下一輪工業革命的創新問題

文/劉燕華

黨的十八大報告明確提出，“堅持走中國特色的自主創新道路”，其實后面還加了一句話，“要以全球的視野謀劃和推動創新”。中國正處在轉型期，世界也在轉型，我們研究和實踐創新的人，就是既要看到中國，又要看到世界。

新的工業革命趨勢有一種新的導向，就是把有形資源的研究和無形資源的研究結合起來，使其在社會發展過程中發揮重大的作用。另外要把市場看不見的手和知識看不見的手同時并重，發揮推動作用。對于三次工業革命的說法，其基本定義是：第一次工業革命以19世紀的蒸汽機為標志；第二次工業革命以20世紀的電氣化為基礎；第三次工業革命，也就是說目前出現世界能源危機或者是二氧化碳排放過多造成影響之后的一次新的革命，這次新的革命就是以綠色科技為先導的第三次工業革命。

第三次工業革命的基本特征

綜合國內外做法，第三次工業革命的基本特征可以概括為兩個字：“綠”和“云”。“綠”指的是綠色能源、面向健康，還有新型的能源系統要形成，它使社會發展的動力發生了改變。“云”指的是計算機技術，網絡和新型的通信系統，要在整個生產過程和生活方式方面產生巨大影響。這兩個核心就是“綠”和“云”，是下一步世界發展的基本導向。

第三次工業革命有兩個輔助的特征，一個輔助特征是3D印刷。這是生產模式在制造業發生的巨大變化，就是通過計算機的三維設計和三維計算，導向制造業的三維制造，不像過去那樣由很多零件拼裝，最后焊接組成。今后有很多產品，可以通過三維制造，就是精密制造直接打造成立體的產品，這就是立體制造。另一個輔助特征就是生產過程變成一種分布式。分布式指的是將來要對目前的時間和空間進行重新定位，就是世界格局有可能發生重大的變化。分布式也就是說不管是生產、生活，以局域或者區域的網格化模式形成一個基本單元，這種單元的功能越來越強。使全球化造成的資源浪費逐漸減少，在生產過程中超級的壟斷或是超級的集中模式會進行改造，因為很多生產通過網絡的覆蓋分步進行，這樣就變成一神新型的生產模式。在整個過程中云的覆蓋，也就是計算機技術影響會越來越強。

在新的模式下，在新的生態結構下，人們對事物、生產、生活的感知、認知、控制能力可能會發生根本性的變化。傳統的知識表達方式，也會產生很大變化，知識界定也會產生變化。改變了傳統的安全模式，也改變了傳統的生活模式。我們也知道，其實云技術已經向我們悄悄走來，現在通信網絡這么普及，這就是云技術的影響。

還有一個例子，2012年“十一”，網購的總量超過了零售的總量，這是人們萬萬想不到的，是人們無法提前預期到的。為什么？因為網購帶來了很多便捷，而且也實現了更多的公開透明，實現了在商品運作中的扁平化，所以受到普遍的歡迎。當然目前還有很多問題需要解決，但是網購早晚會成為一種新型的商業銷售模式。這就給我們一種啟示，第三次工業革命并不是離我們很遠，而是很快就要到來。

對于第三次工業革命來說，能源是一大支柱。能源系統要發生變化，主要的趨勢是從化石燃料結構向可再生能源結構轉變。對于可再生能源來說，要有一系列新的采集和收集系統，既然有收集就要有存儲系統，要有能源的神經網絡進行覆蓋，我們常說的智能電網必須要發揮作用，同時在交通運輸方面，以新型交通運輸形成物流網絡，這就是在綠色能源方面的五大支柱。既然能源系統產生巨大變化，能源系統的一系列基礎設施也會發生變化，比如現在我們搞的能源集中供應，就是高壓輸電。產生了電以后不斷升壓，升壓過程中不斷地輸送，使用過程當中不斷地降壓，一般來說傳統的輸電方式在輸送過程中損失10%的能量，而今后不是這樣了。采用分布式的能源結構，就變成一種新的最有效的能源組合。

對于第三次工業革命來說，大家也有比較一致的認識：第一個基本特征就是帶動了全世界范圍的大轉型，這個轉型主要體現在基礎設施上。我國改革開放后的前30年靠投資拉動，主要的投資方向在基礎設施上。但對于第三次工業革命來說，可能會發生巨大的變化，要進行全面轉型。假如說繼續投入傳統基礎設施，可能對于今后一段時間來說，這些投入是低效的甚至是無效的。

