褚君浩院士:传感器是第四次工业革命的核心技术,非常重要!
20世纪,第三次工业革命,以信息化为特征。从科学出发到技术再到科学,由此发展。通过原子物理、量子力学、固体物理、现代光学和半导体科学规律的发现,使得我们在半导体晶体管、集成电路、激光、光纤、电磁波、巨磁阻效应等方面,得到了技术性的发展,进而促进了电子技术、微电子技术、原子能技术、光学技术、新材料技术、信息技术等一系列新兴产业的发展。
那么,新的工业革命驱动力是什么?1.能源和环境问题突显,全球可持续发展面临巨大压力
过去北冰洋都是冰,北极熊觅食时,在冰上打个洞,鱼游过来,就可以捞鱼吃。可是,随着冰川融化,没有地方打洞,最终造成大熊吃小熊,这也是人们去旅游时能看到小熊骨骼的原因。倘若北极格陵兰岛冰盖全部融化,海平面将上升7.2米!对上海来说,浦东海拔高度和海平面距离不到2米,浦西只有3到4米。如果海平面上升7.2米,意味着浦东要全部浸到水里去了。
2.人类不断追求更加美好的生活
我们过去看黑白的电视,后来看彩色的电视,屏幕越来越大,将来可能会看看立体的电视。激光全息摄影就是其中一种方案,人们也在为之研究。
3.信息科学技术高度发展为工业革命创造条件
现在基于物质科学新发现、微纳米器件和制造新技术;基于脑科学和认知科学发展,促进高度智能化;数字化发展成为大数据,程序化发展到智能化,小型化发展到微纳化,网络化由机—机网络发展到人—机—物网络。
举个例子,现在集成电路发展非常困难,尺寸越来越小,摩尔定律接近临界,将来可能就要研究自旋电子学。自旋电子器件高速度、低功耗,可实现更高集成度,还能融合光、电、磁,实现存储、计算、传感为一体的器件,从而实现更高速的集成电路。
信息、生物、材料、能源、环境等领域的一些重大突破已出现萌芽,很多思想、理念、技术都会发生大的跃变。人类进入后IT时代,迎接智能时代。
所以第一次工业革命是机械化,第二次工业革命是电气化,第三次工业革命是信息化,第四次工业革命总趋势就是智能化。它的特点就是智慧融入物理的实体系统里面,简称智慧融物。现在第四次工业革命有以下三个特征:信息科学技术在物理数学生物基础上进一步提升;多领域发现和发明多轨并行、交叉推动;信息科学技术和多领域科学技术深度融合,将信息渗透到各个领域,由此用信息技术提升能级。
新工业革命的技术态势有六个方面:第一个,智能化分布式新能源系统、能源互联网;第二个,智能化复杂体系、人工智能、智慧城市;第三个,智能化制造技术、先进材料、极端制造;第四个,智能化诊断、修复技术、智慧医疗;第五个,传统工业的智能化升级;第六个,互联网、传感器、物联网、大数据。
迎接智能时代首先它是要动态感知,就是像我们的眼睛,耳朵等五官,可是,二维码、条形码不是动态的,它们是事先做好放在那里的。所以智能化的系统里面,我们要靠传感器,达成动态感知,而传感器则是代替我们五官的。
第三个就是要自动反应。现如今我们有基础信息平台,有互联网,有物联网,有集成电路,有芯片技术,有通讯技术5G的技术,能大大提高自动反应。
例如,一个打乒乓球的机器人,是典型的智能化系统,因为首先它看得见乒乓球,这是动态感知,第二个它要算这个乒乓球弹起来怎么样,第三个是它反应,把它打回去,在智能化的系统中,一个是人工智能,一个是智慧地球。人工智能在工业上已经用得非常普遍。
德国慕尼黑的宝马工厂里,有5000个人,里面1000个是机器人。在智慧地球里面,包括智慧空天海地、智慧能源环境、智能制造等。“智慧地球=互联网+物联网”,这是IBM总裁的定义。温总理在无锡有一段讲话,“把所有通过物品,通过信息传感的设备与互联网连接起来进行智能化处理,这个就是物联网了。”
智能系统,是在某一区域中智能化运行某一行为。比如在家庭智慧的老幼监视系统或者设备控制系统;在小区智慧的能源调控系统;在工厂智慧的物流系统等。所以智能系统是一定在一个区域内,实行一个、两个或者三个行为。如果说区域越来越大,行为越来越多,那么你的智慧度就越来越高。
在互联网、物联网、大数据和云计算的基础信息化技术上,智慧城市至少应该有四层架构:感知层、互联层、分析层、反应层,进而在城市综合管理、交通物流贸易、能源环境安全、医疗文化教育和城市社区安居五大方面获得广泛应用。
其中包含两个核心的技术,一个是实时感知技术,是通过传感器芯片来实现。第二个是智慧分析系统,通过模型和大数据的分析实现,比如人体心脏监视器,数据分析中心实时获取心脏信息后发送出去,如果发现你的心电图有什么问题,马上就可以采取措施,这就是智慧的医疗。
