正在全球范围内兴起的新一轮科技革命和产业变革的特征

当前，新一轮世界科技革命和产业变革方兴未艾，全球科技创新进入密集活跃期空。科学技术以前所未有的力量推动经济和社会发展。把握历史大变革的趋势，抓住新的发展机遇，是中国未来发展的关键。南开大学经济与社会发展研究院副院长白教授、南开大学经济与社会发展研究院庞锐志教授在《国家治理》周刊撰文，深入分析了全球产业变革的新趋势及其对中国科技发展的影响。

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当前，世界科学发展正在第二次科学革命的范式下寻求重大突破方向，由交叉学科和应用引发的基础研究成为最有可能迎来重大突破的领域。技术革命正朝着以信息技术为主导，与物理技术和生物技术深度融合的方向加速发展。全球科技创新进入活跃期，并迅速渗透到经济和社会领域。全球科技革命的产业变革呈现出一些新特点，这将对我国国家发展，特别是战略性新兴产业的战略选择产生一定影响。

全球科技创新的主要特征和趋势

创新没有边界，技术拥有主权，有组织的RD机构成为主要的创新提供者。

在20世纪上半叶之前，许多重要的科技创新都是由个人完成的。随着科技系统的日益复杂，团队合作变得越来越重要。在某些情况下，可以突破国家、种族、性别等多属性特征。并组建一个有组织的研究团队。从本质上讲，创新是不受各种边界约束的，而创新成果，如科研论文、技术发明以及进一步产业化、商业化后的新产品、新服务等，都有明确的所有者。可以说，创新成果的奖励机制主要是针对个人的，每个创新组织的领导者都是团队所做出的研究成果的个人所有者。这使得管理有组织的创新活动变得非常重要。

从国家层面看，目前世界主要国家和地区遵循“创新无国界”的规律，积极参与跨国家、跨组织的开放式创新；另一方面，无论政府还是企业，技术主权都是掀起更激烈经济竞争的利器。尤其是美国等技术先锋国以技术主权遏制技术追赶国崛起的意图越来越明显。20世纪下半叶以来，各主要国家都在政府的支持下实施了一系列重大战略科技计划。其中，应用型工程科学技术主要集中在新一代信息、先进制造、能源和生物技术等领域。，这也成为各大国家未来产业竞争的焦点。

以任务为导向的技术科学研究已经成为科学技术的粘合剂，是国家科技创新的重要途径。

近几十年来，基础科学研究仍然是大多数技术创新的重要支撑。比如卫星导航精确到厘米级，但指导其运行的科学理论仍然是牛顿力学和相对论；再比如，作为人工智能和移动互联网的核心，其基础科学理论仍然是上个世纪的量子力学。另外，科学求真不一定考虑“有用”。因此，科学发现不会自动带来技术进步和生产力提高。科学原理的突破，只有与具体的现成技术相结合，才能转化为生产力。

目前有一种以大型企业和工业科研院所为主体的基础研究形式，旨在克服技术瓶颈，“翻译”技术经验，是对发起技术环节需求的科学回应。经济合作与发展组织称之为“面向任务的研究”。不同于纯基础研究对科学界自治机制的依赖，任务导向型研究具有独立的运行管理体系:面向国防、能源、工业技术等社会经济需求。，由政府管辖的RD机构进行，选题和评审权归政府。面对新一轮科技革命和产业变革，加大任务导向型科研投入已成为发达国家政府提升产业竞争力的重要途径，并被视为财政RD投入的主要方向。比如美国，联邦政府任务型RD投资与大学RD投资的比例常年高于3:1；2018年，日本政府大幅增加了对“目标导向型基础研究”的投入，而对大学的纯基础研究投入30年来首次下调。

从科技到基础研究再到应用的转变越来越复杂，单一规律主导的时代已经过去。

将科学发明转化为技术成果是一个复杂的过程。一方面，并不是所有的科学发明都必须转化为技术，因为并不是所有的技术都具有商业价值。一项发明同时满足前沿性和应用性特征，才有技术转化的前提。比如斯坦福大学每年从技术许可办公室获得的发明只有全部发明的20%-25%，其中25%-30%授权给初创公司，其余授权给大公司。另一方面，科学发明转化为技术成果的周期似乎并没有明显缩短。比如石墨烯、纳米等科学发明，到目前为止，真正转化的科技成果并不多。

