张杰院士：新科技革命将如何改变我们的未来？

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转自：中国金融信息中心

作者：张杰院士

导读

◆面向未来，我们人类的需求，正在转变为自我实现和超越自我。这也是目前正在发生的新科技革命的主要驱动力。

◆新的科技革命，已经来到我们身边，万物互联、人工智能、大数据、基因编辑、云计算、深度学习等正在成为这个时代使用频率最高的词汇。

◆科技革命进一步加速了人类文明的演化进程，并推动了人类生活方式、生产方式和思维方式的根本性变革。

近日，由国务院国资委新闻中心指导，上海国有资本运营研究院和中国金融信息中心共同主办，中国企业改革与发展研究会联合主办，中国太平洋人寿保险股份有限公司、宁波银行上海分行全程战略合作支持的“国资大讲坛”第十期在中国金融信息中心举行，特邀原上海交通大学校长、中国科学院副院长张杰院士，作题为“未来已来 唯变不变——对新科技革命的思考”的主旨演讲。 

原上海交通大学校长、中国科学院副院长

张杰院士

历次科技革命极大地加速了人类文明的演化进程，过去两百年我们见证了人类文明发展一波又一波的辉煌。在不知不觉中，新的科技革命又来到了我们身边，正在进一步加速人类文明的演化进程，并正在推动人类生活方式、生产方式和思维方式的根本性变革。科技革命的根本驱动力来自人类自身的发展需求。

从马斯洛需求层次理论的角度看，人类的需求从低到高按层次依次分为生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求五个层级。正是人类不断升级的发展需求，催生了第一次产业革命、第一次科技革命，大幅加速了人类文明发展的进程，同时使策源地英国成为十七世纪到十八世纪的科技强国。从十八世纪开始一直到十九世纪，人类在追求进一步发展的激励下，开始了第二次科技革命与产业革命，同时成就了策源地德国、法国、英国等成为当时的科技强国。二十世纪，量子论和相对论也是在人类进一步发展的需求下，由普朗克、爱因斯坦、波尔等科学家创立，并为第三次产业革命奠定了关键基础。借第三次科技革命与产业革命的机会，美国成为世界科技强国。

在人类温饱、安全、社会、健康需求基本满足以后，人类社会产生了巨大的变化，正在从物质经济时代进入了知识经济时代，这一点是我们思考新科技革命的出发点。以前毫无价值的东西，正在变成推动目前我们这个社会发展的生产资料，比如沙子变成了半导体，有害的大肠杆菌变成了效率最高的合成化合物工厂，阳光变成了能量，特别重要的是，杂乱无章的大数据变成了我们这个社会快速发展的重要驱动力。

人类今天的需求，正在向自我实现和自我超越方向变化。新的科技革命，已然来到我们身边，万物互联、人工智能、基因编辑、大数据、云计算正成为这个时代的主题词。科技革命和产业革命加速了人类文明的演化进程，并推动了人类生活方式、生产方式和思维方式的根本性变革。

对历次科技革命进行分析，可以得出以下三个启示：

科技革命作为产业革命先导的趋势日益显著。从本质上说，科学是发现自然规律，技术则是对改造世界有用的发明。十九世纪之前的科学和技术是各行其道的，十九世纪以来，科学开始引领技术发展。二十世纪开始，技术和科学相互依存，并且互相促进。二十一世纪以来还不到二十年，但移动互联网、大数据、人工智能已经主导了世界，科学和技术互相缠绕，新科技革命时代，已经很难再分清科学与技术的区别。同时，产业化的速度空前加快了。

前一次科技革命为后一次科技革命奠定了基础。第一次科技革命是以蒸汽机驱动的大规模、机械化运作为主要内容。当机械化发展到高级阶段，带来了电的发明，进而带来了大规模的电力生产。在电力工业革命充分发展以后，就会上升到更加方便的电子信息技术的应用和自动化生产，而电子信息技术的应用和自动化生产会产生大量的数据，所以第四次科技和产业革命，最重要的基础一定与大数据相关。数字技术的应用、人工智能、基因编辑、云计算、人机一体化等是这次科技革命最重要的内容。

世界科学中心大约每80到120年就会发生一次转移。每一次科技革命和产业革命之前都有一次思想准备，第一次科技革命之前的思想准备是文艺复兴，第二次是启蒙运动，而第三次是资本全球化。而这一次，习近平总书记提出的“人类命运共同体”的理念，很有可能就是支撑这次新科技革命最重要的思想基础。历次科技革命的发生地均成为了世界强国。由于历史的原因，我们错过了引领过去三次科技革命的机会，这一次科技革命，我们拥有前所未有的基础，所以这个机会我们一定不能放过。