首先是传感器,就是一个器件,它是代替我们人的眼睛、鼻子、耳朵,把光声热电子生物过程变成电。比如光电传感器来说,非常重视基础研究,它提供方法、手段、模型、理论。既然是不同运动形式的器件,我们需要发现其规律,进行在技术上提高、实现,从而做成了传感器,这个就发展了光电芯片技术。
另外,用不同波段探测器,可以看到不同信息。因为不同的波段有不同的特征,所以要做不同波段的探测器。比如短波红外,可见光和近红外,都有不同的用处。现在照相机是可见光的,如果能发现规律,能做出不同波段的探测器,其应用面将非常宽广。
波长再长就是太赫兹(THz),其应用面很广,包括地垢油的监测,医学二维成像,安全(爆炸物探测),雷达建模等。这里面有核心技术,比如说要做特殊灵敏的探测器、非夲征Ge光电探测器,场效应晶体管探测器,肖特基势垒探测器等等。
我们最近发现一个新现象:窄禁带半导体MSM结构与THz光场相互作用,外部电磁波(光子)入射到器件上,将在半导体材料中诱导势阱,从而束缚来自于金属中的载流子,使得材料中载流子浓度发生改变,出现载流子集聚。
红外,不仅可以在黑暗里面看清图象,同时还能看到温度分布。我们可以用铁电薄膜、氧化钒等,制造室温工作的红外探测器,根据科学道理,分析不同温度的物体,以及对外辐射的能量分布。这也是现在疫情期间,经常用来探测体温的。
再比如说火情监控,可以通过固定式红外监控系统、机载红外火情预警、红外卫星等红外探测技术,及时准确地穿透烟雾,发现火点以及火场被困人员。
智能时代背景下光电传感器需求,有以下几点:少光子、单光子、光子数可分辨红外探测器;超大规模焦平面列阵器件;不同波段光电器件;多波段融合光电器件;室温工作红外焦平面器件;新型读出方式焦平面器件。要清楚材料器件结构中物理过程,并能精细描述和控制,从而提升技术水平并达成创新。
因此,传感器是智能化系统一个非常重要的核心技术。发展高性能的传感器芯片非常重要,用更低的成本,实现更快的速度,更智能化的应用。有了好的传感器,就能握紧核心技术,再通过互联网的技术,把传感的信息传出去加以分析,进而达成多功能集成化、无线通信化、柔性化、微型化。
第二个核心技术,就是智慧分析,模型分析,大数据分析。我们现在是处在一个波动世界里面,空间引力波、电磁波、机械波,这个波就有频率、强调、位相、偏振,通过对于波的分析,就可以得到很多信息。
所以,智能芯片则是将分析和传感器的芯片结合在一起,采集波的特征,制作数据库,形成自己的系统。
重视基础研究是非常重要的,基础研究是历次工业革命的科学源泉,又在历次工业革命中得以发展。基础研究将推动第四次工业革命发展,将在智能时代背景中催生新发现新技术。所以这也是科学-技术-科学-技术之间不断应用,根据科学技术本身的规律来研究,来推动它的发展。
现在新工业革命对制造业也会有一些影响,首先,工业革命总是与科技革命相伴而生,制造业也逐渐从传统迈向智能化时代,因为随着工业机器人、3D打印、数字化工厂的出现,取代了人工,使劳动力成本占总成本的比例不断减小,使我国很多制造行业面临生存危机,但也促进了人工智能机器人的发展。而且将来网络共享的经济模式会出现分布生产模式,智慧工厂和互联网工厂。
与此同时,也会提倡低碳化、绿色的生产与生活方式,突破一些关键技术,其中包括可再生能源技术、储能技术、智能电网技术、新能源技术、云计算、物联网这些普遍的技术,还包括很多特殊的技术、传感的技术、分析的技术等等。
制造业转化的趋势,有以下五点:原来主要是靠资源和投资驱动的,现在靠技术进步。原来是生产能力的扩张,现在是技术能力的积累。原来是生产型的制造,向服务型的制造发展。原来是处在制造业价值链的低端向价值链的高端发展。原来是挤压环境,现在是对环境友好。
关于新工业革命的应对措施,政府应该做好推进新工业革命的顶层设计。其次,要积极投资新工业革命需要的重要基础设施,包括宏观的新基建,还包括每个镇、乡、城市、省的设施。另外,要培育创新环境,推动技术创新浪潮。构建未来产业的培育体系,引导产业创新。
最后,推动适应新工业革命需要的机制体制建设。其中几方面工作要加强,第一,加强科学规律和核心技术、产业发展的三部曲。第二,加强实验室成果的中试研发,企业要提早介入,政府要分担风险。第三,切实加强产学研合作,建立产学研联合实验室、联合研发中心,政府要引导支持。第四,要提高企业的自主创新意识,增强自主创新能力。
