淺談新工業(yè)革命背景下的信息革命

胡湉悅

一、工業(yè)革命的歷史沿革

工業(yè)革命伴隨著人類近代史的發(fā)展，每次工業(yè)革命都帶來了社會生產(chǎn)力水平的巨大提升[1]，使社會面貌發(fā)生了質(zhì)的飛躍。但真正的經(jīng)濟增長，不是表現(xiàn)在GDP上，而是體現(xiàn)在新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)方面。第一次工業(yè)革命，人類發(fā)明了蒸汽機，掌握了將熱能轉(zhuǎn)化為機械能的技術(shù)，進入了蒸汽時代。第二次工業(yè)革命是電氣的革命，人類掌握了產(chǎn)生和傳輸電力的技術(shù)，時至今日，電力依然是我們最方便、最安全且較為環(huán)保的能源，我們?nèi)韵硎苤姎飧锩募t利。第三次革命本質(zhì)上是前兩次的升華：一方面，當人類的生產(chǎn)力水平已經(jīng)到達一個較高的水平，科學(xué)理論和工業(yè)基礎(chǔ)已較為完備，但仍然不能很好地掌握可控核技術(shù)，特別是核聚變技術(shù)，這制約了生產(chǎn)力的進一步發(fā)展；另一方面，計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，極大地提高了社會生產(chǎn)整體效率，使商業(yè)和工業(yè)更為緊密地結(jié)合在一起，極大地解放了社會生產(chǎn)力。

通過認真歸納和總結(jié)每一次工業(yè)革命規(guī)律，發(fā)現(xiàn)三次工業(yè)革命基本都圍繞著能源革命和信息革命開展，都是在一個或幾個領(lǐng)域有了重大突破，帶動其他領(lǐng)域共同進步，從而實現(xiàn)人類社會的大發(fā)展。當今社會處于第三次工業(yè)革命的收官和第四次工業(yè)革命的開端，是承前啟后的時代，每個國家在這個歷史變革時代都會異常敏感和亢奮，爭先恐后地投入第四次工業(yè)革命的浪潮中，成為新時代的弄潮兒。

二、第四次工業(yè)革命中信息革命的發(fā)展方向

眾所周知，現(xiàn)代電子技術(shù)的根本在于半導(dǎo)體材料和集成電路，摩爾定律是由戈登?摩爾(Gordon Moore)在搜集1959—1965年集成電路上晶體管數(shù)量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，于1965年4月提出的[2]。這在整個信息技術(shù)行業(yè)有積極和重要的指導(dǎo)地位。但是，隨著摩爾定律問世四十周年，摩爾定律逐漸失效，并即將崩潰，以硅材料為基礎(chǔ)的電子技術(shù)面臨著前所未有的危機。在可預(yù)見的將來，如果沒有革命性的新工藝誕生，計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會停滯不前，這必定會使現(xiàn)有的信息發(fā)展時代進入瓶頸期，限制人類社會生產(chǎn)力的進一步發(fā)展，使全人類陷入焦慮之中。應(yīng)對目前的困難處境，全球通識的解決辦法有兩種：一是尋求替換硅的新材料，如石墨烯；另一種是提升現(xiàn)有的信息處理技術(shù)利用率，進行內(nèi)部挖潛，在硬件信息處理能力沒有進步的環(huán)境下，在軟件上提高信息處理的效率和算法。如今，新材料的進展緩慢，舉步維艱，而在軟件運用方面則呈現(xiàn)了一片欣欣向榮的態(tài)勢。

種種跡象表明，人類經(jīng)過200多年的工業(yè)社會后，正在開始向一個新的文明——信息社會過渡。在信息社會，將爆發(fā)一場對整個人類影響十分巨大的信息革命，信息革命的重點是智能技術(shù)使智力物質(zhì)化，成為直接生產(chǎn)力。

