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1 第三次技術革命和第三次產業革命

      以金屬切削加工為主的機械制造業，一個多世紀以來，已經由“天軸”帶動多臺車床，改進為一臺機床由一個或多個電動機驅動，近20多年來，出現集“車、鉆、刨、銑、磨”等金屬切屑工藝于一身的數控機床或加工中心，加上多種其它先進加工方法，逐步形成先進制造業或稱現代制造業。

      在第一、二次產業革命時期，已出現了生產線和半自動化生產線。但自從計算機與機床或生產流水線相結合之后，逐漸形成了計算機控制的全自動化的計算機集成制造系統（CIMS），現代先進制造技術與自動化技術已經密不可分了。數控設備NC/CNC已使機床數字化，能與CAD、CAM結合，而且可形成“反饋系統”，可使生產效率和刀具壽命分別提高60%和35%；其它機械和生產線，一般采用PLC、機器人和各種機電儀一體化設備進行控制，可以完成機械加工切削以外的多種工藝及傳送、裝配、檢驗、包裝等多種工作，CAD技術、CAPP技術及CAM技術（計算機輔助設計/工藝規劃/制造）已逐步做到消除圖紙和工藝規程等文件，消除圖紙和工藝單分派給車間和工人的方式；CIMS技術逐步做到將生產管理、新產品設計定型和制造過程融為一體，而且可實現柔性制造和敏捷化制造，提高企業的整體效益。這樣，工廠的組織和管理方式將會有很大變化，生產效率大為提高，這是科學技術轉化為生產力的例證。這也解決了一些人“信息如何轉化為物質”的疑慮。

      由于CIMS工程的實施，帶動計算機、網絡及一系列軟、硬件產業。用于管理的ERP、MES的軟件，需結合各類企業的要求開發，這樣就形成了信息產業中一個重要分支，占用了大量高級復合型人才，創造了高科技人才的需求，從而相應就帶動了教育產業，形成了就業結構變化。另外也吸納了原來企業中的管理人才……這樣就可以做到在大力發展第三產業的基礎上，緩解就業的矛盾。

      全自動化的機械制造產業的重要性，一方面體現在汽車等與國計民生有關的產品生產方面和改造傳統產業方面可以揮巨大作用；另一方面是它促進了生產工具即機床等工作母機的革命，正如參改文獻1中所說：“我們這樣認識近代三次產業革命標志的原因，是因為生產力的進步和發展關鍵在于生產工具或設備的根本變革，只有這種變革，才能使生產力和生產結構有飛躍的發展”。以前的幾次浪潮的說法，能源變革為標志的說法，是在當時的情況下的看法。現在知識經濟初見端倪，信息革命已經全面展開，信息技術、現代管理技術、自動化技術、現代先進制造技術，正在有機結合，所以形成了第三次技術革命與第三次產業革命的論斷，是符合客觀事物發展規律的。

2 現代科學技術中的重要技術

      在現代科學技術出現科學與技術相互滲透和融合、各專業之間互相交叉和合作及科學技術發展全球化、科技與經濟發展趨向一體化的形勢下，自動化科學技術應與當代重要技術融合，求得自身的創新和發展，全自動化產業革命也要得到各科學技術門類的支持，共同完成人類的第三次產業革命。

     在新世紀里，先進制造與自動化技術以外，還有生物技術、現代農業技術、海洋資源開發技術、現代交通運輸技術、航天航空技術、現代信息技術和通信技術、激光技術、環境保護技術、能源技術、材料技術、納米技術等十二項重要技術，現僅結合自動化技術作一綜述。

      生命科學發展至今，已經有了適用成果，形成生物技術。現代生物技術主要指基因工程、基因工程藥物、轉基因食品、生物克隆技術，加上傳統生物技術中的發酵工程等，都需要自動化技術與之配合；特別是人類基因組計劃、DNA芯片（基因芯片）及生物信息學帶有科研性質的技術和產業，是生物科學與信息科學相結合的產物，其經濟價值很高，而且各種基因工程、生物工程中的操作設備，分析儀表和環境保證等應用設備，既有科研價值，又有生產價值，我們要在引進吸收的基礎上，充分利用先進制造技術，開展這個領域的儀器設備的研制工作。

      現代農業技術與自動化技術在新世紀里，將會緊密結合，在農業機械化基礎上，將發展“精細農作”，在先進溫控及自動灌溉等技術基礎上將發展新溫室技術、工廠化的農業、無土栽培及工廠化的養殖業。

      現代交通運輸自動化技術中，自動化技術的運動控制技術將發揮巨大作用。由于國情，我國鐵路運輸將會有更大發展，鐵路提速為車輛、鐵路、調度、安全、管理等方面帶來不少的課題，在借鑒國外技術的基礎上，已有所創新，如在鐵路信號自動化專業采用軌道電路疊加應答器，構成先進的控制系統，為安全提速做貢獻。公路運輸及城市交通，現在及今后相當長時間內，將會因小轎車等的發展而成為人們非常關注的話題，智能交通運輸系統（Intelligent Transportation System-ITS）將成為自動化技術中的熱點，它將反過來促進離散事件動態系統課題的科研工作，促進運籌學的應用，促進人工智能技術發展等。

