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纵览人类文明发展史，曾经历过五次科技革命：第一次科技革命发生在16世纪和17世纪，标志就是近代科学的诞生；第二次科技革命发生在18世纪中后期，标志是蒸汽机与机械革命；第三次科技革命发生在19世纪中后期，标志是内燃机与电力革命；第四次科技革命发生在19世纪中后期至20世纪中叶，以进化论、相对论、量子论等为代表；第五次科技革命发生在20世纪中后期，以电子计算机和互联网络的发明为主要标志。
有关新科技革命，中国科学院院长白春礼向本刊表达了自己的观点。
《神州学人》杂志记者：新科技革命的突破口最有可能出现在哪些领域？
白春礼：当今世界正处于一次新科技革命的前夜，新技术革命和产业革命初露端倪，一些重要科技领域正显现发生革命性突破的先兆。
从重大经济社会效益的角度来看，第一次科技革命中科学的启蒙为未来的产业革命奠定了理论基础；第二次科技革命开始了以工厂大生产方式为特征的工业革命；第三次科技革命拓展了新兴市场，开辟了现代化工业时代；第四次科技革命推动和成就了20世纪绝大部分的科技文明；第五次科技革命则促进了经济全球化，知识进入了爆炸时代。
我个人认为，新科技革命既源于知识与技术体系内在逻辑的突破和创新，又受到现代化进程强大需求的拉动。新科技革命在方向上很有可能得益于第五次信息科技革命的推动，将表现出新技术革命与新科学革命相伴、互动、多点突破的生动景象。
中国科学院曾经组织200多位专家、院士，用了1年多的时间来研究未来可能发生重大突破的领域。我们认为，当今世界科技正呈现出新的发展态势和特征，主要表现在6个方面。
一是科技发展呈现多点突破、交叉汇聚的态势，物质科学探索不断向宏观拓展、微观深入和极端条件方向发展，生命科学向精确化、可再造、可调控方向发展，人类正在进入用信息和信息技术精细调控物质和能量的时代，许多基本科学问题面临突破，不断催生新的学科生长点。
二是大数据科学成为新的科研范式，互联网技术、互联网经济学、超级计算、环境科学、生物医药等研究产生海量数据，催生了大数据科学这一新的科研范式，将引起科研组织方式的深刻变化，并使知识的创造和应用更加紧密结合。
三是人类可持续发展的重大问题成为全球科技创新的焦点，能源、环境、人口健康、海洋资源利用、宇宙开发等关系可持续发展的紧迫问题，迫使人类谋求科学突破和重大技术变革，正成为推动科技创新的强大驱动力。
四是世界各国更加重视利用科技创新培育新的经济增长点，世界主要发达国家竞相推出新兴产业发展规划和国家竞争力计划，加大科技创新投入和政策支持力度，更加重视通过科技创新来优化就业结构、驱动可持续发展和提升国家竞争力。
五是产业科技、国家科技和学院科技三足鼎立、协同发展，世界各国都着眼于应对危机、掌握发展主动权，通过建设国家创新体系对产业科技、国家科技和学院科技进行合理的布局和统筹安排。
六是科技创新资源配置呈现出全球化竞争与加速流动的趋势。科技先进国家继续增强高技术壁垒，着力竞争全球最优秀的青年人才。新兴国家纷纷推出科技创新政策和国家人才计划，积极参与科技资源流动配置的全球化竞争。
由此，我们判断，未来5-10年可能会发生一些在世界范围内产生广泛影响的科技活动及其成果，主要包括：在基本科学问题认知方面的重大突破，并引发系统性创新、多元群发的技术创新，如电磁感应现象的发现与电磁理论的创建；发现现有理论体系难以解释或无法解释的新现象，如发现黑体辐射现象导致量子力学的诞生；重大技术突破引发产业创新，或导致重大工具的出现，有效解决能源、资源、环境制约，改善人口健康，对人类生产生活方式产生重大影响，如蒸汽机和计算机等发明引发的产业革命，抗生素等发现引发的医学变革；人类突破极限的重大活动，如实现载人登月。
