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二、第六次科技革命的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
依據(jù)上述分析，21世紀(jì)大約有三次科技革命，即第五次科技革命（約1970～2020年）的下半部（信息革命后期）、第六次科技革命（約2020～2050年）和第七次科技革命（約2050～2100年）。這里重點(diǎn)討論第六次科技革命。
關(guān)于21世紀(jì)的新科技革命和科技預(yù)測(cè)已經(jīng)有大量研究。許多預(yù)測(cè)研究考慮了多種因素，但主要基于科技發(fā)展趨勢(shì)。從人類文明和世界現(xiàn)代化的科技需求的角度進(jìn)行分析，可以豐富和擴(kuò)展我們對(duì)第六次科技革命的認(rèn)識(shí)。這種從需求角度的預(yù)測(cè)分析，有可能反映第六次科技革命的一個(gè)側(cè)面，而不能反映它的全部。關(guān)于前五次科技革命的歷史回顧，可以為分析第六次科技革命提供一種借鑒。
1.前五次科技革命的歷史回顧
一般而言，科技革命是一個(gè)歷史過程，具有起點(diǎn)、終點(diǎn)、內(nèi)容、特點(diǎn)、標(biāo)志性事件和世界影響等。關(guān)于前五次科技革命的起點(diǎn)、終點(diǎn)、內(nèi)容和特點(diǎn)等有許多不同觀點(diǎn)，關(guān)于它們的標(biāo)志性事件則有較多共識(shí)（表3）。
（1）科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
第一次科學(xué)革命的主體部分涉及兩個(gè)學(xué)科：天文學(xué)和物理學(xué)。從哥白尼的《天體運(yùn)行論》（1543）到牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（1687），前后經(jīng)歷了144年，猶如一場(chǎng)科學(xué)馬拉松。從伽利略到牛頓，建立了近代物理學(xué)的理論體系和實(shí)驗(yàn)研究方法，為近代科學(xué)的形成和發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。
第二次科學(xué)革命的主體部分涉及物理學(xué)，主要包括相對(duì)論（1905～1916）、量子論和量子力學(xué)（1900～1926），以及X-射線、放射線和電子的發(fā)現(xiàn)等。相比第一次科學(xué)革命的漫漫歲月，第二次科學(xué)革命是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)代。
第二次科學(xué)革命的“擴(kuò)展部分”涉及天文學(xué)（宇宙大爆炸）、粒子物理學(xué)、遺傳學(xué)（基因和DNA雙螺旋）、現(xiàn)代地學(xué)（板塊學(xué)說）和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。
科學(xué)革命存在一種“蘑菇效應(yīng)”。一個(gè)重大科學(xué)突破，往往引發(fā)一叢相關(guān)的科學(xué)突破，最后形成一次改變科學(xué)范式和人類觀念的科學(xué)革命。
（2）技術(shù)革命的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
第一次技術(shù)革命的主體部分是動(dòng)力技術(shù)（蒸汽機(jī)）和機(jī)器制造（紡織機(jī)和工作母機(jī)），帶動(dòng)部分涉及煤炭、冶金、化工和運(yùn)輸?shù)?。從蒸汽抽水機(jī)（1698）到第一條實(shí)用鐵路（1825），第一次技術(shù)革命大約持續(xù)120多年。
第二次技術(shù)革命的主體部分是電力技術(shù)（發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)）、運(yùn)輸技術(shù)（內(nèi)燃機(jī)）和電訊技術(shù)，帶動(dòng)部分包括鋼鐵、石化、汽車、飛機(jī)和電器等。從發(fā)電機(jī)（1832）到無線電廣播（1906），第二次技術(shù)革命大約持續(xù)70多年。