最后,老子曾说:“有道无术,术尚可求也。有术无道,止于术。”庄子曾说:“以道驭术,术必成。离道之术,术必衰。”。这两句话将科学规律和技术的关系,表达得淋漓尽致。
培育创新能力培育创新能力,对于一个单位、科学家、工程师、学生都是重要的,关键是人。第一要遵循客观规律,尤其是发现规律,开发技术,实际应用特别重要,要把关系处理好;第二要修炼内在的素质,勤奋,有好奇心,有创新精神,要渐进,不要浮躁,有远大志向;第三要凝聚驱动的力量,驱动的力量非常重要的是兴趣,要有兴趣来做这件事,只有产生兴趣才能做得最好;第四要有责任的驱动,我们是人,有精神的驱动,责任的驱动;最后要培养一种极致的精神,就是精益求精,一丝不苟。
结语每一位院士都是中国科学界的栋梁,中国科技领域的中流砥柱,对科学技术的发展有着高屋建瓴的见解,也引领者我们国家最前沿科学的发展方向。
从褚君浩院士的报告中,多次强调传感器在第四次工业革命中的重要作用,也是中国迈入智能时代的核心技术。然而我国传感器产业羸弱,核心技术掌握不多,是整个中国传感器产业亟需改变的现状。
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中国将引领第四次工业革命
原创东莞经济东经智库收录于合集#数字经济3个
联合国贸易和发展会议(贸发会议)于2019年发布了该机构首份关于全球数字经济的研究报告《2019年数字经济报告——价值创造和获取:对发展中国家的影响》。这是联合国贸发会议首次发布数字经济研究报告,引起全球广泛关注。
报告中说,近年来全球互联网产生的数据流量激增,反映出使用互联网的人数增加,以及互联网对前沿技术的吸收,如区块链、人工智能、物联网和云计算等。
报告指出,一个全新的“数据价值链”已经形成,构建数字平台的企业在数据驱动型经济中拥有巨大优势。全球市值最大的20家数字企业中,有40%拥有基于平台的商业模式。七大“超级平台”——微软、苹果、亚马逊、谷歌、脸书、腾讯和阿里巴巴,占有排名前70大平台总市值的三分之二。这些数字平台不断成长,并主导了关键的细分市场。
这份《2019年数字经济报告》显示,美国和中国在数字经济发展中的领先地位体现在多个方面。比如,两国占区块链技术所有相关专利的75%,全球物联网支出的50%,云计算市场的75%以上,全球70家最大数字平台公司市值的90%。报告显示,全球70家最大数字平台企业中,68%来自美国,22%来自中国。
随后在《2021年数字经济报告》中称,美国和中国在利用数据方面处于领先地位。它们的5G采用率最高、占全球超大规模数据中心的50%、占全球顶尖人工智能研究人员的70%以及人工智能初创公司所有资金的94%。
这种新格局的意义在于,中国向美国发起了挑战。因为在15年前,美国在数字平台领域还处于绝对垄断地位。美国的这种绝对优势得益于它领导了第二次和第三次工业革命。但突然之间,在第四次工业革命中,中国发起了挑战,而这是美国迄今面临的最大挑战。
2008年以来,我国数字经济蓬勃发展,产业规模持续快速增长,已数年稳居世界第二。根据中国信息通信研究院发布的《中国数字经济发展报告(2022年)》中显示,2021年中国数字经济规模达到45.5万亿元,同比名义增长16.2%,占GDP比重达到39.8%。从2005年~2021年,数字经济成几何比例增长,在国民经济中的地位更加稳固、支撑作用也更加明显。
这种发展以两家大型数字平台企业(阿里巴巴和腾讯)为龙头。当然,我们还必须在其中加入世界领先的高科技工业企业华为。
中国的高科技企业联合体在21世纪的一个决定性技术领域中掀起了爆炸式增长和创新浪潮。这个领域就是对新工业革命至关重要的人工智能技术。再加上物联网和机器人技术,人工智能将在这段历史中成为决定世界权力归属的核心。
2021年,全球总人口数量达到78亿,互联网用户数量达到48亿人,截止2022年1月,全球互联网用户数量达到49.5亿人,同比增长4%,互联网用户占总人口的62.5%,每个互联网用户平均每天使用互联网的时间是6小时58分钟,通过手机访问互联网的用户占了92.1%。
其中,截至2021年12月,中国用户有10.32亿,互联网普及率达73.0%。这一数字比美国人口(3.342亿人)的三倍还要多。到2027年,所有中国互联网用户都将使用应用5G技术的智能互联网设备(如智能手机等)。
曾有分析指出,如果把过去拉动经济增长的投资、出口、消费比作“三驾马车”,那么消费升级、高端服务业和高科技无疑是未来助力中国经济发展的“新三驾轿车”,而促使这三驾轿车的动能无疑是数字经济!
