21世纪科学技术革命展望，本文主要内容关键词为：技术革命论文,科学论文,世纪论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
[中图分类号] G3[文献标识码] A[文章编号] 1004-4434(2006)06-0001-08
一、21世纪科学技术革命的酝酿
1.20世纪科学技术革命回顾
经典物理学体系的完成及其直接推动的三次技术革命——蒸汽机技术革命、内燃机技术革命、电气技术革命，造就了20世纪科学技术发展的雄厚基础。20世纪初期以相对论、量子力学的建立为标志的物理学革命，虽然发现了高速、强引力场，微观情形下不同于经典物理学的新的规律，却未能推动又一次新的技术革命。
20世纪后半期的以电子计算机技术为代表的信息技术革命，其直接的理论推动则来自系统理论(以元件构造电路系统、以简单系统构造复杂系统的理论、方法)、信息理论(计算机运用处理、变换信息的理论、方法)、控制理论(以计算机控制物质能量，形成有组织的结构、运动的理论、方法)。
20世纪之前的技术革命，全都没有超越以认识、运用能量为中心的技术时代。20世纪后半期的信息技术革命，则标志着人类从认识运用物质能量资源、工具，转变为认识运用物质、能量、信息资源工具且重在认识运用信息资源工具；并伴随着人类从分析为主的科学方法转变为分析与综合的科学方法，从局部、小系统优化转变为整体、大系统优化，从短期目标控制转变为长远目标控制等同样铭刻着时代特征的观念转变。
2.20世纪科学技术发展的制约因素
20世纪科学技术的进步，特别是信息技术革命以来的飞速发展，使得经济得到了空前的增长。然而，此种经济增长到一定程度，又表现出减缓的趋势；甚至如有些人所认为的，存在不可逾越的“增长的极限”，并在接近这一极限后转为衰退、衰亡。一方面是高新技术日新月异；另一方面是基本自然资源的日益短缺。一方面是人类不断膨胀的消费；另一方面是人类有效生存空间的日益缩小、生存条件的日益恶化。能源危机、矿产资源危机、生态环境危机、人口危机等如乌云一样，笼罩着如日中天的20世纪科学技术的上空[1] (P1-6、P72-166)。
20世纪的信息技术革命，因其依托于取之不尽、用之不竭的信息资源，而具有无限的生命力。有人将信息产业以及与之密切相关的若干产业称为“朝阳产业”，而将诸如石油、钢铁、汽车、机械、建筑、建材、化工、纺织等一系列传统产业称为“夕阳产业”——即日薄西山、没落衰亡的产业。其实，无论信息产业多么重要，它都无法取代传统产业的一切。信息同样有着它的局限性，它需要一定量的物质、能量载体的支持。所谓的“夕阳产业”，对信息来说恰恰都是不可缺少的载体，它们不但不可能“衰亡”，而且不允许有实质性的缩减。“夕阳产业”的提法是完全没有道理的。然而比较起计算机、微电子、通信、激光、音像、自动控制技术等信息产业，传统产业的技术含量、信息量密度毕竟是大为逊色的；即使将信息技术渗入传统产业，将其改造为以信息技术装备的新型产业，也无法从根本上扭转它相对落后的情形。
原来，20世纪信息技术革命所开创的信息时代，还不是完全的、充分的信息时代，它还不得不背负着沉重的载体。这就是载体产业相对落后，载体消耗量增长引起各类自然资源紧缺的深层原因。它正是制约20世纪科学技术进一步发展的主要因素。
此外，20世纪信息技术革命所征服的领域，主要在于工程、机器等人工自然；对天然自然中的高信息量系统——生命和人类自身，基本上仍是鞭长莫及。一方面是电脑的信息量增长、体积的缩小遵循着“摩尔定律”的指数规律飞速发展着；另一方面是今天的人类和古代人类同样被困扰于生老病死的痛苦，甚至因自然、社会、心理环境的恶化而不断加剧。信息技术未能真正深入生命领域，人类生理与心理的种种痛苦难以解脱，不能不是制约当今时代发展的又一重要因素。