(一)人工智能

1956年，達特茅斯會議討論的主題是“用機器來模仿人類學(xué)習(xí)以及其他方面的智能”，并將會議的內(nèi)容命名為“人工智能”。人工智能的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：20世紀70年代前，只具備邏輯推理能力；20世紀70至90年代，人們開始研究機器學(xué)習(xí)，但人們發(fā)現(xiàn)，這樣的系統(tǒng)只能將人類已有知識和經(jīng)驗進行匯總，是一臺自動執(zhí)行數(shù)據(jù)庫的設(shè)備，并不能真正取代人類的工作，無法與人工智能的理念相契合；從2000年至今，伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和各種算法的提出，人工智能達到了“深度學(xué)習(xí)技術(shù)”這一新高度，能夠通過大量數(shù)據(jù)分析和計算自動學(xué)習(xí)，實現(xiàn)真正的智能化，甚至在需要極度復(fù)雜的邏輯思維領(lǐng)域中超過了人類的水平。例如：在2016年和2017年，AlphaGo與中韓頂尖圍棋選手李世石和柯潔人機大戰(zhàn)中以大比分勝出，這說明人工智能在某些方面已經(jīng)與人類水平接近或超過人類目前的水平。

(二)大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)(big data)與人工智能的理念早早提出不同，它的提出只有10年的歷史，但是相比較人工智能，大數(shù)據(jù)在現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛，影響較為深遠。精準農(nóng)業(yè)需要大數(shù)據(jù)的支持，定時、定量、定位監(jiān)測農(nóng)作物的生長情況。例如：現(xiàn)代發(fā)展的光譜學(xué)技術(shù)，可以短時間分析當前土壤的養(yǎng)分和水分含量，結(jié)合不同農(nóng)作物對土壤的要求精準施肥，在保證農(nóng)作物最優(yōu)的生長環(huán)境情況下節(jié)約肥料，降低耕種成本。同時，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測病蟲災(zāi)害的蔓延情況，制定合理的防控措施。在物流行業(yè)，大數(shù)據(jù)也發(fā)揮了巨大的作用，最重要的應(yīng)用就是“路由規(guī)劃”，運用大數(shù)據(jù)，描繪出物流地圖，結(jié)合片區(qū)內(nèi)消費者的購物愛好，統(tǒng)一提前完成物流配置，降低物流成本并提高時效性。這種人類與技術(shù)相融合構(gòu)成統(tǒng)一體，實現(xiàn)人機合一的狀態(tài)，促進了第四次工業(yè)革命的綠色化、智能化。若沒有大數(shù)據(jù)，智能化就只能是紙上談兵。同時，傳統(tǒng)制造業(yè)實現(xiàn)了規(guī)模定制生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型需要依靠大數(shù)據(jù)，國家治理現(xiàn)代化水平提高也要科學(xué)運用大數(shù)據(jù)，要構(gòu)建以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素的數(shù)字經(jīng)濟，建立健全大數(shù)據(jù)輔助科學(xué)決策，實現(xiàn)政府決策科學(xué)化[3]。

(三)云計算

云計算這個概念的提出已有10年的歷史，十年間云計算取得了飛速的發(fā)展與翻天覆地的變化。對于云計算的描述，有一種“水龍頭”的觀點，即我們需要喝水，只需打開水龍頭，水自動流出，付水費，買自來水即可，而不需要自己建水站，維護管路等。同理，云計算也是一樣，用戶不需要關(guān)注具體的計算機硬件，只需要結(jié)合自己的需求選擇云服務(wù)提供商，便可隨時隨地通過個人終端來管理和控制自己的資源。在我國率先開展的移動支付就是云計算的一種表現(xiàn)形式。當前，中國的云支付已經(jīng)廣泛開展，并進入黃金時期，任何零售終端在有網(wǎng)絡(luò)接入的條件下幾乎都可以進行移動支付，這直接改變了人們的購物模式。

值得一提的是，雖然云計算的發(fā)展如火如荼，我們也正在享受云計算帶來的福利，但結(jié)合目前的發(fā)展狀況，我們只是邁出了試探性的第一步，并未進入云計算時代。這好比人類很早就發(fā)明了發(fā)電機，但只有發(fā)電站具有一定數(shù)量、一定規(guī)模的電網(wǎng)，只有當連入電網(wǎng)足夠多的用電器時，人類才算是真正進入電氣時代。云計算是未來的重要發(fā)展方向之一，還需發(fā)展云基礎(chǔ)設(shè)施，創(chuàng)建云上平臺，開發(fā)云上軟件，提供云上一體化解決方案，不難看出，這是一條漫長的改革之路。