推动中国数字经济的决定性因素,是我国在过去10年中不依靠美国发展出了非凡的科技创造力。与1978年到2008年之间的发展相比,这才是质的提升。
在1978至2008年这段时期,中国40%的技术发展和生产率提高都是依赖于美国的技术。这些技术是通过协议转让或合资企业实现的。而在2012年开始的历史新阶段中,中国正在以独立自主的科技创新能力迎接第四次工业革命的挑战。
这就是使中国成为有能力与美国抗衡的超级大国的主要原因。美国和中国合计拥有区块链技术所有相关专利的75%、全球物联网支出的50%、云计算市场的75%以上,以及全球70家最大数字平台企业市值的90%。
如此,这个公式是明确的:自主创新+第四次工业革命=中国成为科技强国。
根据世界经济论坛创始人兼执行主席克劳斯·施瓦布的《第四次工业革命》一书,蒸汽机的发明驱动了第一次工业革命,流水线作业和电力的使用引发了第二次工业革命,半导体、计算机、互联网的发明和应用催生了第三次工业革命。全球信息和资源交流变得更为迅速,大多数国家和地区都被卷入到全球化进程之中。在信息化技术促进产业变革的时代背景下,第四次工业革命之风迎面扑来。
现在公认的最有希望成为第四次工业革命核心标志的领域包括人工智能、新能源、量子技术、可控核聚变等等。不可否认美国的技术仍然是最领先的,但是美国面临的一个核心问题,就是“产学研”完整链条上,他们少了“产”这个环节。新技术要大量资金投入科研,研究出来了要产业化变现,形成商业利润反馈到源头进行研发再投入。同时通过生产消费领域快速迭代升级,形成良性循环。美国少了“产”的环节。最终导致的结果不言而喻,毕竟其产业的良性循环要靠太平洋彼岸的这群人协助完成!
在前几次工业革命的时候,中国根本没有机会去接触到这个前沿,等这些技术到了中国的时候,已经比较成熟,所以我们用起来没有特别大的阻力。第四次工业革命不一样了,我们和其他国家一起在“头班车”上。其他国家感受到的新一轮技术革命对就业方面、伦理方面、治理方面的影响,我们也同样感受到了。
因此,虽说目前国际局势动荡不安,对中国来说也有影响,经济也会遇到困难,但是全球各国一样会遇到困难甚至更难;而我们一旦挺过去,未来将是海阔天空,中华民族的伟大复兴也将真正到来!