第三次技術(shù)革命包括電子技術(shù)和信息技術(shù)革命兩個(gè)階段，它們的內(nèi)容有一定的交叉。電子技術(shù)革命和信息技術(shù)革命都包括主體部分和帶動(dòng)部分，而且?guī)?dòng)部分或輻射面比前兩次技術(shù)革命要寬得多，涉及眾多技術(shù)領(lǐng)域。電子技術(shù)革命持續(xù)時(shí)間比較短（約1946～1970年），信息技術(shù)革命持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)（1970～2020年）；兩個(gè)階段加起來大約70多年，與第二次技術(shù)革命的時(shí)間跨度相當(dāng)。
技術(shù)革命存在一種“綿羊效應(yīng)”。一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)突破，可以帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，或者輻射其他領(lǐng)域，促進(jìn)它們的技術(shù)進(jìn)步；形成一個(gè)又一個(gè)的新技術(shù)群，從而形成一次改變?nèi)祟惿詈蜕a(chǎn)方式的技術(shù)革命。
20世紀(jì)以來，科學(xué)、技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系逐步加強(qiáng)，相互關(guān)系多樣化。許多新技術(shù)建立在科學(xué)突破的基礎(chǔ)之上。新技術(shù)既推動(dòng)了科學(xué)的發(fā)展，也推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。從新科學(xué)、新技術(shù)到新產(chǎn)品（新產(chǎn)業(yè)）之間的時(shí)間跨度大大縮短。
2.第六次科技革命的方向和挑戰(zhàn)
從人類文明和世界現(xiàn)代化的角度看，第六次科技革命將以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，融合信息科技和納米科技，提供解決和滿足人類精神生活需要的最新科技。從科學(xué)革命角度看，第六次科技革命有可能是新生物學(xué)革命；從技術(shù)革命角度看，第六次科技革命有可能是“再生革命”，包括仿生—?jiǎng)?chuàng)生—再生的三生技術(shù)革命。
第六次科技革命將上接第五次科技革命（信息革命），下接第七次科技革命（時(shí)空革命）。它的主體部分和帶動(dòng)部分將與這兩次科技革命有關(guān)。有些內(nèi)容是交叉的和跨學(xué)科的，依據(jù)觀察角度不同可以歸于不同的科技革命。
（1）第六次科技革命的特征和方向
首先，第六次科技革命的主要標(biāo)志。前面討論了科技革命的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。能夠滿足三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的重大發(fā)現(xiàn)或發(fā)明，才有可能成為科技革命的標(biāo)志性事件。
信息轉(zhuǎn)換器：實(shí)現(xiàn)人腦與電腦之間的直接信息轉(zhuǎn)換，引發(fā)學(xué)習(xí)和教育革命。
兩性智能人：解決和滿足人類對(duì)性生活的需要，引發(fā)家庭和性模式的革命。
體外子宮：實(shí)現(xiàn)體外生殖，解放婦女，引發(fā)生殖模式和婦女地位的革命。
人體再生：通過虛擬、仿生和再生實(shí)現(xiàn)人體永生（表4），引發(fā)人生觀革命。
其他標(biāo)志：合成生命、神經(jīng)再生、人格信息包、耦合論、整合論、永生論等。
其次，第六次科技革命的主體部分（主要方向）。第六次科技革命是科學(xué)革命和技術(shù)革命的融合，并與信息革命和時(shí)空革命有部分交叉。它的主體部分涉及兩類革命和多個(gè)學(xué)科，可以和需要分類討論。
第六次科技革命的科學(xué)革命部分主要包括整合和思維生物學(xué)等。
