三次科技革命与美国霸权

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作者： 刘杨钺、石海明

 美国全球霸权不仅是20世纪国际关系学者热衷的话题，也是二战后国际体系和秩序的重要特征。处在美国霸权核心地位的，是美国无与伦比的技术优势。技术优势对美国全球霸权的影响，正如同人类的神经系统一般复杂多样。从技术对美国综合国力的影响上看，三次科技革命将美国送上了全球霸主的宝座。从技术对美国全球战略的影响上看，技术优势是美国军事霸权战略的安全屏障，是美国经济霸权战略的财富源泉，也是美国软实力霸权战略的核心环节。技术已成为美国实施其全球战略的最关键手段，这是其他要素所无法比拟的。从霸权内容的更深层次上看，技术优势对于提升美国霸权的有效性具有杠杆作用，这也是技术之所以成为美国霸权“神经中枢”的关键因素所在。

明晰了技术优势影响美国全球霸权的深刻机理，仍然有一个问题横亘在我们面前，那就是：美国霸权将在何时衰落？其引申出的疑问是，美国霸权将怎样衰落，衰落的原因又是什么？

对美国霸权未来的关心，或许还应回归对当前时代背景的考察。如果说二战结束后的人类社会发展有什么显著特征的话，“知识文明”的到来应可占有一席，除此之外，全球化也是当前时代的重要特征。全球化意味着商品、服务、资本的国际一体化，意味着国际社会各成员更紧密的相互联系，意味着更大限度地超越国家疆界。全球化的发展，对美国科学技术的领先地位带来了严峻的挑战，因为全球化是加速技术扩散的根本原因。

首先，对外投资和贸易的增加产生了技术的溢出效应，促进技术扩散的同时也削弱了美国技术垄断的优势。美国是全世界对外直接投资最多的国家，2006年美国对外投资高达2170亿美元。在为世界其他国家带来投资资金的同时，技术转让、技术合作、接受投资国的学习和模仿等一系列与技术扩散息息相关的内容也随之进行。客观上说，对外投资和贸易的增加确实会对美国高新技术外流造成一定的负面影响，从而削弱了美国霸权赖以维系的技术优势。

其次，跨国公司的飞速发展推动了先进技术跨国界、跨地域流动。从国际政治的角度看，跨国公司的最大意义在于削弱了政府的权力，造成“权力流散”。由于许多高新技术往往掌握在大型公司手中，而非政府直接控制，因此跨国公司在海外的拓展就如同构筑了四通八达的道路网络，使一些重要的技术资源有意或无意地由此输出。作为世界最大的跨国公司“生产地”，美国因此遭受的技术流失也相对突出。

第三，全球化的一个重要内容是国际社会的网络信息化，而这使得很多技术秘密越来越难以被隐藏。例如，传统获取技术专利信息的方式，是通过直接的书本、刊物式检索，这显然为技术扩散设置了较大障碍，因为跨国检索往往需要不菲的代价，而且在技术和信息的更新上具有延迟性。网络全球化的世界改变了这一局面，许多技术信息都能通过网络资源发布到世界每一个角落，不仅技术扩散的成本大大降低，还有效地减弱了技术传播的滞后性。

总而言之，全球化的发展加速了技术的国际流动和传播，有利于技术落后的国家获得发达国家的技术成果。对于以技术优势为霸权核心的美国而言，全球化无疑沉重挑战着它的优势地位，从而使其赖以维系的基础受到极大动摇。从这个意义上看，美国霸权的衰落在全球化的背景下似乎将是不可避免的。

然而，如果据此认为美国霸权将迅速土崩瓦解，“多极”或者“无极”世界将很快建立，这样的预言未免为时过早，恐将与事实的发展相悖。尽管全球化将不可避免地拉近美国与其他追赶者的距离，但美国采取了一些积极有效的措施延缓着这种赶超。

例如，美国拥有较为完备的知识产权保护制度，对保障美国技术的不断创新和领先起着重要作用。美国从立法、司法和行政三个层次共同确保知识产权保护的实施，并不断调整和修改相关的政策规范以适应知识产权保护的新问题和新要求，使技术创新和国家发展的良性结合始终在法制的轨道上运行。这种保护先进技术的战略思想甚至在美国宪法中都得到体现：“国会有权通过向发明人授予在一定期限内使用其作品或发明的排他权，来鼓励科学和技术的进步”（第1条第8款）。

再例如，二战以来美国制定了严格的措施，试图控制和限制高新技术的外流。美国早在1949年即编纂完成《出口管制法》，意在对战略物资和先进武器的出口实行管制。尽管这部法律到1994年便届满终止，但美国政府还是能够动用《国际紧急经济权力法》来执行原有的管制政策。除此之外，美国还通过一系列多边国际组织来推行其出口管制政策，其中最突出的是1949年成立的“多边出口控制统筹委员会”（即著名的“巴黎统筹委员会”），以及1995年美国与32个国家签署的《关于常规武器与两用产品和技术出口控制的瓦瑟纳协定》（即“瓦瑟纳协定”）。客观来说，这些管制政策对于美国保持技术领先地位、维护霸权基础还是起到了一定的积极影响。虽然不能从根本上扭转技术差距逐渐缩小的事实，但美国有效的科技相关政策和措施，还是为美国延续其全球霸主的状态赢得了时间。

另一方面，尽管近年来美国学者和精英人士都极力强调和担忧美国技术优势的衰落，但这些言辞更接近于美国人对技术领先地位的警觉，而非对现状的精准描述。实际上，美国的高新技术在决定新世纪国家竞争力的关键领域仍然处于世界领先水平。例如，在信息技术领域，美国牢牢控制了世界信息市场中的核心技术CPU（中央处理器）和软件开发，全世界90%的中央处理器芯片被美国两大巨头英特尔和AMD掌握，同时，全世界90%的计算机软件操作系统也被美国的微软公司控制，而日本、韩国等国都只能望其项背。为了突破信息传输速度的瓶颈，美国已率先朝着光纤技术与激光技术相结合的新道路快速前进，并在无线通讯技术上也取得较大突破。在数字化信息技术向人工智能化信息技术发展，电子商务、政务向纵深推进的新趋势下，美国很有可能仍是引领世界的先行者。