关于我们
东经智库是一家以“思想决定价值”为理念,以宣传、研究、服务、发展东莞经济为宗旨;坚持本土性、独立性和原创性,倾力打造本土发布财经资讯与民间智库研究成果的权威平台。我们立足于“探寻经济发展规律,服务东莞创新转型”,专注于推动东莞咨询行业及文化产业的繁荣与发展。
平台于2006年成立,已出版发行180余期的东莞本土第一财经刊物《东莞经济》;通过民间智库组织东莞经济与城市发展研究会,建立了全国性的专家智库资源库,打造公益性共享资源与发展平台,通过主体性课题研究、活动组织,拓展人脉圈层与研究资源,形成跨地域、多维度、广联络的智力协作体系,为企业提供全方位的品牌孵化、战略咨询和管理咨询方案,现已发展成为东莞咨询界、文化界的优秀代表企业。
未来,我们将扎根现实,前瞻未来,与德能兼具者同行,秉持“共识、共创、共享”的合作发展原则,进一步完善服务流程和服务质量,打造全方位的项目开发板块,构建崭新的产业架构和科学经营管理模式,努力成为国内一流的智库型文化产业专业服务提供方。
原标题:《中国将引领第四次工业革命?》
第四次工业革命
原标题:第四次工业革命【导读】
中公事业单位为大家带来科技知识《第四次工业革命》,希望可以帮助各位考生顺利备考事业单位考试。
2018夏季达沃斯论坛主题是:在第四次工业革命中打造创新型社会。很显然第四次工业革命已经悄然走进我们的生活。这次技术的变革重新定义了人与人之间的联系方式,重新定义了工作,重新定义了经济的功能和政府的职能。那么哪些是影响第四次工业革命进程的关键技术?因此对该知识点进行着重讲解。
1.第四次工业革命的含义
第四次科技革命,是继蒸汽技术革命(第一次工业革命),电力技术革命(第二次工业革命),计算机及信息技术革命(第三次工业革命)的又一次科技革命。
2.兴起国及特点
(1)兴起国
中国、日本、美国、德国等科技大国。
(2)特点
灵活易变、高资源效率、提高资源生产率、减少污染排放。
3.第四次工业革命的关键技术
第四次工业革命,是以新计算技术、区块链技术、物联网技术、人工智能、先进材料、多维打印、生物技术、地球工程、空间技术为主的技术革命。
(1)新计算技术
新的计算技术使得小型化、快速化的计算机逐渐普及,意味着设备渗透到城市环境、消费品、住房甚至人体内,这些设备将是全球网络的一本分。
(2)区块链技术
区块链技术是一种分布式数字账本,有助于安全共享数字记录和信息,保护数据对象和信息价值,这有助于向传统上未能分享经济效益的群体分配更为合理的效益。
(3)物联网技术
物联网不仅仅是接入互联网的智能家电及其提供的服务,其真正价值在于收集、分析和管理数据,发掘意外关联和机遇,预测颠覆性趋势。对数据流的监测是其发展主要的挑战。
(4)人工智能
人工智能的迅速发展,归功于机器学习。目前,机器学习在有限场景中的互动表现甚至优于人类,包括在游戏、医疗诊断以及汽车自动驾驶系统的发展史上。
(5)先进材料
展开全文材料科学的进步,为技术的发展赋予了更多力量,进而变革世界秩序,影响人类的生活。但是在每个行业中,材料的发展要求我们以对生态负责的方式去获取,保护环境。
(6)多维打印
3D打印和增材制造技术突破了传统制造技术的局限,课生产某些特殊零件和产品。凭借定制产品和服务的优势,3D打印正在影响到我们的餐饮、健康以及航空技术中。
(7)生物技术
生物技术在生物材料领域的应用会影响医疗保健和食品等行业的生物产品生产,还会影响所有利用微生物生产化学品和定制材料的行业。它的有效发展还是需要依靠人本主义的价值观。
(8)地球工程
地球工程师对地球自然系统的大规模干预,是通过减少温室气体或改变大气过程对气候变化的理论性技术干预,这需要我们制定全球政府间合作的框架,共同推进。
(9)空间技术
随着私营企业的成长和政府的投资,空间探索和商业化进程不断向前迈进。空间领域蕴含的巨大机遇,也推动着微芯片,软件工程等技术的进步,形成了整反馈回路,推动空间技术的繁荣。
4.练习题
以下选项________不属于影响第四次工业革命进程的关键技术
A.环境工程技术
B.区块链技术
C.人工智能
D.多维打印
【答案】A。解析:第四次工业革命进程的关键技术是:新计算技术、区块链技术、物联网技术、人工智能、先进材料、多维打印、生物技术、地球工程、空间技术。故本题答案为A。
原文链接http://www.zgsydw.com/kaoshitiku/20190321/510945_1.html返回搜狐,查看更多
责任编辑:第四次工业革命来了,教育如何应对挑战
人民网北京1月14日电(记者林露)第四次工业革命“鼓声渐隆”。如果说前三次工业革命,中国是旁观或跟随,那么第四次工业革命,中国或将迎来“弯道超车”的历史机遇。机遇与挑战并存,中国教育是否已为第四次工业革命做好准备?基础教育如何为人才奠基?
