迎接新一轮科技革命和产业革命

◆陈 套

习近平总书记提到新一轮科技革命达到几十次之多，“当前，新一轮科技革命和产业变革正处在实现重大突破的历史关口。”“新一轮科技革命和产业革命一触即发。”新一轮科技革命不仅是科技竞争力的较量，更是以科技主导和支撑的经济和政治、综合实力的较量。新一轮科技革命是科学革命、技术革命和产业革命的交叉融合，抓住了新一轮科技革命的战略机遇就能抢占科技创新制高点，建成世界科技强国，实现中华民族伟大复兴的中国梦。

一、科技革命带来世界格局和生产生活方式变迁

科技革命是一个科技哲学的概念，是科学革命和技术革命的统称，一般是指引发科学技术范式、思想观念、生产生活方式革命性变化的科技变迁。科技革命通常有三个判断标准，即科技范式的显著改变、思想观念的显著改变、生产生活方式的显著改变（社会影响人口覆盖率一般超过50%）。16世纪以来大致发生了五次革命，包括两次科学革命和三次技术革命。

第一次科技革命发生在16～17世纪的意大利、英国的科学革命，以天文学中的哥白尼学说和经典物理中的牛顿时空观为标志，伴随着意大利、英国成为世界科学中心。

第一次技术革命（工业革命）发生在17世纪到18世纪的英国，以蒸汽机和机械发明为标志，开创了以机器代替手工劳动、从手工业向机器大工业过渡的时代，引发一场深刻的社会变革，推动了产业革命的发展。

第二次技术革命发生在1832～19世纪的德国、美国，以发电器和电动机发明为标志，开创了电力成为补充和取代蒸汽动力的电气化时代，电力工业和电器制造业迅速发展起来，深刻改变和影响了人类生产生活方式。

第二次科学革命发生在1900～1926年的德国，以相对论和量子力学建立的新时空观为标志，科研组织规模化集体化特征越来越突出，伴随着德国成为世界科学中心。

第三次技术革命发生在1946～2010年的美国、西欧，以电子学、计算机和互联网的发明为标志，把人类带入信息化、网络化和全球化时代。

从科技史角度分析五次科技革命可以得出，第一，前五次科学革命与技术革命独自发生，科学革命伴生科学中心；第一次科学革命与第一次技术革命之间并无耦合关系。此后，科学革命、技术革命与产业革命关系密切，科学革命为技术革命奠定了科学基础，推动了技术革命；技术革命为科学革命的发生形成了技术准备，并推动了产业革命的发生。产业革命的爆发为科学革命提供了发展环境和经济支撑。第二，科技革命的爆发，推动了主要发生地成为世界科学中心、科技强国或经济发达国家。科学革命引发了科研范式和组织模式的转型，构建了新的世界观和方法论，显著改变了人类的生产生活方式。第三，人类的需求是科技革命爆发的驱动力，政府的推动是重要的外部力量，而且越来越发挥着主导作用。科技与经济的结合是科技革命的爆发的加速器，科研组织模式和科技革命发生是一个硬币的两个面，互为影响、互相促进。第四，五次科技革命带动人类社会进入机械化、电气化、自动化和信息化时代的四次浪潮。

表1 历次科技革命的爆发时间、标志和影响

二、历次科技革命主要发生地国家的启示

人类的需求和科技与经济的融合，科技自身发展和创造新需求都在推进科技革命。政府作为新一轮革命爆发的重要推动力，将在新一轮科技革命中占主导作用。分析历次科技革命主要发生地的国家政府发挥的作用，具有积极借鉴意义。

（一）与科研范式相适应的组织模式——科技革命爆发的组织保证

与科研范式、科研内容相适应的科研组织为科技革命爆发提供了组织保证，科技革命爆发引发了科研组织模式和科研范式的变迁。第一次科学革命爆发，意大利、英国和法国建立起当时世界最早的独立的科学建制，意大利科学家波尔塔1560年创立的“自然秘密研究会”是近代历史上第一个自然科学的学术组织，又率先建立贵族支持的学会，1657年成立佛罗伦萨科学社；英国推进科学研究独立自由，1662年建立英国皇家学会，1675年由皇家出资修建的科研机构格林尼治天文台问世，测量地球的精度（航海贸易需求密切相关）；法国推进科学研究制度化和职业科学家，1666年成立法国皇家科学院。第一次技术革命和第二次技术革命前，英国、德国探索技术创新组织模式，建立起世界上最早的企业实验室，如英国卡文迪什实验室、德国吉森化学实验室等。德国、英国率先创立近代大学体制。1700年柏林科学院正式成立，德国还组建帝国物理技术研究所、威廉皇帝科学促进会（马普学会前身），此后形成的“四大”非营利科研机构，成为德国建设科技强国的基石。美国以国家目标和军事需要导向建立起完备的科学建制，创立众多知名高校，培养汇聚全球最多的诺贝尔奖获得者，建立世界上最强的国家实验室体系，适合大科学时代创新的大科学研究计划或军事计划组织模式，如曼哈顿计划、阿波罗计划等汇聚全球人才，使得美国成为世界科技强国。