第二個基本特征就是第三次工業革命的時間界定，約為20年時間。在西方發達國家，美國金融危機，現在是歐債危機，表面上他們的經濟都在停滯，實際上是在經歷一種非常艱苦的轉型，他們正在處于一種轉型過程中。不管是歐盟，還是美國、日本等國家，都有一個普遍認識，20年的轉型期會使他們引領新的世界。

第三個基本特征就是未來的世界，生產方式和生活方式逐漸向扁平化轉變。有一本書《世界是平的》對中國產生了影響，我們只是看到了趨勢，沒有看到這種趨勢的作用。現在西方發達國家，扁平化已經深入到了方方面面。今后要打破筒倉式的封閉，要講究新型效應。中國已經提到創新和協同發展的問題，協同發展就是系統整合問題，要實現的是系統有效，而不是某一個環節有效。正像我們常說的生產線，從原料進口到產品出口中間有許多裝配環節，假如說生產線上有一個裝配環節出現了問題，那么這個生產線就是無效的，就是系統無效，所以要講各個生產線之間的聯動。再舉一個例子，有一件武器有很多零件，有些零件會飛快地旋轉，但是零件和零件之間沒有環環相扣，甚至有些零件是銹著的，最后的結果是做了功而機器不轉，就像汽車掛著空擋，最后沒有產生能效。

第三次工業革命的創新模式轉型

在第三次工業革命模式下創新模式會出現大幅度的轉型，這在很多西方國家已經開始全面推動。概括起來有三個基本的轉型方式：第一個是從寶塔式向扁平化轉型；第二個是創新鏈的銜接；第三個是知識加工和組織體系。在技術創新、管理創新以及體制機制創新方面，將成為競爭力的核心要素。

第一是創新模式從寶塔式向扁平化轉型。由于人類傳統的科學技術研究模式已經形成，在第二次工業革命期間是比較固化的，它的基本方式就是寶塔式的，它是一種從高向低逐漸轉換的模式，也就是說從基礎研究轉到應用和推廣，它是串聯式的。基礎研究是原動力，是最高端的，然后到生產和產業，這是我們的傳統模式。但是在新的工業革命下，寶塔式向扁平化轉化，創新的源泉不見得非得從基礎理論開始，也不是從權威或者從專家那里逐漸轉化，也就是說創新的人包括權威，也包括傳統專家，同時社會的各個方面都可能形成創新的巨大動力。每一個人都可能在整個生產過程當中或者在創新過程中發揮重大的作用，這就是信息消費、市場、產業、技術、支持等方面都同時發揮作用，這就實現了一種真正的協同創新，我們常講的科學普及，將來從科學普及轉到全社會的創造力，這是一個國家真正發展的基本作用。所以，更多看中的是廣大人民群眾的創造力，可能在扁平化的形式下，在網絡的組織形式下，每個人都可能成為創新的源泉，成為創新的重要動力。

這種從寶塔式向扁平化的轉化，還包括正向創新和逆向創新。過去的創新從源頭開始，今后有很多創新從需求開始，根據需求來確定創新的內容，這就是正向和逆向互相結合。把過去寶塔式的創新模式繼續延續，我們還會重視基礎研究。但是扁平化的研究，在創新過程中發揮更大的作用，過去是一個垂直的或者是縱向系統，以后是水平系統，這形成了一個十字交叉，形成一個矩陣式的新的創新模式，再從矩陣式模式轉向立體的創新模式，這就使創新的能力和水平有大幅度的提高。在新的創新模式中，因為第三次工業革命的特點是“綠”和“云”，通信技術是第三次工業革命創新的神經中樞，綠色能源是我們下一步創新的血液系統，這就是創新的主導方向。創新的方式是自助式的生產方式，要形成一種新的分布式的創新結構。

第二是創新鏈全面銜接實現系統有效。對創新的傳統認識只是研究和開發，而這里所談的創新其意義是完全不一樣的。目前所談的創新定義是從創意到形成價值的全過程，這個價值既考慮到經濟價值，也有社會價值，就是要形成價值的產品創新才是真正的創新。所以現在我們從經濟領域考慮，既要考慮研發，也要考慮產業，同時也要考慮市場。就研發來說我們都很熟悉，從基礎研究到技術開發，再從應用到推廣，這是傳統的模式，也是長期以來科技人員所關注的幾個方面。為了推動科技與經濟的結合，就要和產業緊密聯系。那就是一個產業鏈，產業鏈里面有產品小試、中試到形成產品和產業，每個環節都需要進行創新，最后的方式和方法都不一樣。除了產業鏈以外，中國在發展進程中，更需要重視市場鏈，我們常常重視的是生產什么，而不重視經營什么，正因為如此，我們的服務業相對比較弱，我們的軟件相對比較弱，我們的軟實力比較弱，原因就是不善于經營。在經營過程中也有很多學問，在商品經濟中，它的市場鏈有商品、供應、流通、銷售、服務，這些環節都需要進行大幅度的創新，只有這些創新活動活躍起來，才能夠推動市場鏈的發展，才能使整個市場通暢起來。現在我們談的創新是指研發鏈、產業鏈和市場鏈連接在一起形成一個系統，形成一個良性循環，最后形成螺旋式的上升，這就是我們談的產業鏈要銜接。