站在第四次工业革命出发点上
继蒸汽机、电力、计算机以后,有人认为第四次工业革命以人工智能为标志。“第四次工业革命,来了。”在清华大学文科资深教授、清华大学公共管理学院院长薛澜看来,第四次工业革命很难找到一项代表性科技,其实质上是物理空间、网络空间、生物空间三界的融合,是一组技术之间的跨界融合,竞相发展,最后推动整个社会发展和技术进步,并对社会发展产生“质”的影响。
也有专家认为,所谓第四次工业革命,是以互联网产业化、工业智能化、工业一体化为代表,以人工智能、清洁能源、无人控制技术、量子信息技术、虚拟现实以及生物技术为主的全新技术革命。
今年政府工作报告指出:“加快建设创新型国家,把握世界新一轮科技革命和产业变革大势,深入实施创新驱动发展战略,不断增强经济创新力和竞争力。”在第四次工业革命的出发点上,中国与发达国家正站在同一条起跑线上。
中国2010年就成为了世界第一制造大国。经过多年的发展,正在从产业链的低端迈向中高端。人才是科技创新的基石,在第三次工业革命中,劳动者的素质和技能成为革命的有力助推器。教育部高教司有关负责人表示,随着第四次工业革命推进,产业变革速度非常快,大学尤为需要在一些与产业紧密结合的专业课程上加强与企业合作。
走产教深度融合之路
“第四次工业革命来了,做为一所职业院校,专业设置、课程内容、实践教学条件、师资队伍建设等都要积极适应工业革命中产业转型升级而带来的种种挑战。”常州机电职业技术学院电气工程学院院长蒋庆斌告诉记者。这所创办于1963年的职业学校,是国家示范(骨干)高职院校,2018年成为江苏省高水平高职院校建设单位。
蒋庆斌介绍说,在优化专业设置方面,学校增设服务智能制造产业的新专业,如:工业机器人技术、新能源汽车技术等专业。同时,调整老专业,如:在“自动化技术”专业中增加“智能控制技术”。学校还通过组建职教集团、产教联盟等,形成合力助力发展。在此过程中,学校牵头组建了“全国机械行业工业机器人及智能装备职教集团”“全国农机装备人才培养联盟”“常州市产业创新联盟”“苏南德资企业联盟”等,通过集团整合政府、行业、企业资源,推进产教深度融合,实施现代学徒制人才培养模式改革。
据了解,常州机电职业技术学院主持了教育部和全国机械行业工业机器人技术专业标准,工业机器人技术专业国家资源库,工业机器人企业生产实际案例库,牵头负责江苏省农机行业专业人才培训等,形成高职院校工业机器人技术专业一体化解决方案,在全国起到引领和示范作用。该专业被评为教育部全国职业院校装备制造类示范专业点,《以职教集团为平台的高职工业机器人技术专业建设探索与实践》获江苏省教学成果一等奖。
“现在有哪些新的产业形态是源自大学?很少。很多颠覆性技术也并非出自大学。原来一项技术可能支撑100年,现在可能几个月就会更新迭代。因此,大学一定要有危机感,要主动融入社会之中,密切关注社会发展,按照社会的发展需求来强化自身内涵建设,进而引领社会的发展。”西安交通大学校长王树国说。2017年,由教育部和陕西省共建的中国西部科技创新港已经全面封顶,这个总占地面积5000亩的创新港定位于打造面向全球的科教重镇,旨在建成“一带一路”的创新源头、西部发展的智力引擎、人类进步的精神宝库。王树国说,这个港口的使命是让大学成为高端人才、创新成果和先进思想的集散地。
无论未来技术怎样发达,机器如何帮助人类提高工作效率,人才是这个社会真正的主角。如何打造一个创新体系,培养具有创新思维的新型人才,提供快速灵活的解决方案来应对随时出现的新问题,这才是可持续的发展,也是世界各国面临的共同机遇和挑战。
让孩子成为最好的自己
习近平总书记指出,要努力构建德智体美劳全面培养的教育体系,形成更高水平的人才培养体系。
在北京朝阳区一所普通的小学校园里,校长马骏带领团队开启了小学生项目式学习。在呼家楼中心小学的倡导下,朝阳区11所学校共同发起PDC教育联盟,通过项目培养小学生解决真实问题的能力,成为学生核心素养培养的一种新探索、一股新力量。目前,联盟校已分布在世界多个国家,成员校超过百所。
