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二、第六次科技革命的機遇與挑戰
依據上述分析，21世紀大約有三次科技革命，即第五次科技革命（約1970～2020年）的下半部（信息革命后期）、第六次科技革命（約2020～2050年）和第七次科技革命（約2050～2100年）。這里重點討論第六次科技革命。
關于21世紀的新科技革命和科技預測已經有大量研究。許多預測研究考慮了多種因素，但主要基于科技發展趨勢。從人類文明和世界現代化的科技需求的角度進行分析，可以豐富和擴展我們對第六次科技革命的認識。這種從需求角度的預測分析，有可能反映第六次科技革命的一個側面，而不能反映它的全部。關于前五次科技革命的歷史回顧，可以為分析第六次科技革命提供一種借鑒。
1.前五次科技革命的歷史回顧
一般而言，科技革命是一個歷史過程，具有起點、終點、內容、特點、標志性事件和世界影響等。關于前五次科技革命的起點、終點、內容和特點等有許多不同觀點，關于它們的標志性事件則有較多共識（表3）。
（1）科學革命的結構和特點
第一次科學革命的主體部分涉及兩個學科：天文學和物理學。從哥白尼的《天體運行論》（1543）到牛頓的《自然哲學的數學原理》（1687），前后經歷了144年，猶如一場科學馬拉松。從伽利略到牛頓，建立了近代物理學的理論體系和實驗研究方法，為近代科學的形成和發展奠定了重要基礎。
第二次科學革命的主體部分涉及物理學，主要包括相對論（1905～1916）、量子論和量子力學（1900～1926），以及X-射線、放射線和電子的發現等。相比第一次科學革命的漫漫歲月，第二次科學革命是一個激動人心的時代。
第二次科學革命的“擴展部分”涉及天文學（宇宙大爆炸）、粒子物理學、遺傳學（基因和DNA雙螺旋）、現代地學（板塊學說）和計算機科學等。
科學革命存在一種“蘑菇效應”。一個重大科學突破，往往引發一叢相關的科學突破，最后形成一次改變科學范式和人類觀念的科學革命。
（2）技術革命的結構和特點
第一次技術革命的主體部分是動力技術（蒸汽機）和機器制造（紡織機和工作母機），帶動部分涉及煤炭、冶金、化工和運輸等。從蒸汽抽水機（1698）到第一條實用鐵路（1825），第一次技術革命大約持續120多年。
第二次技術革命的主體部分是電力技術（發電機和電動機）、運輸技術（內燃機）和電訊技術，帶動部分包括鋼鐵、石化、汽車、飛機和電器等。從發電機（1832）到無線電廣播（1906），第二次技術革命大約持續70多年。
第三次技術革命包括電子技術和信息技術革命兩個階段，它們的內容有一定的交叉。電子技術革命和信息技術革命都包括主體部分和帶動部分，而且帶動部分或輻射面比前兩次技術革命要寬得多，涉及眾多技術領域。電子技術革命持續時間比較短（約1946～1970年），信息技術革命持續時間比較長（1970～2020年）；兩個階段加起來大約70多年，與第二次技術革命的時間跨度相當。
技術革命存在一種“綿羊效應”。一個技術領域的技術突破，可以帶動相關領域的技術進步，或者輻射其他領域，促進它們的技術進步；形成一個又一個的新技術群，從而形成一次改變人類生活和生產方式的技術革命。
20世紀以來，科學、技術與產業的聯系逐步加強，相互關系多樣化。許多新技術建立在科學突破的基礎之上。新技術既推動了科學的發展，也推動了產業的進步。從新科學、新技術到新產品（新產業）之間的時間跨度大大縮短。
2.第六次科技革命的方向和挑戰