（二）科技与经济深度融合——科技革命爆发的加速器

科技革命来自人类的生产生活需要驱动，也不断满足和创造人类的新需求，改变人类的生产生活方式。科技与经济深度融合是科技革命形成的加速器。英国爆发第一次技术革命前，资本家为了扩大生产规模，降低人力资源成本，提高劳动生产率，增强市场竞争力，爆发了以蒸汽机和机械发明为标志的技术革命，带动人类进入机械化社会。德国、美国为了提高劳动生产力，改善生产方式，以电力和电动机的发明为标志的第二次技术革命推动人类进入电气化时代。美国在第二次世界大战中主导的曼哈顿计划等，爆发了以电子学、计算机和互联网为标志的第三次技术革命，推动人类利用原子能和核能，改变了人类的生产生活方式。科学、技术和产业之间从第一次技术革命发生后日益一体化，不可偏颇。如果偏重一头，将会错失科技革命机遇。19世纪中叶开始，英国科技成果与经济发展出现相互分离的现象，尽管英国得益于第一次技术革命带来的经济发展，并在此后取得了诸如电机、变压器、二极管等关键性技术发明，然后其成果的大规模产业化应用却是发生在德国和美国，造成英国错失第二次技术革命的机遇，而德国和美国爆发技术革命。

（三）完善的科技政策体系和经费支撑——科技革命爆发的条件保障

第一次技术革命爆发时，英国政府建立起一系列的技术扩散和企业家与工厂制度，如学徒制和工厂系统。意大利、法国和英国建立起世界上较早的专利制度，建立起科学社团。第二次技术革命和科学革命爆发前后，德国、美国等建立起现代大学体制和制度、工业研究实验室制度、企业和公司制度、金融制度等。德国创办了技术学院和大学，建立全球赞助的企业内部实验室制度。第三次技术革命爆发前，美国建立起政府主导和保障的国家实验室体系，移民制度、工业实验室制度、公司制度和风险投资体系。1872年爱迪生建立了第一个工业实验室。到1913年美国著名的工业实验室已经发展到了65个。美国政府在研发投入方面注入大量资金，吸引世界一流科学家前往，为大科学计划的实施提供经费保障和人才支撑，营造人才前往的环境（移民制度）。英国错失第二次技术革命的重要原因之一，在于当时政府未能大力资助科技并为科技发展创造有利的环境。

（四）关键人才和科学家的汇聚——科技革命爆发的关键支撑

第一次科学革命的爆发，意大利、英国等国聚集了伽利略、费马、笛卡尔等世界一流的科学大师。第一次技术革命中，英国人瓦特等成为技术革命爆发的奠基式科学家。第二次技术革命中，德国人奥托·戴姆，狄塞尔先后发明了以煤气为燃料的四冲程内燃机，德国的高拉德和吉布斯、美国的威斯汀豪继发明和改进变压器，还有世界发明大王爱迪生等。第二次科学革命中，德国出现了科学巨匠爱因斯坦、施莱登、欧姆、亥姆霍兹、伦琴、普朗克等一大批科学家，李比希、霍夫曼等著名化学家确立了德国在化学研究领域的领导地位，高斯、克莱因等数学家推动德国成为世界数学研究中心。第三次技术革命，美国在二战前后从全球吸引汇聚了一大批科学家，如爱因斯坦、波恩、冯·诺伊曼等，一大批犹太人去往美国。“阿尔索斯突击队”专门寻找优秀科学家。美国实施的“阿波罗计划”，高峰时期动员了40万研发人员。美国在第三次技术革命中，从事服务业和信息行业的人口从占人口总数的15%上升到72%。

