人类历史上的三次科学革命和对未来发展的启迪

刘民钢

(上海师范大学，上海 200234)

人类历史上曾发生过多次科学革命。这些科学领域的革命性进步，都引发了技术领域的革新和新产业的诞生，使得人类的生产模式和社会结构发生了根本性改变，人们的寿命得到了明显延长，生活水平得到很大的提升。本文旨在厘清“科学革命”“科技革命”“产业革命”等术语的内涵与关系，分别观察和探讨人类历史上已经发生的三次科学革命，并试图总结科学革命与技术革命和产业革命之间的关系，揭示未来科学革命的可能方向，并对中国下一步的基础研究提出简单的建议。

一、关于“科学革命”“科技革命”和“产业革命”的定义

近年来，国内外都已经注意到科技革命(或者说科技创新)对社会经济文化发展的影响，不少学者对此进行了深入的研究。但是，不同的研究者对人类历史上曾经发生的科学技术和产业上的重大进步表述不尽相同，或称之为“科学革命”，或称之为“科技革命”，也有学者表述为“工业革命”“产业革命”“技术革命”等。这些名称内涵不确定，极易造成混淆。同时不同学者对已经发生的科学技术及产业重大变革的次数，也有不同的说法，或者认为已经发生过五次，或者认为仅发生过三次；在论及未来将要发生的“科技革命”时，或称之为“第六次科技革命”，或称之为“第四次科技革命”。因此，本文将首先对已有研究中这些术语的使用做一个简单的回溯和界定，并明确本文所称“科学革命”这一概念的含义。

在国内学术界，最早提到“产业革命”是在1981年，《国外社会科学》杂志刊登了刘铭昌的《关于微电子工业和第二次产业革命问题》，[1]根据国外相关资料，介绍了当时英美学者将微电子业的发展和广泛运用称为“第二次产业革命”，因为它“和蒸汽机在第一次产业革命完成的使命一样, 它的引用[应用]带动了整个工业向自动化发展”。此后又有文章介绍了国际上的“四次产业革命”的说法，即将蒸汽机的使用称为“第一次产业革命”，将发电机和电动机的使用称为“第二次产业革命”，将自动化的出现和原子工业、电子工业、航天工业的出现称为“第三次产业革命”，而将信息革命(包括微电子技术)和生物、光学、能源、材料等产业技术改革称为“第四次产业革命”。①这是对国外“产业革命”理论的最早介绍。

1984年中国著名科学家钱学森发表《评“第四次世界工业革命”》，[2](P8-9)对当时国外流行的第四次工业革命学说进行了评述，其中提及的“第四次工业革命”和上文所引的国外“第四次产业革命”概念基本相同。此后钱学森连续发表文章，提出了“六次产业革命”的说法。钱学森对已经发生的五次产业革命有过详细的说明：“到目前为止，在人类社会历史上，已出现了五次产业革命。第一次产业革命是农业、牧业的出现，在一万年以前的原始公社时期。人从完全依靠采集、猎取自然界的野生果实和动物产品为生活的生产体系，转入了发展农业和牧业。第二次产业革命是商品生产的出现。大约在三千年前，在中国的奴隶社会里，由完全自给消费的生产，开始进入为交换而生产，这对生产关系是一个很大的发展。第三次产业革命是大工厂的出现，这是马克思主义经典著作中常说的产业革命，发生在十八世纪末的英国。第四次产业革命就是更大规模的、全国性的，以至于跨国的、全世界性的生产体系的建立。”“第五次产业革命的核心就是信息。……我国如果把有关信息的工作做好了，国民经济建设将会发生一个翻天覆地的变化。”[3](P4-8)此后一直到20世纪90年代，钱学森在论文中一直沿用已经发生五次产业革命、即将发生第六次产业革命的说法。[4](P1-5)90年代还有其他一些学者也对国外的产业革命学说进行了探讨。比较钱氏与同一时期其他学者的论述，钱氏有以下几个特点：一是主要依据产业立言，但其所言的产业革命实际也包含了科技革命；二是最早一次产业革命上溯到农业的出现，五次产业革命中还包含了商品生产的出现。以后的学者在论述科技革命或产业革命时，大多不包括农业的产生和商品生产的出现。