新时代也向未来教师发出了时代的呼声:“主动适应人工智能等新技术变革”。在北京十八中校长管杰看来,人工智能时代,“培养什么人”的问题非常关键,未来教师的核心职能就是要培养拥有中华优秀传统思想文化,有能力与世界建立广泛联系,具有世界眼光的中国人。唯有这样的人才,走入社会后才能承担起社会责任,用人工智能去创造社会福祉。在科大讯飞轮值总裁吴晓如看来,人工智能可以将教学变为大数据分析和人工智能辅助的以学生为中心的个性化学习,为每个学生提供个性化、定制化的学习内容、方法,从而激发出学生深层次的学习欲望。
中国教育科学研究院研究员、中国教育史专业博士储朝晖说,综合世界各国的情况,可以把人的学习过程分成几个大的阶段。第一个是六岁之前的教育,孩子要玩自主的游戏――自己设计游戏方案、游戏规则,并选择游戏角色。这个阶段,教育的主要目标是通过游戏让孩子充分地玩,把个人天性中内在的东西激发出来。
到了小学阶段,可以适当学一些知识,但是不能有过多刚性要求――一定要孩子学多少东西。目前,我国教育存在的问题之一,就是小学阶段刚性要求太多,从小学就开始比考试分数,损伤孩子正常的成长发展。以澳大利亚的教育为例,小学阶段没有刚性学习任务,孩子一边玩一边学,教育的主要目标是让孩子感到学习是快乐的,阅读是快乐的,锻炼身体也是快乐的。孩子干一些有趣的事儿,在这个基础上,再把自己学的东西跟别人进行沟通交流,培养合作能力。
中学阶段,澳大利亚也是6年,和我国一样。这个六年分为前三年和后三年。前三年,让学生什么都做一做,比如烧饭,洗衣服、辩论,甚至做衣服,搞一些农业项目等,活动多种多样。学校会对孩子参加活动的过程进行记录,并观察他们参加活动的表现以及个人特点。后三年,分成普通高中和职业技术学校。经过前三年的学习生活,学校就能够分辨出哪些学生理论思维较强,哪些学生动手能力更强。与我国不同的是,澳大利亚进入职业技术学校的很多学生学业成绩很好,聪明灵巧。
“人才之兴在教育,人才之衰也在教育。”储朝晖认为,教育是人才成长发展的基础。教育办得好,人才得到成长发展;教育办得不好,人才难以成长发展。在各个学习阶段,学生应该学什么、怎么学并没有标准答案。个人成才最关键的是其天性得到充分的发展。在个人成长过程中,每个个体都是不断参与社会活动来了解社会,并找到自己天性与社会需要之间的结合点,最终成长为社会最需要的人才和最好的自己。
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第四次工业革命是中国巨大的历史机遇
中国工业化的成功对人类工业化进程所作的贡献要大于欧美
生产力决定生产关系,近代人类的生产力是工业能力,而工业能力的进步主要通过工业革命,所以工业革命是理解近代人类进步最重要的一个视角。迄今为止,人类社会已经经历了三次工业革命,即蒸汽时代、电气时代、信息时代。18世纪60年代末,英国人詹姆斯·瓦特制造出人类第一台有实用价值的蒸汽机,从此人类的生产力真正得到了解放,从农业时代进入到了工业时代,西方真正地确立了对非西方的优势。
在蒸汽机出现以前,人类打仗或者生产都是靠人力,可人的力量是有限的。在蒸汽机出现以后,人类可以通过蒸汽机把地下的化石能源如煤炭燃烧之后变成蒸汽动力,这个效率是人力比不了的。由此,西方国家可以造出大机器,从而获得了超越非西方的力量。
西方崛起的真正关键就是工业革命。在蒸汽机之后,19世纪60年代,美国又实现了电力的广泛使用,并且开始使用第二种化石能源——石油,这就进一步拉大了与非西方的差距。1946年,美国生产出人类第一台二进制计算机,自此人类进入计算机革命时代。
显然,这三次工业革命有一个共同的特点——全部都是西方搞出来的,其结果就是让西方一直保持生产力的领先。反观中国,人类社会的三次工业革命一次都没有完整地抓住,所以生产力落后,结果,中国经过多年努力仍然是发展中国家。当然,说中国完全没有抓住三次工业革命也不完全准确,其实我们抓住了第三次工业革命的尾巴,即计算机革命的“网络化”阶段,这是今天中国崛起的技术基础。
