张杰院士:新科技革命将如何改变我们的未来?

添加时间:2019-09-09 点击次数:492

转自:中国金融信息中心作者:张杰院士


华小略说

近日,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。 以下为演讲主要内容整理:


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。


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