新科技革命基础以及思维范式究竟是什么？首先回顾两个共识：第一，人类的需求驱动了科技革命，人类需求的新变化会驱动新的科技革命；第二，新科技革命的基础是新思维范式的出现，思维范式一旦变化，就有可能引导新的科技革命。假如思维范式没有变化，那么科技革命也是过去的延续。

认识一：人类需求的新变化会驱动新的科技革命

马斯洛的需求理论中，只有在低层次的需求满足之后，更高层次的需求才会出现。过去，人类的需求主要集中在前四个层次，那个时候的需求共性较大，以规模化生产、标准化生产为工业范式。但现在，人类需求上升到了自我实现，实现自我、超越自我是人类文明发展的方向。因此，现在人类越来越追求个性化，这样才能满足人类新的需求。

过去几千年时间，人类的主要需求是生存，因此战胜饥荒、瘟疫、战争这三大挑战，就是过去数千年来人类文明发展的主旋律。目前人类需求正在变成以自我实现和超越自我为核心的以下三方面，第一是掌控幸福，第二是掌控生命，第三是超越自我。

说到幸福，幸福其实并不那么简单。比如今天韩国人均GDP是1985年人均GDP的十多倍，但今天韩国的自杀率却比1985年的自杀率高很多。由此可以看出，幸福并不简单地与物质的丰富程度成正比。从科学的角度来看，幸福其实是人体长期的进化的主观心理预期的满足。如果人的主观预期增长速度快于物质增长的速度，人就不会感到幸福。从根本上说，幸福是一种人体生物化学反应，因此，要想掌控幸福，其实是要掌控人体的生化系统。

人工智能时代给人类提供了崭新的生活体验。自拍、网红、视频上传这些都是人类追求的自我表达。同样KEEP、悦跑，马甲线等反映了人类量化自我的需求。QQ、微信、广场舞是新的社交方式；密室逃脱、王者荣耀、魔兽世界等电子游戏是大数据支撑的新游戏方式。网络支付、网络商城、共享经济等是便捷高效的新生活方式，在网络支付方面最发达的是中国。西方发达国家因为早已全面进入信用卡时代，所以让他们放弃信用卡进入网络支付是很难的，而中国跳跃过信用卡阶段，直接进入到了网络支付时代，进入了新的层次。AR和VR技术，可以使人类体验到三维、四维甚至更高维度的刺激和快乐。

物理学家对于生命的定位为：生命是可以保持其复杂性和复制性的过程，是可以自我复制的信息处理系统，生命可以有不同的形式：1.0、2.0、3.0版本。低等生物为生命1.0系统，软件和硬件都无法改变的系统，所有的信息都要靠遗传来进行传递；人类生命为2.0系统，通过学习，可以改变软件系统，但硬件系统仍然不能升级；未来的生命3.0系统，也许软件可以重装，硬件也可以升级，未来生命的存在形式更高级、能力更强。

干细胞和再生医学给了人类更换硬件带来了希望。以往做器官移植是一件很难的事情，但现在干细胞技术已经可以制造人类最复杂的器官了。上周，人工心脏已经可以通过3D打印出来，用人类的干细胞材料打印，心脏中里面有血管，会跳动，下一步这个人工心脏准备装到兔子身上进行实验。基因编辑技术是几年前的最新科技，从2017年11月开始走到了临床，可以对基因进行重新编辑；建立在知识库、云平台、大数据之上的精准医学，现在也已经走到了人类身边。基因工程可以通过减少或者逆转细胞的老化来延长人类的预期寿命，最早到2050年，人类的寿命或将突破物质身体的限制。（当然延长寿命或者永生，对整个人类的进化来说未必是一个好事）。

如果虚拟现实世界制造出来，即使人的肉体停止了运转，思想还是可以被上传到计算机上。脑机接口可以将大脑与机器连接，实现超能、超强人类和半机械人，意识上传实现人类永生，这些话题会成为人类共同要面对的问题。仿脑、脑控、控脑等人工智能技术发展非常快速。机器延伸了人类的体力，互联网延伸了信息的交流能力，人机交互的出现将会使人类的能力得到进一步的极大提升，超越自我正在成为现实。