以上任何一个领域的突破性原始创新，都会为新科学体系的建立打开空间，引发新的科学革命；任何一个领域的重大技术突破，都可能引发新的产业革命，为世界经济增长注入新的活力，引发新的社会变革，加速现代化和可持续发展进程。
同时，我们也应该看到，人类发展和世界现代化的科技需求虽然是全方位的，但只有部分需求可能引发科技革命，一般而言，它与人类文明的前沿特征有关，与科技革命的判断标准有关。21世纪的科技重点将是改造人类自身和如何适应宇宙环境。由此可见，新科技革命的突破口很可能会在生命科学、物质科学以及它们交叉的领域出现，并且开辟出新的空间。因为人的生命和健康是全人类都非常关注的问题，而且在生命科学领域有许多重要的难解之谜需要我们去探索，有很多新的理论需要我们去建立。新的理论会导致人类的生活质量和生存质量有很大的改善，甚至会带动新的产业的发展。
另外，就科学领域来说，在外部技术变革以及内部自身重大问题或者挑战的推动下，一些重要科学问题的研究孕育着未来的大突破。比如，对物质结构的研究可能使人类走向对原子、分子甚至电子进行调控的时代，进而产生新的科技突破；对暗物质和暗能量的研究很可能在21世纪取得突破性进展，这将极大地改变人类对宇宙的认识，甚至有可能颠覆我们现有的宇宙观，建立新的理论体系。
就技术领域来说，在现代化进程强力需求的拉动和科学的支持下，将促成技术革命和产业变革。比如，对大脑思维和信息处理的机理，及其数字化模拟和仿真的研究，将可能导致人脑与电脑之间实现信息直接转换；量子通信将引发一场通信领域的变革；新型网络技术将继续深刻改变人际间交流和共享信息的基本模式，触发经济、社会、文化领域的变革；干细胞和纳米仿生材料、仿生器官的设计和制造等，将可能使人类获得新的生存形式与手段。
《神州学人》杂志记者：新科技革命对中国发展有何意义？
白春礼：科学革命是能够引发人类观念深刻变化的科学巨变。新科技革命将不断涌现出一批重大的理论突破，产生巨大的经济效益，使经济社会各方面出现崭新面貌，并且深刻而广泛地影响人类的生活方式和思维方式。
能否抓住科技革命的机遇已成为一个国家兴衰的关键。比如，英国引领了第一、二、四次科技革命，抓住机遇，成为世界强国，现为发达国家。德国在英国之后，引领了第三次和第四次科技革命，曾经是世界上最发达的国家，现为发达国家。美国引领了第三、四、五次科技革命，成为世界强国，也是当代最发达的国家。俄罗斯抓住了第三次和第四次科技革命，成为世界强国。日本抓住了第三、四、五次科技革命，升级为发达国家。芬兰和爱尔兰也抓住了第五次科技革命的机遇，成为发达国家。
相反，如果错失科技革命的历史机遇，发展速度可能就会受到制约。例如前苏联领导人对信息技术革命的性质、范围、特征、作用等一直缺乏应有的清醒认识。认识上的滞后导致行动上的落后，错过了第五次科技革命，其结果是在信息技术革命中被西方发达国家远远地甩在了后面，也加速了前苏联的衰落；葡萄牙忽视了第一次和第二次技术革命，降级为一个中等发达国家；印度和中国错失了一、二、三、四次科技革命，印度沦为殖民地，中国在解放前则是一个半殖民地、半封建的社会。
历史已经深刻地说明了一个道理：科技革命对一个国家的兴衰具有重大影响。由于中国错失了前四次科技革命的机遇，人均国民生产总值的指标急剧下降。到了20世纪后半叶，中国抓住了第五次科技革命的机遇，升级为工业化和经济增长较快的国家，在世界发生经济危机的形势下，中国仍然保持了较好的发展态势。
“前事不忘”，必须认识到科技革命的机遇不可再错失。同时要做到“后事之师”，必须做好科学预见和技术预测。
