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中科院张杰院士:新科技革命将如何改变我们的未来?

2019-05-15 10:53:54  来源:中国金融商报     编辑:翟晓燕

5月6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。

主持人:上海国有资本运营研究院秘书长 罗新宇

致欢迎辞:

中国金融信息中心党委委员、董事 齐劼人

中国金融信息中心党委委员、董事齐劼人表示,张杰校长是大家十分尊敬的学者、院士、教育家,他今天演讲的主题是“未来已来,唯变不变”,主要讲新科技革命。

世界历史上有三次科技革命,总结起来有三个显著特点。第一,谁主导了科技革命谁就是世界强国——美国参与、主导了两次科技革命,成为当今世界头号强国不是没有原因的。第二,从第二次科技革命开始,每次科技革命都会涌现一大批世界级的企业——西门子、宝马、奔驰、奥迪、波音、通用电气等都是第二次科技革命的产物,IBM电脑、微软系统、苹果产品等等都产生于第三次科技革命。

第三,科技革命每六十年一个周期——一项技术从转化成产品,到打磨可能需要十年、二十年,而走入寻常百姓家庭,成为具体消费品,可能还需要三十到五十年,两者相加是60年左右。

哪些技术可以代表第四次科技革命?谁会主导当下的新科技革命,哪些企业能起到引领作用?今天的新科技革命比以往都丰富多样,很难再像以前那样用“蒸汽时代”“电气时代”“信息时代”这样简单的词语来概括。相信听完张杰校长精彩的演讲之后,这些有趣的问题会有答案。

作为上海市和新华社的战略合作平台,中国金融信息中心立足上海,辐射长三角,服务全国,接轨世界。我们希望跟更多朋友一起,打造一个常态化的信息中心、知识中心和思想中心,为改革发展、国企建设凝聚智慧,特别是为上海的“五个中心”建设和“四个品牌”战略贡献我们的力量。

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

文字:刘金、邱敬文、高洋涛、陈奕屹(实习生)

摄影:陈奕屹

统筹:李志琴

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