科技革命中政府的作用及啟示1

翟亞寧

（北京科學學研究中心，北京 100089）

當前正處于新一輪科技革命與產業變革的歷史交匯期，如何抓住科技革命和產業變革的歷史機遇是當前建設世界強國面臨的重要問題之一。習近平主席曾明確指出：“必須增強憂患意識，敏銳把握世界科技創新發展趨勢，緊緊抓住和用好新一輪科技革命和產業變革的機遇，不能等待、不能觀望、不能懈怠”。

在這種背景下，新一輪科技革命也成為學術研究熱點，并主要聚焦在三個方向：一是科技革命爆發的主要領域預測，其代表性學者何傳啟[1]于2012 年針對新一輪科技革命進行深度預測，提出在信息轉化技術、人格信息技術、仿生技術、創生技術、再生技術等5 個方向可能取得突破。二是科技革命對經濟、社會影響，如鄧向榮[2]等針對新科技革命背景下我國制造業升級和創新跨越開展了研究；包利民[3]等從倫理學角度出發，研究了新科技革命對現代性公共倫理范式等方面可能產生的影響。三是科技革命背景下的科技政策制定，如徐治立[4]等通過梳理近年國外主要國家創新戰略文本，提出了新科技革命背景下我國創新政策的發展重點；潘教峰[5]等則從世界科學中心轉移與科技革命產生雙重角度出發，提出了我國如何把握住新一輪科技革命機遇成為世界科技中心的相關對策。

新一輪科技革命的爆發必然對政府的科技創新治理提出新的要求，上述研究具有可借鑒性，但學術界對政府在歷次科技革命中所發揮的作用，以及在當前科學技術“政治化”日益加劇的背景下，政府如何推動新一輪科技革命等問題的研究仍顯不足。對此，本文擬以兩次科學革命（牛頓革命、愛因斯坦物理學革命）和三次技術革命（蒸汽機革命、電力革命和計算機革命）為研究對象，在對歷次科技革命特征和政府推動作用進行回顧的基礎上，針對新一輪科技革命的發展態勢進行研判，進而提出我國搶抓新一輪科技革命的對策，以期為推動世界強國建設提供參考。

1 歷次科技革命研究回顧

1.1 歷次科技革命的特征

科技革命的產生與發展除了自身因素外，也往往受到經濟、社會和文化等多種因素的制約與影響，是一個復雜的、動態的、多因素相互作用的過程。從科學社會學視角看，哲學革命往往是科技革命爆發的思想先導，科學理論危機和經濟危機是誘因，現實重大需求是驅動力，科學建制創新是科技革命更迭的表現。

1.1.1 哲學高潮是科技革命爆發的思想先導

哲學是科學之母，哲學高潮是科技革命爆發的思想先導。這是因為具體的科學理論都有特定的哲學觀為其基礎，而當舊的科學理論被顛覆建立新的科學理論時，就必須找到新的哲學觀作為基礎。正如庫恩所闡述的那樣：在公認的危機時期，科學家常常轉向哲學分析，以此作為解開他們領域中的迷的工具。當科學家開始從事哲學家的事情，運用哲學的方法思考科學問題時，哲學高潮自然而然地就會產生；當科學理論危機解除時，科學革命便隨之而來。由此不難看出，在危機時期，科學家的哲學分析是擺脫舊范式建立新范式的有效工具，哲學為科學提供了新的認識論和方法論。另外，哲學總是超前于科學的，是科學的“潛伏期”[6]，能夠為科學理論研究有所啟迪。譬如，古希臘的原子論對現代原子論的啟迪，笛卡爾的運動不滅原理對能量守恒定律的啟迪等。同時，從哲學史和科學史上看，哲學活動中心的轉移往往比科學中心的轉移超前50 ～60年[7]。由此可見，哲學高潮是科技革命爆發的思想先導（表1）。

1.1.2 理論危機和經濟危機是科技革命爆發的誘因

從科學自身發展來看，理論危機通常會引起科學革命。按照庫恩“科學革命的結構”理論，當常規科學的發展遇到了公認的反常現象，當舊的范式不能很好地解決所關注的問題時，危機就日益加重，科學革命便應允而生。如當發現牛頓的萬有引力無法解釋微觀世界運動規律時，理論危機便開始出現，直至愛因斯坦提出量子論和相對論并被人們所接受，新科學革命爆發。