钱学森先生20世纪80年代初就提出，以信息科技为核心的第五次科技革命，将影响到整个国民经济发展。近30年来信息技术的深度应用、信息产业的迅猛增长，有力地证明了他的远见卓识。科技的变革已成为社会进步的源动力。
中国现代化建设是世界现代化进程的重要组成部分，也是中华文明复兴的必由之路。一人，一家，乃至一国，“其兴也勃焉，其亡也忽焉”。新科技革命将是中华民族实现伟大复兴的历史事业中一次难得的战略机遇。世界正处于新一轮科技革命的“拂晓”，中国不能与这一轮科技革命失之交臂。中国必须密切关注和紧跟世界科技发展的大趋势，在新的科技革命中赢得主动，有所作为。
《神州学人》杂志记者：中国如何才能把握住新科技革命的战略机遇，实现跨越式发展？
白春礼：2013年3月4日，习近平总书记在全国政协十二届一次会议科协、科技界委员联组讨论会上发表重要讲话，进一步强调要坚定不移走中国特色自主创新道路，深化科技体制改革，不断开创国家创新发展新局面，加快从经济大国走向经济强国。2013年国务院政府工作报告也明确提出，要紧紧围绕主题主线，以提高经济增长质量和效益为中心，深化改革开放，实施创新驱动战略。
在新一轮科技革命的前夜，一场抢占未来发展制高点的竞赛已经在全球展开。
世界主要国家为迎接新科技革命，把科技作为国家发展战略的核心，出台了一系列创新战略和行动计划，加大科技创新投入，更加重视通过科技创新来优化产业结构、驱动可持续发展和提升国家竞争力，力图保持科技前沿领先地位，抢占未来发展制高点。
在迎接这次新科技革命的进程中，各国的创新战略各具特色。比如，美国在高水平就业、振兴制造业、促进经济健康发展、发展清洁能源、保持强大繁荣和全球影响力等方面采取了战略行动；日本实施了应对资源匮乏、老龄化社会和经济停滞危机的新增长战略，致力于发展绿色经济；欧盟提出智慧增长、包容增长、可持续增长，力图建立创新型新欧洲，继“地平线2020”之后又发布了“Global European 2050”，以复兴欧洲为目标，提出了中长期研发重点和政策，力图掌握未来发展主动权；俄罗斯实施了促进经济由资源型向创新型转变的战略；印度则提出要在2020年成为知识型社会与全球科技领导者。
当21世纪“重要战略机遇期”再次来到关键节点之时，首先我们要树立坚定的自信心，因为中国已经具备跨越发展的基础和条件。中国的发展，机遇大于挑战。
改革开放以来，中国依靠资源禀赋和比较优势，在经济上取得了连续多年的高速增长，进入中等收入国家行列，综合国力显著增强。得益于此，中国财政科技支出连年稳步增加。2006年以来，中国全年研究与试验发展（R&D）经费投入增速一直保持在20%左右，我国2012年R&D经费支出10240亿元，比上年增长17.9%，占国内生产总值的1.97%，反映出政府、企业、研究机构和高等学校在重视科技方面所做出的不懈努力。预计到2020年，中国的科技投入将占GDP的2.5%，按照中国GDP的增速估算，将超过20000亿元。这是中国迎接新科技革命的物质基础。
近几年来，中国的基础研究、应用研究和高技术研发都取得了历史性的长足进步，科研水平已经从过去整体“跟踪”国际一流同行的工作，到现在在某些领域逐步实现与国际一流工作的“同行”。近两年来中国科学家在量子反常霍尔效应、高温超导、中微子震荡、量子通信、诱导多功能干细胞等方向取得了若干世界领先的研究成果；在关系到国计民生和国家安全的重点领域，取得了像载人航天、探月工程、载人深潜等方面的重大突破。另外，在基础研究领域，中国科研人员发表的国际论文的影响力也逐步提高；中国科技工作者的数量和质量也得到大幅提升，一大批优秀科研人才学成回国，本土人才培养体系也在逐步完善。这些都是我们树立科技自信心的丰沃土壤。