在新的產業鏈的銜接過程中每個創新環節都有盈利點，都能產生社會和經濟效益，要形成新的互動式的信息共享方式，有空間和時間重組。創新不局限于某一個單位，某一個實驗室，它可以通過網絡實現社會化的一種組織。正因為如此，創新活動的組織管理將變得更加復雜，并不是通過行政手段能夠解決，也不是能夠通過產業或者是行業的規則來進行組織，這種組織非常復雜，如何調動全社會的積極性，可能是對各個國家創新體系的重大考驗。

第三是知識加工和組織體系。既然說今后的創新有主導方向，創新模式要變，那么它的主要方向在哪里呢，概括起來就是自學習、自組織和社會化服務。自學習也就是我們現在談到的終生學習，自學習就是要能夠做到既有先學立竿見影，想學什么都能找到學習的通道，就能夠學習成功，這就是一種自學習。自學習一方面出自于興趣愛好，另一方面來自于需求，能夠不斷地更新知識，這是任何創新人才必須要掌握的基本技能。在目前的教育體系下，大學生在大學學習的很多知識，等到他們畢業的時候，所學到的知識已經有50%左右被淘汰，說明知識的更新速度非常快，產品的轉化周期也非常快。如何讓每一個人學會自學習，在工作生產過程中不斷地掌握新知識，不斷地掌握新技能，這是一個基本的素質要求，所以對創新人才如何培養自學習能力，是一件大事情。

自組織也是一種新型的資源配置，一種新型的資源組合的結構體系。在網絡下，可能有些人并不認識。但是他們有共同的興趣愛好，他們有不同的學科背景，可能很容易組織起來形成一個新的創新團隊，這個創新團隊形成了產品，實現了產業化就自動解散，這種創新活動可能會越來越多。我們所看到的以波士頓為主的新的創新模式，就是自組織的創新模式，這種創新模式產生了非常快捷，而且是非常有效的結果。有很多產品并不是按照所謂科學的設計形成，有些產品通過自組織創新，通過突發奇想，通過社會各個方面的需求導向形成了一些許多意想不到的新產品，這就是自組織。自學習里面包括創意問題和交叉，自組織包括創意的愿景，研究的組織和產品的組織。

創新服務是一個非常復雜的體系。我們只知道用單線或者用簡單的串聯式的方式組織創新，但是在新的形勢下，因為它是立體結構，所以創新服務對許多國家來說都是一種創新管理的大挑戰，誰把創新服務做好，誰就有可能在整個創新活動中真正發揮創新人才的積極性。任何創新活動都會遇到這樣或那樣的問題，這些問題歸結起來主要包括專利維護、技術市場、技術支持、市場開拓，同時也要有基地和人才，特別要有一些創新的政策，也需要許許多多的創投資金的支持。所有這些不同的服務方向或者是不同的領域，它都能夠連在一起共同活動，才能夠真正帶動創新向前發展。到目前為止，這種創新服務體系在發達國家已經經歷了幾十年的時間，他們有了很多經驗，他們也做了很多成功的嘗試。但是對于中國來說，一直在提倡創新服務，但是創新服務的組織管理或者系統集成水平還相距甚遠。不是因為科技人員或者創新團隊能力不行，而是遇到的許多瓶頸邁不過去，就在于創新服務體系沒有完善起來。

第三次工業革命浪潮向各個領域的滲透

第三次工業革命的浪潮會向各個領域滲透，我們要注重各個領域可能需要的新的開拓。

能源體系

以太陽能、風能、生物能為主導的能源體系一定要建立起來在20年的時間里它可能占據很大的比例。在這種新的能源體系轉換過程中，能源效率要不斷提高，能源的商業運作模式要改變，能源的供應要實現多樣化，要有智能電網，把能源的信息網絡建立起來，這樣就是能源管理。按照北歐國家的說法，新型的能源管理和服務要創造大量的就業機會，北歐國家的分布式能源，創造了很多新的就業機會。按照國際上的統計，可再生能源供應量是非常充足的。比如說太陽照射到地球上1個小時的能量，就可以滿足地球幾年的能源需求。如果目前地球上30%的風能被利用的話，可以滿足全世界1年的能源需求，說明可再生能源潛力是非常巨大的。新能源供應會替代傳統能源，形成新能源體系。將來非化石能源的成本會通過創新不斷降低，通過智能電網的建設或者是改造，實現一種新型的管理體制和管理水平。