在新材料技术领域，纳米技术（即在纳米尺度上制造材料和器件的工艺）无疑具备“主导下一次产业革命”的潜在实力。2000年2月，白宫正式发布 “国家纳米技术计划”（National Nanotechnology Initiative，NNI），提出了美国政府发展纳米科技的战略目标和具体战略部署，标志着美国进入全面推进纳米科技发展的新阶段。而美国利用纳米技术确实取得了许多突破性的成果：利用纳米技术制成的高灵敏度传感器可望使包括各种癌症在内的疾病的早期诊断成为现实；在微机械系统方面，出现可控纳米马达、纳米电动机、纳米激光器、纳米弹簧等成果，为未来研制系统化的纳米机械打下了坚实基础；而将纳米技术用于存储器，甚至可使整个国会图书馆的信息放入一个只有糖块大小的装置中。美国在纳米技术的发展上已具有显著的优势，据美国总统科技顾问委员会的报告显示，在世界核心的科技期刊上发表的有关纳米技术的研究论文中，有50%的文章来源于美国实验室。与美国相比，其他国家在纳米技术领域还主要处于基础研究阶段。

除此之外，美国在生物工程、新能源和环境、宇航空间技术等领域也具有难以企及的优势和首屈一指的地位。上述技术都是引导21世纪人类社会高速发展的关键技术，可以说，这些技术的每一步前进，都可能直接塑造和改变着国际社会从微观到宏观的每一个层面，掌握这些技术的国家无疑将在新世纪的国际竞争中抢占先机。人们也不难发现，普遍被认为正在“衰落的”美国在对这些关键技术主导权的争夺中并未表现出丝毫的松懈或迟滞。

更为重要的是，美国科技优势的重要支点是教育，对此，美国还在不断加强。具体而言，为了奠定坚实的科教体系，在历史上，美国是花了血本的。如在二战结束后，美国重点加强了公共教育优先权，特别是《退伍军人法案》使数以百万计的归国士兵能够进入高校学习。1930年时接受中学教育的人口所占比例还仅为30%，到1950年就已上升到50%，1970年更几乎达到了80%。到20世纪80年代，美国国家高质量教育委员会就又推出了《处于危机中的国家》一书，警告说“我们这个社会的基础教育正在被日益增长的平庸浪潮所侵蚀，它威胁着我们国家和民族的未来……如果有不友好的外国势力曾试图把现如今平庸的教育强加给美国，我们很可能会将其视作一种战争行为。但事实却是，我们已允许这种事情发生在我们自己身上……实际上，我们已经草率地作出了单方面教育裁军的行为。”早在2007年，一部旨在从科学、技术及教育三方面入手，为美国打造一幅科技发展的崭新“路线图”的法律《国家竞争法》正式通过并生效。

正是基于上面这些认识，我们认为，现在就“唱衰美国”还为时太早，美国就犹如天气，全世界所有人都加以谈论，但却很少人真正理解它。为此，我们需要重新透视美国强大的支点。

第一次科技革命又称“工业革命”，该词最早由恩格斯提出，是指18世纪后期到19世纪前期发生的从手工生产转向大机器生产的技术、经济变革，这一历史性的变革之花首先在英国盛开，后来逐渐散播到世界各国，带来的是资本主义世界工业化的全面起步。最早拉开英国工业革命帷幕的是棉纺织业。当时，英国国内对棉纺织品日趋高涨的需求沉重打击了强势的毛纺业，而棉纺织品大量依赖进口的事实则意味着国家财富的过多外流，这一切促使英国政府在1700年通过了禁止棉布及其纺织品进口的法律，但该法律并未禁止棉纺织品的生产，这样英国商人们便面临着一个极佳的机遇。

问题在于如何加快纺织品的生产从而获取更大的利润，应运而生的便是一系列旨在提高棉纺织品生产率的技术发明，如1733年约翰·凯伊发明的“飞梭”、1769年理查德·阿克莱特的“水力纺纱机”、1770年詹姆斯·哈格里夫斯的“多轴纺纱机”和1779年萨缪尔·克朗普顿的“走锭纺纱机”等。这些机器织机在取代传统的工场手工业的同时，更引发了更多领域对技术发明的强烈需求，使工业革命犹如一阵飓风般席卷英伦大地。在能源和动力方面，格拉斯哥大学的詹姆斯·瓦特于1781年制成改良的蒸汽机，结束了人类长久以来对畜力、风力和水力的依赖，而开创了控制和使用热能作为动力来源的新时代，也正因为其对生产力的巨大提升，蒸汽机的发明一直被视为工业革命的最显著标志。除此之外，采矿和冶金业、交通运输业等诸多领域也在各种技术发明的推动下突飞猛进，英国的工业生产开始持续高速增长。而与此同时，工业革命耀眼的火光，也以英国为中心，逐渐向世界蔓延开来。

与欧洲长时期的资本主义积淀相比，美国的历史显得如此苍白。如果将1781年瓦特发明现代蒸汽机作为人类工业革命的真正旗帜，此时的美国还只不过是一个刚刚结束了独立战争，基本摆脱英国殖民统治的农业国家。在经济上，美国仍然深深受制于英国以及殖民地时期的经济制度，据统计，1784-1786年，美国从英国进口的货物总值为7591935英镑，而同期向英国出口的美国货物却只有2486058英镑，逆差达到5205877英镑。然而，这样一个在摇篮中成长的美国，却有着欧洲国家所不具备的开展工业革命的独特条件。

从政治上看，1793年到1814年期间英法战争持续了20多年，欧洲其他国家在这一时期也纷纷处于战乱，无暇顾及大西洋彼端的美国，这使得隔岸观火的美国有了独立发展的绝佳条件，而美国商人们也趁机同欧洲的殖民地进行贸易，获取了相当数量的利润。地缘政治上的优势确实扮演着相当重要的角色，正如乔治·华盛顿所说：“欧洲人无论在什么时候彼此发生冲突，如果我们明智而适当地利用地理赋予我们的优势，我们将审慎行事，就能从他们的愚蠢行为中谋取利益”。

从经济上看，尽管刚刚独立的美国还没能来得及走出殖民地经济的落后模式，但北美大陆广阔的国土面积和丰富的物资资源为工业革命创造了优良的自然环境，而从大西洋以及太平洋地区（如美国与中国进行的茶叶、丝绸交易）的贸易中，美国也获取了巨额利润，这成为美国新兴工业投资的重要来源。总之，在政治和经济环境上，美国已经基本准备妥当，工业革命的爆发和美国崛起的到来只差技术创新的火花了。