從技術自身看，技術作為生產力，技術革命往往在大規模的經濟危機中孕育。這是因為技術創新是決定資本主義經濟實現繁榮、衰退、蕭條和復蘇這一周期過程的主要因素。技術創新必然會帶來產業的繁榮，而繁榮必定衰敗，其根本原因就是新一輪的技術創新缺失[8]。如第一次技術革命（蒸汽機革命）使鐵路建設大規模興起，但到1857 年美國、德國由于鐵路建設過度膨脹，最先爆發了經濟危機，并很快沖擊到英國和法國，立即形成了新一輪的資本主義世界經濟危機。這表明，經濟危機與技術革命總是如影隨行，一次經濟危機既宣告了舊的技術革命的謝幕，同時也昭示了新的技術革命的登場。因此，也有部分學者將2008 年金融危機后興起的大數據、物聯網、3D 打印、人工智能等新興技術，看作是第四次技術革命的標志。

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1.1.3 現實重大需求是科技革命爆發的驅動力

恩格斯曾指出，社會上一旦有技術上的需要，則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進。科技革命也是如此，其首先爆發和突破的領域往往具有緊迫和現實的重大需求。在古代，天文學與人們的生產生活密切相關，尤其在15 ～16世紀，西方天文學領域又充斥著兩種不同的宇宙觀，新舊思想的斗爭十分激烈，于是便在天文學領域爆發了第一次科學革命。技術革命更是如此，16 ～19 世紀資本主義大規模發展，為了不斷滿足市場的需要，尋找擴大生產的動力，相繼爆發了蒸汽機革命和電力革命；第二次世界大戰原子能、電子計算機、火箭技術三大尖端成果的發明使用，又驅動了計算機技術革命的爆發。

1.1.4 科學技術建制不斷誕生是科技革命更迭的表現

科學技術建制與科學技術研究活動的本質相當于生產關系與生產力，科技革命爆發使科學技術研究活動呈現新的形態和高度，科學建制也必然要適應各類研究活動的開展。具體來看，科學技術建制主要包括科學技術組織、管理、規范和交流方式等內容。以科學技術組織為例，伴隨著歷次科技革命的產生，其形態不斷創新。在第一次科學革命初期，科學研究活動多以科學家單槍匹馬、幽居獨思的活動方式為主。但隨著近代科學的不斷發展，開始作為一種社會建制率先在歐洲國家確定起來，開創了科學社會化的發展道路，意大利佛羅倫薩科學社（1657）、英國皇家學會（1662）、法國皇家科學院（1666）等科學組織相繼成立，科學研究開始成為獨立的社會職業。到了第二次科學革命前后，科學技術研究職業化和機構化的特征更加顯現。第二次技術革命前后，德國吉森化學實驗、英國卡文迪什實驗室等企業實驗室開始出現，科學技術研究開始以科學家群體或集團合作交流的研究方式開展。特別是第三次技術革命前后，分工協作、整體推進的“大科學”特征更加凸顯，出現曼哈頓計劃、阿波羅計劃等大科學計劃，科學技術研究活動開始成為一項國家組織的系統工程。近20 年來，一些如人類基因組計劃等多國聯合牽頭的國際大科學技術更是人類科學史上最偉大的壯舉之一。另外，科學技術建制在歷次科技革命中往往被全面繼承并進一步創新從而引領世界。意大利率先建立了由貴族支持的學會；英國在此基礎上實現科學團體平民化，成員獨立自由；法國在英國基礎上，率先實現科學研究制度化、業余科學工作者職業化；德國在繼承法國工業學校基礎上創立近代大學體制，出現最早的企業實驗室；美國則全面繼承以上所有科學建制，將科技發展與國家目標緊密結合在一起，創建大科學管理體制。

1.2 科技革命中政府的作用

在近代科學技術發展的歷史進程中，政府在推動科學技術活動中發揮著不可替代的推進作用。特別是科學技術在二戰期間對扭轉戰局發揮了重要作用，使世界各國政府認識到科學技術是一股巨大的政治、經濟和社會力量，第三次技術革命就是在政府強力推動下孕育而生，政府對科學技術開始進入全面的、自覺的、持久的支持，科學技術的“政治化”也開始愈演愈烈，國與國的競爭已經演變為科學技術的較量。深究科技史發現，政府在歷次科技革命中都不同程度地發揮著作用。