超越了经典物理学的20世纪物理学，在为完成理论体系而进行的多半个世纪的努力之后，也遇到了难以克服的障碍：作为其体系的两大主要支柱——广义相对论和量子场论，被发现二者之间存在无法消除的冲突[2] (P115-124)；体系的基本理论模型与实验、天文观测之间，始终存在看着不少无法解释的疑团。于是物理学家们期待着新的重大理论突破，但突破又迟迟未能出现。理论物理学似乎面临着“发展的极限”。科学家们于是将这一理论困难归于现有技术还不能提供更为精良的探测仪器；其实，20世纪物理学已有思想观念的自我束缚，也是制约其突破“极限”的重要因素。
3.世纪末涌动的新潮流
量子场论奠基者之一，美国科学家费曼在距今40多年前曾经提出过用单个原子组装的方法进行满足人类各种需求的生产活动[3] (P34-37)，然而这在当时只能是遥远的梦想。1981年瑞士科学家海因里希·罗赫尔和德国科学家格尔德·宾尼格在IBM公司苏黎世试验室，成功地研制了世界上第一台“扫描隧道显微镜”(STM)，第一次实现了人类观测移动单个的原子；并成功地用扫描隧道显微镜的探针移动单个原子，排列出了各种字母和图形[4] (P50)[5] (P6-11)。这一使人类操纵单个原子从梦想变为现实的奇迹，引起了世界的震惊和高度关注；也标志着人类在纳米尺度原子尺度上变革自然的纳米技术的开端。然而纳米技术最初在实用生产技术上只表现为部分新材料技术，还远远未能表现它从纳米尺度上变革一切信息载体的本质。因而它作为一次新的技术革命还没有真正展开。
作为20世纪信息技术革命主要代表技术的计算机技术，它的发展不仅表现在计算机结构功能的不断进步、硬件软件的不断更新换代上；当计算机、社会、人脑开始相互综合为系统时，就引发了超过计算机技术本身的两项全新的技术潮流——自1986开始兴起的计算机互联网技术(简称网络技术)，和自20世纪90年代兴起的虚拟现实技术(简称虚拟技术)。同样，在其初期，尚未能充分展开其对社会对人引起革命性变异的深远意义，而只是被简单视为计算机技术的副产品或附属成果。
新的潮流在聚汇爆发为时代的巨流前，基本上还是在人们主要视线之外、在地平线之下潜伏的暗流。不仅仅是前面所述的几项，还有众多纵横交错的暗流各自独立地涌动着：20世纪凭借着科学技术综合运用所取得的如生物基因技术、生物医学工程技术、太空技术、海洋技术、新能源技术等方面的重要成果，虽然都未能在20世纪创造出人们所期望的奇迹；但却依然不断涌现着新的希望。
在20世纪物理学“山重水复疑无路”之际，20世纪70、80年代开始，一支另辟蹊径的小小队伍——“超弦理论”的探索者们——打起了追求物理学“终极理论”的旗帜。他们同样为新世纪科学的突破提供着希望；尽管人们还看不到这一希望有可能实现的任何证据[2] (P14-19、130-134、203-220)。从20世纪末到21世纪初，随着所有涌动着的新的潮流流出地面、交融汇合、逐渐展开，21世纪科学技术革命的态势将越来越清晰地展现在人们面前。
二、21世纪技术革命的3项核心技术
1.纳米技术
人类运用扫描隧道显微镜(以及在此基础改进而制成的原子力显微镜，即AFM)[6] (P25-26)，第一次实现了观测、操纵单个原子，意味着人类开始在纳米尺度(一般指0.1纳米到100纳米之间)上认识、变革自然——“纳米技术”的真正含义正在于此。扫描隧道显微镜及原子力显微镜所依据的原理是量子力学规律中的隧道效应。因而，纳米技术的出现，正是20世纪物理学革命迟来的重大技术效果——在沉寂半个多世纪之后，终于将要推出一场可与20世纪信息技术革命相媲美的、新的技术革命，即纳米技术革命。
之所以说纳米技术作为21世纪技术革命的核心技术中最具有新时代特征的首要代表，是因为纳米技术正在从纳米尺度向信息的沉重载体发起一场气势空前的革命，使物质、能量载体缩减到微小世界之中——这正是纳米技术革命的实质。