21世纪初，关于产业革命(及科技革命)的讨论再次成为热点。张其佐先发表《第六次产业革命是否即将来临》，[5]后又在《光明日报》上发表了同样的观点，[6]引发广泛注意和讨论。其文中对前五次产业革命的界定是：以纺织工业为主导产业的第一次产业革命，以钢铁工业为主导产业的第二次产业革命，以石油和重化工及电力工业为主导产业的第三次产业革命，以汽车工业为主导产业的第四次产业革命，以IT产业为主导产业的第五次产业革命。对其后将要发生的产业革命，张文则称为“第六次产业革命”，也就是将产业革命的起始点划在了英国工业革命之后。针对张文的讨论文章很多，基本上也都持五次产业革命说。张文具有不少创新性的观点，特别是他提出产业革命的根本原因是技术创新——“技术创新和技术革命必然会演变为产业革命”——看到了产业革命的深层次原因。

进入21世纪10年代之后，开始有学者提出了“六次科技革命说”，如黄安年的《为何一定要把未来新科学技术革命定为第六次》，[7](P11)何传启的《第6次科技革命的主要方向》，等等。其中比较有代表性的有何传启的一系列文章，他在2014发表的《第六次科技革命的三大“猜想”》中提出：“16 世纪以来，世界科技大致发生了五次革命(两次科学革命和三次技术革命)，包括近代物理学诞生、蒸汽机和机械革命、电力和运输革命、相对论和量子论革命、电子和信息革命等；世界经济大致发生了三次产业革命，包括机械化、电气化、自动化和信息化革命等。”[8]其后，有不少学者就此观点进行了讨论，如《迎接世界第六次科技革命——108位院士的看法与对策建议》、[9](P16-18)《中国应勇做第六次科技革命的领头羊——专访中国科学院院长白春礼》、[10](P21-23)《世界正处于第六次科技革命的前夜——访中国工程院院士曲久辉》[11](P10-13)等。

在上面引用的文章中，黄安年的文章已经注意到各家在术语使用上的混乱：“笔者孤陋寡闻，总感到科学革命、技术革命、科学技术革命、产业革命、新科技革命是些既有联系又有区别的概念。如果笔者理解对的话，科学革命指在科学领域里发生的革命，技术革命指在技术领域里发生的革命，产业革命指发生在产业领域里的革命。科学和技术、产业之间的联系和区别是明显的。科学革命和技术革命、产业革命的时间往往有交叉甚至部分重叠。”[7](P11)笔者认为作者的看法很有道理，“科学革命”“技术革命”和“产业革命”是不同层面的术语，不应混用。

因此，笔者首先界定，本文所称“科学革命”，专指科学研究中的重大发展，是人类在对客观世界的认知方面的显著突破，特别是指人类对自然界本质更深层次的认知，也就是通常所说的“基础研究”的突破。

本文所称之“技术革命”专指生产技术的重要发展和进步，和“科学革命”不在同一层面上。人们对物质世界本质认知的重大进步，往往会引起社会生产方式和生活方式的巨大改变，引发新的技术和产业，即引起物质生产技术的重大进步和诞生全新的产业。新技术和新产业往往会大大地改变人类的生活模式，提升人类的生活水平，有时候甚至会引起社会形态的改变，引起意识形态的变化。有时人们也将科学革命和技术革命两者合称为“科技革命”，但是这个术语有时并不恰当，因为科学革命引起的技术革命有时并非一对一的关系，一次科学革命可以引发多次的技术革命和产业革命。

