——第十四届国际工博会科技论坛院士圆桌会议观点集萃

　　院士圆桌会议是每年上海国际工博会科技论坛中关注度最高的品牌活动，今年因其讨论主题——“‘第三次工业革命’的影响和上海的选择”而更受关注。在上海转型发展的关键期，恰逢国际上第三次工业革命的议论风生水起，究竟何谓第三工业革命？如果这一切确实存在，那上海又应如何顺应并有自己的作为？请听院士专家们的睿智之言。

当前值得关注的技术和产业发展方向

　　倪维斗（中国工程院院士、清华大学教授）：新能源本身肯定要比常规能源昂贵，现在很多国外的再生能源企业也碰到很大的困难，原来搞能源电池的都发展得不理想。中国的新能源产业也遇到很多困难，所以我们怎么来平衡可再生能源和传统能源发展的度，就显得特别重要。对传统的东西弃之一边，一味要搞新的，新的也搞不上去。有些虽然是新产业，但中国没有新的技术创造，做了半天还是加工者。

　　从这个角度来说，我感觉应该是双管齐下，首先对传统工业中一些集中的、大规模的产业，要进一步提高其效率、减少污染，譬如煤的清洁利用，新型内燃机方面很多的新技术都可以用来提高能效。其次对既符合我们发展需求，又符合第三次工业革命方向的东西，如全分布、全物联网，要抓住几个关键点，把它集中起来做好。双管齐下，而不能只顾一头，要不然又会掉到人家的坑里面去。

　　另外，我再强调一下天然气的问题。天然气在我们国家应该是这几年发展最快的一种能源，天然气是个好东西，但是怎么利用才更能发挥其优势，值得研究。如果都拿天然气采暖，简直是暴殄天物！天然气是比较好的可以分布式利用的能源，我们应该考虑把天然气作为我们迎接第三次工业革命的一部分，如果能抓住国内大力发展天然气这个时机，把天然气作为推动我国能源系统变化的桥梁，变成我们分布式能源的一个切入点和第三次工业革命对接，这个意义就大了。

　　褚君浩（中科院院士、中科院上海技术物理所研究员）：

　　当前发展分布式可再生能源是一个大趋势。单纯发展可再生能源还不够，必须要实现分布式的可再生能源智能化调控，并且广泛加以应用，这也是所谓能源互联网的构想。举个例子，除了我们现在谈到的太阳能电池、风能发电等可以送到网里，跑步机产生的电也能接到这个网里面去，汽车在马路上开，压在马路上会有压电效应，就像有些小孩子的鞋子在走路的时候会发亮。人们产生电的形式是多种多样的。风吹树叶，压电材料覆盖在上面也可以发电。理论上所有的其他形式的能量都可以发电，都可以送到能源互联网中去。所以分布式能源的应用是非常广泛的。

　　江东亮（中国工程院院士、中科院上海硅酸盐研究所研究员）：

　　美国总统奥巴马在去年6月份提出了“材料基因工程”的宏大计划。其核心是重新塑造美国在全球制造业的竞争力，而制造业竞争力的基础就是材料。

　　按统计的观点来看，任何一个新材料从发现，到改进，再到性能的优化，最后到能够应用，平均周期大约是20年。而美国新材料基因工程计划的目的是要从材料的基础研究出发，把平均20年的研制周期缩短一半。这个计划实质上就是想从源头上，从原子、分子排列的基础层面，从各种化合物的组合来揭示材料内部的基本结构和能量状态，构建模型，之后进一步结合技术积累、先进制备工艺技术的优化，来加快新材料的研发，改变传统研究方法中“反复试验”的“炒菜”模式。据了解，美国实施这一计划首先就是要建立一个材料数据库，涉及所有的元素和化合物的结构、各种材料及化合物的物理化学数据。接下来，根据应用对材料性能的要求，通过原子、分子排列及化合物结构的计算机模拟和仿真，来预测材料性能和指导制备某种能够满足需求的材料。