所有这一切带动了众多的产业——以大数据、云计算、万物互联为基础，以场景模拟、人工智能、系统集成为中间层的变革和创新。

认识二：新科技革命的基础是思维范式的转变

世界是由数据流组成的，任何现象和实体对未来世界的价值，就是对数据处理的贡献。假如生活体验不去上传的话，就对未来的世界没有作出贡献。以往的思维范式是基于物理学定律的因果律，我们平时判断一件事情正确与否，其实是做因果律的判断，但是现在，在很多情况下，仅靠因果律来判断已经不够了，因为大数据时代的世界比过去复杂得多了，有些事情，比如复杂的金融、经济、乃至社会问题，需要在深入理解万物之间相互关联关系的基础上，作出判断。

数据正在成为知识型社会最宝贵的战略资源。二十一世纪新的思维范式已经出现了，过去的思维范式，包括实验科学、理论科学、仿真模拟，本质上就是经典的因果律式的思维范式。而在大数据时代，人们一方面需要掌握量子论下的概率因果律式的思维范式，另一方面，大数据时代强调的万物相关性的关联关系的思维范式，也需要掌握。谁掌握了新的思维范式，谁就掌握了未来的科技革命先机。

在传统的思维范式下产生知识的速度相对比较慢，因此我们上大学时课本上的知识大多是一两百年前的。但在新的科技革命时代，采用新的思维范式，从数据到知识产生的速度比以前快得多了，知识老化的速度也变快了。大数据时代的思维特点是海量、多维、完备。这就是为什么所有大数据的公司都在尽力搜集数据，其实是为了拥有完备的数据集合。另外，数据本身有交易价值——有初次和再次利用的价值、衍生和原生价值。初次和再利用的价值是数据独有的价值。在物质经济时代，任何一个产品，只要用过一次，价值就会大幅度的下降；而杂乱无章的数据使用过一次后进行了分类，数据就增值了，再使用一次，数据完成了编号，价值就更高了。

人工智能发展分成三个阶段：弱人工智能、强人工智能和超人工智能。我们现在还处在弱人工智能的阶段，虽然计算机的记忆能力和计算能力已经远超人类，但在情感和创造性方面还有很大的差距。不过，我们也不要觉得计算机在情感和创造性方面离我们人类还有很远，其实在这些方面，它的进步速度也比我们想象的速度、比人类自身学习进步的速度都要快得多。

深度学习正在改变我们的生活，从视觉和图象处理、语音识别、自然语言处理到自动驾驶的应用，延伸到生活的各个角落。人工智能还提供了社会科学的方法论，实现了基于数据的决策，并且支持管理科学与实践的革命。大数据、物联网、互联网、云计算和人工智能结合在一起，正在改变我们的世界。物联网和互联网，是大数据的主要来源，云计算为大数据的运算提供了核心的硬件和软件支撑，人工智能将大数据的价值深度挖掘和利用，大数据为人工智能的模型和算法提供学习和训练样本。在大数据支撑的以非因果论思维为基础、以算法推演为核心的新的科技革命的时代，新的产业革命和大数据科学的进展正在紧密交融。

这次新科技革命带来的机遇和挑战，以及中美对新科技革命主导权的竞争，我个人认为应该主要从以下四个维度来考虑。第一个维度是谁拥有最好的大数据基础设施；第二个维度是谁能产生和占有最多最全的数据；第三个维度是谁能够有最高、最快、最好的数据分析能力；第四个维度是谁能够最有效的开发利用数据。谁拥有最强的这四个维度的能力，谁就能成为新一轮科技革命的策源地。

第一个维度，大数据的基础设施，包括摄像头、传感器、5G网络、IPv6和数据中心。目前，在摄像头、传感器和5G网络建设等方面，中国已经领先，但美国在数据中心的基础设施建设方面远远领先。

第二个维度，数据的产生包括显性数据和隐性数据。经过过去四十年来的快速发展，今天的中国拥有人手一台移动终端设备的14亿的人口，产生数据的速度和占有数据的量在全世界遥遥领先的。这些数据是驱动我国进一步发展的生产资料，包括定位、处理数据以及路径规划等等。中国已经具备数据强国的优势条件。

第三个维度，在大数据计算能力方面的比较中，我们超算能力和美国不相上下，但云计算的服务能力远远落后于美国。

第四个维度，在处理数据方面，中国和美国各有千秋，但在应用数据方面，中国和美国差距巨大。美国在数据应用算法的原始创新、工程实现以及系统平台等领域都有大批世界一流公司，比如说谷歌、雅虎、脸书、甲骨文、IBM、微软。而我国虽然在大数据的商业应用方面发展不错，但是总体来说，与美国还有比较大的差距