美国学者马尔温德·琼斯曾经指出：“美国的每一个基础工业——纺织、采矿、钢铁工业，都是靠英国工匠、工人、经理带来的技术。”与其说美国人自己擦出了技术发明的火花，不如说是美国人从欧洲带来了工业革命的火种。1790年，在英国政府严禁移民把工业设备运往国外的不利条件下，塞缪尔·斯莱特将英国新式纺纱机的每个技术细节都牢牢记住，并将这些珍贵的技术知识带到美国，在美国成功仿制出新式的纺纱机，这也成为吹响美国工业革命的第一声号角。由于棉纺织业的工业化发展，马萨诸塞、康涅狄格、新罕布什尔、纽约等地都先后建立起一批新型纺纱厂，工业产值和资本积累都不断扩大。除了机械技术的创新，生产技术的更新也极其重要，“标准化生产”的工艺便是范例。美国人惠特尼接受了政府大规模的军事订货，为了完成合同，他决定采用在美国从未实行过的标准化生产法，使用机器大批生产枪支的各个部件，目的在于“用一种准确有效的机器操作来代替工匠的工艺”，从而大大提高生产效率和产业的机械化程度。

而在其他领域，各种新的发明和创新也层出不穷：印刷技术的革新使美国出版业的印刷成本大幅降低；电报的发明使商业联系更加便捷，企业的业务范围和办事效率得以扩大和提高；照相机的发明则使设计业和晒图业蓬勃发展。这些新兴工业的开拓发展，一方面为美国的原始积累带来日益增长的财富，另一方面又催生出新的需求，使其他行业的技术创新也刻不容缓。例如，交通运输对国内市场的形成至关重要，1807年富尔顿建造的第二艘轮翼式汽船成功试航，显示出巨大的载货能力，并使水运费用进一步下降，1830年美国工程师库波又成功制造出美国的第一台蒸汽机车，使铁路迅速延伸到美国的东半部。19世纪30年代以后，美国出现了修筑铁路的高潮，1860年美国铁路长度猛增到30626英里，长度已超过了英国而居世界首位。铁路的发展使美国对钢铁的消费量剧增，从而又导致吹风熔炉和冶铁技术的革命。“这样，技术发明和革新使美国市场的容量不断扩大，而市场的扩张又为技术发明和工业化提供了广阔的前景”。

这种由技术牵引的发展模式使美国综合国力迅速提升。一方面，美国的技术发明和创新数量如火箭般节节攀升。以发明专利数为例，1801-1810年美国新颁布专利1093项，1821-1830年这一数字增至3086项，到1851-1860年更是飙升到30335项，几乎是19世纪最初10年的28倍。另一方面，技术的推动使美国这片在此前历史上一直沉睡着的土地，开始走上崛起之路。按1929年价格计算，美国的国民生产总值（GNP）从1789年的3.07亿美元增加到1860年的70.96亿美元，几乎增长了23倍。

与这一时期雄踞世界霸主地位的英国相比，美国的经济总量和人均国民生产总值仍存在一定差距，但美国经济的迅猛发展，使得这种差距逐步缩小。从工业方面看，美国工业产值占资本主义世界工业生产总值的比重从1820年的10%，增加到1870年的17%，而英国所占比重却从垄断性的50%，下降到36%。可以说，美国从英国手中接过的工业革命的火炬，为美国的初步腾飞照亮了道路。

在美国由独立走向霸权的道路上，如果将第一次工业革命比作帮助美国从新兴国土上站起的双腿，那么真正推动美国腾飞的翅膀，当属第二次工业革命。与第一次工业革命从英国兴起并扩散到资本主义各国的模式不同，第二次工业革命几乎同时在几个主要资本主义国家发生，而美国则是其中的佼佼者之一。美国第二次工业革命的开展以电力应用为首要标志，包括电力、无线电、内燃技术、冶金、化工等多方面的技术革新。用电力代替蒸汽动力，标志着工业电气化的开端。这场工业革命最为显著的特点，便是科学与技术的紧密结合。19世纪初科学家们在电磁学、电化学和热力学取得巨大进展，1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应，为创造发电机和电动机提供了基本原理，不久电机在英国和德国相继问世。美国的科技人员及时引进了欧洲先进的电学理论和技术成果，并进行了独创性的研究和应用。著名发明家爱迪生首先将自激式发电机应用于照明，1879年发明了白炽电灯泡。1882年9月4日，在纽约珍珠街建立起第一座火力发电站，用6台“巨象”发电机向85个单位、2300盏电灯供电，开辟了美国第一个电力照明系统，也拉开了美国第二次工业革命的大幕。电力电器的发明和应用，直接推动了电气工业在美国的蓬勃发展。1882年爱迪生发明电车，两年后在堪萨斯架设了第一条电车线，而四年之后美国国内的电车线已增加到13条，长度达48英里。

此后，输电、配电和变压等相关技术得到不断的发明和创新，大型电力公司如雨后春笋般登上美国工业化的舞台。至1917年，全国仅公用电站就有4364座，发电量438亿度，美国电力工业跃居世界第一位。大型火力和水力发电站的建立，不但为照明提供了光源，而且为工业生产和社会生活创造了强大的动力和能源。1888年特斯拉发明了交流电动机，它与传统的各种机械相结合，使电力广泛地应用于工业，1914—1927年在制造业中使用的电力由占动力总量的39%提高到78%，电力迅速取代蒸汽动力在美国工业中占据了统治地位。

电气技术的进步带来的不仅是动力来源的史诗般革命，同时也使美国的通讯产业迎来了新时代。仅以电话为例：1876年，贝尔发明电话机，并于两年后成功实现长途通话，1891年斯特罗齐制成电动交换机，从此电话普及的风潮席卷美国大地，1881年全美电话数量还只有71000台左右，每千人中的电话拥有量仅为1.4台，到1920年这两项数字已分别激增至1327万台和128台，贝尔电话公司的净利润，也从1885年的488万美元上升至1921年的6700万美元，利润翻滚了十数倍之多。