由技术革命而推动产业重大发展，或由此而诞生全新的产业，我们称为“产业革命”。

由上述讨论，我们可以看出，“科学革命”“技术革命”和“产业革命”不在一个层面上。“科学革命”是最高、也是最深层次的革命。从上述定义出发，我们认为人类历史上真正可以称得上“科学革命”的重大进步迄今仅发生了三次，这三次革命都引发了技术革命和产业革命，甚至不止一次推动技术革命和产业革命的发生，它们对人类的社会生活和政治生活也都带来了巨大的改变。

二、人类历史上的第一次科学革命及影响

人类历史上的第一次科学革命发生在距今大约1万年前。这次科学革命的主要内容是动植物的驯化和农业的起源。人类对自然界中动植物的认知提升到了新的水平，因此而进入了新时代。这次科学革命的细节迄今为止我们还不太了解，但是它的结果我们很清楚，即因此诞生了一个全新的产业——农业，所以这次科学革命通常被称之为“农业革命”。

钱学森在《第六次产业革命和农业科学技术》一文中指出：“第一次产业革命是农业、牧业的出现，在一万年以前的原始公社时期。人从完全依靠采集、猎取自然界的野生果实和动物产品为生活的生产体系，转入了发展农业和牧业。”[3]笔者同意这一观点，即认为人类历史上的第一次产业革命是农业革命。不过，笔者同时还进一步认为：这次产业革命，所依托的是一次科学革命，即人类对自然界认知的一次巨大进步。

欧亚大陆的农业革命大致发生在旧石器时代过渡到新石器时代这一时期(有研究者将这段时期称为中石器时代)，因此20世纪60年代以前，澳大利亚著名学者戈登·柴尔德(V. Gordon Childe，1892—1957)将其称为“新石器时代革命”。不过也有学者指出，农业的产生同作为新石器时代标志的陶器的使用和磨光石器的使用并没有直接的联系，“尽管大部分发达的农耕社会均采用磨光石器和陶器，但是磨光石器和陶器在旧大陆出现于农耕经济之前，而在中美洲则迟于农业的出现”。[12](P245)20世纪60年代以后，研究界又将农业革命称为“广谱革命”(Broad Spectrum Revolution)，表示人类由于环境的变迁，从主要利用大型哺乳动物作为食物的来源，被迫转向开拓以前很少利用的小型食物资源，如鱼类、贝类、坚果、根茎和草籽等广谱食物种类，以及在广谱经济背景下产生动物驯养和植物栽培。[13](P26-34)

农业革命，不仅仅指植物栽培、农业耕作的开始，更重要的是指建立在动物和植物的驯化基础上的植物栽培和动物豢养。所谓驯化(domesticate)，“指的是一种生物过程，是动植物物种在人类的选择下发生基因或表型特征的改变”。[14]驯化是农业的基础和标志。“戴维·哈里斯(David Harris)详细考察了农业发生的特征，将其定义为：农业是一种包含若干驯化物种的作物生产系统，每单位土地需要比较强化的人类劳动，尤其是系统的耕种。”[14]

驯化的目的是要获得稳产和高产。因此，笔者这里想要特别强调的一点是：从表面看，农业革命是一次技术层面的革命和产业层面的革命，但是其背后隐藏的是一次科学革命，因为人类想要通过自己的干预让动植物物种的性状发生改变，背后的支撑是人们对自然界动植物的科学认知和对知识的运用。没有这种科学的认知，驯化是不可能的。

农业起源的研究包含了多个方面，如农业是何时起源、何处起源、由何触发和如何起源等。对于农业起源由何触发的最早解释是所谓的“发现论”，即“驯养动植物是人类的一种发现或发明。这种观点认为，农耕比狩猎采集来得进步，一旦这种经济形态被创造出来，它的优越性马上就会体现出来，并会迅速被采纳和传播开去”。[12](P246-247)但是随后的研究发现，农耕经济并不一定优于狩猎采集经济，从劳动成本看，农耕经济要明显高于狩猎采集经济。[12](P246-247)因此上述假说并不能成立。