随着人类认识、把握客体的尺度由大到小，人类不断进入更高水平的技术时代：
定量的认识、把握客体，标志着人类从野蛮时代进入文明时代。
“尺尺度或呎尺度”的认识、把握客体，相应于人类运用自然物质资源生产物质产品的农牧时代。
“毫米尺度”的认识、把握客体，相应于人类运用自然能量的工业时代。
“微米尺度”的认识、把握客体，相应于人类以认识运用信息资源、信息工具为基本特征的信息时代。
“纳米尺度”的认识、把握客体，将使人类摆脱庞大的物质能量载体，进入以精细微小的物质能量为载体，从而拥有认识、变革自然的空前能力的纳米时代。
可见：纳米时代并不是信息时代的结束；纳米时代的“载体革命”将使信息量密度更加提高，信息的作用更加充分的发挥，使人类进入更完全的信息时代。
在21世纪即将全面展开的纳米技术革命的4个主要分支领域——纳米机械技术、纳米电子技术、纳米生物技术、纳米材料技术——中，纳米机械技术，或者说纳米机器人技术，又是领导着整个纳米技术革命潮流的主力。也正是近年来从微机械技术向纳米机械技术迅速进展的实绩，展示着纳米技术作为一次新的技术革命的辉煌前景。
如果说扫描隧道显微镜是人类伸向纳米世界的第一只“手”，那么纳米机械技术，就在纳米世界完成着类似人类在宏观世界从劳动的手向手工工具、机器、自动化生产线、机器人的漫长转变过程。纳米机械技术正是为纳米技术的各领域提供工具、方法的技术。
美国迈特公司微机械专家詹姆斯·C·埃伦博根预言：纳米技术将创造出比灰尘还要小，雾滴般的、具有万能工作功能并可自复制的超微机器人，它们可以通过移动、排列一个一个原子，无所不能地完成人所需要的任何工作[7] (P18-19)。拥有如此神奇技术的时代堪称人类一切梦想成真的时代。也只有具有如此水平技术的时代才有资格被称为纳米时代。
随着技术革命所推进的工具超微化及其消耗能量越来越小，其他传统产业将真正成为夕阳产业而逐步退出经济舞台，超微、万能、自复制机器人则终将成为生产中的唯一工具形式。这一切正是纳米技术革命所实现的“肇体革命”成果的表现。就连人类自身以及与人相关的人工自然设施，也将有可能在纳米技术的推动下走上小型化、微型化的演化发展。在最大限度缩减物质、能量载体的同时，信息量密度及信息的作用将提高到今天难以想象的程度。与信息技术革命紧随着信息时代的到来不同，从纳米技术的兴起，到进入未来的纳米时代，还要经历相当遥远的路程，人们还不知道将要花费多少年代或世代。然而，向着纳米时代这一目标的远征毕竟已经开始。
2.网络技术
计算机互联网的主要成就首先并不在于技术本身，而在于技术与社会的相互综合、相互改造[8] (P15、21-104)。因此，计算机互联网技术的最主要成果是网络社会的出现、演化、发展。21世纪科学技术革命的网络技术，正在经历着从最初的技术性网络到网络社会化、社会网络化的重大转变。
自20世纪80年代开始出现的计算机互联网，最初只是作为计算机软、硬件、信息资料相互备用的纯技术手段和通信的辅助技术方式。从20世纪末到21世纪初，计算机互联网所引起的技术与社会相互作用的深刻变革，是人们始料未及的。网络目前正在成为信息资料交流、通信、经济活动、文化、教育、医疗、人与人之间的社会交往、政府对社会进行控制管理等的重要工具；而网络社会作为众多计算机与人相互综合而形成的技术社会系统已初具雏形。不过，目前的网络社会还无法取代传统社会的许多功能——如物质的交流和能量的作用。