第二次工业革命另一里程碑式的技术改造是内燃机的发明和应用，这不仅促进了机器工业更加迅速的发展，而且为汽车、飞机的发明创造了前提条件，开拓了一系列新的生产部门和运输方式。汽车工业的脚步最初是从欧洲开始的，1886年德国人奥托研制成功内燃机，1886年本茨发明了第一台汽车，美国在19世纪90年代才引进汽车制造技术。尽管如此，由于石油资源丰富，钢铁供应充足，橡胶工业也已兴起，所以美国的汽车工业比欧洲各国都发展迅速。1893年杜里埃兄弟制造出美国的第一台汽车，而亨利·福特采用适合大规模市场需求的批量生产装配线技术，提高了生产效率并降低了成本，每辆汽车的售价从1908年的850美元降到1920年的440美元，这使得汽车价格降低至中等收入人群所能购买的水平。

1900年时美国登记注册的汽车数量还仅仅为8000台，1910年的统计数字便已达到468000台，1920年上升到九百多万台。内燃机的发明也为人们翱翔天空提供了理想的能源，1903年莱特兄弟发明了第一架飞机，到第一次世界大战结束时，美国已有24家飞机制造厂，年生产飞机21000架。汽车和航空工业的兴起标志着交通运输业的第二次革命，它推动了钢铁、石油、橡胶和精密仪器仪表工业的发展。内燃机、电机的应用和汽车、航空工业的发展，改变了原有的工业体系，对钢铁和各种原材料的质量和规格提出了新的要求，从而推动了冶金工业的新发展和燃料化工、高分子合成等新型工业的勃兴。在冶金工业中，平炉和转炉炼钢方法的大规模推广以及电炉炼钢、吹氧炼钢两种新技术的发明，使美国的钢产量在1889年跃居世界首位。1898和1906年泰勒同怀特又研究成功以钨和铬为主要合金成分的高速钢，使机械加工效率空前提高。这样钢铁工业不仅在产量上飞速增长，在品种和质量上也日新月异，美国进入名符其实的“钢铁时代”。

内燃机的应用促进石油工业的发展，1859年德雷克发明了石油钻井技术，19世纪末许多炼油厂采用了分馏和裂化的提炼方法，使炼油实现了机械化、自动化。化学工业和高分子合成工业也蓬勃兴起，制碱、化学肥料、塑料、合成染料、人造纤维、人造石墨、炸药等新技术纷纷出现。至1880年开始，机器制造业与钢铁工业已成为美国经济的领跑者（见表3.1），以电力技术为主导，与内燃、冶金、化工技术相结合的技术体系，改造和装备了国民经济的各个部门，美国第二次工业革命基本完成，它由“蒸汽时代”和“纺织时代”，跨入了“电气时代”和“钢铁时代”。

表 1880年与1920年美国十大主导行业（附加值，1914年百万美元）

	1880年	1920年
1	机器	111	机器	575.6
2	钢铁	105.3	钢铁	492.8
3	棉纺织	97.2	成材	393.4
4	成材	87.1	棉纺织	363.7
5	靴子和鞋子	82	造船（钢）	348.8
6	服装	78.2	汽车	347.3
7	面粉和谷粉生产	63.6	普通商店建筑	327.7
8	毛纺织	59.8	印刷和出版	267.7
9	印刷和出版	58.3	电力机械	245.9
10	酒（麦芽）	44.2	服装	239.2

尽管自然环境、社会结构、配套制度等要素在美国崛起过程中也扮演着不容忽视的角色，但第二次工业革命中的技术创新，仍然是美国实现历史性崛起的关键因素。据统计，1880-1920年在联邦政府登记获得专利权的技术发明达到112.64万件之多，平均每年批准28160.8件，几乎是此前20年每年平均批准量的2.7倍。自十九世纪初开始，美国的发明、发现与创新在全世界所占比重不断提升，至20世纪20年代，美国在世界技术创新领域所占份额已达50%以上，遥遥领先于英、法、德等其他主要资本主义国家（见表3.2）。与美国科技水平飞速发展相伴随的，是其综合国力的极大跃迁：1929年时，美国工业产值占全世界工业总产值的48.5%，超过了英、法、德三国的总和。

表  根据国家分的主要发明、发现和创新（1750-1950）

时期	总数	发明、发现和创新（总数的百分比%）
英国	法国	德国	美国	其他
1750-75	30	46.7	16.7	3.3	10.1	23.3
1776-1800	68	42.6	32.4	5.9	13.2	5.9
1801-25	95	44.2	22.1	10.5	12.6	10.5
1826-50	129	28.7	22.5	17.8	22.5	8.5
1851-75	163	17.8	20.9	23.9	25.2	12.3
1876-1900	204	14.2	17.2	19.1	37.7	11.8
1901-25	139	13.7	9.4	15.1	52.5	9.4
1926-50	113	11.5	0.9	12.4	61.9	13.3

在这一阶段，美国的快速崛起并不仅仅局限于货币财富的提高和累积，而是体现在各个领域的综合发展。从政治上看，20世纪初的美国通过美西战争和吞并夏威夷等周边小国，获得了绝佳的地缘政治优势和显著的国际影响力。从军事上看，美国军事力量建设也在第二次工业革命推动下迅速前进。以海军为例，钢铁、船舶等产业的发展为美国海军建设提供了技术支持，自1882年美国国会批准建造新型战舰起，到1907年美国已拥有世界一流的战列舰20艘，而在第一次世界大战前夕，美国海军已是身居世界二、三位的强大海上力量。总而言之，第二次工业革命点燃了美国腾飞的火焰，使美国具备了冲击全球霸主地位的物质条件。相关研究表明，在1929-1941年间，科技进步对美国经济增长的贡献率达到33.8%，这充分显示出技术对于美国从一个落后的新生独立国家一跃成为资本主义头号经济强国，具有至关重要的作用。

在很大程度上，前两次工业革命给予美国的更多是在世界经济中的领先地位。然而，富有并不能成为美国攫取世界霸权的充分保障。如前所述，霸权是多种要素的共同产物，需要金元也需要大棒，需要雄心也需要认可。第三次科技革命的适时出现，正如一针催化剂，使美国从世界强权的历史高度再次实现质的飞跃。

