我为什么研究第四次工业革命
为什么我对第四次工业革命感兴趣？在座的各位有多少人看过阿尔温·托夫勒的《第三次浪潮》？这本书是八十年代初出版的，也正好是我上大学时读到的。当时文革刚结束，我们对各种新知识如饥似渴，我拿到托夫勒的《第三次浪潮》以后，一下子被他描述的人类社会未来所震撼，所以这本书我看了好多遍。
托夫勒当时对于农业革命、工业革命和即将到来的信息革命所作出的分析和描述，今天回过头来看也完全不过时，他深邃的远见卓识令人赞佩，如果大家再把书里描述的发展和今天实际发生的现实对比，会发现他真不愧是天才的预言家。
几年前，我在世界经济论坛技术价值与政策委员会担任委员，得到了克劳斯·施瓦布（Klaus Schwab)先生《第四次工业革命》的书，主要谈的是第四次工业革命对人类社会产生的影响，我觉得几十年之后，这两本书是达到了异曲同工的效果，同样有深邃的远见、精辟的分析，我深深感到第四次工业革命是我们每个人都必须关注的。从此我便开始关注第四次工业革命。
第四次工业革命到底是不是来了？大家可能也都认识这位索菲亚“女士”，我们请工作人员放一段视频来进一步了解一下她。
第四次工业革命是什么？
1）第四次工业革命是什么
也许我们可以把第一位机器人获得地球公民的这一天作为第四次工业革命到来的时间标志。但是大家也许不知道的是，在我们地球上已经有两百多万索菲亚的兄弟们在为人类辛勤地工作——有两百多万工业机器人在全世界各地工作。另外可能还有很多索菲亚的兄弟姐妹们，在做更多智能类的工作。在美国佐治亚理工学院，有一位教授开了一门网上人工智能的课，他后来和他的学生们，根据IBM的沃森系统设计了一个助教系统Jill Watson，这个助教非常风趣幽默，而且能针对同学们的各种问题及时有效地回答，所以很多同学们认为她表现得非常好，甚至想评选她为优秀助教，直到后来发现这是人工智能的助教。类似这样的系统还有很多。
但是第四次工业革命不仅仅是人工智能。
第四次工业革命是由人工智能、生命科学、物联网、机器人、新能源、智能制造等等一系列创新所带来的物理空间、网络空间和生物空间三者的融合。
第四次工业革命，其技术发展和扩散的速度，以及对我们人类社会影响的深度和广度，都是前三次工业革命远远不能相比的。世界经济论坛在2015年对800多位IT领域的技术高管和专家学者作了问卷调查[2] ，问大家图片上面所列举的各类技术进展，到2025年的时候有多大可能会变成现实？大部分答案都是80-90%以上的可能，实际上大家今天对比一下就知道，有些已经变成现实了。唯一一个大部分人都不被认为会变成现实的是机器人会成为公司董事会成员，但我想，如果问题问机器人会成为董事会秘书的情况，也许大部分人会同意。可以说第四次工业革命的很多技术已经来到了我们的身边。
2）收益和挑战
这些技术会给我们带来各种各样的收益，对人类发展有巨大的促进。例如，我们现在需要花费巨大的投资治疗疾病，但是今后我们可以从最根本的地方解决问题，把基因缺陷识别出来并进行修复，这样就使得人类少患甚至不患很多疾病。另外有无人驾驶后，我们可以在上班路上无忧虑地阅读报纸。今年太空旅行的成本大概是3500万美元，未来会变得更低，到太空去旅行有可能会变得更加平常。当然，还有更多在我们身边发生的对人类健康和福利有巨大影响的事情，例如清华大学程京教授创办的博奥公司，用生物芯片给新生儿童做耳聋基因检测，现在每年都能让1万多名儿童免受耳聋的痛苦。