21世纪的网络技术正在向着完全形态的网络社会进化。完全的网络社会将是由众多计算机、处理物质能量的执行机构、网络连接信道、人组成的系统。完全形态的网络社会将表现为完全形态的网络市场、网络产业、网络学校、网络医院、网络文化、网络政治、网络安全系统乃至网络战场等，它们的特征都是通过网络将处理物质能量的工具、设备纳入其系统之中。如网络市场系统，还包括遥控验货机器人与自动送货管道等处理物质的设备；网络医院还包括遥控检测设备、遥控手术机器人等供网上医师对病人身体实施诊断、治疗、手术的工具；网络学校则包括遥控实验装置，以供教师指导学生进行有关的实验；网络产业则包括由网络调度控制的生产、仓储设备；网络安全系统也配备有各种强有力的执行机械等。
在完全形态的网络社会中，处理人与自然、人与人、人与技术装置之间关系的各种联系都将以网络为纽带，网络关系将成为社会关系的主要形式。网络被改造为充满人性与情感的系统，社会将被网络改造为充满技术、知识与理性的社会。如果说电子元器件凭借着集成电路、技术组织为技术系统导致了走向信息时代的飞跃，那么众多计算机、人、工具凭借着计算机互联网组织为技术社会系统就导致了走向网络时代的又一次飞跃。将网络社会称为“数字化社会”是不确切的，因为数字信号仅仅是载体；网络社会的本质是信息化社会，是信息时代走向完全形态的又一重要标志。
3.虚拟技术
虚拟现实技术，就是以人工信息系统中的信息取代人从外部客观世界获取的感知信息，使人获得与生活在某一客观世界中一样感受的技术；或者说，是一种以虚拟的信息世界取代客观世界中的客体，并给予人与实际存在的某一客体等效的感觉、知觉的技术。
从单向传播节目信息的影视转变为接收者可参与的计算机、计算机互联网节目信息和通信信息，可以看作虚拟技术的起点。全身心投入的上网者们仿佛生活在网络虚拟世界之中；但这一虚拟世界只能提供图像、声音信息，远远不能包括它所代表的客观世界的全部信息，如触觉、味觉、嗅觉信息等，也就是说它是“非全息”的。
随着人们实现的虚拟技术对虚拟世界全息程度的提高，自20世纪80至90年代，开始出现了密封舱[9] (P116)、带头套连手脚紧身衣[10] (P192-194、236)一类的虚拟技术设施。密封舱虚拟技术除了以屏幕、扬声器提供“外界”景象声音信息外，还可以提供舱体的各种运动、振动信息并将人的操作信息经过计算机反馈为舱体运动的变化(可以虚拟驾驶飞机、飞船、潜水艇等)；紧身衣虚拟技术则将视、听、触、嗅等各类信息通过紧身衣各部位的信息传感器作用于人的各个感觉器官，使人获得全息的感知，并将人的动作信息经过信息传感器接收器、计算机、信息传感器发生器反馈为外界对人体运动的反作用信息(可虚拟在太空飘浮、在海底游泳等)。
“遥在”[9] (P117-118)虚拟技术，则将虚拟世界中人的动作信息，通过计算机和执行机械作用于异地真实世界中的客体；再将该真实客体所发生的变化，通过计算机反馈为对人的动作的反作用信息(它被应用于以虚拟操作实现真实效果的实践活动)。
尚处于远景设想的更完善的虚拟技术，则是采用信息变换器将虚拟世界的所有信息转变为大脑可直接识别的生物电信息，通过传感器直接传送给人脑的相应感觉中枢；再将人脑的动作意志信息经传感器，经计算机处理后，再由传感器反馈为虚拟世界对人脑虚拟动作的反作用信息。这种虚拟技术，又可以称为人工梦幻技术，它可以使人身体静躺在床上，意识却如身临其境般地在虚拟的宇宙太空或神话世界中遨游。更进一步的虚拟技术，则是使人的意识信息从脑进入计算机中的虚拟信息世界；然而，人的意识信息是否可能以计算机为载体，还是一个有待探索的问题。
虚拟技术的基本特征是将计算机及其他处理传送信息的设备、人脑(遥在虚拟技术还要加上作用于真实世界的执行机构)联结为信息系统，以这一信息系统中的信息关系代替人与真实世界客体的关系。虚拟技术的充分发展将为人提供一个与现实世界等效的虚拟世界生活空间，把人类改造为既可生活在真实世界，也可以生活在虚拟世界的新型生命形式。对于以信息为本质的人来说，所谓真实世界、虚拟世界只不过是不同载体载有相同信息的系统；它们不仅在信息上是等效的，而且全都是客观世界存在的不同形式。这就是虚拟技术所造成的人本身、人的观念的深刻变革。