目前，中國可再生能源的利用出現一些障礙，這是另外一個問題，不是生產過剩了，不是風能和太陽能光伏電池生產過剩，是因為我們的需求沒有拉動起來。新能源體系一定要實現突破，沒有這種突破，中國的能源供應不會得到根本性的解決。

建筑業

今后新型的建筑要和第三次工業革命緊密結合。也就是說每一個建筑物，它都是一個能源的收集體和采集體，按照歐盟的測算，如果世界上40%現有建筑物的屋頂裝上太陽能電池可以滿足全世界所有能源的需求，今后可能很多建筑物樓頂上會裝載太陽能收集器。另外，還有一個考慮就是今后的建筑材料，它并不是一個簡單的建筑材料，它是一個能源收集體，墻面也可以采集光能。通過光電轉換，通過光熱轉換，通過冷熱之間的互換，每一個建筑物都成為一種新型的能源收集體，使每一個建筑物都可以變成一個小的能源的收集單元。既然有收集能源，那就需要有儲存單元，能源的收集和儲存將會在建筑業有大的發展。

按照這樣的說法，今后的房地產業對于未來的建筑要賦予功能，這就是包括電、熱、冷三個聯動，這就形成世界建筑產業革命，今后以建筑產業為標志的新型基礎設施的大轉型要開始實現了。現在許多發達國家已經開始向建筑業進行新的投入，這種新的投入已經成為一個大趨勢，所以建筑業也會發生變化。

交通運輸

今后的交通運輸一定會朝著簡約物流系統和綠色出行方向轉化。在網絡的覆蓋下，在云的覆蓋下，在計算機技術的覆蓋下，今后物質的大進大出，全社會、全方位的流動會變得越來越少，它變成一個簡約的物流系統，變成區域的物流系統，這就是物流的轉化，人的出行也要進行轉化，人們有些不必要的出行會大幅度減少。這跟我們目前提倡的也是比較相近的，所以對于交通運輸工具來說，以石油天然氣為主的交通工具也會發生變化，今后以電力和氫燃料為主，因為交通運輸的方式改變了，交通運輸的基礎設施也會改變。比如交通運輸的充電系統也會改造，這也會引起一系列新型的交通基礎設施的改變。

制造業

3D印刷也叫做3D制造或立體制造，將來有可能是數字設計和數字加工，要主導生產過程。制造一個產品并不難，難的是誰能夠設計出來，這種設計變成一種個性化互動式的，變成創新與市場聯動，市場需要什么就設計什么，或者是設計新的產品市場很快接受，那就是大規模壟斷的生產模式會發生改變，那就是需求多樣化，生產制造多樣化，而且精密制造已經深入到千家萬戶，誰都可以享受到精密制造的產品，它全面超越了傳統集中型的生產體系結構，這可能對今后形成沖擊。

農業

現在我們已經推進農業生產現代化，把生產和消費串聯在一起，把生態健康、高效集約、產業鏈的延伸、運輸體系模式串聯在一起，也就是說信息化帶動了農業現代化，農業要實現綠色，農業也是綠色能源的重要載體，對于今后的農業生產形式也會產生影響。基本的影響方式是適度規模，根據全球化向區域化轉移的分布式特點，同時農業的適度規模要形成。還有農業要實現集體化道路，小家小戶做不起來，單一的農業生產和農業銷售必須連在一起，整個生產過程中要形成一種有效的利益分享機制。我們講到國家的糧食安全，安全就是穩定，什么叫穩定，就是利益分享機制非常明確，大家都滿意，這樣才能發展。同時農業生產的發展，對教育也要產生影響。

教育

第三次工業革命，對教育是一個非常大的挑戰。要摒棄傳統等級式共享式的學習，教育要從接受者到思考者，要從單學科向跨學科、跨文化轉移，同時教育要提高知識加工的能力。在新的形勢下，教育體系的觀念要轉變，要學會扁平式的學習，學生和學生之間要互動，學生和社會之間要互動，既有分散也要合作。

