第四次工业革命对环境治理体系建设的影响与挑战

薛澜+张慧勇

摘要 以人工智能为代表的第四次工业革命发展迅速，特别是能源和新材料技术的突破，极大可能改变人类现有能源格局，并对建立在化石能源思维下的传统环境治理体系带来巨大影响。为此，本文梳理了第四次工业革命代表性的科技进展，分析了其对国家环境治理体系的积极影响：①将改变建立在化石能源基础上的工业、农业和城市形态，打破经济发展对资源、能源和土地的高度依赖，彻底告别环境污染和生态破坏；②将真正实现面向现在和未来的数据精准决策，显著改善人类应对不确定性环境风险能力。另一方面，由于人工智能会极大提升公民个体对复杂科学技术和社会规则的掌握能力，会改变传统治理结构中政府—市场—社会三元力量对比，给政府在环境治理领域的政策制定和执行带来新的挑战：①公众的能力足以使得他们对政府做出的任何不利于自己的政策提出挑战，政府信息公开和透明决策压力空前；②社交媒体使得公众对政府及主流媒体信息的关注大大下降，对政府如何利用新型社交媒体进行环境保护宣传教育提出了新的挑战，同时也对社会管理部门如何培育环保社会组织，弥补政府影响力下降所产生的空白提出了新的课题；③个体可以同时具有律师、会计、記者等处理复杂社会问题的能力，挑战政府维护社会公平稳定的利益裁量权，对环境司法公正提出更高要求。当前，中国正在进行环境体制改革创新，追求环境治理体系和治理能力现代化，如何关注、分析并积极适应由于技术变革引起的经济基础和上层建筑变化，避免制度资源错配，对于我们这样一个正在进行工业化的后发型国家尤为重要。文章最后建议，要高度关注这个领域的研究前沿进展，在制定发展规划与改革措施过程中，以未来的技术环境为出发点；要加强治理创新，引导技术朝着有利环境保护的方向发展；要加强技术对国家治理体系和治理能力双向影响研究，推进政府改革与创新，为人民提供更好的公共产品。

关键词 第四次工业革命；人工智能；环境治理

中图分类号 X24文献标识码 A文章编号 1002-2104（2017）09-0001-05DOI：10.12062/cpre.20170525

以移动互联、人工智能、3D打印、生物科技、新能源和量子计算等技术突破为代表的第四次工业革命大幕已经开启，“我们尚不清楚这场革命将如何展开，但是有一件事显而易见——必须要对这次变革做出协调一致、综合全面应对，这一过程涉及全球政治中的各个利益攸关方，从公共和私营部门，到学术界和民间社会” 1]。第四次工业革命相关技术会带来更多的市场机会，更高的经济效益，更新的产品和服务。对于由无数私营部门组成、追求效率的市场来说，这些新的变化主要是正面的、积极的，但对于政府和社会来说，则具有多重不同含义。

第四次工业革命带来的技术进步的确会显著改善政府提供公共产品的能力，在军事外交、警察治安、教育养老、医疗卫生和环境保护等公共产品领域，政府可以为民众提供更好的服务，增强人民幸福感；但“从整体上来说，新技术使得新的竞争、权力的再分配和分散成为可能，政府实施政策的中心作用减弱，政府将日益面临压力，迫使它们改变现有的与民众接触和制定政策的方式”，这对一个政府的权威性以及随之带来的社会秩序（稳定性）形成足够挑战[2]。对于中国这样仍然处于工业社会期间，正在进行大规模环境基础设施投资、制度建设、能力建设的历史时期，分析研判第四次工业革命技术对于下一阶段国家治理体系和治理能力，特别是绿色转型的环境治理体系和治理能力的双向影响，具有特别重要意义。

1 第四次工业革命的主要技术概览与特点

第四次工业革命主要特征是技术的融合，消除物理世界、数字世界和生物世界的界限。与以畜力代替人力的农业文明不同，也与以蒸汽机、电力和计算机（互联网）为代表的第一、第二、第三次工业革命不同，第四次工业革命以智能互联机器和系统、基因测序、纳米技术、可再生能源和量子技术的极大突破，特别是它们横跨物理、数字和生物几大领域复杂互动，各种技术彼此交融、相互促进为特点。正如没有超级计算能力的出现，就难以实现基因测序；没有人工智能的技术进步，就无法推动高级机器人的发展。在新工业革命的大框架下，技术融合和交互这一特点决定了第四次工业革命与前几次革命有本质不同，认识和理解这次革命需要跨界思维。