1.2.1 社會發展環境趨于穩定

作為社會建制的科學技術，其發展必然離不開政治、經濟、文化、教育等各類社會因素的影響。整體來看，自蒸汽機革命后爆發的歷次近代科技革命往往需要一個政局穩定、經濟繁榮、思想迸發、包容開放、注重創新的社會環境，而這一切的背后都需要一個強有力的政府來保證。如英國政府率先建立的資產階級政權、經濟的繁榮、清教主義運動對研究自然的追捧，使其爆發了第一次技術革命；法國拿破侖政權的短暫穩定與其對科技的重視、科學技術研究制度化與國家目標相結合、以及科學與教育的率先結合，使其成為第二次技術革命的中心；德國政府率先建立的近代大學體制推動了科學技術跨越式發展，并爆發了第二次科學革命；美國政府在二次大戰期間使其國家不受戰火紛爭影響、引起經濟極大繁榮，進而爆發了信息技術革命，成為世界科學活動的中心。

1.2.2 促進科技變革應用的制度產生

近代科學革命以來，科技活動逐漸由個人的、自發的朝著國家的、有組織的方向發展，這需要有一系列的制度創新來保證。從制度創新的根源與動力來看，往往是政府引導推動和社會各方力量共同努力的結合。如英國政府首先建立了專利制度，企業界結合實踐建立工廠系統、學徒制，學術界建立了科學社團等；法國政府率先建立了一批技術學院，并推動實施了專業工程師制度等；德國政府通過支持引導教育界創辦專科學院和大學，開創教學、科研相統一的高等教育體系，企業界根據市場發展需求最早建立了企業內部實驗室制度；美國政府則構建了有利于科技變革應用的國家實驗室體系、移民制度，同時企業界發展形成了大規模生產體系、公司制度（包括股份制和經理制企業）、風險投資體系等[9]。與制度創新同等重要的是，政府大量資金的投入也是近代科技革命爆發的必備條件。典型的如德國政府將普法戰爭勝利后索取的50 億法郎投入到自己的工業[10]，趕上了第二次科技革命的列車。而英國錯失第二次技術革命的重要原因，即在于當時政府未能大力資助科技并為科技發展創造有利的環境。

1.2.3 科技應用的效果促進科技研發

在科學發展的早期階段至19 世紀中期，科學中心的形成和演進與技術中心的關聯性不大。然而，自19 世紀中期第二次工業革命以來，科學、技術、經濟日益一體化，這就要求在科技發展策略上，一方面要注重基礎科學研究，為科技發展提供源源不斷的內生動力，一些國家政府開始先后通過設立自然科學基金等方式資助基礎科學；另一方面科技成果要轉化為生產力，為科技成果的轉化與創新提供外部支持，典型的如美國政府在19 世紀以后，出臺了一系列技術轉移擴散法律法規，發展了一系列領先全球的高技術產業。同時，從世界科學活動中心轉移的規律上看，如果某一個國家或地區單純地只注重基礎科學研究或者科技成果轉化，則會喪失優勢，只有注重科技與經濟的一體化發展，才能保持長盛不衰。如在19世紀中葉，英國開始出現科技與生產相背離的現象，第二次技術革命的代表性成果電機、變壓器、二極管等關鍵性技術發明源于英國，卻最終在德國和美國得到大規模產業應用[11]，導致英國錯失了第二次技術革命的良機。相對而言，法國在19 世紀更重視實體或者說是實際利益或效益，迅速地把科學技術直接運用到生產實踐中[12]，從而促進了科學技術發展。

1.2.4 聚集造就一批先進的科技成果和人才

采用各種方式聚集世界上先進的科學技術成果和人才，并在此基礎上消化吸收再創新，是歷次科技革命前后各國政府的通行做法。1763 年，英國國王喬治三世購買了意大利山貓學會大部分資料[13]，這其中就包括伽利略的手稿。法國政府在第一次工業革命初期，當時在英國技術竭力封鎖的情況下，引進了珍妮 機器 等[14]。1791 年12 月，美國開國元老、財政部長漢密爾頓和經濟學家考克斯，聯合向國會提交了一份《制造業報告》，明確提出“獎勵那些從別處帶給我們‘非凡價值的秘密’的人”，多年后，美國著名歷史學家多倫·本-阿爾塔，在評論漢密爾頓的《制造業報告》時，直率地指出：聯邦政府牽頭了一項統一指揮的工程，以獲取其他國家嚴密保護的產業機密為目標，打破工業先進國禁止工業秘密在國際擴散的壟斷局面，是美國在技術盜用領域的最高綱領[15]。二戰后，美國政府更是把這一傳統做法發揮到極致，將德國大批科學家遷往美國。1795 年，法國政府建立科學院，鼓勵國外有才人士加入，富蘭克林也曾經是法國科學院成員。