其次，面对新科技革命，必须抓住和利用好战略机遇期，做好顶层设计，统筹规划，把科技摆在优先发展的战略位置，把科技作为经济发展的内生动力。
面对新一轮科技革命，发达国家和后发国家都站在同一起跑线上。作为后发国家，中国完全可以充分利用全球科技创新资源，有效借鉴发达国家的科技发展道路和经验，少走弯路，在更高起点上实现赶超跨越。
战略机遇的产业基础要突出战略重点，加快关键核心技术的重大突破和集成创新。还要超前部署战略先导研究，加强前沿领域布局。同时要加强重要基础研究和交叉前沿研究布局，在物质科学、生命科学、信息科学、地球科学等可能出现革命性突破的前沿领域方向，在科学原理层面取得原创性突破，厚实发展基础，增强发展后劲。
谁能提前判断科技革命发生的领域，据此进行前瞻谋划和重点部署，谁就有可能在新一轮全球竞争中抢占先机。
首先，要侧重研究科技发展特别是学科发展的内在规律。深入分析各国科技革命的竞争力与创新潜力，全面把握科技发展的态势，前瞻并掌握全球科技发展的大趋势。要建立全面的学科发展研究体系与数据平台，系统把握全球科技发展大趋势。
其次，要侧重研究科技内在发展与外部环境的关系。以意大利、英国、法国、德国、美国、日本、中国为案例，深入研究“科技革命与国家现代化的关系”。发挥科技史、科技哲学与科技社会学等学科优势，研究科学革命、技术革命其内在机制与外在条件是什么等问题；发现科学革命、技术革命与国家现代化究竟存在怎样的作用机制；认知科技创新与经济发展的关系、科学中心形成与转移机制的关系、知识发展与制度创新的关系、新学科与新兴产业的关系；探讨目前中国科技发展水平与中国在现代化进程中所处的阶段，分析两者的对应关系；通过比较，判断中国在文化传统、体制建设等方面的优劣势，讨论怎样选择科技发展路径与战略。
要做到这些，必须深化科技体制改革。要从体制、机制、政策、文化等方面形成鼓励创新，促进科技成果转移转化以及形成战略性新兴产业的条件和氛围，加快建设中国特色国家创新体系。同时，还要深入实施人才强国战略，建设一支规模宏大、结构合理、质量优异的科技人才队伍。
《神州学人》杂志记者：您期待中国在新科技革命中扮演什么样的角色，发挥什么样的作用？
白春礼：人类发展面临的复杂而严峻的问题，既是对经济社会的挑战，更是对科技的挑战。每一次科技革命都会改变人类的思想观念、生产和生活方式，改变科学技术的结构体系，牵动全球科技中心的转移，推动世界现代化发展的进程。更重要的是，在科技革命中的作为，直接影响到国家的兴衰和国家在全球竞争格局中的地位。
中国正处于信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展时期，经济社会正处于重大转型期。充分发挥科技对经济社会发展的支撑引领作用，加快从跟踪模仿向自主创新为主转变，是新时期科技发展的重大战略任务。我们应该认真分析新科技革命的发展态势，根据经济社会发展对科技的新要求，全面组织实施中国的科技发展战略。在基本科学问题、能源与资源领域、信息网络领域、先进材料和制造领域、农业、人口健康等重点领域进行前瞻部署，力求取得更多原创性的重大突破，在新科技革命中扮演积极角色。
科技竞争力决定了一个国家在国际竞争中的地位和前途。中国错失了前四次科技革命，如果说在第五次科技革命中，中国还只是一个“追随者”的话，那么新的科技革命，则为中国的科技发展提供了难得机遇。中国再也不能与新科技革命失之交臂，必须密切关注和紧跟世界经济科技发展的大趋势，在新科技革命中赢得主动，勇做新科技革命的“领头羊”。
我希望一大批中国科学家的名字与新科技革命的丰功伟绩一起载入史册，在新科技革命中创造一个“中国奇迹”！