　　比如说高超音速飞机所需的材料，在数倍于音速的前提下，何种材料可满足对疲劳强度、振动、力学以及耐高温性等的要求，这些性能的选择和优化一定离不开对元素、化合物等的了解，有了这样的基础数据库，再通过前期计算机模拟、后续优化工艺等手段，就能加速新材料研制的过程。

　　阮雪榆（中国工程院院士、上海交大教授）：

　　关于第三次产业革命，英国《经济学人》杂志的分析是，数字化制造将引领第三次工业革命。我个人认为，数字化制造是第三次产业革命的关键技术之一。

　　数字化制造据我的理解，大致包括以下几方面的技术领域。第一个领域是图形学。高级图形学实际上是虚拟的，比如说风洞，上海已经有了物理风洞，但是我们有一个数字化风洞，可以大大节约风洞的试验成本和时间，大部分物理风洞的研发工作可以由数字化风洞来代替。上海通用已经在用我们的数字化风洞了。尽管数字化风洞和物理风洞相比还有一定的差距，但是至少说明这是一个方向。

　　第二个功能是高效设计，CAD技术经过数字化改造以后，形成了一种高效数字化技术，实际效率能提高十几倍，这称之为智能成型技术，这一技术我们可以开发出来，平均效益可以提高8倍。

　　第三个功能就是产品性能预测，如数字化风洞就是一种产品性能的预测，包括安全性、结构等，都可以用数字化制造技术来得到一个更好的效果，我们也做了这方面的工作。

　　第四个方面就是优化和“稳健”设计，我们造船经过数字化优化以后，材料的强度增加了近一成，钢材节约了百分之三十几，目前这一技术已经用了，是国产的。

　　还有就是“反求”功能和现在很热门的快速成型，典型的包括现在的3D打印。

　　戴尅戎（中国工程院院士、上海交大医学院教授）：

　　第三次工业革命实际上是一场数字化革命，而导航技术的发展将是这次革命所带来的又一个划时代的进步。在医疗上，特别是神经外科、眼科的一些精细手术，不允许有分毫误差，而医师手术技术的培养和训练，也成为难题。目前，外科手术精确导航、虚拟训练、远程甚至异地遥控乃至机器人手术，将在这次工业革命也是科技革命中迅速实现。

　　目前制作、安装假牙，要通过取牙模、制模型、预制、修正、试戴、加工成品等多道工序，一般约需半月左右。而目前已在研制“椅旁计算机辅助设计与制作的全瓷牙修复技术”，可以使牙缺失的病人在不久的将来，通过一次门诊，利用就放在口腔治疗椅旁边的三维快速原型陶瓷制造设备，等上一至数小时，就“立等可戴”，装上假牙。

　　工业生产与科学技术的发展，是医学科学特别是临床技术进步的基础。CT、磁共振、超声成像和胃镜、肠镜、腹腔镜、关节镜、心血管介入治疗等等微创技术，救治了大量病人并减轻了治疗过程的痛苦、风险和经济负担，但上述各种高端医疗设备90%以上为进口产品。现在又出现了三维快速原型制造设备、各种导航、虚拟训练、遥控设备等，能否改变清一色进口的局面？其中涉及各行各业技术革命的三维快速成形制造设备特别值得我国政府加以重视，迅速着手研究发展，力争不在起步时就落在其他国家后面。

应高度关注和重视第三次工业革命

　　倪维斗（中国工程院院士、清华大学教授）：

　　我感觉从人类发展的大方向来说，《第三次工业革命》这本书的一些观点原则上是正确的。

　　回顾一下人类对能源的利用变化，从原来分散的利用(烧柴火、烧木头，到烧煤炭)，到后来煤炭出来以后慢慢集中，以煤炭为主的工业革命使得各种蒸汽机，包括后来的煤炭电站发展起来，一直到石油天然气时代。现在因为地球气候、生态环境的变化，要求人们慢慢又要回复到分布、分散的用能状态，从分散到集中花了上千年时间，现在从集中到真正的分散，也可能需要很长的过程。所以与其把它称作“革命”，不如称之为“进化”，因为这是一个渐变的过程，不是突然变化的过程。

