下一轮工业革命的创新问题

文/刘燕华

党的十八大报告明确提出，“坚持走中国特色的自主创新道路”，其实后面还加了一句话，“要以全球的视野谋划和推动创新”。中国正处在转型期，世界也在转型，我们研究和实践创新的人，就是既要看到中国，又要看到世界。

新的工业革命趋势有一种新的导向，就是把有形资源的研究和无形资源的研究结合起来，使其在社会发展过程中发挥重大的作用。另外要把市场看不见的手和知识看不见的手同时并重，发挥推动作用。对于三次工业革命的说法，其基本定义是：第一次工业革命以19世纪的蒸汽机为标志；第二次工业革命以20世纪的电气化为基础；第三次工业革命，也就是说目前出现世界能源危机或者是二氧化碳排放过多造成影响之后的一次新的革命，这次新的革命就是以绿色科技为先导的第三次工业革命。

第三次工业革命的基本特征

综合国内外做法，第三次工业革命的基本特征可以概括为两个字：“绿”和“云”。“绿”指的是绿色能源、面向健康，还有新型的能源系统要形成，它使社会发展的动力发生了改变。“云”指的是计算机技术，网络和新型的通信系统，要在整个生产过程和生活方式方面产生巨大影响。这两个核心就是“绿”和“云”，是下一步世界发展的基本导向。

第三次工业革命有两个辅助的特征，一个辅助特征是3D印刷。这是生产模式在制造业发生的巨大变化，就是通过计算机的三维设计和三维计算，导向制造业的三维制造，不像过去那样由很多零件拼装，最后焊接组成。今后有很多产品，可以通过三维制造，就是精密制造直接打造成立体的产品，这就是立体制造。另一个辅助特征就是生产过程变成一种分布式。分布式指的是将来要对目前的时间和空间进行重新定位，就是世界格局有可能发生重大的变化。分布式也就是说不管是生产、生活，以局域或者区域的网格化模式形成一个基本单元，这种单元的功能越来越强。使全球化造成的资源浪费逐渐减少，在生产过程中超级的垄断或是超级的集中模式会进行改造，因为很多生产通过网络的覆盖分步进行，这样就变成一神新型的生产模式。在整个过程中云的覆盖，也就是计算机技术影响会越来越强。

在新的模式下，在新的生态结构下，人们对事物、生产、生活的感知、认知、控制能力可能会发生根本性的变化。传统的知识表达方式，也会产生很大变化，知识界定也会产生变化。改变了传统的安全模式，也改变了传统的生活模式。我们也知道，其实云技术已经向我们悄悄走来，现在通信网络这么普及，这就是云技术的影响。

还有一个例子，2012年“十一”，网购的总量超过了零售的总量，这是人们万万想不到的，是人们无法提前预期到的。为什么？因为网购带来了很多便捷，而且也实现了更多的公开透明，实现了在商品运作中的扁平化，所以受到普遍的欢迎。当然目前还有很多问题需要解决，但是网购早晚会成为一种新型的商业销售模式。这就给我们一种启示，第三次工业革命并不是离我们很远，而是很快就要到来。

对于第三次工业革命来说，能源是一大支柱。能源系统要发生变化，主要的趋势是从化石燃料结构向可再生能源结构转变。对于可再生能源来说，要有一系列新的采集和收集系统，既然有收集就要有存储系统，要有能源的神经网络进行覆盖，我们常说的智能电网必须要发挥作用，同时在交通运输方面，以新型交通运输形成物流网络，这就是在绿色能源方面的五大支柱。既然能源系统产生巨大变化，能源系统的一系列基础设施也会发生变化，比如现在我们搞的能源集中供应，就是高压输电。产生了电以后不断升压，升压过程中不断地输送，使用过程当中不断地降压，一般来说传统的输电方式在输送过程中损失10%的能量，而今后不是这样了。采用分布式的能源结构，就变成一种新的最有效的能源组合。

对于第三次工业革命来说，大家也有比较一致的认识：第一个基本特征就是带动了全世界范围的大转型，这个转型主要体现在基础设施上。我国改革开放后的前30年靠投资拉动，主要的投资方向在基础设施上。但对于第三次工业革命来说，可能会发生巨大的变化，要进行全面转型。假如说继续投入传统基础设施，可能对于今后一段时间来说，这些投入是低效的甚至是无效的。