整合和創(chuàng)生生物學(xué)。16世紀(jì)以來，生物學(xué)發(fā)展的基本軌跡是整體—器官（系統(tǒng)）—細(xì)胞—分子。似乎這條路已經(jīng)快走到盡頭；因?yàn)槿藗儗?huì)發(fā)現(xiàn)，即使把生物體內(nèi)的每一個(gè)分子都搞清楚了，也不能完全解釋生命現(xiàn)象。我們需要開辟新的道路，從分子—細(xì)胞—器官—生物體，研究大量分子如何協(xié)同、耦合、整合形成細(xì)胞？細(xì)胞如何協(xié)同、耦合、整合形成組織和器官？器官如何協(xié)調(diào)、耦合、整合形成生物體？這個(gè)過程是自組織的。目前，自組織理論、協(xié)同學(xué)已經(jīng)誕生，耦合理論、整合理論還在孕育之中。今天，我們正在揭開人體的全部遺傳信息，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了成千上萬的生物體內(nèi)的分子和細(xì)胞，以及各種組織和器官。如果把這些分子、細(xì)胞、組織、器官組裝起來，能否“制造一個(gè)生命”？生物體與機(jī)器（技術(shù)）的多種組合，能否創(chuàng)造新的生命形式和新的物種？
思維和神經(jīng)生物學(xué)。人腦是思維的載體，神經(jīng)系統(tǒng)是思維的工廠，心靈是思維的動(dòng)力源，它們都是如何工作的？人腦認(rèn)知和創(chuàng)造性思維的機(jī)理，人腦信息加工、儲(chǔ)存、提取和再現(xiàn)的機(jī)理等，非常有挑戰(zhàn)性。對(duì)這些問題的認(rèn)識(shí)，將改善人類的智慧，推進(jìn)信息技術(shù)的革命性發(fā)展。
第六次科技革命的技術(shù)革命部分主要涉及再生、信息和納米工程等。
生命和再生工程。對(duì)生命的操縱有違人類的現(xiàn)行倫理道德，但是，人類將逐漸具備操縱生命的能力。首先，操縱遺傳物質(zhì)，改變生物特性，制造新物種。其次，操縱神經(jīng)系統(tǒng)，改變生物行為特征。其三，操縱生物節(jié)律，實(shí)施人工休眠和人工喚醒，改變生物的生命周期。其四，操縱生物細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞無性繁殖（克隆）。其五，操縱組織器官，進(jìn)行組織器官的體外培養(yǎng)，隨時(shí)隨意替換生物體的任何組織或器官。其六，操縱生物生殖，進(jìn)行體外受孕、體外懷胎（人造子宮），實(shí)現(xiàn)體外生殖。其七，操縱生物性狀，建立“生物工廠”，生產(chǎn)人類需要的產(chǎn)品，如干擾素等新藥。其八，操縱生命形式，實(shí)現(xiàn)生物和機(jī)器的組合。再生工程包括細(xì)胞、組織、器官、軀體、人體和物種的仿生、創(chuàng)生和再生等。人造組織和器官如人造心臟、肺、胃、皮膚、骨頭、血、血管和肢體等實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
信息和仿生工程。與第五次科技革命有交叉。人腦思維和動(dòng)物信息處理的數(shù)字化模擬和仿真，實(shí)現(xiàn)信息和知識(shí)的無阻礙獲取、現(xiàn)有信息傳播渠道的整合等。開發(fā)以新原理為基礎(chǔ)的計(jì)算技術(shù)，大幅度提高計(jì)算速度。模擬人腦的認(rèn)知和思維原理，并行處理和整合各種類型的信號(hào)，逐步建立非線性推理功能（直覺），具有部分人類情感。開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，大幅度提高信息傳輸速度。“信息轉(zhuǎn)換器”的發(fā)明，實(shí)現(xiàn)人腦與電腦之間的直接信息轉(zhuǎn)換，人腦可以直接“知識(shí)充電”?！叭烁裥畔钡陌l(fā)明，它包含人的全部人生信息、獨(dú)立人格和自主意識(shí)，使人的“網(wǎng)絡(luò)化生存”和網(wǎng)絡(luò)虛擬人（網(wǎng)絡(luò)人）成為可能，實(shí)現(xiàn)人的“網(wǎng)絡(luò)化永生”。
納米和仿生工程。納米仿生材料、納米仿生器官、納米仿生設(shè)計(jì)和制造等。納米工程指在分子或原子水平上逐個(gè)原子地操縱物質(zhì)，在納米尺度上進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工和制造等，包括納米結(jié)構(gòu)、納米加工和制造、納米材料、納米器件和系統(tǒng)、納米機(jī)械、納米電子元件和設(shè)備等。納米工程、信息工程和仿生工程的結(jié)合，不僅為我們開辟一個(gè)新領(lǐng)域，而且為人類開創(chuàng)一個(gè)新的工作平臺(tái)。