(四)物聯(lián)網(wǎng)

早在2000年物聯(lián)網(wǎng)這個概念就已經(jīng)被提出，但由于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較為緩慢。物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是互聯(lián)網(wǎng)的一個延伸，是嵌入式系統(tǒng)和傳感器的配套，是計算機發(fā)展的高階形態(tài)?，F(xiàn)行的標準物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可分為四個維度，即感知識別維度，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建維度，管理服務(wù)維度和綜合應(yīng)用維度，四者層層遞進。物聯(lián)網(wǎng)是以“物”為中心的，其服務(wù)于各種應(yīng)用軟件，最貼近普通人的生活。如智能家居，它是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個具體應(yīng)用，只需要一個平臺就可監(jiān)測和控制家庭內(nèi)電器的一切情況。

目前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展還處于孤島階段，僅在小范圍、小領(lǐng)域應(yīng)用，并未形成互聯(lián)網(wǎng)式的全覆蓋，因此，向民用領(lǐng)域發(fā)展是今后明確的發(fā)展道路。例如：目前國內(nèi)外打造的依托“智慧城市”的理念而開展的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。物聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，必將會實現(xiàn)基本公共服務(wù)的均等化，人們生活也更加便利，同時傳統(tǒng)文化也可以通過物聯(lián)網(wǎng)等信息平臺進行擴散，實現(xiàn)真正的傳承與保護。

三、第四次工業(yè)革命的社會意義

新世紀以來興起的“第四次工業(yè)革命”的顯著特點是：“同過去相比，互聯(lián)網(wǎng)變得無所不在，移動性大幅提高；傳感器變得體積小、性能強大、成本更低，人工智能和機器學(xué)習(xí)也嶄露鋒芒。”[4]與此同時，物聯(lián)網(wǎng)也將各個組成部分有機聯(lián)系起來，將更多的勞動者從低生產(chǎn)力中解放出來，由體力勞動逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟X力勞動，工作性質(zhì)從簡單轉(zhuǎn)向解決多樣化問題，為勞動者自身發(fā)展及自我價值實現(xiàn)提供了更便利的條件[5]。

第四次工業(yè)革命在科技迅速發(fā)展的前提下，也更強調(diào)綠色與智能。面對全球性的生態(tài)危機，我們通過工業(yè)4.0連接生態(tài)合作伙伴，使生態(tài)系統(tǒng)中各個組成部分發(fā)揮自己的最大作用。在制造業(yè)方面，提高生產(chǎn)效率，降低制造成本，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，實現(xiàn)綠色經(jīng)濟。在此基礎(chǔ)上，自然資源得到了合理的利用，自然環(huán)境得到了改善，第四次工業(yè)革命帶領(lǐng)我們走向了可持續(xù)發(fā)展的綠色智能化道路。在世界可持續(xù)發(fā)展的智能化道路中，生態(tài)、綠色、環(huán)保等多元化趨勢使世界達到人與自然和諧相處的目標，滿足城市人們對于田園生活的向往。世界也逐漸呈現(xiàn)出一種“和合共生”的姿態(tài)。進入全球化時代的今天，“第四次工業(yè)革命”也為中國特色社會主義的發(fā)展提供了前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。我國正在積極努力地實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略和網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略。習(xí)近平總書記說過：“體現(xiàn)一個國家綜合實力最核心的、最高層的，還是文化軟實力，這事關(guān)一個民族精神的凝聚。”世界工業(yè)化三百多年的歷史也足以證明文化對于工業(yè)革命的決定性影響，工業(yè)文化在工業(yè)化進程中的衍生發(fā)展與升華必將在未來的革命中發(fā)揮著越來越重要的作用。

通過物聯(lián)網(wǎng)進行資料的收集，并將海量的數(shù)據(jù)發(fā)送給云平臺，用龐大的數(shù)據(jù)庫進行分析，最后通過高層次的人工智能進行處理與反饋。這一過程將會為我們生活及生產(chǎn)提供更大的便利，將成為我國科技創(chuàng)新、提高國家軟實力的必經(jīng)之路，這必將是第四次工業(yè)革命今后的發(fā)展方向。