还有一种观点认为，农业起源的主要触发因素是环境和人口变化，这种理论被称为古典绿洲理论，其主要观点是：“距今13000年以来，全球性的气候变暖使巨兽消失，被大量的小型动物所取代，使人类的谋生方式更为多样化，人们的谋生努力从动物渐渐转向了植物；同时由于环境的巨大变化，人类与植物群集中在一更小的地区内，接触更加密切，不仅积累了种植的知识，而且还对它们的生产进行了强化，在起初全由采集获得的种子植物中，经过驯化的植物比例缓慢增加，最后农业出现了。”[15](P33-38)持这种观点的学者中，最有代表性的是柴尔德。柴尔德认为在冰河末期，近东气候变得温暖而干燥，植物只在河边及绿洲生长，动物栖息在水源近处，人类也移居到水源附近，因而得以观察周围的动植物，于是逐渐种植植物，驯养动物，农业因此起源。[13](P26-34)但是后来的研究发现，近东地区在最近1万多年以来气候并没有发生过较大的波动。[15](P33-38)同时这种理论也不能解释在更新世末期的冰期之间，有过多次气候比较温暖的间冰期，为什么没有发生动植物的驯化和栽培、蓄养？为什么植物栽培和动物驯化也发生在并不干旱的地方，如热带的东南亚和南美的亚马孙盆地?等等。[16](P36-45)

因此，近年来研究界对农业起源的原因提出了各种新的解释，或认为环境变化引起人口压力是触发农业产生的主要原因，或认为社会和文化因素是农业起源的主要原因，或认为人类认知力发展是农业起源的主要解释，各种理论模型纷呈。[15](P33-38)尽管学者们对究竟何种触发因素引发农业革命还莫衷一是，但都认为距今1万多年前的农业产生，一定具有某种触发因素。

农业的产生，要求人们了解更多的自然界的知识，包括土壤、水文、气候、天文等方面的知识，还包括农业生产工具和生活用具(如陶器)的制作，促进人们对力学、木材、矿产、金属冶炼等方面知识的增加。农业产生之后，随着时间的推移，人们不断地更新自己的农业生产(包括手工业生产)技术，在1万多年的时间里，经过多次的技术革命，不断提升农业生产的效率和产量，也不断提升了人们对自然界的认知。

由于有了较为丰富而且可靠的食物来源，又促成了人类早期文明的最具标志性的成果——城市和脱离直接生产的知识分子阶层的诞生，特别是促成了文字的诞生。人们由此可以利用文字系统，将人类的知识、历史和情感保存下来，传播开去，使得人类在短短的1万多年中获得的飞速进步，超越了人类此前几十万年的成就。

根据上述讨论，我们得出以下结论：1.农业革命的基础是植物的驯化，而植物的驯化，是基于人类对植物生长规律的深刻认知。从这个意义上说农业革命是人类历史上的第一次科学革命，是人类对自然界认知的一次飞跃。2.有了这种认知，并不一定立刻引发农业革命，还需要某种触发因素，只有在受到自然环境的变化激发时，量变才会形成质变，知识才会被用来创造新的技术、新的产业。牧业的产生与此相类。3.产业的革命依赖于科学的革命，产业革命的基础是科学革命。换句话说，新技术、新产业乃至新文明的诞生，基础是科学革命，科学革命是产业革命和技术革命的根源。4.新的科学革命和产业革命必然催生新的社会生活组织形式、新的政治制度。在上述结论中，重大的产业革命必然依赖重要的科学革命这一规律在以后的人类发展历史中可以反复观察到，几乎是颠扑不破的真理。