虚拟技术的本质是实现不同载体上的自然信息、技术信息、意识信息超越人的感觉、运动器官直接贯通与融合；它的成熟同样是信息时代高度发展的重要标志。
三、21世纪技术革命的4项重点工程
1.人类基因工程
基因技术虽然可以视为信息时代中生物领域的信息技术，但在20世纪它的进展远远落在计算机信息技术之后，它的实际效果远小于人们对它过高的期望——通过设计、改变人的基因，治疗一切疾病，按照人的愿望控制人的生命；于是，21世纪成为人类着手实现这一期望的时代。
自1990年起动的人类基因组工程，就是新世纪全面认识、运用人类基因技术的人类基因工程的开端[11] (P9-18、P29)。
这一工程并不是21世纪科学技术革命的新的技术项目，但却是综合运用20世纪、21世纪各项技术实现自身目标的系统性开发工作。通过这一工程，信息技术将真正深入最复杂，最难以认识、变革的人的生命领域。
2.人工生命工程
人工生命工程，是运用与人类基因工程不同的载体实现相同目标的技术开发工程。20世纪生物医学工程、人工智能工程虽然并未能创造出人们所期望出现的种种奇迹——和更换机器零件一样方便地用人造器官取代人体任何不健康的器官，与人一样聪明的、具有组织与学习能力和自我复制能力，甚至具有人类感情的智能机器人，能够测量、记载、贮存人脑全部意识信息的电脑；能够如电脑信息转录一样将转识信息直接录入人脑等；21世纪同样成为人类努力使这些奇迹成为现实的时代。
虽然人工生命的概念是美国科学家克里斯·兰顿首次提出[12] (P3)，然而将生命的本质看作信息、生命可以有不同载体的思想却是控制论创始人维纳早在1950提出的[13] (P82-91)，与人工生命观念相应的技术基础如生物医学工程、人工智能技术也是20世纪后半世纪的成果。因此，人工生命科学技术实际上是20世纪兴起发展的；21世纪的人工生命工程则是将其已有的技术基础，纳入人工生命这一科学思想为指导，并综合运用21世纪技术成果，向着所期望的目标进行的继续开发。
尽管人工生命算不算真正的生命，人工生命有没有可能成为人类生命信息的新的载体形式还存在着争论；然而，人工生命工程正在开辟一条逐步以人工载体取代天然载体，使人类自身以技术手段进化的道路却是毫无疑义的。如果说，未来人类将进化为摆脱现有人类种种痛苦的“超人”，那必定是凭借着人类高度发展的人工生命工程的技术成果[14] (P270-278)。
3.能源换代工程
人类在21世纪面对的重大现实困难之一，便是矿物能源紧缺的危机，尤其是地球石油资源在半个世纪内即将枯竭的危机。石油枯竭引起的与石油有关的产业——如汽车运输业、航空业、汽车飞机及其配件材料制造业等——的终结，将使全球经济发生系统崩溃型的破坏。因而，以有效可行的新能源取代矿物能源，尤其是石油能源——即能源换代工程——就成为21世纪全球面临的重大技术任务。
廉价高效的太阳能发电技术，地热能发电与综合利用技术，核能技术的改进、特别是可控核聚变技术，二次能源中的氡能技术及氢能存贮技术，高能量密度的电池技术，以及各种提高能源使用效率的技术(如超导的技术应用)等都将成为这一工程中的重要项目[15] (P116-121、164-177)。综合运用21世纪的各项技术则是实施这一工程的基本手段。
能源换代工程还包括现有交通运输方式的革命：如电动交通工具和磁悬浮高速列车的普及，管道交通工具的兴起，超导电磁船的广泛应用，以液氢液氧航空航天飞机、空中机场、太阳能氦气飞艇取代20世纪的飞机航空业，都将是这一革命中的重要内容。
能源换代工程的基本构想及其许多技术基础都基本上属于20世后半期；但它的全面实施，则是21世纪的工作。
4.生存空间工程
有限的生存空间与不断增长的人口、需求之间的矛盾是人与自然关系(指物质能量关系)的基本矛盾。自然资源的紧缺，归根结底也是因为生存空间有限。