三次科技革命就像美国参与演出的三部戏剧：在第一次工业革命中，美国饰演学习和效仿英国的模仿者；第二次美国则扮演与德国并驾齐驱的竞争者；而发端于20世纪40年代末至50年代初的第三次科技革命，美国则完完全全成为主导者。在二战后实现的110项重大创新成果中，美国完成74项，英国18项，西德14项，法国仅有2项，日本也仅为4项。另一方面，作为第三次科技革命的闪耀标志，原子能技术、航天技术和电子计算机技术的发明与应用，也从不同角度对美国全球霸权的确立产生了巨大贡献。

表  美国1929-1969年科技进步对经济增长贡献率一览表

时间	1929-1941	1941-1948	1948-1953	1953-1963	1964-1969
贡献率	33.8%	50.8%	53.8%	44.6%	71.9%

原子能技术

翻开20世纪科学技术的厚重历史，最辉煌的一页无疑是由物理学的进步与变革所撰写的：在居里夫妇发现放射性元素钚和镭，以及爱因斯坦提出著名的质能关系式E=mc²这两大物理学界震撼性的成就推动下，人们打破了旧有的认为原子不可再分的错误观念，开始憧憬和探寻如何打开原子核内蕴藏的巨大能量。尽管在原子能科学发展的道路上，美国的起跑显得迟钝，中子的发现（1932年英国物理学家查德维克）和铀原子核裂变现象的发现（1938年德国化学家哈恩和斯特拉斯曼）都与美国人无关，但在将原子能科学转化为技术并付诸实用的过程中，美国抢得了先机，并使其成为“支撑美国霸权的权杖”。

在原子能军用领域，美国在三年内便奇迹般实现人类利用物理能量的极限，1945年原子弹的成功爆炸使美国拥有了令全世界都为之恐惧的“达摩克里斯之剑”。尽管1949年苏联也试爆原子弹成功，打破了美国的核垄断，但核威慑的巨大能力，已足以让美国稳居世界霸主的宝座（虽然在二战后很长一段时间内这一宝座是由美国和前苏联共同把持）。时任美国陆军参谋长的马克斯韦尔·泰勒自豪地说：“原子弹的惊人的破坏力产生了这样的看法，即我们的空军现在拥有决定性的武器，这种武器可以使美国从此以后可以建立对世界的警察统治”。正如其所说，在不断更新但始终领先的核技术支持下，美国的核威慑能力无疑是确立美国霸权的关键基石。

在原子能民用领域，核能的利用则为美国的能源安全和持续发展提供了新的选择。美国于1942年便建成世界首座核反应堆，在研制原子弹的同时，也开始探索如何有效控制和获取稳定的核能。据统计，到1990年世界上正在运行的核电机组419台，其中美国便有112台，发电量10136万千瓦，法国56台，5684万千瓦，苏联45台，3656万千瓦，日本41台，3324万千瓦。自90年代开始，美国核能发电量一直占国家总发电量的20%左右（见表3.3），尽管这一比例相对法国（72.8%，1991年）、比利时（59.1%，1991年）等能源匮乏的欧洲国家来说处于较低水平，但考虑到美国位居世界第一的能源消耗量，核能发电显然在美国减少能源进口、支持经济发展方面发挥了重要作用。

表  美国核能装置数量、容量及发电量（1980-2006）

项目	1980	1985	1990	1995	1999	2000	2002	2004	2006
可用发电机组	71	96	112	109	104	104	104	104	104
净装机容量（百万千瓦）	51.8	79.4	99.6	99.5	97.4	97.9	98.7	99.6	100
净发电量（十亿千瓦时）	251.1	383.7	576.9	673.4	728.3	752.9	780.1	788.5	787.2
占总发电量百分比	11.0	15.5	19.0	20.1	19.7	19.8	20.2	19.9	19.4

航天技术

美国航天技术从发展到领先世界，与前苏联的竞争刺激密不可分。1957年苏联成功发射第一颗人造地球卫星和洲际弹道式火箭，这个成就似乎一下子让苏联变成了世界头号强国，让美国人大跌眼镜并深感震惊。对技术优势的笃信促使美国总统艾森豪威尔于1958年签署国家航空及太空法案，确定成立美国航空航天局（NASA），并着手实施超越苏联的航天科技规划，从“水星计划”到“阿波罗计划”完成了一系列宏大的太空探索工程。1969年7月20日，“阿波罗11号”飞船将两名宇航员顺利送上月球，从而确立了美国航天技术在世界上的领先地位。

航天技术对美国的意义绝不仅仅是实现人类走向太空的梦想这样简单，其最关键的影响在于极大提升了美国的军事实力。航天技术是确保美国有效进行全球规模军事行动的一种保障能力，因此它的地位至关重要。六十年代后期，美国出于自身的政治、军事和经济利益的考虑，开始研制卫星导航系统，经过三十多年的努力，终于建成了航天史上最成功、最有意义的工程之一：全球卫星定位系统GPS（Global Positioning System），它与阿波罗登月计划和航天飞机计划并称为美国航天三大工程。GPS大量用于巡航导弹的制导，打击目标的选择，甚至地面士兵都随身携带便携式定位装置，可以说，GPS是现代高技术武器的核心之一。在2003年开始的伊拉克战争中，除了GPS，美国军方还利用了气象、通信、导弹预警和多种侦察卫星。

这些来自太空的装置为美军获取和分析情报、掌握军事信息立下汗马功劳，卫星就如同美军俯视全球的眼睛，使其军事实力更加精确化、有效化。除此之外，航天技术对美国还有着更为深远的意义。例如，早在2004年美国总统布什在美国航空航天局总部宣布了美国政府新的航天政策。其中一条政策是：早在从2008年开始，美国将进行一系列月球无人探测，最晚于2020年将宇航员重新送上月球，建立月球基地，开展相关的科学探测和研究。月球上除了存在大量的钛等地球上稀有的矿藏之外，还有大量的氦—3存在。这种物质在地球上极其稀少，几乎无法获得，但是它却是一种进行核能发电的高效燃料。从这个意义上看，美国在航天技术上的领先地位也是美国未来提升资源实力的重要内容。

计算机技术

现代计算机技术是20世纪，也是人类历史上最伟大的发明之一。1951年6月，由美国科学家莫希利和埃克特设计的世界上第一台通用自动计算机UNIVACⅠ交付使用。此后，随着半导体技术和集成电路技术的发展，美国的电子计算机不断升级换代。从50年代至60年代，美国成功研制出第二代（1959年菲尔克公司的晶体管计算机）和第三代（以1964年IBM公司的360系列计算机为标志）电子计算机。1970年，美国英特尔公司在大规模集成电路的基础上，发明了微处理机，即第四代电子计算机，从而使计算机走出科研机构的象牙塔，广泛应用于国防、企业和家庭，甚至引发了一场信息技术革命。