第二个基本特征就是第三次工业革命的时间界定，约为20年时间。在西方发达国家，美国金融危机，现在是欧债危机，表面上他们的经济都在停滞，实际上是在经历一种非常艰苦的转型，他们正在处于一种转型过程中。不管是欧盟，还是美国、日本等国家，都有一个普遍认识，20年的转型期会使他们引领新的世界。

第三个基本特征就是未来的世界，生产方式和生活方式逐渐向扁平化转变。有一本书《世界是平的》对中国产生了影响，我们只是看到了趋势，没有看到这种趋势的作用。现在西方发达国家，扁平化已经深入到了方方面面。今后要打破筒仓式的封闭，要讲究新型效应。中国已经提到创新和协同发展的问题，协同发展就是系统整合问题，要实现的是系统有效，而不是某一个环节有效。正像我们常说的生产线，从原料进口到产品出口中间有许多装配环节，假如说生产线上有一个装配环节出现了问题，那么这个生产线就是无效的，就是系统无效，所以要讲各个生产线之间的联动。再举一个例子，有一件武器有很多零件，有些零件会飞快地旋转，但是零件和零件之间没有环环相扣，甚至有些零件是锈着的，最后的结果是做了功而机器不转，就像汽车挂着空挡，最后没有产生能效。

第三次工业革命的创新模式转型

在第三次工业革命模式下创新模式会出现大幅度的转型，这在很多西方国家已经开始全面推动。概括起来有三个基本的转型方式：第一个是从宝塔式向扁平化转型；第二个是创新链的衔接；第三个是知识加工和组织体系。在技术创新、管理创新以及体制机制创新方面，将成为竞争力的核心要素。

第一是创新模式从宝塔式向扁平化转型。由于人类传统的科学技术研究模式已经形成，在第二次工业革命期间是比较固化的，它的基本方式就是宝塔式的，它是一种从高向低逐渐转换的模式，也就是说从基础研究转到应用和推广，它是串联式的。基础研究是原动力，是最高端的，然后到生产和产业，这是我们的传统模式。但是在新的工业革命下，宝塔式向扁平化转化，创新的源泉不见得非得从基础理论开始，也不是从权威或者从专家那里逐渐转化，也就是说创新的人包括权威，也包括传统专家，同时社会的各个方面都可能形成创新的巨大动力。每一个人都可能在整个生产过程当中或者在创新过程中发挥重大的作用，这就是信息消费、市场、产业、技术、支持等方面都同时发挥作用，这就实现了一种真正的协同创新，我们常讲的科学普及，将来从科学普及转到全社会的创造力，这是一个国家真正发展的基本作用。所以，更多看中的是广大人民群众的创造力，可能在扁平化的形式下，在网络的组织形式下，每个人都可能成为创新的源泉，成为创新的重要动力。

这种从宝塔式向扁平化的转化，还包括正向创新和逆向创新。过去的创新从源头开始，今后有很多创新从需求开始，根据需求来确定创新的内容，这就是正向和逆向互相结合。把过去宝塔式的创新模式继续延续，我们还会重视基础研究。但是扁平化的研究，在创新过程中发挥更大的作用，过去是一个垂直的或者是纵向系统，以后是水平系统，这形成了一个十字交叉，形成一个矩阵式的新的创新模式，再从矩阵式模式转向立体的创新模式，这就使创新的能力和水平有大幅度的提高。在新的创新模式中，因为第三次工业革命的特点是“绿”和“云”，通信技术是第三次工业革命创新的神经中枢，绿色能源是我们下一步创新的血液系统，这就是创新的主导方向。创新的方式是自助式的生产方式，要形成一种新的分布式的创新结构。

第二是创新链全面衔接实现系统有效。对创新的传统认识只是研究和开发，而这里所谈的创新其意义是完全不一样的。目前所谈的创新定义是从创意到形成价值的全过程，这个价值既考虑到经济价值，也有社会价值，就是要形成价值的产品创新才是真正的创新。所以现在我们从经济领域考虑，既要考虑研发，也要考虑产业，同时也要考虑市场。就研发来说我们都很熟悉，从基础研究到技术开发，再从应用到推广，这是传统的模式，也是长期以来科技人员所关注的几个方面。为了推动科技与经济的结合，就要和产业紧密联系。那就是一个产业链，产业链里面有产品小试、中试到形成产品和产业，每个环节都需要进行创新，最后的方式和方法都不一样。除了产业链以外，中国在发展进程中，更需要重视市场链，我们常常重视的是生产什么，而不重视经营什么，正因为如此，我们的服务业相对比较弱，我们的软件相对比较弱，我们的软实力比较弱，原因就是不善于经营。在经营过程中也有很多学问，在商品经济中，它的市场链有商品、供应、流通、销售、服务，这些环节都需要进行大幅度的创新，只有这些创新活动活跃起来，才能够推动市场链的发展，才能使整个市场通畅起来。现在我们谈的创新是指研发链、产业链和市场链连接在一起形成一个系统，形成一个良性循环，最后形成螺旋式的上升，这就是我们谈的产业链要衔接。