美國、歐盟和日本的教育體系改革速度非常快，例如，美國哈佛大學專門設立創新教授，日本也啟動了職場體驗課程。讓每一個學生在學習知識的過程中學習創新能力。今后的教育體系要能夠從傳統的教育和網絡結合，要和第三次工業革命需求結合，要形成一種優質教育資源，能夠在網絡上實現，能夠幫助人們自學習、自組織，實現真正的知識加工，這些對于教育體系來講是一個大的挑戰。

第三次工業革命時期的社會組織結構也會發生重大變化。新的社會組織結構是在數字化的影響下形成的，不受目前的小區和局域的影響，人們的交往可以跨國界，也可以跨區域，也可以不受時間限制。人們的社會組織或者是新的組織會形成，新的社會組織會成為一種看不見的形式，對整個生產方式和生活方式產生重大影響。對于城市來說推動了數字化城市，將來在第三次工業革命時代，數字城市、數字社區會非常普遍。使人們獲取知識的途徑更加豐富，或者是通過一種商業模式，或者是通過人際交往，這就是數字化城市實現立體性結構所致。

在新的結構下，可能人們追求更多的是一種健康的、舒適、便捷的生活方式。在這里我強調這些新的變化趨勢，是我們的學習體會，那就是有很多無形的東西在里面發揮作用。比如，計算機網絡的流動、通信網絡等都是無形的，是我們看不見的。知識也是無形的，它發生了一種互動。所以我們認為在下一次工業革命期間，無形資源的再分配和使用及知識的加工能力，將可能成為創新活動的重要動力源泉。但是，我們還沒有非常充分的認識、理解和應用。

第三次工業革命將推動跨越式發展

為了迎接第三次工業革命的挑戰，中國必須進一步推動可持續發展戰略的實施。在黨的十八大報告里面提出了四化，原來就是城鎮化、農業現代化和工業現代化，這次又提出信息化，這是黨中央、國務院高瞻遠矚，把第三次工業革命浪潮中云技術在全社會的使用融進來了，就是信息化帶動其他的三化，這是我們的基本理解。也就是說四化建設將與經濟改革、政治改革、文化體制改革、社會改革以及生態文明建設融在一起，推動中國走向下一個十年或者是下一個階段，實現經濟、社會和環境的協調發展。黨的十八大提出的改革方式和世界的20年周期的第三次工業革命的改革是非常吻合的。在新的工業革命形勢下，中國的總體設計和頂層設計與世界同軌。

但是對于中國來講還有特殊情況，中國錯過了第一次工業革命，所以經受了上百年的屈辱歷史。第二次工業革命，我們只僅僅進行了30年的時間，我們有很大的差距，還沒有達到足夠的富裕。但是西方發達國家第二次工業革命期間遇到的許多問題，也就是說他們上百年遇到的問題，我們在30年的時間里面同時遇到，我們既要解決現在的困難，同時也要完成下一步的路。更重要的是我們遇到了第三次工業革命向我們走來。中國下一步的轉型需要處理許許多多的問題，中國目前的發展已進入一個非常關鍵的階段，這個階段特別需要創新。

關于生態文明的問題，我們要應對氣候變化，要解決資源有效利用，要實現可持續消費，要實現分布式能源，這是在“十二五”規劃報告中提到的生態文明的發展方向。對于應對氣候變化來說要采取很多行動，要解決傳統能源向綠色能源轉型，要有許多實質性的行動，國家投入很多精力設計很多工程。總體而言，中國今后的能源發展趨勢仍然是要控制能源消費總量，但是，經濟發展需要能源，這些需要就在于可再生能源的利用和發展，我們邁向第三次工業革命的步伐到底能有多大，關鍵就在于能源問題。

黨的十八大報告提到推動綠色、循環和低碳發展，我們理解綠色有多層含義：綠色既講經濟綠色，社會綠色，同時也講環境綠色。對于廣大人民群眾來說，對于社會屬性來說需要讓所有的人都受益，這就面臨著中國的體制機制改革。因此，所有創新方法研究的人都要瞄準需求，瞄準未來去尋找我們今后工作的出發點和落腳點，才能有效推動綠色發展，使創新方法在未來發揮作用。

在世界范圍內，一場顛覆式的革命正在悄然興起。推動生態文明建設，轉變發展方式是中國的時代要求，沉醉于傳統的進步會在將來追悔莫及。改革的紅利將發揮巨大潛力，創新的驅動將提升競爭的“底氣”。各行各業都面臨著巨大的挑戰和機遇。追趕戰略不能使中國進入創新型國家行列。中國有可能在新一輪工業革命時代通過科技體制改革，實現新技術、新產品的儲備，實現跨越式創意和創新模式的供給。