一 问题的提出：新工业革命

从历史上看，科学技术发展的一个重要的表现形式是“革命”。基于美国哲学家托马斯·库恩（2003）观点，科学革命是一个在时间和空间上有结构的过程，其主要的实质在于用新范式取替旧范式，而范式是指那些公认的科学成就，包括在一段时间里为实践共同体所接受的科学概念、规律、理论及工具等等。虽然严格地说，科学革命和技术革命不同，科学革命为技术革命提供了理论基础，技术革命为科学革命创造了技术条件，但随着科学和技术的边界日益模糊，一般用科技革命表示科学革命和技术革命的统称，也可以将库恩的观点引申，科技革命是科学范式和技术范式转换的统称。而且，更进一步，随着科技革命和产业革命相互作用和影响日趋加强，虽然在语义上二者还各有所侧重，但在现实使用中一般并不将二者进行严格区分，或者并列使用。

从生产力发展看，生产力的巨大变化更直接来自产业革命或者说工业革命，产业革命是指由技术革命引起的新经济模式取代旧经济模式的活动和过程，内容涉及人类生产方式和经济结构的巨大变迁，其本质可以认为是技术——经济范式的转变，也就是技术经济系统原有基本运行方式的根本变化。马克思在《资本论》中对工业革命所具有的促进生产力发展的作用进行了论述：“生产方式的变革，在工厂手工业中以劳动力为起点，在大工业中以劳动资料为起点”。马克思进一步指出，工业革命不是产生于劳动资料中的蒸汽机，而是产生于蒸汽机驱动的工具机：“机器的这一部分——工具机是18世纪工业革命的起点。在今天，每当手工业或者工厂手工业生产过渡到机器生产时，工具机也还是起点。17世纪末手工业时期发明的、一直存在到18世纪80年代初的那种蒸汽机，并没有引起工业革命。相反的，正是由于创造了工具机，才使蒸汽机的革命成为必要。”

关于在人类历史上曾经发生过多少次科技和产业革命，迄今为止学术界并未达成共识，大体上有2～3次科学革命、3～6次技术和产业革命等不同分类。例如，美国经济学家佩蕾丝按照技术经济范式转变，认为自1771年第一次技术革命以来，人类大体经历了早期机械时代、蒸汽机与铁路时代、钢铁和电力时代、石油和汽车时代、信息与通信时代五次产业革命。2008年国际金融危机以来，英美一些学者发表了一批文献，研究总结世界技术变革趋势、制造业发展和国家竞争力等问题，有关三次工业革命观点广为传播。其中，有三篇文献在我国影响巨大，使得“第三次工业革命”在我国成为一个流行词。一是2012年1月11日《华盛顿邮报》发表的《为什么中国开始担心自己的制造业了》；二是2012年4月21日出版的英国《经济学人》杂志专题论述了全球范围内正在经历的“第三次工业革命”；三是里夫金2011年出版的《第三次工业革命》一书在我国的翻译出版发行。虽然对于第三次革命的内涵的理解有所不同，但学者和社会都基本认为世界在经历了第一次工业革命带来的蒸汽时代、第二次工业革命带来的电力时代后，已进入第三次工业革命带来的信息时代。而德国人则从工业化阶段入手将信息时代细分为基于信息技术的自动化阶段和基于物理信息系统（CPS）的智能化阶段，于是有所谓的从工业1.0到工业4.0的四次工业革命的分类。依靠世界经济论坛这个平台，施瓦布提出蒸汽机的发明驱动了第一次工业革命，流水线作业和电力的使用引发了第二次工业革命，半导体、计算机、互联网的发明和应用催生了第三次工业革命，而在社会和技术指数级进步的推动下第四次工业革命已经开始，其核心是形成由智能化与信息化驱动的高度灵活、人性化、数字化的产品生产与服务模式。无论如何划分，一般认可的是，20世纪下半叶以来，世界一直孕育和发展着以信息化和工业化融合为基本特征的新一轮的科技和产业革命。抛开为了传播需要的各种概念“炒作”，从工业化理论角度出发，针对新一轮的科技和产业革命，这里我们只用“新工业革命”来描述。

新工业革命还处于不断演进中，要准确把握和全面分析新工业革命的特征并不容易。从技术—经济范式角度分析，新工业革命至少呈现以下四个方面的特征。

第一，新工业革命正在以信息技术突破应用为主导形成物理技术、数字技术、生物技术相互渗透的新一代高新技术簇。

20世纪90年代以来，计算机芯片处理技术、数据存储技术、网络通信技术和分析计算技术获得巨大突破，以计算机、互联网、移动通信和大数据为主要标志的信息技术、信息产品和信息获取处理方法得到指数级增长，并在社会经济中广泛运用和与实体世界深度融合，由此带来电子商务、智能制造、工业互联网等生产生活方式的革命性变革。与此同时，能源技术、材料技术和生物技术等的创新也取得了程度不同的突破性进展，以信息技术为核心共同构成了新一代高新技术簇，为社会生产力革命性发展奠定了技术基础。