美国在计算机技术及其引发的信息技术革命中始终处于支配地位，而信息技术本身也已成为美国综合国力的核心要素。美国兰德公司2003年推出的《国家实力评估：资源、绩效、军事竞争力研究报告》把信息力作为主要的实力因素。根据有关专家对世界26个主要国家信息力指标的有关数据作出的分析，美国的信息力综合水平高居世界榜首。作为美国国力的组成部分，超强的信息力为美国霸权提供了新的支点。 

表  世界各国信息力水平测算

排名	1	2	3	4	5	27
国家	美国	日本	澳大利亚	加拿大	新加坡	中国
得分	71.76	69.97	65.59	59.40	57.07	6.17

在提升美国信息力水平的同时，计算机产业成为美国经济实力增长的重要源泉。1971年底美国共有电子计算机8.46万台，占世界总量的64.4%，1979年美国销售了25万台电脑，1983年则达到200万台。据美国商业部统计，1992年时美国计算机和电子工业合计营业额为2870亿美元，比汽车工业的营业额2050亿美元高出40%，成为美国的第一大工业部门。另一方面，信息技术深刻改变了美国军事力量的面貌。早在1988-1999年美国国防部投资于军事电子的费用约为5000亿美元，军用计算机占军事电子预算的60%。正是由于对信息技术的重视，美军武器装备由机械化、半机械化装备转为信息化装备。由信息制导炸弹、信息化作战平台、单兵数字化装备、C4I系统（指挥、控制、通信、计算机和情报系统的简称）等组成的新型武器装备系统，极大提高了美军武器的准确杀伤力和威慑力，使其军事实力无可匹敌。

总而言之，二战后第三次科技革命在美国的兴起正式宣告了美国霸权地位的确立。尽管有学者认为应当将1991年苏联解体视为美国霸权真正实现的标志，但显而易见的是，自二战结束开始，美国就已经雄踞国际政治金字塔的顶端，只不过，曾与其并肩而立的苏联的轰然倒地，使美国力量的独一无二更加醒目而已——这并不能否定此前几十年里美国霸权的统治地位。以1964年的美元价格计算，美国在1950年时的国民生产总值已达3810亿美元，人均2536美元，而位居第二的苏联国民生产总值仅为1260亿，人均699美元，第三的英国为710亿，人均1393美元。1960-1980年间，美国经济占世界生产总值（GWP）的比例始终在20%以上（1960年25.9%，1970年23.0%，1980年21.5%），几乎与欧共体所有国家的总和相当（1960年26.0%，1970年24.7%，1980年22.5%）。

在经济实力上，美国已将其他大国远远甩在身后。同样的情况也在军事领域中上演：冷战期间，美国的国防开支从1948年的109亿美元，飙升至1970年的778亿美元，只有前苏联一国能与之抗衡；冷战结束后，美国更是失去了军事上的强劲对手和有力竞争者。2000财年，美军在欧洲驻扎约11.8万人；太平洋总部约26.5万人，其中驻阿拉斯加1.61万人、夏威夷3.45万人、日本3.98万人、韩国3.66万人；中央总部驻中东地区约1.5万人。截至1998年2月，美国在海外设立军事基地和设施203个，遍布世界32个国家或地区，其中陆军102个，海军32个，海军陆战队9个，空军50个，遍布全球的军事部署成为其称霸世界的真实写照。不仅拥有大棒和金元，美国甚至一度在联合国取得“一言堂”的地位，1946-1970年，美国在联合国安理会没有行使过一次否决权，这充分说明美国有足够实力操纵联合国投票，使表决结果在自己的意愿下顺利进行。美国实力的飞速增长与霸权确立，与其在第三次科技革命以及技术创新中的领先地位密不可分。20世纪50年代美国重大技术革新占世界总数的82%，尽管60年代出现下降的趋势，但仍占世界总数的55%；1953-1973年，在国际上492项重大技术革新中，美国有319项，占64.8%。那么，何以体现技术优势的关键地位呢，以下数据或许提供了一些答案：相关研究表明，从1929年至1969年，科技进步对美国经济增长的贡献率由33.8%上涨到71.9%，可以说，在美国综合国力的命脉里，到处流动着一项项领先的技术、发明和创新，失去了技术这个原动力，美国的霸权机器便会停止运行甚至彻底毁灭。

参考文献（略）

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紧紧抓住颠覆性技术发展机遇

积极抢占新“三大革命”战略制高点

吴 集  沈雪石  赵海洋  徐小平

本文由作者授权转载，刊载于国防科技杂志

颠覆性技术是具有变革性意义，可以“改变游戏规则”的重大技术，包括基于新概念、新原理的创新技术，也包括现有技术在军事和产业领域的创新应用^{[1, 2]}。颠覆性技术的本质特征是从既定的系统和技术体系中，“衍生”、“进化”出新的主导性技术，取代已有技术并打破原有技术体系，使军事力量结构、基础以及能力平衡发生根本性变革。在军事技术发展进程中，无线电、飞机、雷达、核技术、互联网等技术，催生了新型武器装备，改变了作战样式，给人类发展带来巨大推动，被认为是典型的颠覆性技术。

当前，世界新科技革命、产业革命和军事革命“三大革命”交织推进，正是颠覆性技术集中涌现的重要时期，更是发展颠覆性技术的难得机遇。适应世界新科技、产业和军事革命的浪潮，着眼我国进入经济新常态，社会各领域加快实现创新驱动发展，一个重要的方面是要敏锐地捕获和发展那些对经济社会发展，对国防和军队建设具有战略影响的颠覆性技术，通过重点率先突破实现生产力和战斗力的大幅提升，尽快抢占新科技变革、产业变革和军事变革的战略主动权。

一、颠覆性技术是科技革命和军事革命的突破口，对推动科技发展和维护国家安全具有重要影响

颠覆性技术不遵循传统技术思维和技术发展路线，能够打破现有技术体系，改变已有社会面貌和战争形态，促进生产力和战斗力产生质的飞跃，形成经济竞争和军事对抗的独特优势。在科技进步和军事技术发展的历史进程中，无线电、飞机、雷达、核技术、互联网等技术伴随科技发展瓶颈和国际战略对抗孕育而生，打破了长期平稳发展的社会技术体系，深刻改变了人类生活与作战的方式。