就创新而言，科学有三个重要作用:一是直接为技术发展提供动力，如激光、生物、核技术、半导体；二是为技术发展提供理论解释，科学理论是掌握技术的知识基础；第三，起爆技术的发展。比如引力波的探测，其实就是精密测量技术的结果，这种技术可以应用到其他领域。因此，科学与技术之间不存在单一的规律。另外，从基础技术研究与应用的关系来看，基础技术真正的突破是提出新的技术原理，比如3D打印、磁悬浮列车、无人驾驶汽车等。，可以形成“新专利”，使技术发明的拥有者在技术竞争中占据主动；应用更多地依赖于组合创新，包括技术专利，但不一定是原理发明。此外，应用可能是多种现成技术的组合，包括商业模式创新。

交叉学科融合加速，科技创新呈现群体突破趋势。

近二三十年来，科学研究领域的跨学科整合逐渐成为一种趋势。2001年12月，美国商务部、美国国家科学基金会和美国国家科委纳米科学工程与技术分委会在华府联合主办了一次圆桌会议，首次提出了“NBIC融合技术”的概念，即纳米技术、生物、信息和认知科学的交叉和融合将引领未来科技的发展。2004年，生命科学、材料科学、信息科学和认知科学的整合被美国自然科学基金会提升为定向支持重点。当今世界，科学前沿的重大突破大多是跨学科融合的产物。这从近百年来获得诺贝尔自然科学奖的380多项成果中，有近一半是跨学科融合的成果就可以知道。重大原创和实用技术的出现，也更多地出现在交叉学科领域。例如，生物芯片是近20年来高科技领域的重要发展，是生物学、微电子学、化学、物理学和信息学交叉融合的结晶。可见，打破学科界限，促进知识融合，是科技发展的重要趋势。

回顾前三次技术革命，主导技术的单项突破和快速扩散促成了技术革命和产业革命。比如第一次技术革命的主导技术是蒸汽动力技术，第二次是电力技术，第三次是计算机网络技术。然而，当代科学发展呈现出群体突破的趋势。起核心作用的不再是一两个科学技术，而是由信息技术、生命科学与生物技术、纳米技术、新材料与先进制造技术、航天科技、新能源与环保技术等组成的高科技群体。这标志着科技发展进入了前所未有的创新群体聚集时代。

科学与人文的合作与冲突交织，科学伦理面临考验。

科学与人文社会科学的相互渗透从来没有像今天这样迅速。如何从事“负责任的研究和创新”，如何坚守社会责任和伦理底线，OECD成员国通过了首个由各国政府签署的AI原则，即“可信AI负责任管理原则”。这些原则后来被G20采纳，成为第一个关于人工智能治理的政府间国际共识。这种共识原则能否对所有科研人员起到约束作用，如何对科研人员的行为建立一套普遍适用的惩戒机制，如基因编辑技术的滥用等触及社会伦理基本价值观的行为，都需要进一步探索。

另一方面，现代科技的发展拓宽了人文学科的研究领域，提供了更多的工具。比如数字人文，是近年来文理交叉的新领域。计算机和多媒体技术与人文学科的融合，使得数字仓储、文本挖掘、数字图书馆、虚拟现实、信息可视化等信息技术广泛应用于人文学科，为传统的人文学科研究和教学提供了新的研究方法和研究范式。

新一轮全球产业变革

主要特征趋势

当前，以信息技术为核心的一批通用技术的成熟、扩散和深度融合，引领着全球范围内正在蓬勃兴起的新一轮产业变革，对工业化生产时代构建的生产方式、市场模式和企业组织关系产生了深刻影响。