在新的产业链的衔接过程中每个创新环节都有盈利点，都能产生社会和经济效益，要形成新的互动式的信息共享方式，有空间和时间重组。创新不局限于某一个单位，某一个实验室，它可以通过网络实现社会化的一种组织。正因为如此，创新活动的组织管理将变得更加复杂，并不是通过行政手段能够解决，也不是能够通过产业或者是行业的规则来进行组织，这种组织非常复杂，如何调动全社会的积极性，可能是对各个国家创新体系的重大考验。

第三是知识加工和组织体系。既然说今后的创新有主导方向，创新模式要变，那么它的主要方向在哪里呢，概括起来就是自学习、自组织和社会化服务。自学习也就是我们现在谈到的终生学习，自学习就是要能够做到既有先学立竿见影，想学什么都能找到学习的通道，就能够学习成功，这就是一种自学习。自学习一方面出自于兴趣爱好，另一方面来自于需求，能够不断地更新知识，这是任何创新人才必须要掌握的基本技能。在目前的教育体系下，大学生在大学学习的很多知识，等到他们毕业的时候，所学到的知识已经有50%左右被淘汰，说明知识的更新速度非常快，产品的转化周期也非常快。如何让每一个人学会自学习，在工作生产过程中不断地掌握新知识，不断地掌握新技能，这是一个基本的素质要求，所以对创新人才如何培养自学习能力，是一件大事情。

自组织也是一种新型的资源配置，一种新型的资源组合的结构体系。在网络下，可能有些人并不认识。但是他们有共同的兴趣爱好，他们有不同的学科背景，可能很容易组织起来形成一个新的创新团队，这个创新团队形成了产品，实现了产业化就自动解散，这种创新活动可能会越来越多。我们所看到的以波士顿为主的新的创新模式，就是自组织的创新模式，这种创新模式产生了非常快捷，而且是非常有效的结果。有很多产品并不是按照所谓科学的设计形成，有些产品通过自组织创新，通过突发奇想，通过社会各个方面的需求导向形成了一些许多意想不到的新产品，这就是自组织。自学习里面包括创意问题和交叉，自组织包括创意的愿景，研究的组织和产品的组织。

创新服务是一个非常复杂的体系。我们只知道用单线或者用简单的串联式的方式组织创新，但是在新的形势下，因为它是立体结构，所以创新服务对许多国家来说都是一种创新管理的大挑战，谁把创新服务做好，谁就有可能在整个创新活动中真正发挥创新人才的积极性。任何创新活动都会遇到这样或那样的问题，这些问题归结起来主要包括专利维护、技术市场、技术支持、市场开拓，同时也要有基地和人才，特别要有一些创新的政策，也需要许许多多的创投资金的支持。所有这些不同的服务方向或者是不同的领域，它都能够连在一起共同活动，才能够真正带动创新向前发展。到目前为止，这种创新服务体系在发达国家已经经历了几十年的时间，他们有了很多经验，他们也做了很多成功的尝试。但是对于中国来说，一直在提倡创新服务，但是创新服务的组织管理或者系统集成水平还相距甚远。不是因为科技人员或者创新团队能力不行，而是遇到的许多瓶颈迈不过去，就在于创新服务体系没有完善起来。

第三次工业革命浪潮向各个领域的渗透

第三次工业革命的浪潮会向各个领域渗透，我们要注重各个领域可能需要的新的开拓。

能源体系

以太阳能、风能、生物能为主导的能源体系一定要建立起来在20年的时间里它可能占据很大的比例。在这种新的能源体系转换过程中，能源效率要不断提高，能源的商业运作模式要改变，能源的供应要实现多样化，要有智能电网，把能源的信息网络建立起来，这样就是能源管理。按照北欧国家的说法，新型的能源管理和服务要创造大量的就业机会，北欧国家的分布式能源，创造了很多新的就业机会。按照国际上的统计，可再生能源供应量是非常充足的。比如说太阳照射到地球上1个小时的能量，就可以满足地球几年的能源需求。如果目前地球上30%的风能被利用的话，可以满足全世界1年的能源需求，说明可再生能源潜力是非常巨大的。新能源供应会替代传统能源，形成新能源体系。将来非化石能源的成本会通过创新不断降低，通过智能电网的建设或者是改造，实现一种新型的管理体制和管理水平。