三、人类历史上的第二次科技革命及影响

一般认为，人类历史上经历的第二次科学革命是从17世纪开始的，在之后的200年中，人们对物质世界有了全面而深入的认知。经过这一时期，人们对自然界的了解开始跨过了物质的表面，依靠新的观察手段、研究方法和数学工具，建立了化学、物理、生物等科学知识体系。这次科学革命为人们带来了新的机械、新的能源(包括蒸汽和电力)，提供了机械化和自动化的工具及新的生产技术，形成了多次技术层面的革命，催生了多种全新的行业，再一次极大地提升了人们的生活质量，也从根本上改变了人类社会的生产组织形式，诞生了资本主义和社会主义等前所未有的政治、经济制度，建立起人类历史上的工业文明。

关于第二次科学革命及其影响，已有很多学者做过相当广泛和深入的研讨，其中较为完整和深入的论述有斯塔夫里阿诺斯的《全球通史》。[17]斯氏在该书下册第三编中，分章叙述了西方从18世纪开始的科学革命，以及随后的工业革命和伴随而生的政治革命。

斯氏认为：“科学革命主要发生在从哥白尼发表《天体运行论》(1543年)至牛顿发表《自然科学的数学原理》(1687年)之间的一个半世纪里。”[17](P243)即人类的第二次科学革命的历程大致是以16世纪尼古拉·哥白尼(1473—1543)“太阳中心说”的提出为发端的。科学的发展，离不开严谨的科学方法的运用。在欧洲科学革命真正掀起之前，欧洲产生了两位伟大的思想家——法国著名数学家、思想家勒内·笛卡尔(1596—1650)和英国著名哲学家弗朗西斯·培根(1561—1626)。培根创立了实验科学，认为归纳法是获得普遍性原理的主要方法；而笛卡尔则认为演绎和推理是唯一正确的认识方法，通过思考，能发现理性上可认识的任何事物。他们为科学发现准备了思想和理论上的武器。

1642年，科学史上最伟大人物之一的艾萨克·牛顿(1643—1727)诞生在英国。牛顿在多个科学领域做出了贡献，不过他最重要的贡献是在其《自然科学的数学原理》中论证的万有引力定律。这个定律的意义在于它是一个可以适用于整个宇宙并且可以从数学上证实的科学定律。这个定律为后来各种机械的发明和使用奠定了科学基础。18世纪初叶，美国的本杰明·富兰克林(1706—1790)建立了电学理论。这个时期博物学的发展，使得人们对自然界有了更加全面的了解，建立起了植物学和动物学。在19世纪的前半个世纪中，化学取得了巨大的进步。这个时期还诞生了法国的安托万-洛朗·德·拉瓦锡(1743—1794)、英国的约翰·道尔顿(1766—1844)等一大批杰出的化学家。他们的工作使得人们对自然界的认识大大提升，从元素和原子的层次理解了物质的构成，其研究成果大大推动了化学工业的发展和药物的发明。

这个时期的另一个伟大科学发现是从法国的让·巴蒂斯特·拉马克(1744—1829)开始，到英国的查尔斯·罗伯特·达尔文(1809—1882)和阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士(1823—1913)，在18世纪中叶(以达尔文1858年公布自己的研究成果为标志)最终完成的生物进化和自然选择理论。这一时期科学革命的特点是，人类对物质世界的认识，从物体的外表进入了物质的内部，分子理论和原子理论成为我们理解物质的基础。物理学和化学的基本原理成为当时所有技术进步的基石。科学成为工业发展的主要推动力，成为人类社会发展的主要推动力。