一是颠覆性技术是新科技革命的率先突破口。历史上，每次科技革命的发生和突破，都以颠覆性技术出现和成熟为标志。蒸汽机的出现打破了以农业生产技术为主体的社会技术体系，内燃机和电力的出现打破了以煤炭和蒸汽机为主体的社会技术体系，计算机、互联网的出现推动了以机械制造为主体的后工业技术体系转型。当前，一些重要的科学问题和关键技术发生革命性突破的先兆日益显现，新科技革命的率先突破，仍然需要寄希望于信息技术、生物技术、空间技术、海洋技术、新材料等新兴技术领域取得战略性、颠覆性的率先突破和应用推广。

二是颠覆性技术是推动军事变革发展的重要先导力量。科技历来是推动社会变革以至军事变革的不竭推动力。颠覆性技术能够打破传统技术体系，促进武器装备性能产生质的飞跃，形成新的作战方式和力量，改变战争面貌和作战方式，对于推动军事变革前进的贡献更为突出。历史上，火炸药、碳钢冶炼和枪炮制造技术的发展导致热兵器时代到来，机械、航空、舰船和热核技术的发展催生机械化战争时代，信息、空间、制导技术的发展推动信息化战争发展，同时以这些技术首次应用为“标签”的战争如近代克里米亚战争、“一战”、“二战”、海湾战争等，以它们的“划时代”影响跻身战争历史。

三是颠覆性技术是实施技术突袭的主要途径。技术突袭（technologysurprise）是指在军事或经济对抗的特定时期，以独有的技术成果或压倒性技术优势突袭对手，实现打破战略均衡和实现军事优势的目的^[3]。颠覆性技术是大国针对弱国增加实力进而取得更大对抗优势的“砝码”，也是弱国形成非对称手段牵制抗衡强国的“王牌”。基于相对先进、出奇不意的技术手段和武器装备，对敌手进行技术突袭的做法，在军事发展史上屡见不鲜。仅以美军而言，自上世纪五十年代以来，就先后在朝鲜战争中投入喷气式战斗机、在越南战争中使用精确制导炸弹、以及在伊拉克战争中利用隐身飞机、巡航导弹进行技术突袭。

四是颠覆性技术是维护国家科技安全的有效途径。国家科技安全是国家安全体系的重要构成。实现国家科技安全必须具备：一是自主发展能力，即构建自主创新力强、具备国际竞争力的科技体系，满足国家安全和发展需求；二是科技防卫能力，即防止来自外部的技术突袭和技术讹诈。当前，全球将进入空前的创新密集时代，国家科技安全既要依赖颠覆性技术的创新不断提升科技自主发展能力，抢占未来经济和科技发展的制高点，也要高度重视防御来自外部技术突袭和技术讹诈，运用颠覆性技术发展反制手段，提升科技防卫能力。

二、颠覆性技术具有“高风险、高回报”特点，需要形成与之相适应的发展机制

颠覆性技术具有“高风险、高回报”的突出特点。“高风险”体现了捕捉颠覆性技术机遇的困难，其产生不仅需要技术本身的突破，还与技术的应用时机、应用环境和应用模式密切相关。“高回报”体现了颠覆性技术的变革影响，其对作战、装备领域具有突破性、颠覆性和压倒性的技术效益。针对颠覆性技术的特点，美国等国家从保持军事和产业技术优势的目的出发，长期坚持发展颠覆性技术并形成了一些认识和机制。

一是发展颠覆性技术需要应用问题和概念创新的牵引。许多颠覆性技术的提出和发展具有突出针对性和特定目的，如计算机的诞生源于火炮弹道的高速解算，隐身技术源于抵消敌方战斗机高空高速的优势。美国等国家善于通过未来战争设计、作战概念创新、对手体系弱点分析等多种方式，设计新的军事需求牵引颠覆性技术的发展。最近几年，美国设计和提出了无人作战、全球公域作战^[4]和赛博空间作战等军事需求，牵引无人作战系统、全球快速打击、网电作战等技术的发展。

二是发展颠覆性技术需要专门机构捕获机遇和推动发展。颠覆性技术机遇难得、回报丰厚，值得冒险，有必要建立专门机构捕获和发展颠覆性技术。美国基于上述认识上世纪五十年代就成立了DARPA，组织实施高风险、高投入的尖端科技项目，以防止“外来技术突袭”，先后在培育和推动因特网、隐身技术、GPS、激光、高超声速、无人系统等重大技术的发展取得成功。近年来，通过国防技术情报局、国防工业协会（NDIA）“颠覆性年会”、全球卓越技术监视项目^[5]等持续而系统地捕捉技术机遇。俄罗斯于2012年建立国防高级研究基金会，试图通过借鉴DARPA 的运行模式和创新机制，捕获包括颠覆性技术在内的新兴前沿技术机遇以实现科技的重新振兴。

三是发展颠覆性技术需要持久高效的技术孵化应用机制。颠覆性技术的出现和发展，需要经历从实验室原理突破到产业应用的成长过程。同时，还需要在竞争的环境下，在较短时间内脱颖而出，迅速扩张，实现对传统技术的取代和颠覆。美国等西方国家为推动新兴技术快速发挥颠覆性影响，建立了比较成熟的技术孵化应用机制，包括科技风险投资机制、知识产权保护机制、技术转化促进机制、科技孵化器机制等，在信息、生命、材料、制造、能源等领域成功孵化了一批颠覆性技术。