目前，中国可再生能源的利用出现一些障碍，这是另外一个问题，不是生产过剩了，不是风能和太阳能光伏电池生产过剩，是因为我们的需求没有拉动起来。新能源体系一定要实现突破，没有这种突破，中国的能源供应不会得到根本性的解决。

建筑业

今后新型的建筑要和第三次工业革命紧密结合。也就是说每一个建筑物，它都是一个能源的收集体和采集体，按照欧盟的测算，如果世界上40%现有建筑物的屋顶装上太阳能电池可以满足全世界所有能源的需求，今后可能很多建筑物楼顶上会装载太阳能收集器。另外，还有一个考虑就是今后的建筑材料，它并不是一个简单的建筑材料，它是一个能源收集体，墙面也可以采集光能。通过光电转换，通过光热转换，通过冷热之间的互换，每一个建筑物都成为一种新型的能源收集体，使每一个建筑物都可以变成一个小的能源的收集单元。既然有收集能源，那就需要有储存单元，能源的收集和储存将会在建筑业有大的发展。

按照这样的说法，今后的房地产业对于未来的建筑要赋予功能，这就是包括电、热、冷三个联动，这就形成世界建筑产业革命，今后以建筑产业为标志的新型基础设施的大转型要开始实现了。现在许多发达国家已经开始向建筑业进行新的投入，这种新的投入已经成为一个大趋势，所以建筑业也会发生变化。

交通运输

今后的交通运输一定会朝着简约物流系统和绿色出行方向转化。在网络的覆盖下，在云的覆盖下，在计算机技术的覆盖下，今后物质的大进大出，全社会、全方位的流动会变得越来越少，它变成一个简约的物流系统，变成区域的物流系统，这就是物流的转化，人的出行也要进行转化，人们有些不必要的出行会大幅度减少。这跟我们目前提倡的也是比较相近的，所以对于交通运输工具来说，以石油天然气为主的交通工具也会发生变化，今后以电力和氢燃料为主，因为交通运输的方式改变了，交通运输的基础设施也会改变。比如交通运输的充电系统也会改造，这也会引起一系列新型的交通基础设施的改变。

制造业

3D印刷也叫做3D制造或立体制造，将来有可能是数字设计和数字加工，要主导生产过程。制造一个产品并不难，难的是谁能够设计出来，这种设计变成一种个性化互动式的，变成创新与市场联动，市场需要什么就设计什么，或者是设计新的产品市场很快接受，那就是大规模垄断的生产模式会发生改变，那就是需求多样化，生产制造多样化，而且精密制造已经深入到千家万户，谁都可以享受到精密制造的产品，它全面超越了传统集中型的生产体系结构，这可能对今后形成冲击。

农业

现在我们已经推进农业生产现代化，把生产和消费串联在一起，把生态健康、高效集约、产业链的延伸、运输体系模式串联在一起，也就是说信息化带动了农业现代化，农业要实现绿色，农业也是绿色能源的重要载体，对于今后的农业生产形式也会产生影响。基本的影响方式是适度规模，根据全球化向区域化转移的分布式特点，同时农业的适度规模要形成。还有农业要实现集体化道路，小家小户做不起来，单一的农业生产和农业销售必须连在一起，整个生产过程中要形成一种有效的利益分享机制。我们讲到国家的粮食安全，安全就是稳定，什么叫稳定，就是利益分享机制非常明确，大家都满意，这样才能发展。同时农业生产的发展，对教育也要产生影响。

教育

第三次工业革命，对教育是一个非常大的挑战。要摒弃传统等级式共享式的学习，教育要从接受者到思考者，要从单学科向跨学科、跨文化转移，同时教育要提高知识加工的能力。在新的形势下，教育体系的观念要转变，要学会扁平式的学习，学生和学生之间要互动，学生和社会之间要互动，既有分散也要合作。