物联网和精细化生产将主导未来的发展，而自动驾驶则可能是下一轮竞争的焦点。手机作为移动终端的普及，为中国经济增长带来了很大的贡献，并促使经济社会发展水平快速的提升。但是，在新的时代，工业自动化的内涵已经变成了根据需求的变化来调节生产、流通和分配方式的知识自动化，手机已经无法承担此项功能，所以，下一波增长会是物联网和精细化生产。物联网也不再是一个终端的设备，而是一套可以自主学习、自主决策的机器体系，这个体系的智能终端和领军产品就是自动驾驶。自动驾驶是一个庞大的自主系统，可以把物联网和每个人的生活紧密关联在一起，并且会大大缓解堵车、污染、停车以及酒驾的问题。因此，自动驾驶有可能成为未来产业竞争的焦点。

中美贸易摩擦给了我们很多启示，我认为，核心在于对新科技革命主导权的竞争。封堵中国在新科技领域进步其实是美国两党精英的共识，目的就是阻止中华民族的伟大复兴，我们没有任何退路，只能继续前进。

20年前，中国驻南使馆被炸事件提醒我们，我们的军事装备发展不能靠别人；今天，特朗普提醒我们，即使是民用的核心技术也不能完全依靠别人。我们必须做好应对更坏情况的准备，形成把本国市场组织起来支持自己核心技术发展的强大预案，不能被美方的出口变化而打乱节奏。中国人是善于从危机困难下奋起的民族，没有人能够阻挡中华民族伟大复兴的步伐。未来已来，唯变不变，关山万里，我们终将辉煌。

听众提问

提问1关键词：人工智能与人类的博弈

与人工智能相比，人类在记忆力、运算速度等方面是欠缺的，但在需要情感沟通和与人交流方面人类显然更为擅长。在新的科技革命时代，人工智能将会给了人类带来更大的自由度，人类的生活会更加快乐，比如自动驾驶中，人们可以把原来的驾驶时间用来阅读。至于变成强人工智能之后，人类会怎么样，其实取决于人类自身。毕竟人工智能是人类制造出来的。

提问2关键词：中国的教育 未来的大学形态

中国的教育非常成功。尽管作为家长，可能觉得中国的教育还不够好，但仔细看看，改革开放到现在，我国GDP增长了130倍左右，大学生的数量也增长了一百多倍，由此可以看出人才对我国经济增长的积极贡献，这就是对教育最大的肯定——没有成功的基础教育与高等教育，就难以支撑国家的高速发展。各位家长应当对中国的教育更加宽容、理解。面向未来，教育需要做根本意义上的改革。在新的科技革命面前，我们不能再按照分科模式培养学生，而是要用整合式的教育方式，给学生以未来世界的全面认知。

慕课等形式给高等教育带来了新的形态，有人担心大学或将消失。但人与人的沟通和机器与人的沟通完全不同，大学作为人类智慧的结晶，在过去近一千年间始终保持着持久而辉煌的地位，根本原因是它引领着人类追求真善美，代表着人类的智慧、道德理论的制高点，同时也是人类公平正义良心的一道防线。从这个意义来说，没有任何东西可以代替大学的组织形式，对这一点我是高度乐观的。

提问3关键词：上海科创中心建设

过去，四个中心的建设是分立的；在新的科技时代，四个中心完全可以变成一个以人工智能为核心的大中心，上海的改造升级具有全新的可能。通过第四次科技革命，上海可以解决很多靠传统办法难以解决的问题，比如交通、环境问题等，这些恰恰是超大型城市的根本性顽疾。

提问4关键词：初创企业

中国的商业模式已经有了非常大的创新。“饿了么”创始人张旭豪，仅仅是考虑到交通大学的同学晚自习结束后没有食堂可以提供送餐，就想到组织学校周边的餐饮店，提供送餐，后期再逐渐加入大数据、质量管理、外卖队伍，才走到今天。中国现在正处在快速发展时期，刚刚起步的中小企业有各种各样的可能性，这是非常好的机遇。

提问5关键词：科技革命助力传统行业发展

传统行业的制造能力很完整，但在新的科技革命中要和人工智能、大数据结合在一起。生产流程、产品流通及之后的环节都需要通过人工智能和大数据再造，大幅度提高效率。此外，传统产业以批量化、标准化、大规模生产为特征；面向未来，人们需要的是个性化。这是传统思维无法解决的，但用大数据可以解决，关键是行动要快。

提问6关键词：6G 北斗导航

从人类经历1G到5G的速度来看，6G的到来不会用太长时间，这是基于需求的驱动。5G最大的好处在于它的低时延已经到了人类反应速度的极限之下。自动驾驶大概是使用5G最多的地方，还有远程的医疗等，这是自然的需求推动。北斗目前的性能已经非常接近GPS了，我们的北斗替代GPS是早晚的事情。

会议现场

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