三、以积极姿态迎接和拥抱新一轮科技革命

科技已经成为经济竞争的主导因素，并将成为国际竞争的关键因素。新一轮科技革命政府的主导作用更强，人民的需求驱动更加突出，更加强调国际视野和开放创新。

（一）发挥社会主义制度优势，坚持自主创新和开放创新

核心技术是买不来的、要不来的，坚持走中国自主创新道路，以建设世界科技强国为路径指向迎接新一轮科技革命。坚定创新自信，保持科技创新战略定力，发挥科技预见和科技智库作用，科学研判准确把握科技发展趋势，做好顶层规划设计。坚持以人民为中心的科技价值导向，科技创新不断满足和创造人类新需求，科技创新让人类更加美好，而不是SCI论文专利的指标。构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制，政府主导、集中创新资源，强化国家战略科技力量，在制约发展的关键核心技术和战略需求技术集体攻关，建设重大国家科研平台，部署重大原创性、引领性科技计划。坚持全球视野，建立开放创新体系，推动人才、经费、技术等创新要素实现最优配置。建立人类命运共同体和全球创新共同体意识，牵头组织实施国际性的大科学计划，积极参与和主导全球创新网络，共同加强知识产权保护。

（二）有所为有所不为，加强重点领域和交叉科学研究的前瞻性布局

树立抢先意识，抢占发展先机，勇闯科技创新无人区。建立基础研究重点领域遴选机制，寻求在重点领域实现引领和突破。在原始创新和交叉研究领域部署一批体现国家战略意图的重大科技项目，谋划布局一批与大科学研究相适应的重大科技基础设施。发挥科技创新非对称性优势和策源功能，在基础科学研究的重点领域和从0-1的新领域加强研究部署，增强原始创新能力。交叉融合将产生科学上的重大发现和技术上的关键突破，超过53%的诺贝尔奖成果来自交叉学科。加强学科交叉融合研究，在国家重点研究计划中设立交叉学科主题的研究计划，加强和完善国家自然科学基金对学科交叉融合的支持。新一轮科技革命或将发生在生命、信息等交叉科学以及“数据科学”“虚拟科学”等技术领域。加强在区块链，大数据等技术领域加大基础设施建设和人才培养。“努力让我国在区块链这个新兴领域走在理论最前沿、占据创新制高点、取得产业新优势。”

（三）明晰创新主体的功能定位，提升创新体系整体效能

科技创新的竞争演化为创新战略和创新体系的竞争，创新体系是科研范式、组织模式的重要形式。强化系统思维和战略思维，加强统筹协调，科学配置创新资源。进一步加强各类创新主体的功能定位和空间布局。高校以学科为基础，通过好奇心和兴趣驱动探索不确定性研究。国家基础型科研院所承担政府主导的定向重大科技项目。工业企业尤其是领军型科技企业，加强基础研究和应用基础研究，主动与院所和高校对接，联合建设应用基础研究机构和平台，实现高技术关键材料的自主供给，产品全周期工程集成的标准化和技术体系的自主制定。建设以重大基础设施集群为核心的综合性国家科学中心或国家实验室，强化国家意志和战略使命，探索政府主导保障、科学家负责运行的科研组织模式，促进科研范式转型，形成推动科技革命的外部动力。促进国家创新体系与区域创新体系协同发展，加强跨部门、跨领域和跨学科之间的合作，推进创新各类资源要素的流动和调配，提升创新体系的整体效能。

（四）加强科技成果的应用与产业融合

科技革命、产业革命和人类生产生活需要是形成科技革命的三螺旋结构。科技成果只有与人类需求相结合，才能取得源源不断的创新动力。注重重大科学发现、技术发明和创新知识体系向产业发展的转化，科技应用的效果促进科技研发，科学原创、技术发明和产业发展同步推进。建立创新成果转化机制，优先使用自主创新成果的机制，高校、科研院所、企业、政府的协同创新机制，主要由市场评价技术创新成果的机制等。鼓励科学研究部门和产业部门联合发起跨部门的研究计划，增强企业自主创新能力，提升产业链发展从产业链中低端向高端发展转变，促进产品服务国际化向规则国际化转变，生产生活方式向绿色和低能耗转变。

（五）培养汇聚一流人才队伍，大力弘扬科学家精神

抓住新一轮科技革命，人才是关键。我国是拥有全球最多的研发队伍的国家之一，要发挥人才效用，优化存量人才队伍，提质增量人才队伍。加强领军型人才的培养和汇聚，团队作战、项目作战，带头人是关键，通过发挥关键人才的头雁效应，推动科技创新在关键技术领域的突破和科学上的重大发现。加强青年人才培养。研究发现，科学发现的最佳年龄是25～45周岁，诺贝尔奖成果占较高比例是在获奖者青年时期的研究。鼓励和支持青年科技创新人才在前沿交叉领域的探索和创新，加强以研究生为主体的创新型青年人才培养。基础型研究所和高校为有潜力的青年人员提供长期的、稳定的经费保障。营造包容人才创新试错、尊重人才创新的文化氛围，培养科学研究哲学思维，大力弘扬敢为天下先的勇气，走前人没有走过的路，在独创独有上下功夫，矢志不渝勇闯科学创新无人区。