　　我感觉这个渐变的过程和我们各个国家的发展阶段是密切相联系的，一个国家或者全世界都不可能一刀切来解决这个问题。比较早的工业化国家的过程和我们新兴国家（比较后发展国家）的过程是完全不一样的。

　　第三次工业革命两句话，一个是全分布式、一个是全信息化（全互联网式），这个过程会遇到比较复杂的问题，要克服很多束缚，这里面主要的问题来自体制，现在每一个行业都是一个利益集团，电网、石油都是很大的利益集团，他们所设想的东西跟第三次工业革命是不一样的。

　　戴尅戎（中国工程院院士、上海交大医学院教授）：

　　我觉得比起前两次工业革命，第三次工业革命一个比较大的区别是源头是多元性的，并且领域也是多元性的。第一次工业革命，主要是从英国开始，其标志是英国纺织工业的形成；第二次是在美国开始，其标志是福特汽车制造流水线的形成，开创了规模化生产时代。而第三次工业革命是多源性的，起于全球多个国家和地区，其终端也是多元的，涉及许多领域。第三次工业革命对医学进步的促进似乎更加直接、迅速、有效。以三维打印快速原型制造设备与技术的发展为例，仅此一项，就将对医疗技术与设备发生深远的影响。

　　首先，这项技术满足了广大病人、医生梦寐以求的个性化治疗的需要。全世界每年要为上百万不同年龄、不同性别、不同体型的病人置换不同破坏程度的关节，所用的人工关节却只有5～10个规格！而要修复颜面畸形，做到左右对称，就更困难了，手术和植入物的设计必须个体化，要因人而异。

　　金东寒（中国工程院院士、中船重工集团上海711研究所所长）：

　　谈到工业革命，我理解应该有三点，第一点它一定会产生一大批新技术、新产品，大大促进人类进步，大幅度满足人们的新需求；第二，它能极大地改变人类的生产和生活方式；第三，能够形成足够长的产业链，满足就业需求。里夫金先生在《第三次工业革命》这本书里明确提出，信息技术加上可再生能源是第三次工业革命的特征。对于这个提法，我基本上赞成。

　　不管可再生能源是不是属于第三次工业革命的特征，我个人认为在中国发展可再生能源是非常有必要的。发展新能源和可再生能源能够为中国未来的可持续发展提供支撑，可以改善我们国家的能源安全性，可以缓解环境污染。

　　金亚秋（中科院院士、复旦大学教授）：

　　关于第三次工业革命，好像有两种不同的意见，一种意见是说第三次工业革命会终止中国的崛起，这是比较悲观的观点。这种观点认为中国的发展基于低端制造业，而低端制造业是难以决定一个国家的发展或者某种大趋势的。还有一种观点认为，中国将引领第三次工业革命，这当然令我们很兴奋，但是我们到底能不能做到，的确是任重道远。所以希望全社会特别是领导层、工业界、科技界、教育界，以及社会各界，都能够来议论这个问题。

　　芮明杰（复旦大学管理学院教授）：

　　中国以往实际上错过了两次工业革命的机会，导致了中国的经济发展过去一直是处在比较落后的状态。作为一个最大的发展中国家，通过改革开放三十多年的努力，我们的工业化水平在规模上已经取得了很大的成就，从2010年起，我们的制造业产值超过了美国，成为世界第一。但是我们不是制造业强国，我们的制造业基本上还是处在价值链的低端，我们的制造技术水平与发达国家相比还有较大的差距，高端制造品许多还依赖进口。

　　因此，如果第三次工业革命真的到来，我们不做相应的应对，与第三次工业革命失之交臂的话，很有可能会再一次拉开与发达国家的差距。所以在今天，我们需要研究第三次工业革命会不会发生，所发生的机遇，所导致的工业和技术发生变革的重大方向究竟在哪里，以及我们究竟能够抓住什么样的机遇，从而使中国真正成为一个工业强国，我觉得这是一个非常重要的议题。