但是另外一点，第四次工业革命也给人类带来了很多新的挑战，很多是我们以前从来没有碰到过的。牛津大学马丁学院对美国就业情况做了分析，按照他们的分析，美国有将近一半的工作，很有可能在今后的十年、二十年要被机器人、或者第四次工业革命带来的自动化取代。也有20%的就业机会同样有很大的可能被取代。只有1/3的就业是比较可靠不会被取代的。由于就业被替代，所产生的就业问题、收入分配问题，都是社会所非常关注的。
另外，基因检测，包括基因编辑等新的进展，一方面也许可以帮助我们消除一些疾病的困扰，另一方面还可以为我们提供更好的选择，例如婴儿出生之前，要不要考虑“定制”一个IQ很高、长得更漂亮、个子更高的婴儿等等。一旦我们进入到基因编辑，人类社会还会不会有多元化的群体呢？所以，这里也有一系列的伦理道德问题需要考虑。
与此同时，对治理也会提出更多的挑战，大家知道数据是第四次工业革命非常关键的要素，不管是人工智能还是物联网，数据安全已经成为全世界都非常关心的问题。最近脸书公司碰到的问题就很典型，今后我们会看到越来越多这样的案例，今后政府如何保证公众隐私的安全，怎么解决数据安全可能对社会带来的各种问题，这些可能都是我们面临的种种挑战。
面对第四次工业革命的挑战，中国准备好了吗？
面对第四次工业革命的挑战，中国准备好了吗？中国的创新是否能承担这样的重任？
一方面我们看到中国的创新取得了巨大的进展。另一方面，从中兴事件看到我们在很多领域还被卡脖子，中国的创新到底怎么样？我们怎么分析和评价中国的创新？
1）国家创新系统
作为研究创新的学者，平常采用的模式是用国家创新体系分析国家创新的情况。国家创新体系是由国家创新主体、创新资源、创新环境等要素构成的学习网络，用于推动各种创新活动，包括科学技术研究、技术创新和制度创新。下面我们就从这三个维度看一看中国的创新到底怎么样。
首先，从科学技术研究的角度来看。中国的创新可以说在过去40年取得了高速进步，中国科技投入持续增长，已经成为全世界科学研究的主力军。从各国研发的投入来看，从1981到2016年的统计数据看，中国是直线上升，目前直逼投入最高的美国，美国在国际上很多年一直是投入最多的国家，中国的投入已经处于全球第二了。
另外，从产出来讲，中国的学者这些年在英文的国际学术期刊里发表了大量文章。从2007年左右开始，中国学者在国际学术期刊发表的英文论文已经超过了除美国以外的所有其他欧美国家。
在2011年前后，中国高水平学术期刊的论文也超过了除美国以外的其他国家，所以应该说高水平期刊发表我们也走在前列。
从技术创新的角度来看，怎么把知识转变成商业价值？中国同样在各方面取得了巨大进步，而且若干领域已经在全球居于前列，当然也有一些领域我们还仍然落后。例如，从专利申请的情况来看，像美国、日本等国都比较多，我们从八十年代开始建立起中国的专利制度，现在中国的专利授权量也是全球领先的。[3] 当然中国的很多专利都是由我们国际领先的企业创造的，像华为、BAT，华大基因等，传统行业则有潍柴动力、三一重工、吉利等等，中国现在有一系列这样的创新企业，正是他们推动着中国创新走向全球，能够在市场上取得重大的成功。
这些成功的背后其实是制度的创新。中国在制度创新上也做了一系列工作，例如我们形成了稳定多元的投入机制，专利研发的投入，77%都是由企业投入的。
另外，我们的市场环境在知识产权的保护、风险投资、市场监管、技术标准等方面，都在不断完善。而且我们在基本的科技治理体系上，在学术道德、学术规范、科技伦理、公众科普等方面，都取得了举世瞩目的进步。
首先，中国40年的改革，释放了中国社会创新的巨大潜力，从1985年中央发布关于科技体制改革的决定之后，我们的改革步伐从来没有停止：1998年知识创新工程、院所转制，2006年中长期科技规划的颁布，2014年科技项目管理体制改革，2016年创新驱动发展战略的实施，可以说这么多年始终坚持改革。