      現代信息和通信技術與自動化技術息息相關，計算機技術和網絡技術的發展，使自動化系統底層通訊爭論多年的現場總線技術將會有所改觀，使CIMS、CIPS系統扁平化成為現實；使人機界面更加友好，真正做到低成本自動化的時候將會提前來到。光學技術（光通信和激光）的發展已為信息技術和自動化技術帶來巨大的變化，在新的世紀里還會有更大的發展。

       環保技術和能源技術的發展，除去能為自動化產業帶來巨大的市場以外，在新世紀里，也將對自動化技術提出許多新課題。切爾諾貝利核電站的一聲巨響，警示人們要使操作人員不能有一點失誤，有了失誤，也應有挽回損失的措施，這就要深入研究人機工程學和計算機仿真技術；我國是一個產煤大國，潔凈煤技術很重要，自動化技術在上世紀是從控制鍋爐燃燒起步的，到上世紀末，對循環流化床燃燒（CFBC）控制技術正在推廣，現在又增加一體化煤氣化聯合循環（IGCC）技術，另外，行之有效的并聯串級交叉的自動燃燒控制等常規控制技術還需要大力推廣……所以控制技術實用化任務很繁重。節能的任務，任重道遠，這是自動化技術不可推卸的重任。

      能源的生產、傳輸、貯存、轉換、終端使用諸方面，只要有一項突破就會為人類造福，使科技和生產力突飛猛進。

      半導體材料、光電子材料（激光材料、光存儲材料、光電子控制元件材料）和導電高分子以及納米技術，與現代信息科學技術關系密切，它將對檢測、存貯，機器人等方面產生影響。

3 三論和三大科學難題

      在20世紀科學的重大成就中，總結出近代科學的基礎理論，除量子論和相對論、基因論、結構論外，就是以信息論為首的三論（信息論、控制論、系統論）把三者聯系起來，形成信息控制系統的概念，由于眾多學科應用信息論的觀念和方法，推進了信息概念的廣義化。信息論的發展，還為自然科學和工程技術以外的經營管理、現化經濟和社會學的研究及生命與認知行為的研究準備了理論基礎。

      隨著信息時代的到來，現有計算機、通信網絡、信號檢測等信息功能已接近經典理論的極限值，人們應用量子力學于信息領域，形成了量子信息科學，所以說21世紀初正是信息科學從經典跨入到量子的關鍵時期。

      由于三論應用范圍擴大。把它與數學一樣稱為橫斷科學的觀點，得到肯定。三論是自動化科學技術的基礎，自動化科學技術人員，應該有意織的將它發展和完善，并為其它學科應用信息控制系統的概念創造有利的條件，同時也吸收其它科學應用三論所取得的成果，來發展自動化科學技術。

      永恒的科學主題是指宇宙的起源、生命的起源和智力的起源。人們在一直研究它，但現在還沒有最終結論。研究這三個難題，本身為人類科學技術進步帶來巨大益處。如研究天體，牛頓創建了萬有引力定律，當科學進步后，愛因斯坦發表了《根據廣義相對論對宇宙學所作的考察》……最近得出大爆炸模型作為標準宇宙模型的論斷。這些為系統科學提出了課題，推動系統科學發展。研究生命起源，從發現脫氧核糖、核酸（DNA）的雙螺旋結構，為在分子水平上描繪生命的藍圖奠定了基礎，最終形成理論生物學（還有生物系統學、計算機生物學）及導致生物工程的發展，當然生命起源還有很多難題沒有解決。目前自組織的觀點，得到重視。自動化科學技術從中學到遺傳算法（GA），采用現在基因工程中的復制、交叉和變異三個基本操作，進行全局的、并行的、隨機的搜索優化，并朝全局最優方向收斂。目前此算法已應用在控制器中。

      智力起源問題是自動化科學技術最關心的問題，以計算機模擬人腦功能為目標的人工智能和以信息處理模型為基礎的識知心理學，雖然來能破解復雜的智力起源之謎，但是局部的神經元網絡的自學習功能、模式識別等人工智能在一定程度上接近人的智力，這一方面有適用價值，另一方面也為人的智力研究提供一種方法，近年來又發展了計算機模擬人的情感和心理的研究，出現了人工心理學科，總之，在感覺、知覺、記憶、思維的智力活動以外，感情、意志、性格等對人的智力活動，特別是創新能力是有影響的。舉個例子來說：王勃創作的“落霞與孤鶩齊飛，秋水共長天一色”的名句，放在“滕王閣序”一文中，就起到情景交融的作用，由此可以想到景和情的辯證關系。錢學森說：“我想人的思維不限于兩種：形象思維和抽象思維，應該看看還有什么其它形式。我認為創造過程中的靈感是一種不同于形象思維和抽象思維的思維形式。”“光靠形象思維和抽象思維不能創造，不能突破，要創造，要突破，就要有靈感。”他作了一個有益的提示，讓人們開擴思路，去進一步探索人們自身智力的起源。