可以这么说，从1543年开始到1858年止的300多年中，在欧洲，科学家在天文学、物理学、化学和生物学等各个领域中各自实现了巨大的进步，使得人类对自然界和人类自身的认识得到了极大的深化。这些科学领域的发展，为技术的发展提供了理论原理，极大地推动了技术的发展。1769年，英国的瓦特改进了蒸汽机，并在采矿、纺织和运输等行业得到广泛应用，这是科学和技术共同推动完成的一个伟大发明，完全改变了人类对生物动力的依赖。1866年德国人维尔纳·冯·西门子(1816—1892)发明了发电机，1879年美国人托马斯·爱迪生(1847—1931)研究成功具有实用价值的电灯，1888年美国人尼古拉·特斯拉(1856—1943)发明了交流电动机，19世纪90年代电流的远距离传输得以实现。在18世纪初叶发明的内燃机到19世纪的后期已经得到很大程度的完善。上述各项发明使工业获得了比蒸汽机更为便利的非生物动力，进入了电气时代和内燃机时代。这一时期的另一个重要发明是，信息的传递更为快捷。1844年美国人塞缪尔·莫尔斯(1791—1872)发出了第一份电报，1876年美国人亚历山大·贝尔(1847—1922)发明了电话，使得人们可以在瞬息之间将信息传递到万里之外；这种便利使得运输业、工业和金融业的发展如虎添翼。在这一阶段的后期，工匠的发明已让位于科学家的研究，代表着科学真正站上了历史发展领导者的地位。

科学革命的成果通过技术革命为工业的发展服务，帮助工业解决了其所遇到的各种困难。科学深刻地影响了人类对生活资料的生产和利用，完成了第二次产业革命，建立起了现代大工业，极大地推动了人类社会的物质生产。以最先开始科学革命的英国为例，“直到16—17 世纪, 英国还是一个封建农业国, 甚至从世界范围看还属于一个边缘性农业弱国。……但自进入18 世纪，尤其是18 世纪后半叶至19 世纪上半叶，英国发生了生机勃勃的新产业革命即工业革命。工业革命首先从毛纺织业开始，推进至丝纺织业、棉纺织业, 然后迅速推进到交通、采矿、冶金、建筑、制造等各个工业部门，工业的经济地位迅速超越了农业，英国成为世界上第一个迈入工业化的国家。到1860年，英国的人口虽然仅占世界人口的2%，但英国的钢铁产量占全球产量的53%，煤产量占全球产量的50%，原棉产量占全球产量的近一半，贸易量占全球贸易量的20%，拥有全球1/3的船舶和40%—45%的工业生产能力，成为名副其实的‘世界工厂’”。[18](P52-54)生产和贸易的发展，更直接的影响就是英国民众的生活水平有了极大的提高。

科学革命和工业革命从某种角度说是相互促进的。正如斯氏在其著作中所指出的：“关于这些革命，须特别提到的另一特点是，它们并不是平行或独立地进行的。它们互相依赖，连续地一者对另一者起作用。”[17](P244)也就是说，斯氏认为科学理论的进步和政治学说的进步是相互促进的。

还需要进一步指出的是，跟农业革命一样，工业革命之前，人们已经在科学领域做好了各种准备，当社会发展(主要是航海探险带来的殖民地市场的建立)提出需要时，科学革命才触发了技术革命和产业革命。此外，科学思想和新产业产生的新社会阶层和社会组织形式，也深刻地影响了政治思想和政治模式，带来了一系列的革命。

在这次科学和产业革命中，人们还建立起了现代医院和现代药业，现代医疗技术使人类的寿命得到延长，人们因此能够享受到便捷、舒适、安全和快乐的生活。直至今日人类仍在很大程度上享受着这次革命带来的恩惠。

关于第二次科学革命和工业革命的影响，斯氏在其书第三编的开始时曾特别指出：“从1763至1914年的一个半世纪，作为欧洲获得对世界大部分地区的霸权的时期，在世界历史进程中据有显著地位。1763年时，欧洲仅在非洲和亚洲有一些沿海据点，还远远不是世界的主人。然而，到1914年时，欧洲诸强国已并吞整个非洲，并有效地建立了对亚洲的控制；这种控制或者是直接的，如在印度和东南亚，或者是间接的，如在中华帝国和奥斯曼帝国。欧洲之所以能进行这种前所未有的扩张，是因为三大革命——科学革命、工业革命和政治革命——给了欧洲以不可阻挡的推动力和力量。”[17](P243)从某种程度上可以说，中国从19世纪中叶开始的屈辱的近代历程，也是拜欧洲这次科学革命和工业革命之赐。

