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白雪洁 庞瑞芝:全球产业变革新趋势及对我国科技发展的影响

更新时间:2021-04-14 07:20:24
作者: 白雪洁   庞瑞芝  

   核心提示: 随着新一轮科技革命和产业变革深入发展,全球科技创新发展呈现出有组织的创新供给主体、任务导向性技术研究、基础研究日益复杂、学科交叉融合加速等态势,新一代信息技术、基础性技术、市场需求等成为影响新兴产业发展的重要因素。对此,应始终坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑,为实现创新驱动发展、全面塑造发展新优势奠定坚实基础。

  

   当前,世界科学发展在第二次科学革命的范式下正在寻求重大突破方向,交叉边缘学科和应用引发的基础研究成为最有可能迎来重大突破的领域。技术革命正在向以信息技术为主导并与物理技术、生物技术等深度融合的方向加速演进,全球科技创新进入活跃期,并向经济和社会领域快速渗透,全球科技革命产业变革呈现出一些新特征,这对我国国家发展尤其是战略性新兴产业的战略选择产生一定影响。

  

   全球科技创新的主要特征趋势

  

   创新无界限,技术有主权,有组织的研发机构成为主要创新供给主体

  

   20世纪前半叶之前,很多重大的科技创新成果是由个人来完成的。随着科学技术系统日趋复杂,团队合作显得日益重要,一些情形下可以冲破国家、种族、性别等多重属性特征,形成有组织的研究团队。创新在本质上不受各种界限的束缚,但创新成果,如科研论文、技术发明以及进一步产业化商业化后产生的新产品新服务,却拥有明确的所有者。可以说,创新成果的奖励机制主要是面向个人的,每个创新组织的领导者大概率是团队取得的研究成果的个人拥有者。这使得对有组织的创新活动进行管理变得十分重要。

  

   从国家层面来看,当前世界主要国家和地区一方面遵循“创新无界限”的规律,积极参与跨国家、跨组织的开放式创新;另一方面,无论政府还是企业,以技术主权为利器,掀起更激烈的经济竞争,特别是美国等技术先发国家以技术主权遏制技术追赶型国家崛起的意图越来越明显。20世纪下半叶以来,各主要国家均由政府支持实施一系列重大战略科技计划,其中应用导向的工程科技主要集中在新一代信息、先进制造、能源和生物技术等领域,这也成为主要国家未来产业竞争的焦点。

  

   任务导向型的技术科学研究成为科学与技术的粘合剂,是国家科技创新的重要方式

  

   近几十年来,基础科学研究领域仍然是大多技术创新的重要支撑。比如,卫星导航精确到厘米的级别,但指导其运行的科学理论,仍然是牛顿力学和相对论;又如 ,作为人工智能和移动互联网运行核心的芯片,其基础科学理论依然是上世纪的量子力学。另外,科学求真并不必然考虑“有用性”,因此科学发现并不会自动导致技术进步和生产力提升,科学原理的突破只有同具体的现成技术(在现实世界中表现为成熟的分工和产业体系)相结合,才能转化成生产力。

  

   当前有一类以大型企业和工研院为主体的基础研究形式旨在攻克技术瓶颈和“翻译”技术经验,是对技术环节发起需求的科学响应,经济合作发展组织(OECD)称之为“任务导向型研究”。不同于纯基础研究对科学共同体自治机制的依赖,任务导向型研究有一套独立的运行管理体制:面向国防、能源、工业技术等社会经济需求,由政府所辖研发机构(如美国NIH、日本AIST等)执行,选题与考核权力回归政府。面对新一轮科技革命和产业变革,加大任务导向型研究投入成为发达国家政府增强产业竞争力的重要方式,并将其作为财政研发投入的主要方向。如在美国,联邦政府的任务导向型研发投入与高校(公立与私立)研发投入之比常年高于3:1;2018年日本政府大幅增加“目标引导的基础研究”投入,而面向大学的纯基础研究投入出现30年来的首次下调。

  

   科学向技术转化、基础研究向应用拓展日趋复杂,单一规律主导时代已经过去

  

   科学发明转化成为技术成果是一个复杂的过程。一方面,并不是所有的科学发明都有转化成为技术的必要,因为并不是所有技术都具备商业价值,一项发明只有同时满足尖端性和应用性两个特征,它才具备技术转化的前提。例如,斯坦福大学每年从技术许可办公室(Office of Technology Licensing,OTL)拿到的技术许可仅占其全部发明的20%-25%,其中25%-30%的技术许可给初创公司,其余的许可给大公司。另一方面,科学发明转化成为技术成果的周期似乎并没有明显缩短,比如石墨烯和纳米的科学发明,迄今为止真正转化出来的技术成果并不多。

  

   对创新而言,科学的重要作用有三点:一是为技术发展直接提供动力,如激光、生物、核技术和半导体;二是为技术发展提供了理论解释,科学理论是掌握技术的知识基础;三是引动技术的发展,如探测引力波其实是精密测量技术的成果,并且这种技术成果可以应用到其他领域。因此,科学与技术之间并不存在单一规律。另外,从基础技术研究与应用的关系来看,真正意义上的基础技术突破是提出新的技术原理,如3D打印、磁悬浮列车、无人驾驶汽车等,这种成果可以形成“新专利”,从而让技术发明所有者在技术竞争中占据主动;而应用更多是靠组合式创新,其中包含技术专利但不一定是原理性的发明,另外应用也可能是多种现成技术的组合,包括商业模式创新。

  

   学科交叉融合加速,科技创新呈现出群体突破的态势

  