历史上人类为了开拓新的生存空间而展开的“开发新大陆”的运动，又重现于从20世纪到21世纪困扰于地球大陆现有有限生存空间的人类。在20世纪，开拓新的生存空间基本上还只是一种理论上的构想。从20世纪末到21世纪初，人类已在将这一构想转变为着手实施的工程——生存空间工程。
这一工程大致包括：海洋城市工程——在海面或海底建立以海洋资源为原料、物质能量自给自足的人类生存空间；地下城市工程——运用先进的地下作业手段及人工通风、采光技术多层次利用地壳中人类可以生存的空间；太空城工程——在宇宙空间中建立依靠太阳能、物质封闭循环的、可供人类生活和进行生产的人造天体；星际移民工程——它又分为在地外天体(如月亮)上建立仿太空城的密闭生存空间和将某个天体(如火星)的环境改造为适合人类生存[16] (P14)两个步骤。事实上，将月球、火星开拓为人类新的生存空间的工程，已经开始起动。
除了开拓新的人类生存空间外，21世纪的人类生存工程还应包括彻底改善现有生存空间环境的环境工程和大幅度提高生存空间利用效率的技术(如工厂化无土栽培农业技术、工厂化养殖技术)。
人类生存空间同样是21世纪付诸行动的上一世纪的“梦想”；它的实施同样需综合运用21世纪发展水平的各类技术。
正如历史上开发新大陆给人类的回报远远超过当时航海的可观费用一样；人类生存空间工程对人类的回报，也将远远超过今天所花费的巨额投资。
四、艰难孕育中的21世纪物理学革命
1.弦理论的探索
弦理论的最初思想虽然从20世纪70年代就已经提出[2] (P131)，但其理论的构建应当说是从20世纪80年代开始的。这一全新探索的目标就是抛开20世纪物理学的体系；建立一种将宇宙物质基本要素归一、将自然界全部规律统一，又能充分解释现有物理学所认识的事实、成功地消除广义相对论与量子场论冲突的物理学“终极理论”。
2.弦理论的基本思想
弦理论的基本假定就是把宇宙最基本的物质要素归结为在3维空间中运动着的一维的弦；弦振动是量子化的，完全相同的弦的不同振动模式产生出各种粒子的物理性质。弦理论认为弦振动模式，由蜷缩在大小约为10～33cm尺度范围以内的6维(或7维)空间维的形态所决定；弦及其蜷缩的空间维，具有多种空间形态不同、物理性质等效的对称性。于是，对称性成为解决弦理论各种具体问题的重要工具。而玻色子与费米子之间的超对称性，则在理论上导致超引力及11维的时空——展开的4维时空和蜷缩的7维空间以及由5个弦理论、超引力理论组成的M(膜)理论[2] (P130-202、P223-305)。
3.弦理论探索在21世纪科学技术革命中的地位
20世纪物理学体系存在着经多方努力都难以消除的广义相对论与量子场论冲突等裂缝。包含着如宇宙归一、通过不同运动展现多样性等重要合理思想的弦理论探索，目前几乎成为弥合裂缝、建构新理论的唯一希望；因而在目前可以认为它在21世纪科学技术革命中，代表着21世纪物理学革命的主要潮流。然而，由于这一理论所有预言的事实并没有被证实，加上它过分追求极为复杂的数学完美性，以及追求所谓“终极理论”的偏执，使它又成为一项处于艰难孕育的风险极高的探索。尽管这一探索目前与实验、与技术尚无任何关系(技术仍由“带裂缝”的理论在支撑着)；然而，无论它是否达到预期的目标，它对现有物理学观念的全面挑战，它进行探索的许多有价值的思想和方法，都必将对未来科学乃至技术产生深远的影响——尽管此种影响可能是迟来的。如果说技术革命处于21世纪科学技术革命的显现层次，那么弦理论探索则处于潜在层次。
五、21世纪科学技术革命的思考与对策
1.21世纪科学技术革命的历史地位
作为人类科学技术史上的又一次新的科学技术革命，21世纪科学技术革命的历史地位存在如下所述的特殊性：