　　查亚兵（国防科大信息系统与管理学院院长、教授）：

　　里夫金先生提出五大支柱的想法，第一个支柱是指能源结构转型，就是要用可再生能源，这个没有任何的怀疑。第二个和第三个支柱是指可再生能源是分布的，所以要把能源就地收集、存储起来，然后尽可能的就地使用，这也是没有异议的。但是在就地应用的过程中，一定要把大家连起来，因为可再生能源确实有间歇性，所以第四个支柱就叫作能源互联网。第五个是电动运输工具，为什么把这个具体的事情作为支柱之一，我们理解是这样的，电动运输工具至少有三个属性，第一，它本身就是使用绿色能源，用电来驱动，而现在汽车本来就是我们地球上的一个污染源；第二，汽车是能储能的，白天开完了回家，储的电还可以给家里面用，因此汽车本身就是一个储能设备；第三，汽车是可以机动的，开到哪里就可以把能源带到哪里。基于这个理解，第三次工业革命的这种说法我们基本上是认同的。

　　汪品先（中科院院士、同济大学教授）：

　　改革开放30年来一个重要的经验，就是注意国际发展动向。现在说“第三次工业革命”，也应当从国家战略研究的高度来看。这种战略研究，最好不要背对背，外国搞外国的，中国搞中国的，而是结合起来，参加到国际战略研究当中去。上海应该开这个头，能不能率先进入国际，不是背对背、而是面对面地来讨论这类问题。

　　具体来讲，过去我们做得不好的是往往抓住某一个现象，而不是去抓住事情的本质。现在“第三次工业革命”报道比较多的是制造业的3D打印，但里夫金主要讲的不是这个，而是互联网技术和可再生能源，主要讲通讯和能源的变化引起整个的产业变革，这个才叫产业革命。其实里夫金后面还有一个更深的含义，是说整个产业、整个社会，从原来的垂向变成横向结构，他那本书“第三次工业革命”的副标题就是“侧向力如何改变能源、经济和世界”。第二次工业革命使得财富、管理都集中了，第三次工业革命反过来，变成横向结构。每个人的手机就是信息的终端，每个家庭就是能源的提供者，居民也会从城市回到农村去，管理也会从金字塔式的垂向变成横向。

　　里夫金的说法也无非是国际战略研究中的一种观点，并不就是共识。他说的这种未来是不是真的？这种预测对不对？这些就是我们要研究的。而我们的研究应当和国际的研究结合起来，从根子上来研究。科技、经济的战略研究至关重要，但“革命”两个字确实要慎用，我非常赞成倪维斗教授讲的“渐进”的意思。回过头来看我们的战略研究，国际上有的是对的，有的是错的。上世纪80年代托夫勒“第三次浪潮”对信息时代的预见，现在证明是对的；90年代美国的约翰·霍甘发表了一本书叫《科学的终结》，说科学到了20世纪末，大部分问题都已经解决了，科学都结束了，现在看来当然是错的。

　　国际上战略研究很多，气候变化就是一种，当前酝酿的“地球工程学”也是一种。我们都需要采取积极参加、但是不盲从的态度，这就是指的创新思维。是不是我们也能发起和主导国际战略研究呢？起码要避免国际战略研究的误导现象。

　　陈凯先（中科院院士、上海市科协主席）：

　　目前大家都注意到，关于第三次工业革命这样一个说法，现在还没有取得完全一致的意见，还存在不同的看法和争议，包括第三次工业革命是否已经成型，是否已经到来。但不容否认，这场将引起产业发展和重大变化的技术革命已经开始初露端倪，它的影响已经客观存在，我们都可以感觉到。一个重大革命性技术的出现，是人类发展史乃至世界历史上并不多见的机遇，抓住历史机遇，有可能帮助我们实现后来居上的发展。

　　科技成为核心驱动力就需要我们摒弃浮躁，深入冷静地讨论分析今天的社会发展状态，关注全球科技和经济发展的动向，更好地借助科技的力量来帮助推动我们国家和上海站上全球价值链的最高点，真正实现为上海“创新驱动、转型发展”服务的目标。