虽然没有统一的定义，以目前的认知，代表第四次工业革命的突破性技术有20项左右[3-4]。主要包括机器人与自主系统、增材制造（3D打印）、大数据分析、人体机能增强系统（Human Augmentation）、移动和云计算、医疗进步、网络空间、能源、智慧城市、物联网、食物与水技术、量子计算、社交媒体使能（Social Empowerment）、先进数码产品、混合实境（即虚拟现实与增强现实）、气候变化技术、先进材料、新型武器、太空、合成生物等20大核心科技。

与前面几次工业革命相比，第四次工业革命有着显著不同的特点。世界经济论坛主席施瓦布先生对此有过总结：第一，第四次工业革命的技术创新与扩散的速度非常快，从前几次工业革命的线性发展到目前的指数发展。这种前所未有的发展速度导致很多技术会对社会有什么样的影响（无论正面还是负面）很难预料。第二，技术影响的广度和深度前所未有。如前所述，第四次工业革命涉及很多领域的创新。这些创新同时发生，通过互相的关系，产生更多的连锁反应，给很多领域带来了范式的转变。第三，第四次工业革命将给个人、企业、国家乃至人类社会带来系统性的变革[4]。正因为如此，我们必须在迎接第四次工业革命给人类社会发展带来美好前景的同时，也必须审慎评估这次工业革命给人类社会可能带来的烦恼并采取积极措施应对。

2 第四次工业革命对环境治理体系的积极影响

进入20世纪后，造成地球生态环境发生巨大变化的人类活动主要有两大驱动因素：伴随着人口增长和迁移的城市化进程，以及化石能源系统和工业结构[7]。目前发达国家环境治理体系均是围绕这两个驱动因素而建立的，以控制化石能源燃烧、改变偏重产业结构以及推动城市绿色化进程为目标而构建的一系列制度体系，包括体制机制、法律法规安排等一整套紧密相连、相互协调的国家制度。我国也不例外，如《大气十条》的制度安排，体现了以控煤为主的环境治理体系设计思路。由于第四次工业革命极大可能改变人类的能源格局，必然对建立在化石能源思维下的传统环境治理体系带来巨大影响。endprint

2.1 新能源、可再生能源及能源存储技术可能让人类一直致力控制的化石能源燃烧污染物不复存在

伴随着太阳能、风能技术突破，更加安全、废料更少的新核反应堆，可以让海藻分泌生物柴油的生物技术，可燃冰开采技术突破，人类将迎来廉价的非化石能源时代。现在人类在着力控制的污染物——CO2、SO2以及PM2.5等困扰城市群的污染问题将大大减轻，甚至不复存在。现代人类为控制这些污染物投入的硬件资源——监测设备、人力资源和软件资源——制度、法规可能失去目标，特别是对于后发型国家，有巨额资源错配的可能性。

2.2 新材料将打破经济发展对资源的高度依赖

第四次工业革命带来的新材料技术不胜枚举，如自我修复、自我清洁智能材料，可以将压力转化为能源的陶瓷材料，以及号称“材料之王”石墨烯技术，可以实现手机一次充电终身使用，电动汽车将彻底取代燃油汽车。最近科学家还发现了聚六氢三嗪（PHTs）新型可回收热固性聚合物，有望对过去普遍认为无法回收、但却又广泛用于生产手机、电路板乃至航空器部件的材料实现回收利用。海水淡化、微型灌溉、污水回收、雨水收集等科技将会减缓人类对淡水水源的需求。这些技术都可以让循环经济以资源再生利用为出发点，打破经济发展对资源的高度依赖。