美国、欧盟和日本的教育体系改革速度非常快，例如，美国哈佛大学专门设立创新教授，日本也启动了职场体验课程。让每一个学生在学习知识的过程中学习创新能力。今后的教育体系要能够从传统的教育和网络结合，要和第三次工业革命需求结合，要形成一种优质教育资源，能够在网络上实现，能够帮助人们自学习、自组织，实现真正的知识加工，这些对于教育体系来讲是一个大的挑战。

第三次工业革命时期的社会组织结构也会发生重大变化。新的社会组织结构是在数字化的影响下形成的，不受目前的小区和局域的影响，人们的交往可以跨国界，也可以跨区域，也可以不受时间限制。人们的社会组织或者是新的组织会形成，新的社会组织会成为一种看不见的形式，对整个生产方式和生活方式产生重大影响。对于城市来说推动了数字化城市，将来在第三次工业革命时代，数字城市、数字社区会非常普遍。使人们获取知识的途径更加丰富，或者是通过一种商业模式，或者是通过人际交往，这就是数字化城市实现立体性结构所致。

在新的结构下，可能人们追求更多的是一种健康的、舒适、便捷的生活方式。在这里我强调这些新的变化趋势，是我们的学习体会，那就是有很多无形的东西在里面发挥作用。比如，计算机网络的流动、通信网络等都是无形的，是我们看不见的。知识也是无形的，它发生了一种互动。所以我们认为在下一次工业革命期间，无形资源的再分配和使用及知识的加工能力，将可能成为创新活动的重要动力源泉。但是，我们还没有非常充分的认识、理解和应用。

第三次工业革命将推动跨越式发展

为了迎接第三次工业革命的挑战，中国必须进一步推动可持续发展战略的实施。在党的十八大报告里面提出了四化，原来就是城镇化、农业现代化和工业现代化，这次又提出信息化，这是党中央、国务院高瞻远瞩，把第三次工业革命浪潮中云技术在全社会的使用融进来了，就是信息化带动其他的三化，这是我们的基本理解。也就是说四化建设将与经济改革、政治改革、文化体制改革、社会改革以及生态文明建设融在一起，推动中国走向下一个十年或者是下一个阶段，实现经济、社会和环境的协调发展。党的十八大提出的改革方式和世界的20年周期的第三次工业革命的改革是非常吻合的。在新的工业革命形势下，中国的总体设计和顶层设计与世界同轨。

但是对于中国来讲还有特殊情况，中国错过了第一次工业革命，所以经受了上百年的屈辱历史。第二次工业革命，我们只仅仅进行了30年的时间，我们有很大的差距，还没有达到足够的富裕。但是西方发达国家第二次工业革命期间遇到的许多问题，也就是说他们上百年遇到的问题，我们在30年的时间里面同时遇到，我们既要解决现在的困难，同时也要完成下一步的路。更重要的是我们遇到了第三次工业革命向我们走来。中国下一步的转型需要处理许许多多的问题，中国目前的发展已进入一个非常关键的阶段，这个阶段特别需要创新。

关于生态文明的问题，我们要应对气候变化，要解决资源有效利用，要实现可持续消费，要实现分布式能源，这是在“十二五”规划报告中提到的生态文明的发展方向。对于应对气候变化来说要采取很多行动，要解决传统能源向绿色能源转型，要有许多实质性的行动，国家投入很多精力设计很多工程。总体而言，中国今后的能源发展趋势仍然是要控制能源消费总量，但是，经济发展需要能源，这些需要就在于可再生能源的利用和发展，我们迈向第三次工业革命的步伐到底能有多大，关键就在于能源问题。

党的十八大报告提到推动绿色、循环和低碳发展，我们理解绿色有多层含义：绿色既讲经济绿色，社会绿色，同时也讲环境绿色。对于广大人民群众来说，对于社会属性来说需要让所有的人都受益，这就面临着中国的体制机制改革。因此，所有创新方法研究的人都要瞄准需求，瞄准未来去寻找我们今后工作的出发点和落脚点，才能有效推动绿色发展，使创新方法在未来发挥作用。

在世界范围内，一场颠覆式的革命正在悄然兴起。推动生态文明建设，转变发展方式是中国的时代要求，沉醉于传统的进步会在将来追悔莫及。改革的红利将发挥巨大潜力，创新的驱动将提升竞争的“底气”。各行各业都面临着巨大的挑战和机遇。追赶战略不能使中国进入创新型国家行列。中国有可能在新一轮工业革命时代通过科技体制改革，实现新技术、新产品的储备，实现跨越式创意和创新模式的供给。