首先，从技术革命的角度看，与电力、内燃机、蒸汽机三次技术革命相互区别的关系不同，与信息技术革命开辟的信息时代取代人类认识运用能量的技术时代也不同；21世纪技术革命是信息技术革命的新阶段——向载体革命，以及信息技术革命从技术领域深入到社会和人本身的发展阶段。从科学技术时代上看，21世纪科学技术革命的时代仍然处于信息时代之中，但它与20世纪后半世纪属于发展阶段不同的信息时代。
但是，从科学革命的角度看，21世纪科学技术革命中的21世纪物理学革命，则不属于20世纪物理学革命的继续；它是孕育中的一次新的划时代的物理学革命——从20世纪物理学到它的飞跃，甚至远超过了从经典物理学到20世纪物理学的飞跃。
此外，无论就科学革命，还是就技术革命而言，21世纪科学技术革命都不应是指一个确定的区间时段科学技术发展过程。21世纪科学技术革命，更确切地说，应理解为21世纪开辟的未来世纪的科学技术革命。无论其3项核心技术，还是4项重点技术工程，其目标的实现都未必限定在21世纪，而可能是未来世纪更为漫长的时代。这一漫长时代的细节与进程今天尚无法确定；然而，21世纪科学技术革命所开辟的视野，都使人们今天已经可以依稀展望以往所无法想象的未来胜境，使人类发现自己正处于一个空前伟大时代的入口。
正因为21世纪科学技术革命与过去、未来难以截然划清的关系，它的发展就将表现出更多连续性的特点：新技术取代旧技术是逐步的，新旧时代技术长期并存的局面将是正常现象。然而，无论如何，新时代科学技术革命的潮流将日渐强大，势不可挡。
2.21世纪科学技术革命时期的思想观念
任何时代思想观念，归结结底都是相应时代科学技术发展的意识升华。先进的科学技术终将产生出具有时代特征的先进的思想观念。
然而，21世纪科学技术革命是20世纪信息技术革命的新阶段，因而它的主导思想观念，仍然应当是从认识运用物质能量资源工具变为重在认识运用信息资源工具相对应、相伴随的思想观念转变的成果。
上述思想观念在21世纪科学技术革命时期的继续发展，可能主要表现在两个方面：
第一就是对复杂性与简单性之间关系的更深入、更具体地理解。纳米技术革命发起的载体革命，其目标是使得追求简单性的物理学，在技术上以最优的方式服务于包含着巨大复杂性的信息、系统与控制；它在理论上则促使人们去发现(或探讨、质疑)复杂性与简单相互沟通归约的具体途径。
第二就是对生命、意识、自我意识以及宇宙所拥有的此种潜在能力的深入理解，并在技术进步的过程中，对其进行印证或辩驳。21世纪科学技术革命时期，人们将对一种“有生命的”宇宙作出建立在实证科学基础上的、越来越令人信服的解释。
21世纪科学技术革命时期的思想观念在思维方法上，除了以上所述包含的思维方法之外，还应当具有既坚持科学理性传统，又坚持不被束缚于任何“经典”这两大特征。科学理性传统主要指源于古希腊科学技术，自16世纪近代自然科学革命以链所确立的科学的实证原则与逻辑方法(尽管将它们扩大为世界观是错误的)；而“经典”则未必指特定的理论，因为新的科学有时也会成为束缚人们进一步创新的“经典”。事实上在21世纪科学技术革命中，无论是尚待成长的纳米技术，还是暂时远离实验的弦理论探索，在坚持科学理性传统上，在坚持科学技术无禁区的精神上都是并无二致的。
如果以思想观念革命的理由抛弃科学理性传统，就只能走向反科学的末路而不可能步入新的科学技术革命时代；如果固守于、偏执于任何“经典”(包括对终极理论的片面追求等)，也同样会走入牛角尖。
3.21世纪科学技术革命的对策