上海应在这场工业革命中有所作为

　　倪维斗（中国工程院院士、清华大学教授）：

　　我感觉上海市对这个趋势非常重视，开过好几次这方面的会议，这反映了上海的感觉比较灵敏，更早地认识到这个问题。在双管齐下的背景下，上海怎么做？建议上海应该首先发挥在工业方面的优势，不仅在大飞机、大型燃气机等方面做出品牌，还要发展大型的化工设备、煤化工，包括将来的二氧化碳捕捉和利用技术，这些上海有科研优势、产业优势的地方一定不要放松，要做得更好。

　　第二，结合第三次工业革命的一些分布式、信息化、互联网的东西做一些工作，比如说新材料的开发，要往前瞻性、可再生能源利用的材料和技术上多作考虑，包括各种储能技术、蓄能技术，还有小型、高效的发动机，要结合全分布式、应用电网式的关键技术和关键材料，抓住几个重点做起来。同时以天然气在上海逐渐推广为切入点，把天然气作为一种分布式应用的推动力做起来。现在天然气的发展，还是一个传统方面的应用，没有把应用天然气作为第三次工业革命的起头，上海在这方面能不能作出一点自己的贡献来？

　　褚君浩（中科院院士、中科院上海技术物理所研究员）：

　　上海作为全国领先城市，要在推动新工业革命方面走在前面，要进一步分析面对新产业革命可能的措施，在政策、人才、产业的布局上给予充分的关注。尤其要注意一些现在看来偏小的技术和方向，有一些事情要敢于实行。

　　现在上海对有些事情是想到了，但是实行上还是有一些迟疑，有些扶持得还是不够，比如说光伏太阳能薄膜电池，这个也是分布式能源，大家的手机每天都要充电，如果手机底板或手机套覆盖柔性薄膜太阳电池的话，手机的充电就会变得更灵活。那是属于高端太阳能的应用。现在市场上主要是硅基平板电池，将来要开发二代、三代电池，互为补充。新技术的设备研发、人的需求，与科学技术上实现目标的可能性研究结合，就会产生许多新的技术、理论，产业也会发展。我觉得上海这方面还可以进一步解放思想。

　　阮雪榆（中国工程院院士、上海交大教授）：

　　上海要重振制造业，数字化制造是不可缺少的方面。为帮助企业来共享我们的成果，优化工业布局和产业结构，缩短和国外制造业的差距，我建议成立上海市数字化制造技术研究院。

　　这个研究院的功能应该有几个，一个是研究开发的功能，第二个要有技术扩散的功能，把这个技术不断向上海及周边地区，乃至全国扩散应用。第三个功能要培养人才，大量培养掌握高技术数字化制造的人才。这个研究院的运作，我个人的建议是在国家CAD工程研究中心和上海模具技术研究所的基础上来组建。我们这个工程中心不比美国任何一个中心逊色。再加上上海市和全国的支持，我们有信心建好数字化技术研究院。我相信，以这个研究院为起点，上海制造业水平有望大幅提高，上海制造业的人才也可以藉此产出，并可以为上海探索出一条现代制造业发展的道路。江东亮（中国工程院院士、中科院上海硅酸盐研究所研究员）：

　　尽管上海今年年初也开了一个关于材料基因组计划的研讨会，但我总体感觉上海在材料基因组计划方面的部署动作较慢，反应并不积极。上海发展材料科学的基础是很强的，有很好的研发平台、研发基地，特别是高水平的研发队伍，如果加以重视的话，完全可以在国家启动这一计划的初期确立定位和制高点，从材料系统这个角度对国家的创新有所贡献。为此我建议，上海有关部门能集中相关材料研究的核心团队、建立数据库，开发资源，多学科群策群力，争取在新材料研究上做出特色。

　　金亚秋（中科院院士、复旦大学教授）：

　　实际上能否实现中国崛起，或者说实现中国在第三次工业革命当中的一个地位，涉及到能不能把现在20岁左右的一代年轻人培养成才这样一个非常严肃的课题。

　　坦率地讲，中国的中学生是相当能干的，但是越到后来，进步越小。这是一个很严肃的问题，以后大学教育不单单是大学的问题。以前有一个军事家说，战争很重要，但它不仅仅是将军和士兵的事。我把它转过来说，大学教育很重要，它不仅仅是老师和学生的事，而是全社会的事。所以希望我们在议论第三次工业革命的时候，应该把我们大学教育、人才的培养，最终成才这样一个问题提到一定的高度，因为实际上任何技术、任何工程，最终都是要人来实现的。