從人類文明和世界現代化的角度看，第六次科技革命將以生命科學為基礎，融合信息科技和納米科技，提供解決和滿足人類精神生活需要的最新科技。從科學革命角度看，第六次科技革命有可能是新生物學革命；從技術革命角度看，第六次科技革命有可能是“再生革命”，包括仿生—創生—再生的三生技術革命。
第六次科技革命將上接第五次科技革命（信息革命），下接第七次科技革命（時空革命）。它的主體部分和帶動部分將與這兩次科技革命有關。有些內容是交叉的和跨學科的，依據觀察角度不同可以歸于不同的科技革命。
（1）第六次科技革命的特征和方向
首先，第六次科技革命的主要標志。前面討論了科技革命的三個標準。能夠滿足三個標準的重大發現或發明，才有可能成為科技革命的標志性事件。
信息轉換器：實現人腦與電腦之間的直接信息轉換，引發學習和教育革命。
兩性智能人：解決和滿足人類對性生活的需要，引發家庭和性模式的革命。
體外子宮：實現體外生殖，解放婦女，引發生殖模式和婦女地位的革命。
人體再生：通過虛擬、仿生和再生實現人體永生（表4），引發人生觀革命。
其他標志：合成生命、神經再生、人格信息包、耦合論、整合論、永生論等。
其次，第六次科技革命的主體部分（主要方向）。第六次科技革命是科學革命和技術革命的融合，并與信息革命和時空革命有部分交叉。它的主體部分涉及兩類革命和多個學科，可以和需要分類討論。
第六次科技革命的科學革命部分主要包括整合和思維生物學等。
整合和創生生物學。16世紀以來，生物學發展的基本軌跡是整體—器官（系統）—細胞—分子。似乎這條路已經快走到盡頭；因為人們將會發現，即使把生物體內的每一個分子都搞清楚了，也不能完全解釋生命現象。我們需要開辟新的道路，從分子—細胞—器官—生物體，研究大量分子如何協同、耦合、整合形成細胞？細胞如何協同、耦合、整合形成組織和器官？器官如何協調、耦合、整合形成生物體？這個過程是自組織的。目前，自組織理論、協同學已經誕生，耦合理論、整合理論還在孕育之中。今天，我們正在揭開人體的全部遺傳信息，我們已經認識了成千上萬的生物體內的分子和細胞，以及各種組織和器官。如果把這些分子、細胞、組織、器官組裝起來，能否“制造一個生命”？生物體與機器（技術）的多種組合，能否創造新的生命形式和新的物種？
思維和神經生物學。人腦是思維的載體，神經系統是思維的工廠，心靈是思維的動力源，它們都是如何工作的？人腦認知和創造性思維的機理，人腦信息加工、儲存、提取和再現的機理等，非常有挑戰性。對這些問題的認識，將改善人類的智慧，推進信息技術的革命性發展。
第六次科技革命的技術革命部分主要涉及再生、信息和納米工程等。
生命和再生工程。對生命的操縱有違人類的現行倫理道德，但是，人類將逐漸具備操縱生命的能力。首先，操縱遺傳物質，改變生物特性，制造新物種。其次，操縱神經系統，改變生物行為特征。其三，操縱生物節律，實施人工休眠和人工喚醒，改變生物的生命周期。其四，操縱生物細胞，實現體細胞無性繁殖（克隆）。其五，操縱組織器官，進行組織器官的體外培養，隨時隨意替換生物體的任何組織或器官。其六，操縱生物生殖，進行體外受孕、體外懷胎（人造子宮），實現體外生殖。其七，操縱生物性狀，建立“生物工廠”，生產人類需要的產品，如干擾素等新藥。其八，操縱生命形式，實現生物和機器的組合。再生工程包括細胞、組織、器官、軀體、人體和物種的仿生、創生和再生等。人造組織和器官如人造心臟、肺、胃、皮膚、骨頭、血、血管和肢體等實現產業化生產。
