新型經濟范式。如今,太陽能和風能發電設備的數量增長已和20年前個人電腦以及互聯網用戶增長的軌跡基本相同,可以想象其在未來的發展空間。 

      分散式生產:與那些只能在世界某些地區發現的化石能源和核能等稀缺能源不同,可再生能源分布沒有明顯的地域區別,關鍵在于如何收集這些分布式、間歇式的能源。因此必須摒棄集中收集-生產-傳輸能源的傳統思維,及時做出轉變,用分散式思維利用起每一座建筑的屋頂、墻面和窗戶,將其變為一個微型發電廠,就地收集綠色能源,并為整棟樓房供電。這種理念在歐洲已經深入人心,經歷了從Low energy building(低能耗建筑)到Passive house stardard(被動式建筑)到Zero energy building(零能耗建筑)再到Plus energy building(增能式建筑)的發展路線。在分散式生產綠色能源的同時,制造業也正在逐步扁平化。過去,工業生產是垂直的,集中化的生產之后再進行集中化的宣傳、集中化的運輸和銷售。第三次工業革命將使這種生產方式發生改變,人們可以在自己家中或企業中以更廉價、更快捷的方式生產一批或一件產品,而生產出來的產品可以與世界上最先進工廠的產品媲美。 

      間歇式能源存儲技術:雖然可再生能源總量多且清潔,屬于可持續發展的能源,但太陽不會一直照耀,風也會時大時小,因此可再生能源多半是間歇式供應的,僅僅依靠當時產生的可再生資源來供電,整個電網的負載就會出現極端的不平衡。為了保障電力的正常供應,必須提前儲存部分電力,以備不時之需。可能的解決方案是將氫和其他可儲存能源集成在綠色建筑中,作為間歇性可再生能源的“緩存”,以保證持久可依賴的環保能源供應。 

      智能電網:將互聯網技術與可再生能源相結合所建立起來的神經網絡,可將成千上萬棟建筑生產綠色能源輸送到電網中去,通過能源互聯網實現與他人的資源共享。根據國際能源大會的定義,智能電網(smart power grids)也被稱為“電網2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用,實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。200812月以來德國政府已投資1.4億歐元實施“E-Energy”計劃,在6個試點地區開發和測試智能電網的核心設施,還準備投入10億歐元補貼扶持電動汽車,特別是電池技術的研發;200912月,英國政府發布《智能電網:機遇》報告,首次提出要大力推進智能電網的建設,2010年初又出臺了“2050年智能電網線路圖”,制定了詳細的智能電網建設計劃;美國于2004年發布了《國家輸電技術路線圖》,20097月又發布了《智能電網系統報告》(Smart Grid System Report),預計每安裝200萬只智能電表將為美國的消費者每年節約數十億美元,美國商務部下屬的國家標準技術研究院(NIST) 還公布了新一代輸電網“智能電網”的標準化框架,明確了智能電網的互操作性與網絡安全等75個標準規格、標準和指導方針;我國“十二五”期間在電網智能化建設方面的投資也將達到2860億元,僅2012年就已建設了17個智能電網綜合示范工程和1329座智能變電站,推廣應用了3700萬只智能電表。 

      插電式以及燃料電池動力車:第三次工業革命也將改變由汽車、公交車、卡車、火車等構成的全球運輸模式,使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構成的交通運輸網。可以自主生產綠色能源的建筑物和強大的智能電網基礎設施可以為插電式電動機、氫燃料電池車提供動力。同時,在良好的能源審計機制下,電動車所需要的電能可以通過智能電網平臺進行買賣,每座建筑都是一個加油站。 

      杰里米·里夫金認為,以上五部分之間的協同作用將實現“1+1>2”的整合效應,它可以改變整個世界,也能改變我們,從而樹立起一個新經濟的范例。 

      面對全球范圍資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化的嚴峻形勢,綠色發展以成為必然方向,可再生能源將逐漸在能源系統中扮演主導角色,推進人類的生存與自然環境的和諧。新型網絡、通訊技術會改變常識的知識界定和表達,加速數據共享、知識共享和服務共享,甚至改變信息安全的根本格局。云計算與互聯網相互滲透,網上社區、網上社會將成為新的社會形式。在新的工業革命時代,數字化、智能化技術滲透于制造業,改變了傳統生產模式和生產方式,規模制造與個體化設計相結合,產品多元化、升級換代速度加快。在通過網絡鏈接的新能源體系和個性化制造結構之下,社會經濟對時間、空間重新定位,“分布式”格局將與“全球化”互動相輔相成,每個局域系統相對獨立或“基本自給”,連接各單元的網絡體系發揮調節作用,因而避免了傳統的壟斷而造成的脆弱性,形成更加安全、穩定的社會形式,并成為國際競爭力的重要標志。 

      新一輪工業革命正在全球范圍內興起,中國正處于關鍵的轉型期和發展機遇期。不可否認,第三次工業革命會催生新的制造系統和裝備產業的發展,新科技、新材料和高端自動化機械及機器人正在第三次工業革命中體現出越來越高的重要性,這也是我們在戰略性新興產業培育方向上很好的機遇,也是彎道超車和創新跨越的機會;另一方面,先進制造技術終歸是在工廠和制造環節的應用,我國龐大的制造基礎將為先進制造技術和相關產業發展提供巨大的潛在市場和應用場所。彎道超車需要膽識與魄力,借用英國《經濟學家》雜志編輯、《第三次工業革命》系列報道撰稿人保羅·麥基里(Paul Markillie)的話來做總結:“大量非凡的技術正聚合在一起,智能軟件、新的材料、靈敏的機器人、新的制造方法以及一系列基于網絡的商業服務。(第三次工業革命)的車輪已經完全轉了起來,它來自‘大規模生產’,卻向‘個性化生產’的方向駛去,它將簡化生產流程并推動人們學會利用互聯網來分享創意。對中國來說,現在應該為迎接第三次工業革命做好準備!” 

                                                                                      (劉禹 亚愽娱乐app自動化研究所 副研究員)