四、人类历史上的第三次科学革命及影响

大约从19世纪末起，第三次科学革命开始萌芽。第三次科学革命的特点同样是建立在人类对自然界和人类本身认识的进一步深化之上。这次革命前后经历了100多年的时间，根据技术的发展，大致可以分为几个不同阶段，其对产业发展的影响至今尚未结束。

这次革命也和前两次一样，经历了很长的准备阶段，它的起点可以从1897年约瑟夫·J·汤姆森(1856—1940)发现电子算起。在此之前，人们对物质的认识只达到原子层级，而电子是第一种亚原子粒子，它的发现使人们对物质的认识进入到比原子更深入的层次。电子的发现，使人们对电和电流的本质有了深入的认知，使得人们对自然界的认知达到了新的高度。这种对物质认知上的深入，也随之带来了对电子和原子特性的利用，形成了全新的电子产品产业和原子能的开发，新的技术革命和产业革命出现了，它们促使人类的生活水平又一次获得了巨大的提升。

对原子研究的另一个方面是对原子核的认识。1899年新西兰的卢瑟福发现原子的衰变，1932年卢瑟福在英国皇家学会正式报告了关于原子衰变的理论，人类进入了原子时代。1906年德国科学家爱因斯坦发布了质能方程E=mc2，使人类第一次理解了物质和能量之间的关系；随后爱因斯坦先后建立起了狭义和广义相对论。1934年意大利科学家费米用中子轰击原子，初次接触到核裂变。1942年12月6日，费米在美国的芝加哥成功启动了第一个试验性的核反应堆，也由此证明了爱因斯坦的质能方程。

对原子核和电子的研究成果，是第三次科学革命的核心成果。其后，在这些研究成果的指引下，特别是在第二次世界大战的战争需求推动下，发生了一系列的技术革命和产业革命，改变了第二次世界大战的进程，并在战后极大地推动了人类社会的发展。

有人说，战争是科技的催化剂，这句话是很有道理的。20世纪90年代，有不少学者就第二次世界大战对科技发展的影响做了较为深入的研究，提出电子计算机技术、火箭技术、原子能的利用三大科学技术上突破，无不由战争催生。[19-21]有学者指出，“科学技术是引发第二次世界大战的主观动因之一，是决定战争演变的制衡力量；而第二次世界大战使许多科学技术应用于军事形态，成为战争的工具，同时又催生了一系列最具深远意义并揭示第三次科技革命的科学技术”。[22](P108-109)

原子核研究成果的最重要运用是原子武器的研制和原子能发电站的建立。1945年8月6日和9日，美国在日本投下了两颗原子弹。原子武器推动了人类历史上最大规模的战争——第二次世界大战的结束。原子弹和热核武器是当今世界和平的制衡器。1954年，苏联建成世界上第一座核电站，成为和平利用核能的第一个成果。此后核能也被运用在潜艇上作为动力，放射性元素也被作为人类治疗疾病的手段。

依托对电子研究的进步，人们发明了电子元器件。1904年英国的约翰·安布罗斯·弗莱明(1849—1945)根据“爱迪生效应”发明了真空二极管。两年后美国的李·德福雷斯特(1873—1961)发明了三极管。电子管的发明和运用(虽然它很快被晶体管替代)，是现代电子产品的起点，其下一步是半导体材料的发现和利用。1947年美国科学家威廉·肖克利(1910—1989)、约翰·巴丁(1908—1991)和瓦尔特·布拉坦(1902—1987)发现了半导体材料的放大效应，成为后来晶体管、集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路以及极大规模集成电路的基础，也就是今天所有电子产品的基础。半导体材料特性的发现和利用，促成了现代电子产业的出现和高速发展，可以说电子产品是现代“智能化”生产和“智能化”生活的起点。