广义的新一代信息技术作为新一轮产业变革的主要技术群体，坚不可摧。

9年前洞察新工业革命的美国著名经济学家杰里米·里夫金在其著作《第三次工业革命:新经济模式如何改变世界》中指出，历史上几次重大的经济革命都是在新的通信技术和新能源系统相结合的时候发生的；新的通信技术和新能源系统的结合将再次出现——互联网技术和可再生能源的结合，为第三次工业革命创造强大的新基础设施。虽然十几年来能源、生物、材料等技术突飞猛进，但以物联网、云计算、大数据、人工智能为代表的广义新一代信息技术是第一学科技术群，由其直接衍生的新的工业经济形态，现在基本上被纳入数字经济中的数字工业化范畴。

新一代信息技术，或称数字技术，在新一轮产业变革中占据第一通用技术群的位置，因为与其他新兴技术相比，它对其他产业的渗透、整合和改变能力最强，开辟了数字经济的另一个新世界，即产业数字化。当数据和土地、劳动力、资本、技术一样，成为重要的生产要素时，以数据和信息的生成、传输、挖掘、分析和应用为主要内容的新一代信息技术，成为新兴产业的关键共性技术。

发达国家有强烈的意图依靠基础技术来控制新兴产业的竞争优势。

新一轮产业变革源于新技术革命，其核心是基础技术创新。目前，在信息、能源、环境、生物、制造、海洋、空等产业领域，美国控制了大部分基础技术，在新产业的竞争中拥有完全的主导权和话语权。但我国基础科学研究短板依然突出，企业对基础研究重视不够，缺乏重大原创性成果，使得我国新兴产业发展“瓶颈”问题严重。

另一方面，新技术和产业变革创造的新产业、新业态需要开拓新市场，比如以数字经济为例的数字工业化；新技术、新产业对传统经济和产业的升级改造，需要相当的传统产业基础，比如工业数字化。在这两个方面，以中国为代表的新兴经济体和经济快速增长的发展中国家似乎更有市场优势。从这个意义上说，在新产业竞争中拥有绝对技术垄断优势的美国和拥有完整工业体系、雄厚工业基础、快速提升技术能力和广阔需求市场的中国，将使双方受益。

市场需求已经成为新兴产业竞争的主要内容。

在传统竞争理论中，国家、区域、行业或企业层面的竞争主要集中在供给侧要素及其配置、组织和管理能力上。不同层次主体的竞争内容是聚集更多种类、更高质量、更适宜价格的生产要素，通过技术、生产、组织、管理等手段进行优化配置，最终体现为产品和服务在价格、质量、品质、多样化水平等方面的竞争力，其中供给侧是产业竞争的核心。

然而，在新一轮产业变革的新形势下，需求侧的市场规模、需求主体的多元化构成、需求内容的差异化水平，在很大程度上决定了新产业的发展。需求主体的意愿表达及其需求的数据挖掘已经成为竞争的重要组成部分。需求主体不仅通过在市场上采购的方式参与企业的RD和生产过程，还通过创客、极客、众包RD等方式参与企业的生产，这在一定程度上决定了企业的产品选择和发展方向。中国是全球最大的汽车、电子产品、钢铁等需求市场。，也是全球最大的供应商。制造业总产值占世界的四分之一以上。中国拥有全球最大的互联网“原住民”群体，他们以最大的热情成为新技术、新产业的需求贡献者，这也成为发达国家觊觎中国市场的最大诱因。

某种程度上，新的产业变革可能会重塑世界产业的竞争格局。

20世纪80年代以来，以跨国公司为主导的全球价值链分工成为国际产业分工的重要形式。发达国家主要占据价值链的高端环节，中低端加工制造主要在发展中国家完成。在这种分工模式下，世界产业竞争呈现出分层的特征。资源禀赋、经济发展水平、科技实力相近的国家和地区，一般处于同一竞争水平。发展中国家沿着全球价值链的攀升过程也是其产业竞争力增强的重要表现。

新一轮产业变革具有数字化、智能化的技术特征，使得以先进技术和设备替代劳动力的成本经济逐渐显现。在一些领域，比如贴近市场需求的个性化制造，设计、消费、制造一体化的服务型制造，部分加工制造环节可能会回流到发达国家。虽然这不会从根本上颠覆全球价值链的分工，但会对价值链不同环节的国家和地区的产业发展战略产生影响。发达国家不再只专注于设计、RD、市场品牌运营等。，而发展中国家则不应盲目追求加工制造的成本优势，以免陷入规模陷阱，因为以数字化、智能化为特征的新兴产业将很可能弥合消费与制造之间的时间和空，以及个性化制造、分散化生产和大规模定制生产之间可能占据大规模生产的部分空。