三、把握颠覆性发展不可错失的重大机遇，着力推进我国颠覆性技术的捕获、培育和孵化

世界新科技革命、新产业革命和新军事革命的并发前行，为发展颠覆性技术提供了难得的发展突破口和土壤。近年来，美国等发达国家已经在积极部署军事和产业领域的重大科技创新计划，企图在重大领域尽快掌握一些颠覆性技术，打开军事和产业升级发展的突破口。在军事领域，美国国防部《2013—2017年科技发展计划》提出了超材料与表面等离激元学、量子信息与控制技术、认知神经学、纳米科学与纳米工艺、合成生物学以及对人类行为的计算机建模等6项颠覆性基础领域^[6]，最近更是提出第三次“抵消战略”^[7]，积极部署远程高隐身性飞机、全球监视与打击网络、空间态势感知等重大技术研究。在产业领域，美国已经发起了“材料基因组”计划、大数据研究倡议、“脑科学”计划等，德国提出工业4.0升级革命^[8]等。国外举措表明，在科技和军事的重大变革来临之际，围绕颠覆性技术的新一轮竞争已悄然启动，谁能够中抓住机遇率先实现突破，谁就能乘势而上，在新一轮经济和军事版图变迁中占据优势。

深入把握“三大革命”兴起发展的重大历史机遇，立足国家安全发展和科学技术前沿，应以国家安全和产业发展需求为牵引，建立判定潜在颠覆性技术的方法准则，抓住那些前景比较明朗、具有潜力的颠覆性技术，率先打开军事、产业、科技发展的突破口，为国家长远发展和持久安全打下坚实的基础。在分析颠覆性技术产生和发展的特点，以及已有遴选方法如技术评估、技术预见和技术预警等基础上，首先构建判断潜在颠覆性技术的以下准则：一是需求贴合度，即贴合未来军事和产业发展需求，可适应未来战争和产业发展形态并在其中发挥颠覆性影响的技术；二是技术潜在效益，即通过潜在颠覆性影响推演，在影响程度和影响面上，具有一定程度共识的技术；三是技术关注度，即具有技术新颖性，目前成熟度较低，未引起关注或关注度不够的技术；四是技术可行性，即技术本身必须具有可行性，在一定时间周期内可投入应用。

图1  基于“收集→筛选→评价→决策”的颠覆性技术遴选流程

依据判断潜在颠覆性技术的准则，按照技术预警的“收集（collecting）→筛选（screening）→评价（evluating）→决策（deciding）”的思路构建综合分析方法（流程见图1），从战略安全、装备创新和产业发展三个角度梳理出以下应关注的潜在颠覆性技术：

一是要关注事关国家长久战略安全的颠覆性技术。未来20~30年，维护我国国家战略安全，尤其需要像建国之初“两弹一星”的新型“镇国之器”，确保新形势下传统领域的战略安全以及空天、海洋和网络空间非传统领域的战略安全，有效支撑国家实现由“大”向“强”的关键跨越。积极推动重大技术突破与国家安全长远建设需求的有机结合，力争形成新型“杀手锏”武器，确保国家持久安全提供坚强的战略基石。

二是要关注引发武器装备重大创新发展的颠覆性技术。深入把握量子、网络、材料、制造、认知与仿生等前沿技术发展和交叉融合态势，带动新型作战力量建设和信息化武器装备创新发展。发展这些技术在提升装备杀伤力、知识与信息、敏捷、速度以及生存力等能力度量要素的效能，为新概念、新机理、新形态装备及新一代主战装备创新发展提供有力支撑。

三是要关注孵化培育战略性新兴产业的颠覆性技术。适应新一轮产业革命发展和国家经济新常态^[8]，把握“互联网+”、大众创业、万众创新对新兴产业的巨大推动^[9]，加快发展3D打印、能联网和大数据等代表新一轮科技和产业革命发展方向的颠覆性技术，助推我国经济社会支柱产业升级，打造一批能够形成我国经济长期竞争优势的跨产业集群，为我国经济社会实现可持续发展提供新的引擎。

四、认识与思考

颠覆性技术是对当代科技发展特点规律的纵深解读，是把握和利用新科技和军事革命重大机遇的有力抓手。当前，在军事和民用领域发掘、培育颠覆性技术和孵化应用，需要依据颠覆性技术的特点开展机制创新和管理创新，建立颠覆性技术发展所需的机制和环境：

一是建立适时跨越发展思维，辩证看待和理性推动颠覆性技术发展。科学技术进步的模式主要包括渐进式和跨越式。在科技发展的大部分时间，科学技术进步以渐进发展模式为主，对长期制约科技发展的瓶颈，扎实进行长期、持续的科学研究和技术革新。颠覆性技术意味着跨越式发展，但具有“高风险、高回报”的特点。当前，“三大革命”为科技进步提供了跨越发展的客观机遇，颠覆性技术发展呈现方向选择增多、应用需求增强、成功机率增大的总体态势，从时机和把握上，正是推动颠覆性技术发展，进行“弯道超车”的恰当时机。

二是要从科技角度提升“战争智慧”，善于创造军事需求牵引颠覆性技术发展。以历史为例，虽然我们较早发明了火药，但却被列强转化成了优势。这说明，我们的传统思维中实际很缺乏将先进技术转化为军事优势的主动意识。发展颠覆性技术，用面向长远的“战略构想”和“战略愿景”塑造颠覆性技术的发展环境，通过对未来作战进行研究，梳理出对作战能力、武器装备的创新需求，牵引颠覆性技术的发展。同时，要不断提升技术认知力，加强新兴科学技术的持续预警和持续跟踪，深入开展军事前景和可行性分析，研判梳理具有巨大军事应用潜力的颠覆性技术。

三是握颠覆性技术发展内在规律，创建利于激发创新潜能的科研环境。颠覆性技术发展具有周期长、发展阶段多、发展风险大的特点。应借鉴美国DARPA 的专职机构，建立开放灵活的管理机制，以挑战性问题为导向，面向社会广泛汲取智慧，精心发掘创新概念、筛选方案和设置课题。颠覆性技术数量不多，应建立精干高效的成果转化队伍，直接面向作战部队、装备科研部门以及高新科技园和孵化器，推动技术向现实生产力和战斗力转化。

四是坚持军民融合的发展途径，推动颠覆性技术快速发展。对于关系国家战略安全和经济社会发展命脉的重大颠覆性技术，要充分借鉴两弹一星、载人航天等军民结合的成功做法和有效机制，统筹谋划军队科技发展计划和国家科技发展计划，大力推动颠覆性技术发展。对于暂时可由民口支持的两用型、基础型研究，以及需进入产业应用的成熟技术，要充分借鉴互联网、无线电等从需求、研发到孵化、应用的“军民互动”发展轨迹，做好军民计划安排和产业应用孵化的衔接，利用国家科技和产业优质资源，推动颠覆性技术的发展。

参考文献（略）

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