同时，中国40年的开放也促进了全球科技与中国科技、中国创新的水乳交融，也可以说中国创新的成功是开放的成功。中国有那么多科技论文在全世界发表，这其中40%是通过国际合作发表的，国际科技合作对中国的学者走向世界，以及中国对全世界科技的贡献发挥了巨大作用。
同时，这些年中国企业发展过程中，在国际科技知识的发明专利方面，我们也购买了大量知识为我所用，这对中国产业发展有巨大的贡献。例如，购买专利使用权的费用，中国现在也是仅次于美国。即使像美国这样创新实力很强的国家，也需要从国外购买大量知识，是全球花钱最多的。所以，在当今创新全球化的大环境下，没有哪一个国家可以关起门来独自创新。
首先，原创性的科学研究还是有差距。这既与我们的微观激励机制有关系，也与中观机制相关。虽然中国在高水平期刊的论文发表已经居全球第二，但是和美国相比，差距还是很大，可以说美国仍是独占鳌头。
另外，中国的创新虽然在很多领域取得了很大进展，甚至在有些领域是领先的，但是我们的发展极不平衡。
首先是劳动生产率，衡量一个国家发展质量，劳动生产率非常重要。虽然我们GDP在全球占第二，但是到现在中国的劳动生产率在全球仅排在九十几。跟金砖国家相比，我们比巴西、俄罗斯、南非都要低，仅仅是比印度高一些。说明中国经济的整体质量还是不高。
另外，在一些关键高技术领域，我们的依赖也是相当严重。过去几年，我国进口集成电路所花的钱比进口石油花的钱还要多。我们这方面的逆差在1500亿美元左右。
前两年对国际上全球新药创制的情况进行了分析，57%是由美国公司提供的，其他国家也有不同程度的贡献，但中国对此贡献寥寥无几。
我们在制度建设方面，也仍然还有很多需要进一步完善，包括中国创新的市场环境、生态环境，都还需要我们耐心培育。另外，科技体制改革以后，一些共性技术领域，在原有的应用型科技机构转制后，也是缺位的。
还有创新治理体系有待进一步完善。前几次工业革命在其他国家发生的时期，，中国还处在农耕时代，我们根本没有机会去接触到前沿，所以很多新的产业技术革命对社会带来的影响我们并没有感受到。等这些技术到了中国的时候，应该说已经比较成熟了，所以我们用起来没有特别大的阻力。但是大家不要忘记，当时这些新的技术，像在英国这些国家应用的时候，也遇到非常强大的社会阻力，例如第一次工业革命就有很多机器捣毁的卢德主义者，因为这些机器对他们工作甚至投资都产生了巨大的不利影响，所以他们非常抵抗这些新技术在社会中的普及。
但是第四次工业革命不一样了，第四次工业革命我们和其他国家一起都在头班车上。第四次工业革命对社会产生的各种影响，包括对就业、伦理、治理的影响，其他国家感受到了，我们也同样感受到了。所以，在这个时候我们创新治理体系急需进一步跟上来。在中国原来的创新政策研究当中，历来把创新的结果假定为积极有利的影响，关注什么样的政策能推动创新的发展，但是对创新可能带来的风险，对于创新可能带来的不利影响，以及怎么样对风险进行有效的规制，我们原来在这方面考虑不多。另外，在创新政策制定过程中，怎么把公众意见有效纳入进来我们考虑得也不多，所以我们在技术风险，不同利益理性协商机制、不同价值理性协商机制这些方面需要进一步深入思考，同时要建立这样的机制。
首先，中国市场改革还不完善。所以我们有很多产权问题，此外，信用体制的建设、中小企业的融资也都存在问题，我们目前出台的一浪高过一浪的改革，其实都是想解决这些基本问题。
其次，体制机制改革不到位。例如像清华大学这样的高校，像很多医院、科研机构都是事业单位，有一套比较僵化的管理体系，事业单位的改革还是滞后的。