   最近二三十年来,科学研究领域的学科交叉融合渐成趋势。2001年12月,美国商务部、国家科学基金会和国家科技委员会纳米科学工程与技术分委会在华盛顿联合发起一次圆桌会议,首次提出了“NBIC会聚技术”的概念,即纳米、生物、信息、认知科学的交叉与融合将引领未来科学技术的发展。2004年,生命科学、物质科学、信息科学、认知科学四大学科的融合,被美国自然科学基金会提升为一个方向性的支持重点。当今世界,科学前沿的重大突破,大都是多学科交叉融合的产物,这一点从近百年来获得诺贝尔自然科学奖的380多项成果中,近半数是多学科交叉融合的成果就可悉知。重大原创性实用技术的产生也更多地出现在学科交叉领域。比如,生物芯片是近20年来高技术领域极具时代特征的重大进展,是生物学和微电子学、化学、物理学、信息学交叉融合的结晶。可见,打破学科界限,推进知识大融合是科学技术发展的重要趋势。

  

   回顾前三次技术革命,主导技术的单点突破和快速扩散促成了技术革命和产业革命,如第一次技术革命的主导技术是蒸汽动力技术,第二次是电力技术,第三次是计算机网络技术。而当代的科学发展则表现出群体突破的态势,起核心作用的不再是一两门科学技术,而是由信息科技、生命科学和生物技术、纳米科技、新材料与先进制造科技、航空航天科技、新能源与环保科技等构成的高科技群,这标志着科学技术发展进入了一个前所未有的创新群体集聚时代。

  

   科学技术与人文学科的合作与冲突交织,科学伦理面临考验

  

   自然科学和人文社会科学的相互渗透,从来没有像当今这样迅猛。如何从事“负责任的研究与创新”,如何坚守社会责任和伦理底线,OECD成员国采纳了首个由各国政府签署的AI原则,即“负责任地管理可信AI的原则(Principles for responsible stewardship of trustworthy AI)”。这些原则之后被G20采纳,成为人工智能治理方面的首个政府间国际共识。这种共识原则能否对所有的科学研究者发挥约束作用,以及针对科学研究者越界触碰社会伦理基本价值的行为如滥用基因编辑技术,如何建立一套具有普遍适用性的惩戒机制,需要进一步探究。另一方面,现代科学技术的发展为人文学科的研究拓宽领域并提供更多的工具,如数字人文就是近年来新兴的文理交叉领域,计算机和多媒体技术与人文领域交融,使数字仓储、文本挖掘、数字图书馆、虚拟现实、信息可视化等信息技术在人文领域得到广泛应用,为传统的人文研究和教学提供了新的研究方法和研究范式。

  

   全球新一轮产业变革的主要特征趋势

  

   当前在全球蓬勃兴起的新一轮产业变革由以信息技术为核心的一组通用技术的成熟、扩散和深度融合为引领,对工业化大生产时代所构筑的生产方式、市场模式和企业组织关系等产生了深刻影响。

  

   广义的新一代信息技术作为新一轮产业变革主体技术组群的地位坚不可摧

  

   九年前就洞察到新产业革命的美国著名经济学家杰里米·里夫金在《第三次工业革命:新经济模式如何改变世界》一书中指出,历史上数次重大的经济革命都是在新的通讯技术和新的能源系统结合之际发生的;新的通讯技术和新的能源系统结合将再次出现——互联网技术和可再生能源的结合,为第三次工业革命创造强大的新基础设施。十多年来虽然能源、生物、材料等技术突飞猛进,但以物联网、云计算、大数据、人工智能为代表的广义的新一代信息技术却是当之无愧的第一主体技术组群,由其直接衍生的新的产业经济形态,当前基本被纳入数字经济中的数字产业化范畴。而新一代信息技术或者说数字技术之所以占据新一轮产业变革的第一通用技术组群地位,是因为相比其他新兴技术,它向其他产业的渗透、融合、改变能力最强,开辟出产业数字化这一数字经济的另一片新天地。当数据与土地、劳动力、资金、技术一样成为重要生产要素后,以产生、传递、发掘、分析、运用数据和信息为主要内容的新一代信息技术也就成为了新产业的关键通用技术。

  

   发达国家依靠基础性技术掌控新兴产业竞争主导权的意图强烈

  

   新一轮产业变革源于新技术革命,新技术革命的核心是基础性技术创新。当前在信息、能源、环境、生物、制造、海洋、空间等产业领域,美国掌控大多数的基础性技术,在新产业竞争中有着充分的主导权和话语权,而我国基础科学研究短板依然突出,企业对基础研究重视不够,重大原创性成果缺乏,这使得我国新兴产业发展中的“卡脖子”问题严峻。另一方面,新技术和产业变革所创造的新产业新业态,需要开辟新市场,比如,以数字经济为例的数字产业化;新技术和新产业对传统经济和产业的提升改造需要具有相当规模的传统产业基础,比如产业数字化。在这两个方面,以中国为代表的新兴经济体和经济快速增长的发展中国家,似乎更具市场端优势。从这个意义上,在新产业竞争中拥有绝对技术垄断优势的美国与拥有完备产业体系、雄厚产业基础、迅速提升的技术能力和广阔需求市场的中国,合则两利。

  

   市场需求成为新兴产业竞争的主要内容

  

传统的竞争理论中,无论是国家、区域、产业还是企业层面的竞争,主要围绕供给端要素及其配置、组织、管理能力等展开;不同层级主体的竞争内容,就是聚集更多种类、更高质量、更适宜价格的生产要素,通过技术、生产、组织、管理手段进行优化配置,最终体现为产品和服务的价格、质量、品质和多样化水平等竞争能力,(点击此处阅读下一页)


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本文责编:陈冬冬
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文章来源:人民论坛网
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