新产业转型对包括中国在内的新兴经济体来说是一个难得的历史机遇。近年来，一方面，新兴经济体在技术、人力资本、产业升级和制度完善方面取得显著进步；另一方面，潜力巨大的新兴市场强烈吸引着发达国家，成为发达国家技术和知识密集型产业分工的主要目标市场。再者，由于新产业变革所依赖的大量新技术还处于起步阶段，很多技术可能还处于探索、交织、碰撞阶段，这可能会为新兴经济体创造更多的“机会之窗”。新兴产业的全球竞争格局尚不明朗。

全球科技革命新趋势对中国科技自主的影响。

科技自力更生是大国创新的必由之路，新技术革命是历史性机遇。

纵观英美在确立各自经济大国地位的发展史，可以看出它们的共同特点是源头创新和科技领先。二战后，技术追赶大国德国和日本实现了技术独立，科技立国是其成功追赶的标志。当前，我国正处于实现由大到强高质量发展的关键时期，也是建设社会主义现代化国家的重要时期。然而，当今世界正在经历一场百年不遇的巨变。中国发展面临的环境、任务和问题的复杂性发生了历史性变化。新一轮科技革命和产业变革是国际变革的重要组成部分，也是改变国际格局的关键力量。科技自立自强是中国在百年未有之变局中充分发挥科技创新关键变量作用、引领中华民族伟大复兴的重要支撑。

依靠科技自主确立中国在新兴产业中的竞争地位

攻克关键核心技术是中国实现科技自立，在新技术和新产业领域拥有稳定的国际竞争地位的唯一选择。无论是增强国家战略科技实力，还是提升产业链和供应链的现代化水平，突破关键核心技术受制于人的局面，这都是唯一的选择。然而，中国目前的科技实力正处于从量的积累到质的飞跃、从点的突破到系统能力提升的历史性转折时期。2019年，中国在全球创新指数中的排名上升至第14位，进入创新能力最强的第一集团，大幅超越同等经济发展水平的欧洲国家，创新指数得分接近人均5万美元GDP5，显示出大国创新的优势和特点。当前，新技术革命和新产业变革总体处于起步阶段。我国丰富的科技人力资源、相对完整的产业体系、梯度经济发展水平所显示的回旋余地、广阔的市场需求、制度优势，都是深度融入新科技革命和新产业变革的有利竞争条件。

突破我国新兴产业高质量发展的根本制约，新技术革命和新产业变革是强有力的刺激。

当前，我国科技发展还不能有效满足高质量发展的要求，主要表现在基础研究能力薄弱、关键核心技术短板突出、企业创新能力不强等方面。许多产业仍处于全球价值链的低端，科技对经济增长的贡献率不够高。新技术革命使技术群体突飞猛进，在许多关键领域取得颠覆性突破，或将对原有技术路线产生“归零效应”。对中国来说，一方面可能会因为RD储备和基础能力薄弱而拉大与发达国家的新技术差距；另一方面，也可能发挥自身发展优势，“聚焦长板补短板”，在部分领域实施不对称赶超，如5G、数字经济、人工智能、先进制造等。面对新技术革命和新产业变革的强大刺激，我们必须迎难而上，研究科研范式变革的方向，积极参与新型科研组织模式的构建，充分认识国际政治经济形势变化可能带来的风险和挑战，探索我国参与新技术新产业国际合作与竞争的新途径和新方式，把科技自立作为国家发展的战略支撑。

来源|国家治理周刊，2021年4月1日

标题|全球产业变革新趋势及其对中国科技发展的影响

作者|白南开大学副校长、经济与社会发展研究院教授；庞锐志，南开大学经济与社会发展研究所教授

新媒体编辑|何胜兰

原创编辑|何胜兰

制图|石头玉石

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