生命科學(xué)、信息科學(xué)、納米科學(xué)、仿生工程和機(jī)器人學(xué)的結(jié)合，信息轉(zhuǎn)換器、人格信息包、兩性智能人、人體再生和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，人類將獲得三種新的“生存形式”，即網(wǎng)絡(luò)人、仿生人和再生人，實(shí)現(xiàn)某種意義的“人體永生”。
其三，第六次科技革命的擴(kuò)展和帶動(dòng)部分，涉及兩類革命和多個(gè)學(xué)科。
生命科學(xué)的相關(guān)學(xué)科。如發(fā)育生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、信息生物學(xué)、空間生物學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、再生醫(yī)學(xué)、分子和生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)學(xué)、仿生學(xué)和仿真學(xué)、生命和宇宙起源等。目前，我們不確切知道宇宙有多大，人類來自何方，將走向哪里，人類是否是茫茫宇宙的唯一智慧生物。
材料科學(xué)和仿生材料。人們對(duì)新材料的追求是無止境的，各種材料，如功能材料、智能材料、傳感材料、超導(dǎo)材料、納米材料、仿生材料、生物材料等將豐富材料家族。如果納米技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，超微機(jī)器人組成的材料將會(huì)誕生，這種材料具有“智慧”，可以自我復(fù)制、自我組裝等。
地球和環(huán)境科學(xué)。地球是人類的生活家園。人類關(guān)注的問題包括：地球還能存在多久？地球上的資源還能開發(fā)多久？全球變化將走向哪里？自然災(zāi)害能否預(yù)防？沙漠化和荒漠化可以控制嗎？碳代謝的平衡和控制，低碳生活和非物質(zhì)化，污染防治和生態(tài)現(xiàn)代化等。在地球上，物質(zhì)資源是有限的，環(huán)境變化是無限的，自然災(zāi)害是無情的。人類要在地球上長(zhǎng)久生活下去，就必須認(rèn)識(shí)地球，愛護(hù)地球，適應(yīng)地球。
綠色超級(jí)制造。隨著信息工程的發(fā)展，電腦將具備人類的智能。綠色超級(jí)制造就是指利用超級(jí)電腦系統(tǒng)進(jìn)行的環(huán)境友好的智能制造。它將與微加工和微制造技術(shù)結(jié)合，形成微器件、微設(shè)備、微工藝、微設(shè)計(jì)、微生產(chǎn)等的自動(dòng)化。它將把人類從繁重的體力和腦力勞動(dòng)中解放出來，創(chuàng)新和享受將成為人類的主要活動(dòng)。
綠色超級(jí)運(yùn)輸。運(yùn)輸工具的功能是把人和貨物從一個(gè)時(shí)空轉(zhuǎn)移到另一個(gè)時(shí)空?，F(xiàn)有運(yùn)輸工具的速度、安全性、操作性都是有限的。人類必將突破現(xiàn)有物理概念，發(fā)現(xiàn)新的物理概念，并運(yùn)用新的物理原理，開發(fā)新的綠色運(yùn)輸工具，實(shí)現(xiàn)更快更安全和環(huán)境友好的新運(yùn)輸，最終突破光速的制約，實(shí)現(xiàn)宇宙旅行。新物理學(xué)革命將帶來新能源和新運(yùn)輸工具，拉開第七次科技革命的序幕。
此外，空間科技、能源科技、海洋科技、國(guó)防科技、人工智能、機(jī)器人學(xué)、社會(huì)科學(xué)、行為科學(xué)、科技倫理學(xué)和現(xiàn)代化科學(xué)等，都會(huì)受到比較大的影響。
（2）第六次科技革命的主要挑戰(zhàn)
首先，倫理挑戰(zhàn)。人造生命、人造子宮、兩性智能人和人體再生等一系列突破，將徹底改變?nèi)祟悓?duì)生命、家庭和性關(guān)系的認(rèn)識(shí)，引發(fā)重大倫理爭(zhēng)論。
其次，副作用。生命工程、再生工程和仿生工程的技術(shù)和成果，既可以促進(jìn)文明發(fā)展和人類進(jìn)化，也會(huì)產(chǎn)生許多新型武器和犯罪形式。