2.3 基因农业技术实现生态环境友好

合成生物学的发展，可以实现基因编辑，用于改良动物基因，以降低饲养成本或更好地适应当地条件，还可以培育出能耐受极端温度或干旱的粮食作物，将极大减少农药化肥使用，减少农业面源污染带来的水体富营养化和土壤污染问题。立体化农业，成倍减少由于种植农作物造成的毁林、毁草、毁湖、填海农业用地，保护生态系统生物多样性，彻底改变建立在化学能源基础上的现代农业模式，在满足人类粮食供给的同时，避免环境污染和生态破坏。

2.4 智能城市改变传统城市“新陈代谢”模式

传统城市的新陈代谢引发两类环境变化：污染效应和土地使用效应。未来的智能城市将利用信息和通讯技术（ICT），通过大数据以及自动化来提高城市的可持续性，比如使用分散探测系统将实时监视城市用水用电数据，通过智能电网自动调整配电设置；通过联网的交通信号系统以及自动驾驶系统来减缓车辆堵塞；利用由新材料和新设计技巧所建的智能建筑来提高空调和照明系统效率，减少能源浪费；使用屋顶太阳能板、小型风力发电机、地热发电，以及其他可再生资源提供干净的电力；空间分享可以实现经济繁荣与城市扩张分离，节约大量土地。城市黑臭水体、垃圾围城以及严重雾霾问题将伴随着智能城市的发展逐渐消失。

2.5 政府环境管理实现面向未来数据精准决策

借助人工智能技术，无人驾驶汽车、飞机、船舶、潜水器可携带各类传感器、影响设备，瞬时、动态采集、分析各类水、气、土数据，结合卫星图形、历史数据，进行复杂运算，准确识别跨流域甚至跨时空污染源和影响目标，可以全流程监测分析河流水质，而不只是依靠断面和固定点位数据；跨界跨流域污染界定不再复杂，历史责任分担将有严谨的数据支撑，不再是道义问题；借助万物互联，一个国家或地区政府可以对本国或本辖区乃至全国和全球的环境要素（水、气、土壤、生态）以及影响这些要素变化的自然活动（宏观气候、自然灾害）和人类活动进行实时数据采集、分析，并通过数学模型准确预测未来发展趋势，制定相应措施。3D技术可以现场打印原来需要集全工廠之力才能完成的各类环境监测分析设备，机器人可以代替人类进入危险区域，采样、分析并适时传输数据，人类应对不确定性环境风险能力大大增强。政府环境监管政策不再是依靠经验、历史数据进行，而是真正实现面向现在和未来的数据精准决策。

3 第四次工业革命对政府权威及环境治理提出的新挑战

人工智能的发展，特别是智能手机与云计算相结合，再辅以跨越国界的社交网络发展，将会使得社会个体都有

可能面临海量的科学信息与知识，在人类认知能力没有突破性变化的情况下，社会不同个体的知识体系更加离散和多元，从而导致社会

对复杂科学问题的认识、分析和判断也更加多元。这种情况的出现有可能导致涉及环境治理问题等方面的决策更难，对政府的权威性挑战更大，全社会能够采取集体行动的可能性也越小。这种局面的出现将对传统的环境治理模式提出双重挑战。一方面，在传统的环境治理模式中，政策精英在公共政策分析中由于具有专业知识垄断市场而发挥其独特的作用。而现在普通社会个体或群体所具有的分析能力已经可以与政策精英相媲美，从而导致政策精英的知识垄断被打破；另一方面，在传统的环境治理模式中，政府或相关公共部门在涉及不同利益取舍和不同价值观念的采纳方面扮演最终裁决者。但现在社会对这种最终裁决的认同在不断减小，也会导致政策执行面临巨大困难。这些新的局面要求我们必须认真分析第四次工业革命在给我们带来各种巨大收益和福音的同时可能给我们带来的各种挑战。