2 新一輪科技革命發展態勢研判

2.1 新一輪科技革命大概率為技術革命

從歷史周期來看，平均每100年爆發一次科技革命，每次科技革命持續約60 年(表2)。第一次科學革命影響力持續了300 余年，與技術革命爆發間隔約100 年；第二次科學革命與新的技術革命爆發間隔縮短約70 年。從當前科學技術發展態勢來看，量子論與相對論所建立的理論體系尚未終結，根據該理論形成的量子計算、量子通信等相關技術仍然處于科學發展前沿，擁有頑強的生命力；在宇宙演化方面，暗物質、暗能量之謎等問題涉及的基礎科學領域，雖取得重大突破但仍然處于探索之中，新的顛覆性基礎理論體系也尚未產生。與此同時，一些重大顛覆性技術創新正在創造新產業新業態，信息技術、生物技術、制造技術、新材料技術、新能源技術廣泛滲透到幾乎所有領域，帶動了以綠色、智能、泛在為特征的群體性重大技術變革。由此可以推測，本次爆發的大概率是技術革命，時間范圍大概在2010-2050 年左右。

2.2 新一輪科技革命大概率爆發在交叉學科領域

“學科交叉點最有可能產生重大突破，使科學發生革命性的變化”已經成為科技界的普遍共識。新一輪科技和產業革命的方向，不會僅僅依賴于一兩類學科或某種單一技術，而是多學科、多技術領域的高度交叉和深度融合。縱觀諾貝爾獎的百年評選歷程，有54.3%的獲獎者屬于交叉學科（表3）。這說明具有鮮明學科交叉、融合特點的研究領域，將在未來科技創新中具有獨特優勢。具體到領域而言，新一輪科技革命可能在信息與計算科學、生命科學、物質科學、材料科學、空間科學等科學領域，以及數字與信息技術、生物技術、能源技術、材料制造技術、深空探測技術等技術領域孕育重大突破[16]。

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2.3 虛擬科學將成為科學技術研究的第五種范式

從當前世界各國科技發展前沿來看，數字技術和虛擬技術將大規模應用于科學技術研究活動中。繼學者吉姆踮·格雷提出“數據科學”是科學研究的第四種研究范式以來，也有學者指出“虛擬科學”比“數據科學”更能反映當代科學研究的最新方式與最新進展，是科學技術研究的第五種范式[17]。虛擬科學方式主要呈現在研究對象的虛擬化（如未來生命科學研究中，小白鼠將是一個程序）、研究過程方法虛擬化、研究組織虛擬化3 個層面，與實驗科學、理論科學、計算科學和數據科學這四種研究范式相比，虛擬科學首次將虛擬現實世界作為研究對象，并標志著科學研究實現了現實世界和虛擬現實世界的全覆蓋。這將會給科學技術自身發展插上翅膀，另一方面也勢必將會給政府創新管理帶來更大的挑戰。

2.4 科學、技術與產業之間的轉換呈現非線性特征

當前科學技術發展已經顯現出科學、技術與產業之間的轉換不再是線性的次序性轉化，而是呈現出多頭并進的非線性態勢。如我國目前的國家重點研發計劃，在項目組織方式上采取“全鏈條組織、一體化實施”的模式，即當一項成果完成研發后便立即投入到產業應用之中。這一特征標志著科學技術的外部功能特別是生產力功能將愈發凸顯，科技政策將演化為創新政策，科技部門將轉換為經濟部門。這也預示著新一輪技術革命將與產業變革同時發生。

