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大国更迭的“科技密钥”(2)
价值中国推荐 2015-06-17 18:16 能源评论2015年第5期 解读此文 收藏此文

    未来经济革命性突破会发生在哪些领域?我们可以从以往科技革命的共性特征和演变趋势上找到一些线索:每一次科技革命都建立在上一次基础之上,而新的科技突破也必然延续这样的趋势,建立在既有成果上,解决当前束缚人类生产生活进一步提升的突出问题。第一次科技革命是用机器生产代替了人力,第二次科技革命使人类社会电力化,第三次科技革命则带来了通信方式及生产效率的全方位变革。机器的应用引发了对电力能源的需求,而信息技术革命的基础又是电力革命。每次科技革命都伴随生产力及生活方式的跨跃性变化。此外,科技革命越来越表现出“技术群”的特点。第一次主要是蒸汽机,第二次涉及电力、汽车、现代医药等,而到第三次更是分布到信息技术、航天、原子能、生物技术、新材料等众多领域。原因在于人类生产活动越来越复杂,各领域之间必须高度交叉融合、相互支撑。综合技术进步和产业发展的历史规律以及近年来发达国家政府部门和大型财团的战略动向,材料创新、能源利用、智能经济以及效率革命将共同构成未来经济基础的革命性突破方向。

    材料革命

    材料是物质发展进步的基础,人类由石器时代、青铜时代进入铁器时代,每一次材料的突破都带来经济的大飞跃。近代以来,材料的进步更是在几次科技革命中扮演了重要的角色。前两次是钢铁的发展;第三次是合成材料,塑料、合成纤维和合成橡胶这三大有机合成材料对航空航天、医疗等各个领域的发展进步都起到了基础性支撑作用;当前材料发展已经进入微电子的硅晶体时代,其在信息技术升级过程中也尤为重要。可以说,没有材料科学的同步发展,现代经济便不可能取得这样大的成就。


    材料进步能够改变经济主体之间的竞争规则,尤其各种人工合成材料,在技术和工艺创新的支撑下,能够通过变换配比组合以及设计加工,实现多种性能,使企业之间的竞争态势瞬间反转;材料进步还能够加快产品升级换代,并不断催生新的行业。比如新一代的石墨烯材料,具有高透明性,电阻率较铜和银更低,基于石墨烯开发出的新型储能设备能够大大缩短充电时间,并可以作为新型导电导热材料,用在光伏和光热产业。

    作为第三次科技革命的重要组成部分,材料领域当前已经来到取得新的革命性技术突破的关口。在航空航天、信息技术、生物科技、节能环保、特种装备制造等重大领域,现有材料在性能上存在的不足都严重制约了这些领域取得突破性进展。比如3D打印,其关键突破点最终还是要落脚于材料。在超高温与超低温、超导、超强度、超耐腐蚀等领域,都需要取得技术突破。而这些突破一旦成功,就会对产业发展带来革命性变化,对经济增长产生倍数或乘数推动效应。可以这样说,谁能够在材料领域取得革命性突破,谁就能够在新一轮科技革命中占得先机。

    能源革命

    能源在经济系统中也发挥着基础性作用,能源革命在前三次科技革命中都扮演关键角色。第一次蒸汽机革命使人类进入化石能源时代,第二次科技革命使人类拥有了电力能源,第三次科技革命则带来了原子能。人类能源使用方式和技能的提升以及新能源种类的出现,与生产生活的进步相伴相生。第四次科技革命也不会例外,能源领域的革命性突破必然会成为重点内容。

    从技术突破的紧迫性来看,当前能源领域的变革已经迫在眉睫。一方面,石油、煤炭等化石燃料不可再生,而其消耗速度又在不断加快;另一方面,化石燃料带来日益严重的污染问题,破坏整个生态系统的稳定,已经到了令全人类无法容忍的地步。

    而从技术进展情况来看,各种清洁可再生能源的开发利用都面临技术瓶颈,亟待突破。比如解决核能所带来的核污染风险,核聚变方面的原料和技术突破是关键;风能、太阳能、生物能源的高成本问题是制约这些清洁能源广泛利用的关键因素;电池材料方面的技术突破以及同样存在的高成本问题是电动汽车代替燃油汽车的最重要环节。在新的科技革命中,能源领域的这些关键技术将实现突破。目前一些国家在这方面非常积极并展现出雄心。比如美国,它计划在2015年前将太阳能发电成本减低一半,使其可以与普通电网零售电价相比,它还计划将电动汽车电池成本降低70%。

    除了这些新能源的技术突破外,新的能源革命还将更多地关注能源运输和使用方式,这将使能源利用更加高效。比如,建筑将具有收集转化风能、太阳能、生物能等可再生能源的功能,每一座建筑都将成为一个微型的发电厂;利用互联网技术将全球电网转化升级为一个整体性的能源共享网络,以更高效、更合理地分配和利用电力能源。

    智能革命

    信息是现代经济的核心,信息技术的发展主要经历了两大阶段。70年代以前是电子计算机的发明应用,70年代后随着大规模和超大规模集成电路的发展,以及后来的互联网技术突破,信息技术由收集、存储、运算发展到传递、搜索和互联。但总体来看,目前信息、数据和思维还是处于“被动处理”的状态。这是电子计算机、通信、互联网行业一直以来面临的一个最大的壁垒,并对经济系统其他各个领域的发展都形成严重制约。但是近几年来,随着大数据、云计算、移动互联、人工智能乃至生物仿真等领域取得进展,这一最大壁垒有望被跨越,信息技术将发生前所未有的革命性破,人类经济发展将进入“信息主动处理和优化”的智能经济时代。

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