3.1 挑战专属于政府的数据采集、分析权力

目前智能手机已经具有各种可以测量天气、位置、光度、声音、以及生物特征的探测器，云端计算可以在零投入的情况下给用户带来大量的计算能力，个体可以借助手机及其传感器实时采集、分析各类复杂环境数据，拥有了过去专属于政府数据采集、分析能力和权力，如IBM的沃森超级计算机能在短短几分钟之内，将癌症患者的病史与治疗史、扫描件和基因数据与全球几乎所有的最新医学知识进行对比，提出的治疗方案和90%的肿瘤学家的建议吻合。智能手机与云计算极大提高个体对复杂科学技术的掌握能力，普通大众参与政策制定的能力，挑战和质疑主流环境观念与意识的能力必然提高，对政府信息公开和透明的要求也必然更强，与集体行动对立的潜在能力也大大增加。由于环境政策的制定和执行牵涉到不同利益主体的成本和收益，相关各方在政策制定和执行过程中的博弈必然十分激烈。他们所拥有的分析能力和各种资源足以使得他们对政府制定的任何不利于自己的政策提出挑战。endprint

3.2 挑战主流、权威媒体对公共空间的垄断能力

与传统媒体相比，互联网社交网络具有“便利性、互动性和资源无限性”三个特点，已经打破了传统媒体对公共空间的垄断[5]。全球三大社交网络——Facebook、Twitter和Instagram活跃用户比中国人口还多10亿，个体言论自由，透明度，信息传播和交换速度让任何一个主流媒体甚至主权国家望尘莫及，让个体具备了过去专属甚至超越权威媒体的传播能力。基于分布式信任机制的“区块链”，具备在全球范围内存储所有交易信息的分类账户，可以直接产生新的服务和价值交换，无需金融机构等中介服务，这些都将极大弱化政府传统提供的公共服务和公共产品角色，打破政府及主流媒体对公共空间的垄断。

社交媒体的兴起使得广大公众对于政府及主流媒体信息的关注大大下降，这对于中国环境保护体系来说是一个新的挑战。众所周知，环境保护事业的发展，需要全社会环境保护意识的觉醒，需要广大公众身体力行的直接参与。传统上来说，中国的环境保护教育宣传主要依靠政府在公共空间的努力，环保领域的社会组织影响有限。现在，由于环保社会组织依然发育不够健全，没有能够充分利用社交媒体等新兴手段在公共空间施展身手，而政府利用传统方式在公共空间进行宣传的影响在逐渐下降，这显然与中国面临的环境保护的严峻现实形成巨大的反差，对政府环境保护部门如何利用新型社交媒体进行环境保护宣传教育提出了新的挑战，同时也对政府社会管理部门如何培育环保社会组织，弥补政府影响力下降所产生的空白提出了新的课题。

3.3 挑战政府的社会利益调节、裁量权力

自动人工智能软件将可以从散乱的数据中识别并提取有关联的信息，如IBM的沃森正在变得越来越聪明，它能阅读、编辑研究报告，开始具备抽象思维。这种数据分析的能力将会从商业应用扩散到普通人手里，人们将会获得在生活中使用大数据的能力，让个体可以同时具有律师、会计师、记者、金融分析师等处理复杂社会问题的能力，挑战政府维护社会公平稳定的利益调节、裁量权力[6]，并且通过这种能力来迫使政府以及各种机构对它们的政策负责。可以预判，每个人手机都将成为一个具有主动学习能力的超级计算机，可以引用法律条文，对照过去案例，乃至全球相似案例，对某个案件进行预判，得出比法官还令人信服的结论，诉讼能力极大增强，对法院专属的司法审判权构成挑战。在中国环境保护执法更加严厉的今天，这种现实要求我们的司法系统能够用更加专业，更加科学，更加严格的态度来办好每一个具体的案件，从而维护法律的尊严，保障广大人民的环境安全。

4 结论和建议

历次工业革命的列车都落下相当数量的全球乘客，世界上仍有17%的人口至今没有享受到第一次工业革命带来的福利；而以计算机应用为标志的第三次工业革命，至今仍落下了全球一半的人口，他们与电脑上网等毫无关联。毫无疑问，第四次工业革命中一定会产生新的赢家与输家，这辆列车非常有可能比前三次工业革命落下更多的乘客。错失前两次工业革命让中国陷入了落后挨打的局面，虽然搭上了第三次工业革命列车的后半节，但并不是最快搭上这部快速列车的乘客，比全世界慢了半拍。那么，雄心勃勃要实现现代化的中国会错过第四次工业革命吗？这并不是一个看起来虚拟自设的问题，这是一个严峻的课题[7]，必须严肃面对。同时，中国的环境保护体制也正在经历重大变革，应当如何面对第四次工业革命带来的挑战与机遇？