3 我國政府搶抓新一輪科技革命的對策建議

3.1 強化戰略決策研究，提前規劃未來科技發展路徑

“居安思危，思則有備，有備無患。”面對新一輪科技革命，我們不僅需要認識其進步作用，同時要明確認識到重大變革會隨之出現，充分估計由此產生的影響和挑戰，準確研判全球科技創新競爭發展態勢并輔以適當的科學決策在當前顯得尤為重要。一是要提前研判新一輪科技革命所帶來的挑戰。人工智能、基因編輯等新技術的不斷廣泛應用勢必對人類道德倫理和政府治理帶來新的難題和挑戰，也可能將對現有國際秩序框架和經濟發展帶來強烈震蕩。對此，要防患于未然，提前做好戰略研究工作；二是要加快建設科技創新全價值鏈的科技服務體系［18］。結合新一輪科技革命的機遇與挑戰，對我國科技與發展的戰略問題、政策問題開展系統全面的研究，在此基礎上開展新一輪國家中長期規劃綱要制定、技術預見與科學前沿跟蹤等工作。

3.2 勇于使用創新技術和理念，改革科學技術的體制機制

“工欲善其事，必先利其器。”運用政府力量引領科技團體，勇于采用創新技術和理念，不斷革新科學技術的組織、管理和交流方式等，創新科學技術建制，這是把握新一輪科技革命的重中之重。一是在組織層面，未來的科學技術研究活動是數字化、智能化和虛擬化的，因此政府一方面要加快科學數據中心建設，為數字化研究提供基礎；另一方面要引導并支持推動使用人工智能、虛擬現實等技術，不斷提高技術預測、規劃制定等工作的科學性、合理性，為戰略決策提供有效支撐。同時，著手推動建設一批無人實驗室、虛擬研究社區等，以提高科研效率。二是在管理層面，一方面要尊重科研規律、鼓勵競爭、實施“柔性”評估。另一方面要能夠適應新一輪技術革命時期，新技術密集爆發、新產業不斷涌現等特點，在管理上注重推進信息化與工業化的深度融合。根據科學、技術和產業之間轉化的非線性特征，在創新產業政策制定上，鼓勵產學研各方主體共同參與，依托原始創新成果，高效形成高精尖產業。三是在交流方式上，應不斷運用以虛擬現實等為代表的數字技術，打造一個虛實相結合的全球學術交流生態體系。四是在大科學計劃方面，我國要積極牽頭組織實施國際性的大科學計劃，著力提升戰略前沿領域的創新能力和國際影響力。

3.3 注重創新環境建設，為創新發展營造良好的氛圍

“天下英才聚神州、萬類霜天競自由。”良好的創新氛圍是搶抓新一輪科技革命的軟實力。一是塑造有感召力和科學精神的愿景，吸引聚集一批科學巨匠。麥肯錫公司通過研究美、英、法、德、日等國家的科技史發現，只有立意高遠，以服務全人類為己任，才能匯聚全球科學精英合力攻克科學難題。因此，政府應引導科學共同體著手聚焦人類所面臨的共同科學難題，樹立人類科學之崇高愿景，同時在全社會營造開放包容、多元融合的人文環境，以科學精神吸引聚集一批志于為科學所獻身，為人類服務的科學巨匠。二是要充分發揮中國特色哲學體系理論寶藏，以文化的繁榮為下一次科學活動中心的轉移創造環境；大力發展科學技術哲學、科學技術史、科學學等一類“軟科學”，促進作為“硬科學”的科學技術加速發展；三是不斷深化科技體制改革，通過為科學家松綁、鼓勵科學家包干，改革科技評價體系等，以制度突破不斷激發全社會創新活力；四是構建開放創新體系，推動人才、資本、信息、技術等創新要素自由流動和優化配置，在全球范圍內實現最優配置。

3.4 瞄準新一輪科技革命，超前布局前沿技術領域

“凡事預則立，不預則廢。”瞄準新一輪科技革命，強化國家目標導向的基礎研究和高新技術的源頭供給。一是要牢牢把握這一窗口期，進一步推動以物聯網、云計算、大數據、人工智能等為代表的智能技術同傳統產業進一步融合，催生新的產業和服務。二是要在人工智能、量子信息、先進制造、能源等領域進行超前布局，發揮舉國體制優勢，選擇科學價值高、有一定研究實力的研究方向作為發展重點，對其進行持續性支持，產生一批重大研究成果，推動相關領域跨越式發展。三是亟待系統規劃融合學科資源，圍繞優勢學科和特色學科，凝練研究方向，明確研究目標，開辟新的符合社會需求的交叉學科研究領域，營造有利于學科交叉和交叉科學發展的環境，在科學共同體中形成一種鼓勵交叉的學術氛圍。