第三，在赶超战略下，形成了很多制度的惯性。前些年我们到一些南方或者是沿海地区调研，有一些私人企业已经取得了巨大成功，赚得盆满钵满，在这种情况下，我们问：“你们为什么不能投入更多搞创新，开发新产品？”很多企业说：“对我们来讲最稳当的盈利模式，就是找一个跨国公司接单，定期把产品生产并销售给他。”
即便有研发，中国企业也几乎都是投入在应用开发上，基础研究很少投资。国外很多大企业早就开始投入基础研究，基础研究打开了他们面前的窗户，让他们看得更远，但是中国企业目前这样做的还很少。
第四，从成长到成熟也需要时间，中国有一位技术专家曾经这样写到：“中国技术发展的历史实际是一部技术引进在中国不断消化的历史”。解放前，我们主要是靠引进西方的技术，建国之后我们开始从苏联引进技术，改革开放之后又从西方引进技术，真正考虑到自主创新强调创新能力也就是过去二三十年，所以我们创新体系建设时间还不长，任何一个国家想形成比较完善成熟的创新体系都需要磨炼。日本从明治维新开始，经过一百多年的努力，到七八十年代才真正在全世界取得创新的成功。
当然，治理体系也同样需要更多的时间来磨炼。
5）如何认识创新发展的现实
1）谦逊自信心态
首先，我们要有一种谦逊自信的态度。中国设定的目标是要在全世界成为创新大国、创新强国，这点我们要有充分的自信心，中国过去这些年发展的历史也使我们对这点有充分的信心。
但是我们也要认识到，这个世界从来没有哪一个国家可以在所有领域独占鳌头，永远成为科技霸主，所以即使我们成为全世界的强国，仍然还有很多领域不如其他国家，仍然需要跟其他国家进行交流和合作。从这点来讲，我们的心态也可能要从原来的什么事情都想争第一，一定要比一比、拼一拼，进入到一种正常的心态，就是我们有强的地方，也承认有不如人家的地方，需要去学习，去交流合作。
2）务实平常的心态
第二，要用务实平常的心态来看待我们经常碰到的事情。今天可能我们取得了某些值得骄傲的成就，明天可能遇到一点挫折，会让大家觉得沮丧。任何一个国家，包括中国过去的发展就是这样一步一步走来的。这种情况下我们不要因为一时的成功就做出一些不加思索去冒险的事情。当然另外一点，也不能因为有一点挫折就徘徊不前而碌碌无为。要看到我们在过去追赶的过程中还是有很多短板需要尽快补上来。所以，这种平常心态可能也是我们下一步需要磨炼的。
3）开放包容的心态
第三，要有一种开放包容的心态。这点也非常重要，尤其中兴事件出来之后有各种各样的讨论。其实这些事件不只是现在出现，今后还会出现，这些事件的出现不能作为我们闭关自守的借口，闭关自守的创新是永远没有出路的。开放创新和自主创新不是对立的，对中国这样的发展中国家来讲，我们必须坚持开放创新和自主创新并行不悖。
第四次工业革命中国应该做什么？
如果我们对中国的创新能够有清醒地认识，那么第四次工业革命中国到底应该做什么？
1）科学研究补短板
首先，中国的科学研究需要进一步补短板。
麦肯锡对中美科技创新实力做了分析对比，我们在有些领域，例如高铁、太阳能、家电等，确实是全世界领先的。在一些传统产业领域，像建筑材料、建筑机械等，也是领先的。
但是，另外我们也不要忘记仍然有很多短板。在以科学为基础的产业里，不管是制药、半导体设计，还是特殊的医药化工材料等领域，我们的差距仍是巨大的。很多用户导向的行业里，我们仍然也有很多差距。从这点来讲，中国需要进一步投入到科技上，去补短板，尤其是在一些基础研究领域要进一步补短板。
2）技术创新架桥梁
第二，技术创新架桥梁。最近我和同事们在研究中国在人工智能方面进展的情况。中国在人工智能领域的学术论文发表已经在全球排第一。