信息和仿生工程。與第五次科技革命有交叉。人腦思維和動物信息處理的數字化模擬和仿真，實現信息和知識的無阻礙獲取、現有信息傳播渠道的整合等。開發以新原理為基礎的計算技術，大幅度提高計算速度。模擬人腦的認知和思維原理，并行處理和整合各種類型的信號，逐步建立非線性推理功能（直覺），具有部分人類情感。開發新的網絡技術，大幅度提高信息傳輸速度。“信息轉換器”的發明，實現人腦與電腦之間的直接信息轉換，人腦可以直接“知識充電”。“人格信息包”的發明，它包含人的全部人生信息、獨立人格和自主意識，使人的“網絡化生存”和網絡虛擬人（網絡人）成為可能，實現人的“網絡化永生”。
納米和仿生工程。納米仿生材料、納米仿生器官、納米仿生設計和制造等。納米工程指在分子或原子水平上逐個原子地操縱物質，在納米尺度上進行設計、加工和制造等，包括納米結構、納米加工和制造、納米材料、納米器件和系統、納米機械、納米電子元件和設備等。納米工程、信息工程和仿生工程的結合，不僅為我們開辟一個新領域，而且為人類開創一個新的工作平臺。
生命科學、信息科學、納米科學、仿生工程和機器人學的結合，信息轉換器、人格信息包、兩性智能人、人體再生和互聯網的結合，人類將獲得三種新的“生存形式”，即網絡人、仿生人和再生人，實現某種意義的“人體永生”。
其三，第六次科技革命的擴展和帶動部分，涉及兩類革命和多個學科。
生命科學的相關學科。如發育生物學、細胞生物學、分子生物學、信息生物學、空間生物學、認知科學、心理學、生物醫學、再生醫學、分子和生態農業、生態學、仿生學和仿真學、生命和宇宙起源等。目前，我們不確切知道宇宙有多大，人類來自何方，將走向哪里，人類是否是茫茫宇宙的唯一智慧生物。
材料科學和仿生材料。人們對新材料的追求是無止境的，各種材料，如功能材料、智能材料、傳感材料、超導材料、納米材料、仿生材料、生物材料等將豐富材料家族。如果納米技術繼續發展，超微機器人組成的材料將會誕生，這種材料具有“智慧”，可以自我復制、自我組裝等。
地球和環境科學。地球是人類的生活家園。人類關注的問題包括：地球還能存在多久？地球上的資源還能開發多久？全球變化將走向哪里？自然災害能否預防？沙漠化和荒漠化可以控制嗎？碳代謝的平衡和控制，低碳生活和非物質化，污染防治和生態現代化等。在地球上，物質資源是有限的，環境變化是無限的，自然災害是無情的。人類要在地球上長久生活下去，就必須認識地球，愛護地球，適應地球。
綠色超級制造。隨著信息工程的發展，電腦將具備人類的智能。綠色超級制造就是指利用超級電腦系統進行的環境友好的智能制造。它將與微加工和微制造技術結合，形成微器件、微設備、微工藝、微設計、微生產等的自動化。它將把人類從繁重的體力和腦力勞動中解放出來，創新和享受將成為人類的主要活動。
綠色超級運輸。運輸工具的功能是把人和貨物從一個時空轉移到另一個時空。現有運輸工具的速度、安全性、操作性都是有限的。人類必將突破現有物理概念，發現新的物理概念，并運用新的物理原理，開發新的綠色運輸工具，實現更快更安全和環境友好的新運輸，最終突破光速的制約，實現宇宙旅行。新物理學革命將帶來新能源和新運輸工具，拉開第七次科技革命的序幕。
此外，空間科技、能源科技、海洋科技、國防科技、人工智能、機器人學、社會科學、行為科學、科技倫理學和現代化科學等，都會受到比較大的影響。
（2）第六次科技革命的主要挑戰
首先，倫理挑戰。人造生命、人造子宮、兩性智能人和人體再生等一系列突破，將徹底改變人類對生命、家庭和性關系的認識，引發重大倫理爭論。
其次，副作用。生命工程、再生工程和仿生工程的技術和成果，既可以促進文明發展和人類進化，也會產生許多新型武器和犯罪形式。