（1）高度关注这一领域前沿进展，并适当在若干领域有所布局。第四次工业革命将比以往三次革命带来更加深刻的变化，在技术日新月异的今天，即使起步只是比别人稍晚一点，未来我们与领先者的差距也有可能越拉越大，在相关领域的国际竞争中输给对手。因此，我们应该高度关注这一领域技术发展趋势，及其对经济、社会和环境的综合影响，保持超前、开放和包容的技术敏感性。

令人感到鼓舞的是，中国各届领导对于科技创新高度重视。中国近年来在推进创新驱动发展方面取得了巨大进展。在很多前沿科技领域也积极布局。

未来在制定发展规划与改革措施过程中，政府也要根据中国科技发展的能力和水平，在环境治理等重要领域提前布局，有所支持，确保中国科技发展能够跟上第四次工业革命的高速列车，确保第四次工业革命能够给中国的环境治理和绿色转型插上新的翅膀。

（2）加强治理创新，引导技术朝着有利于环境保护的方向发展。科学技术是把双刃剑。第四次工业革命技术有生态环境友好的一面，也有巨大的潜在风险。如基因编程技术可以让农业污染大幅度减少，但也有生物武器和难以控制的物种入侵等巨大危险；分享经济模式在提高资源使用效率的同时，有可能诱导过剩消费导致资源浪费；移动互联强大的信息传播能力也可能造成不准确的环境信息操纵公众行动，对政府—公众沟通交流机制提出挑战。因此，一方面我们需要给制度松绑，为技术创新提供良好的政策空间，另一方面也要关注研究技术的可能的危害，通过相关的合理规制减少或避免技术的负面影响。这就需要我们改变传统的命令与控制的治理模式，而更多地转向适应性治理模式，避免对新的技术应用、新的商业模式、新的消费观念轻易禁止或否决，而应该采取更加开放的态度，在坚定朝着环境可持续发展方向发展的同时，对新技术的应用给予更多的鼓励和引导，对新商业模式的渗透给予更多的关注与分析，对新的消费观念的推广给予更多的理解和宽容。

（3）加强技术对国家治理体系和治理能力双向影响研究，推进政府改革与创新。科学技术是生产力的核心，直接决定生产关系形式，也必然影响上层建筑。如果不关注技术对国家治理体系的影响和挑战，依然在化石能源思维主导下推进国家治理体系和治理能力建设，必然会造成大量的社会财富和制度资源错配，无法适应、引导、促进技术的发展，甚至成為技术发展的障碍，错失追赶发达国家，实现中国百年梦的良机。同时，也要看到新的产业技术革命给提高政府运行能力所带来的重大机遇，在新的技术条件下分析提高政府运行的路径，推进政府改革与创新，在环境治理领域中构建政府—市场—社会和谐共识的局面，切实完善中国的环境治理体系和治理能力，为中国经济社会的绿色转型、为全面实现小康社会，实现两个百年奋斗目标而努力。endprint

参考文献（References）

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[4]克劳斯·施瓦布.第四次工业革命[M]. 杭州：浙江出版集团数字传媒有限公司，2016. [SCHWAB K. The fourth industrial revolution[M].Hangzhou：Digital Media Co.， Ltd of Zhejiang Publishing United Group， 2016.]

[5]俞可平.偏爱学问[M].上海：上海交通大学出版社，2016. [YU Keping.Preference to study[M].Shanghai： Shanghai Jiaotong University Press， 2016.]

[6]麦克尼尔·J·R.21世纪世界环境史：阳光下的新事物[M].北京：商务印书馆，2013. [MCNEIL J R. Something under the new sun： an environmental history of the twentyfirstcentury world[M]. Beijing：Commercial Press，2013.]

[7]李稻葵. 中國会错过第四次工业革命吗？[EB/OL]. http：//www.aisixiang.com/data/96976.html. [LI Daokui.Will China miss the fourth industrial revolution？[EB/OL]. http：//www.aisixiang.com/data/96976.html.]endprint