另外，如果我们看人工智能领域的专利，会看到一系列耳熟能详的名字，像IBM、三星、佳能、NEC、谷歌等等，但仅有一家中国公司——国家电网做了一些特殊贡献，可能大家没有想到国家电网会在这方面领先，国电希望架设全球智能电网，所以做了很多研究。但是很多我们很熟悉的中国公司在这方面还是落后的。从这点来讲，我们需要积极思考学术研究跟企业应用之间怎么样加强联系。在国外，很多高校研究做得很好的，经常就被企业挖走了，我读书的母校卡耐基梅隆大学，前两年整个团队被硅谷企业挖走了。当然学校的领导很不高兴，但是从国家创新角度来讲很正常。
3）制度建设谋远略
最后一条，也许是最重要的一条，就是制度建设谋远略。
首先是社会预见，我们原来很多科技发展基本是由市场决定，由科学家来决定。但是第四次工业革命的很多技术，背后的选择涉及到伦理问题、涉及到价值观念的问题。在这种情况下，一些技术有巨大的风险，所以在这些技术的选择过程中，社会各个方面不能袖手旁观。在科技政策研究领域有一种社会预见的方式，也是目前各国政府都采用的，就是来探讨这些技术未来的发展有哪些可能的选择，这些选择背后的社会影响是什么，然后通过各种机制来邀请社会各界，包括公众、科学家、社会科学家等，共同参与这些选择，所以社会预见可能是我们首先需要考虑的，而且在这个基础上构建一种多方参与的决策机制是我们必须考虑的。
第二点叫做同步设计。像我们今天碰到的很多问题，包括环境污染的问题，其实设计时本身就出了问题，所以到最后尾端再解决已经晚了。很多对于伦理道德的思考，对于社会风险的分析，也要在设计过程中就考虑进去。正因为如此，美国的电气工程协会已经出台了好几版关于工程设计中的伦理守则，我非常高兴地看到中国相关的专业协会也出台了这方面中国版的守则。希望有更多的科技工作者能参与其中。而且更关键的是，我们的高校应该在工程设计、在各种课程当中把这些问题考虑进去。例如咱们清华的张左老师就开设了关于人工智能伦理问题的课程，希望这样的课程能够在全国、全世界的工程教育当中普及开来。
第三是适应性治理。当我们的很多科技发展面临风险的时候怎么办？如果简单行事，一下子从政府的政策和规制上卡住，也许风险没有了，但技术创新也无从谈起。最近这些年，各种网络新的服务，如网约车就面临这样的问题，一方面需要鼓励创新，但是另一方面对它产生的各种风险、对社会不利的影响也需要进行有效的规制。传统的规制体系是政府高高在上，对企业的规制、惩罚就像猫抓老鼠。但是在一些新的技术领域方面，政府对这些创新的了解非常有限，在这个时候企业和政府也许应该形成一个新的伙伴关系，企业跟政府一起来探讨什么样的方式规制行业对创新更加有利，同时也能最大可能地减少对社会的危害。所以这种适应性治理就需要政府和企业双方调整角色，共同来推进治理体系的完备。
第四，全球参与。人工智能、基因编辑等很多新的领域，都给全世界的科学界、政府提出了挑战，各种各样的国际会议都在讨论通过什么样的方式建立全球治理的机制，来消除这些创新带来的各种风险。过去在这样的过程中，中国很多情况下都是缺位的。但是今天中国已经跟其他的国家一起在头班车上，中国有能力也必须参与到这些规则制定当中。在这方面我们要和全世界其他国家一起来打造人类命运共同体。落实到具体，希望学科学、学工程的学者和专家，也能参与到相关的政策讨论当中。
最后，第四次工业革命有可能给我们带来美好的发展前景，也许我们可以仰望星空畅想未来，但也有可能成为机器人的乞丐， 这中间还有更多不同的可能。哪种可能会成为现实？人类未来的命运就在于我们如何把握第四次工业革命。
谢谢大家!