第三次科学革命的最大影响是电子科技产业的建立。人们不再仅仅是建造机器，更重要的是编制软件，赋予机械智慧。如今，随着电子产品的广泛运用，人类社会和生活发生了巨大的改变，其中影响最为广泛的就是电脑。电脑的发明，不仅形成了规模巨大的全新产业，也促使互联网成为可能。今天，人类在生产方式、生活环境和日常生活模式等各个方面都发生了巨大的变化。这次革命同样引起了人们信息传播、人际交往乃至价值观的改变。今天人们的生活中已经完全离不开电子产品。随着这个领域的扩展和深入，人工智能(AI)产业正方兴未艾。

第三次科学革命和产业革命的巨头是美国，在这一次大发展中，美国投入了巨大的人力、财力和物力，远远超过了上一次科学革命时期占据主导地位的欧洲，也因此获得了巨大的科学研究成果。美国也是第三次科学革命以及随后的技术革命和产业革命的最大受惠者，正是依靠这些科技研究成果和成果的利用，使美国赢得了第二次世界大战的胜利，也造就了美国今天的全球霸主地位。

五、将要到来的科学革命

“后之视今，亦犹有今之视昔。”所有对历史的回顾，都是为了对未来的前瞻。

未来将要发生的科学革命一定也是建立在对客观世界的更深层次认识之上的。第三次科学革命对世界的认识，主要还是处在对电子和原子核的认知层面。将要到来的科学革命，必定建立在对自然界更深层次认知之上。这种认知，从微观层面讲，即对基本粒子及其能量的传递的认知；从宏观层次讲，即对宇宙深空的认知和对深海的探索；从生命体层面讲，即对生命体包括人类自身的探索和认知。对微观世界的探索，对宇宙的探索，对生命的探索，都代表着人类对世界的更高、更广、更深、更细的探索，由此获得的知识，将形成新的科学革命，同时也会成为下一次技术革命和产业革命的基石。

认识到这一点，我们就不难理解今天世界上那么多国家(包括我们中国)为什么要投入巨额的经费来建立诸如正负电子对撞机、质子加速器、重离子加速器等大型科学实验装置，美国的综合实验室中为什么会有数以千计的科学家从事这一类看似毫无商业价值的科学研究，为什么欧洲在经济实力并不充足的情况下仍要集合数十个国家联合建立欧洲核子中心这样的大型实验室；我们也容易理解，为什么世界大国都投入了惊人的人力、物力、财力开发越来越大的火箭和航天装置去探索宇宙深空，为什么世界上的科学家愿意通过合作来联手完成人类基因组计划。所有的这些研究都是为了让人类对客观世界和自身有更加深入的了解，为下一次技术革命和产业革命发展准备条件。

第四次科学革命还处在探索的初期，还有非常遥远的路途要走。目前对这些知识的利用，如运用已经获得的质子知识治病或进行材料的分析等，还仅仅是极为初步的利用。

六、简短的结语

根据以上讨论，可得出如下结论：

1.回顾已发生的三次科学革命，可以认识到，新的科学革命就是人类对客观世界的认知的重大进步。

2.人类的每一次产业革命，一定是建立在新的技术革命之上，而新的技术革命则一定是建立在新的科学革命基础之上。

3.科学革命成果在技术和产业领域的运用，需要一定的触发机制。以往的触发都是被动的，而当我们认识到这样的规律时，这样的触发也可以是主动的。

4.新产业的诞生，必将给国家的国防实力、人民的生活水平带来巨大的提升。这种提升，有时候对一个国家和民族具有生死攸关的意义。

5.我们必须高度认清科学基础研究的意义，抓紧国家综合性实验室的布局和建设，抓紧大型科学装置的建设，这是抢占未来技术革命和产业革命先机的基础。世界未来的政治格局是由掌握着科学和技术革命的关键国家或地区决定的，没有这种贡献就没有未来世界中中华民族的立足之地。

注释：

① 《所谓第四次产业革命》,《会计之友》1984年第3期(未标作者)，摘自《轻工技术经济研究参考资料》。