如今,中国现代化初步成功。可以说,中国工业化的成功对人类工业化进程的贡献要大于欧美。因为在中国工业化成功以前,世界上只有10亿多一点的人口成功掌握了工业化,不到世界人口总数的1/7。然而,中国的人口有13亿多,也就是说中国工业化的成功意味着世界1/5的人口实现了工业化。而且,中国取得工业化的成功仅仅用了70年时间,较西方国家的几百年少得多,并且没有对外侵略和殖民。从这些角度来说,中国工业化的成功对人类工业化进程所作的贡献要大于欧美。
现代制造业是立国之本,中国崛起是因为掌握了现代制造业
500年前的地理大发现,使得人类开始从农业时代向工业时代迈进,工业文明开始取代农业文明。今天,我们处在工业文明时代,决定国家命运的是工业化水平,其核心是制造业水平。欧洲因为率先掌握了现代制造业,所以在经济效率、军事效率上碾压其他地区。日本崛起,也是因为掌握了现代制造业。今天,中国崛起也是因为掌握了现代制造业。现代制造业是现代国家的立国之本,谁有现代制造业,谁就能屹立于现代民族之林。
人类现代制造业90%集中在北温带的三个地区——东亚、西欧、北美,这里面包括不到20个国家,是全人类200个左右国家和地区的1/10。这说明,不是每个国家、每个民族、每个文明都能进行工业化的。值得庆幸的是,中国是1/10国家当中之一,而且是块头最大的一个。英国工业化仅1000万人,美国工业化1亿人,中国的工业化却有14亿人。所以,当今世界最伟大、最重要的事实就是中国工业化。
如今,中国的工业化达到了中后阶段。2019年,中国有三个工业指标在世界上没有争议了:第一,中国的工业规模特别大,制造业总产值2010年超过美国,2016年超过美国和日本之和,2018年超过美国、日本、德国三国之和。2018年,中国制造业增速是6.1%,是15年以来最慢的增速。但是,美国、日本、德国的平均增速是0.4%。按照现在这个速度,到了2030年,中国制造业占全世界的比例一定会超过50%。所以,2030年之后,从制造业角度讲,这个世界上只能有两个国家,一个叫中国,一个叫外国。第二,中国的工业体系特别完整。第三,学习能力超强。
第四次工业革命对中国来说是最大的历史机遇
第四次工业革命对中国来说是最大的历史机遇,从逻辑上讲,第四次工业革命如果中国抓住了机遇,就意味着此后人类最好的技术、最好的产业就会在中国。所以,我们一定要抓住这个机遇。
经济方面,从2014年开始,中国经济增速连续五年下滑,原因非常复杂。但是,现在中国的经济开始趋稳。据推算,到2019年底,经济增速下滑会停住,之后会有20年左右的中高速增长。我们国家不可能回到以前每年两位数的增长,也不至于跌到如美国、欧洲、日本每年1%至2%的增长,原因如下:
第一,未来20年,中国还可以从发达国家吸收很多先进经验,这叫后发优势;第二,虽然我国人口开始老龄化,但现在的人口年龄中位数还比较低,所以人口红利还有一个十年;第三,我们以前不太注意工程师红利,但未来它的价值会显现出来。自1999年我国高校扩招以来,2018年我国在校大学生总数已经接近3000万人,这是人类历史上最大规模的高等教育,是美国的两倍多,这是很伟大的。我们的高校学生中有一半是学理工医农科的,这是中国未来的一大利好。
后发优势、人口红利、工程师红利三者结合,结论就是——未来20年中国经济保持中高速增长是没问题的。另外,经过70年的发展,中国在科技和军事方面也达到了比较高的水平,未来10年,无论是科技还是军事,中国都会进入黄金发展时期。所以,基于政治稳定的前提,经济基础、科技、军事等因素,未来中国在不确定的世界当中是确定的,而且处于上升态势。
在第四次工业革命中,中国跟美国至少可以同步,甚至可能会比美国先进入第四次工业革命。美国的优势是其创新能力无与伦比,其缺点是产业空心化,很多高科技无法进入市场。而从市场的角度看,无论你的技术多么好,如果不能变成市场接受的产品,那就是一张废纸。中国的优势是将技术变成市场接受的产品方面,其能力在世界上独树一帜,而且随着投入的增加,教育和科研的进步,中国的创新能力正在迅速提高。
这样的态势意味着第四次工业革命之后,人类的生产力布局将完全不同于过去几百年。过去几百年工业革命都在西方,因此,西方的生产力绝对领先,甚至有些时候一骑绝尘。第四次工业革命之后,东方的生产力有可能会领先于西方,至少会达到东西方平衡,这是百年未有之大变局的最重要变化。
(作者为中国人民大学国际关系学院教授)