      為了更好的研究人類智力問題，除開展人腦科學研究的以外，把心理學與信息科學相結合稱為識知科學，把研究人類行為有關的學科相結合稱為行為科學，此外還有工程心理學，這是人機工程學的基礎，而這些又與現代管理科學有密切關系。所有這些，將使以“生產活動中用機器替代人體力和腦力”為已任的自動化科學技術人員將會覺得自己身上的任務很重。

4 科學管理及科技園區

      無論是實行全自動化產生革命、發展十二項重要技術，研究三大科學難題，都離不開科學管理。現代管理科學有其深厚的實踐和理論基礎，“科學管理已成為生產力的一種新的要素”，我們正在推廣的CIMS系統就是建立在管理科學的基礎上，ERP企業資源計劃采用管理科學運籌學的理論和運算法則，就能夠達到發揮有限資源的最大效益，實現全局優化。

      列寧對泰羅（管理科學創始人，以前多譯作泰勒）的態度是不斷轉變的，最終他看到管理科學對推動生產力發展的巨大作用。

      決策是管理的一部分，所以決策必須科學化，在CIMS系統中，原設置了決策層，證明人們對于管理決策的認識。對自動化科技人員來說，應該在了解決策特點、決策原則、決策方法、決策程序、決策機制基礎上，提供決策支持。科學技術如何轉化成生產力，這個重大問題，放在管理與決策者面前，本文僅就發展科技園區作一闡述。

      人類從第一次產業革命后，開始了“科學 技術 產業”的發展模式，特別是近來高新技術出現以后，科學技術是第一產力的觀點為人們普遍接受，作為市場競爭主體的工業企業，要想把科學技術創新成果轉變為新產品，大型企業必須建立工業研究實驗室；中小型企業，特別是微電子元器件和計算機行業，不得不依靠大學和研究所的基礎科學力量，聯合創辦科技園區（這就是R&D研究和開發）。近年來又加入“市場反饋”的環節，形成R&D&M模式。

      有人把硅谷之父特爾曼（Terman）與愛因斯坦相提并論，這是有道理的（參考文獻2）。因為這不僅是一場教育革命，而且是找到了科技轉化為生產力的途徑。鐵路大王斯坦福（Stanford）出資（損贈舊金山灣半島中部8800英畝牧場）建立了Leland Stanford初級大學，1920年特爾曼從斯坦福大學畢業，1924年獲得博士學位后又回斯坦福大學任教，之后培養了Hewlett和Packard（HP惠普公司創始人）兩人，在經過難苦創業之后，特爾曼發動了一場影響深遠的教育革命，于1953年建立微波實驗室作為斯坦福工業園，同時劃入600英畝土地。當然作為教育革命，還有很多措施，如鼓勵學生在斯坦福牧場就地搞發明創業、引入除HP外許多科技企業入園、高薪聘請教授等，最終形成“硅谷”，而且在世界上效仿它出現了400多個比較成功的科技園區。

      我國一直致力于發展高新技術，20世紀50年代強調真刀真槍搞畢業設計，寫畢業論文、學校辦工廠等，雖然也出現了一些偏差，但對當時電氣化、半導體工業上馬等也起了不少有益的作用……。目前我國已建立了53個國家級高新技術產業開發區或科技園區，而且先進制業技術、機電一體化技術和先進檢測計量技術和機器人等產業也與信息產業一起，入駐科技園區。

      中關村等科技園區能把國際信息準確即時的傳達給國內，而且從“技貿”中取得巨大經濟利益，完成了原始積累，園區的交通等公共設施，得到了初步改善，服務業也初步配套，目前高科技的“技貿”中心的位置還應保持，“M”（市場）還要做大做強，要做得能與R&D形成一個有機的整體。再說R&D為了解決好科技成果轉化問題應認識到大學和科研單位是科學與技術力量的依托，要使這種依托有可操作性；企業是市場主體，無論民營企業、還是國有企業，都要真切地認識到，今天不與高科技結合，明天就要被淘汰。科技園區發展了，還應給年輕人，特別是剛畢業的大學生、研究生留有創業的空間，把他們當作一種新生的主體，創造條件，使他們能有所創新，我想從中一定會有人脫穎而出。當今軟件業，35歲之前是有所建樹的好時機，這應引起人們足夠的重視。

      清朝的李汝珍在“鏡花緣”一書中作了一個幻想，在冬天百花齊放。現在可以說那不是幻想，或者說那是一個科學幻想，我們應發揚這種解放思想的精神，投身到高新技術革命中。 參考文獻：

[1]朱麗蘭，等.21世紀干部科學修養必備 . 人民出版社,2002,2.

[2]沈經. 高科技之始：Einstein科學革命100周年Terman教育革命50周年.儀器儀表標準化與計量,2002,1.