(1)多元化的理论创新。21世纪科学技术革命当前其实还是处于萌芽状态，处在远未充分展开的发展状况。尽管其中的若干重要目标人们已经基本确认，但如何实现这些目标的途径还不够清楚或不够具体，其中包含着许多不确定的因素。因而，面对21世纪科学技术革命的形势，人们的基本对策之一就是充分进行多元化的理论创新，并为此进行各种尝试性的研究探索。创新的价值是人所共知的。然而，由于各种老的、新的“经典”的束缚，人们往往关注、支持某些研究探索的创新思路、实施方案；而贬斥或漠视另一些创新思路与实施方案。但是科学技术革命的成功之路有时却不在前者之中，而在后者之中。尽管社会总是会选择当时被认为是主流的创新工作作为重点；但与此同时也应当给予“非主流”的创新——只要它是遵循科学理性精神的——以足够的重视。在理论上，对于存在争论的问题也不应当过早地作出“定论”；而应当让相反的观点有充分表述的机会。人们不应当只是注意某种探索的结论是否正确、目前是否具有充分根据；而应当注意发现这一探索在思维方法上的价值。
(2)超前性的技术开发。技术革命相比于科学革命一般处于显现层次，但相比于传统技术则仍处于相对潜在的层次。每一时代的传统技术，都是当时在生产系统和市场中占据着主体地位的技术；也就是对当时经济效益起着主要作用的技术。而技术革命中的新技术，要成为生产系统和市场中的主要角色，则往往要经历一个过程；最初只能是经济系统中的潜在因素。
中国自改革开放以来所倡导的科技兴国之路，在实践时则往往着重于在显现层次追赶国际先进水平，具体说就是追赶20世纪信息技术革命的各项先进技术——由于中国失去了它们处于潜在阶段的发展时机，使“追赶”难以上升为“超越”。
21世纪科学技术革命的兴起，正在向人们公平地提供着新的潜在阶段发展机会。谁抓住了这一机会，谁就能够掌握在21世纪科学技术革命时期领先的主动权。否则，即使拥有了现在，也会失去未来。
中国的科技进步事业，应当将重点从追赶先进的现有技术，转移到21世纪技术革命的超前性研究开发上。如此，中国才有可能在新世纪中拥自己的有分量的原创性领先技术成果，才有可能在21世纪全球化的市场经济中争得领先地位。中国的超前性开发应当扬长避短，不能和某个领域中基础雄厚的国家拼实力，而应善于选择别人暂时未能重视的空白领域。就本文所述21世纪科学技术革命的核心技术与重点工程而言，笔者建议：可选择“能源换代工程”作为中国超前开发的切入点；也可从中国今后出现的重要原创技术成果中，随时调整、选择切入点。
(3)创新人才激励机制和技术创新评价体制亟待改革。面对21世纪科学技术革命，中国为了占有未来，最重要的条件无疑是创新人才。只有存在良好的创新人才激励机制，才能充分发挥创新人才的作用，也才能对创新人才的培养、造就、发现起到导向作用。
创新人才的激励机制，应当有别于普通常规人才的激励机制。而中国现有使用人才的激励机制则基本上只是针对后者，而经常忽略、遗忘前者的。
创新人才往往从事随机性的、求异性的非常规创新思维和创新实践。现有使用人才的激励机制则极大程度地偏向于具有常规业绩、被社会认同程度高的常规人才，习惯于按“计划”、按行政决策、按固定的程序使用与激励人才；基本上无法起到激励创新人才的作用，已经到了非改革不可的地步。
改革创新人才激励机制的关键，又在于改革中国现行的技术创新评价体制。技术创新评价体制改革的要点，就是将现行的重形式、轻内容的形式主义评价方法，转变为不拘一格的务实的评价方法——即注重有无实质性的创新，而不过分地注重创新者的形式条件、创新表述的形式完备程度、创新所得到的社会认同程度等。为此，应当建立起一套与行政机关、商业利益完全脱钩的，公正、低成本的国家技术创新评价体系；并健全必要的评价成本分担机制和回避、答辩、复议、申诉等制度[17] (P45-48)。
21世纪科学技术革命，正在从悄无声息的酝酿中，崛起为新时代排山倒海的浪潮。中国要想在其中实现超越、领先于浪潮的前沿，最主要的并不取决于巨额资金的积累或现有产业的发展；而是主要取决于适应21世纪科学技术革命的思想观念，以及由这一观念所形成的，充分地运用第一资源——创新人才——的方法和制度。
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