　　金冬寒（中国工程院院士、中船重工集团上海711研究所所长）：就上海怎样发展新能源产业，我提几点建议。第一，上海应成为新能源技术的示范中心，有很多先进的技术，可以在上海进行示范，经过示范后会带动整个产业链，会催生现代服务业和先进制造业；第二，上海要成为新技术的研发中心，因为上海是信息的汇聚地，有很多的人才，有很好的工业基础，比如在内燃机方面，两个国家级的研究所都在上海；第三，上海要成为高端零部件和关键设备的制造中心；第四，要成为产业链服务中心，这一点是符合上海产业地位的。

　　查亚兵（国防科大信息系统与管理学院院长、教授）：

　　我们注意到上海的领导就第三次工业革命这件事已经作了很多的发言，我们也深受鼓舞。在这里，我们强烈建议，不要因为今天可能技术上不成熟、经济性还不是很好就不布局。当年信息高速公路铺设的时候，也有人说我们的高速公路都没有建好，搞什么信息高速公路。但是如果当时没有铺设信息高速公路，我们今天的互联网发展会落后很多年！所以，我们迫切地希望在上海这么一个重要城市，先把这个发展起来，我们也非常愿意为此出一份力。

　　芮明杰（复旦大学管理学院教授）：

　　首先，在第三次工业革命的背景下，上海既然要成为可持续发展的国际化大都市，从产业和经济的发展角度来讲，至少有两个方面要慎重思考与选择：第一是上海面向未来的有国际竞争力可持续产业体系应该是什么？这个产业体系里面制造业我们发展什么，服务业发展什么？上海目前正处在一个转型发展的时期，换句话说，我们正好处在重化工业阶段完成之后，开始向服务经济阶段转型的一个过程，在这样一个过程当中，如果恰逢新的工业革命兴起，我们应该要从抓住这个机遇来考虑，对我们原有定位的产业体系进行的选择进行再思考、再选择。如果产业体系定位清楚的话，那么我们未来发展的路径是什么？有什么样的方式方法来推动这样的路径，这就是新一轮工业化道路的选择问题。

　　上海未来有国际竞争力可持续的产业体系，首先离不开能源使用结构可再生性的考虑。未来上海再生能源在整个能源消耗结构里究竟应达到怎样的一个长期目标，是一个很大的问题。我觉得上海应该在这方面做出表率，在“创新驱动、转型发展”的过程中，逐步把目前的产业体系转变为低碳、绿色、可持续的产业体系。当然能源问题的解决实际上是一个系统的问题。这是一个生产方式和生活方式的重大变化，面对这个变化上海要有自己的答案。

　　其次要重新思考的就是制造业，在服务经济为主导的条件下，上海的制造业究竟发展什么，上海要不要搞数字智能制造？具体发展什么？这些应该更多地交给市场考虑，交给产业资本选择。过去，上海的制造业发展进行了多次的转换，在制造业转型过程中我们究竟获得了什么，丢掉了什么？我们跟在发达国家后面，接受它们的产业转移，究竟提高了我们的哪些制造基础？我们现在和国际相比到底有多大的差距？我们的发展重点究竟在哪里？要思考的问题很多，所以这个讨论非常必要。

　　另外，我觉得非常重要的是要倡导高级制造技术人才的培养。我觉得这个问题非常重要。美国总统奥巴马提倡的美国再工业化战略里有一个非常重要的政策，他们认为美国要重新夺得世界制造业的领袖位置，就是要培养制造业的全球领袖人才。我觉得我们在这方面有待全社会的努力，特别是教育界的努力，没有优秀的产业技术、产业经济高级人才，是不可能抓住第三次工业革命给我们上海带来的机遇的。

荐稿人:wdl 2012-12-12  执行编辑:wdl 2012-12-12  责任编辑: lxl 2012-12-13