当今我们正处于新技术不断突破的时代，尤其是一系列颠覆不断产生。所谓颠覆性技术，按照2016年5月19日《国家创新驱动发展战略纲要》的表述，是指引起现有投资、人才、技术、产业、规则“归零”的技术。纲要提出，要高度关注可能的颠覆性技术，前瞻布局新兴产业前沿技术研发，开发移动互联技术、量子信息技术、空天技术，推动增材制造装备、智能机器人、无人驾驶汽车等，重视基因组、干细胞、合成生物、再生医学等技术对生命科学、生物育种、工业生物领域的深刻影响，开发氢能、燃料电池等新一代能源技术，发挥纳米、石墨烯等技术对新材料产业发展的引领作用。如表0-1所示，根据麦肯锡全球研究机构的预估，移动互联网、知识型工作自动化、物联网、云计算技术、先进机器人、自动或半自动交通工具、新一代基因组技术、能量储存、3D打印、先进材料、先进油气田勘探开采技术、可再生能源等12项颠覆性技术到2025年对经济的潜在影响将达到16.7万亿～40.4万亿美元。

在上述高新技术驱动下，整个工业系统将逐步发生内涵丰富、多层次的巨大变革。现在看来，这种变革表现为四个层面：一是以高效能运算、超级宽带、激光粘结、新材料等为代表的通用技术层面，二是在通用技术基础上的以人工智能、数字制造、机器人、3D打印等为代表的制造技术层面，三是以柔性制造系统和可重构的生产系统为代表的各种集成技术系统层面，四是信息物理融合系统层面，而信息物理融合系统正是德国工业4.0的目标和要求。与德国工业4.0相对应，美国提出的工业互联网，就是把互联网和制造业深度融合，形成一个以智能制造为核心，能够实现个性化定制、智能化生产、网络化协同、服务化转型的工业生产体系。

第二，信息（数据）作为独立的供给要素可获得性和流动性日益增强，成为新工业革命的核心投入要素。

人类的社会活动与信息（数据）的产生、采集、传输、分析和利用直接相关，信息或数据是客观存在的，但以前这些信息或数据独立性和流动性弱。随着信息技术的突破发展，云计算、大数据、互联网、物联网、个人电脑、移动终端、可穿戴设备、传感器及各种形式软件等“云网端”信息基础设施的不断完备，相对于以前信息（数据）与其他要素紧密结合，现在信息（数据）的可获得性和独立流动性日益增强，以前经济供给要素主要是资本、劳动力、土地、创新等，现在信息可以独立出来作为新供给要素。信息（数据）不仅逐步成为社会生产活动的独立投入产出要素，而且可以借助信息物理系统（CPS）等大幅度提升边际效率贡献，成为社会经济运行效率和可持续发展的关键的决定因素，信息（数据）被认为将会成为决定未来现代化水平的最稀缺的要素，而“云网端”信息基础设施的重要价值也将更为凸显。

实际上，如果基于日本经济学家藤本隆宏（Fujimoto Takahiro）提出的“产品=信息+载体（介质）”的界定，可以更清楚地说明信息的独立性。藤本隆宏认为，提供给消费者的任何产品或者服务，都可以理解为一个满足消费者需求的功能“信息”，但这个信息需要通过一定的“载体”或者“介质”来传递给消费者，也就是说所有的产品或者服务都是“信息 +载体（介质）”。由于“载体（介质）”类型多样，如食品、钢材、汽车、大脑、纸张、胶片等，形成了不同的产业，有了一次、二次和三次产业的划分，但无论是什么样的产业，本质上都是为了提供满足消费需求功能的“信息”。从这个角度理解，所有产业本质上都是广义的信息产业。研发设计环节可以理解为信息创造过程，生产制造环节可以理解为信息记录到载体（介质）的传递转换过程，销售环节则是向消费者推销信息的过程。在传统工业化时代，人们更多的是强调承载功能信息的有形的载体（介质），如制造业提供的制成品、流水线生产方式中的工件等，而信息是隐含在有形的产品中的。现在则可以通过传感器、互联网、软件、仿真、数据分析等各种信息设施和信息技术对整个产品生命周期、全流程的实时感知，把信息（数据）显性化，形成独立的信息数据流，通过将信息（数据）独立出来处理进而提供投入产出效果。例如，通过工业数据分析，可以在生产流程设计、生产流程优化、排产计划、客户关系管理等方面获得更高效率。实际上，信息（数据）作为独立供给要素驱动的经济变革刚刚开始，未来应用的场景会越来越多，作用也会越来越大。也正是信息（数据）作为新供给要素，拉动了信息基础设施的进一步发展，包括大数据、云技术、互联网、物联网、智能终端、APP等在内的基础设施的进一步发展，必然带来大量的投资，进而促进经济增长；信息（数据）作为一种供给要素，其流动性和可获得性大幅提高，进一步引发大规模社会分工协作方式变化，协作的方式、人与人之间的分工协作方式变了，于是出现了共享经济、网络协同和众包合作等，产生了新的经济增长源泉。

第三，不断创新的社会分工形态和商业模式更适应了消费者个性化需求，进一步拓展了范围经济的优势，进而成为新工业革命的效率源泉。

以专业化分工为基础的传统分工强调的是规模经济，亚当·斯密很好地解释了分工是如何带来规模经济的。大规模流水生产将基于分工的规模经济推到了极致。但是，强调规模经济往往是符合以生产者为中心的理念的，虽然满足了消费者低价购买产品的一般性的从无到有的需求，但无法适应消费者的个性化需求。以数据为核心要素、“以云网”为基础设施的新一轮科技和产业革命，促进生产组织和社会分工方式更倾向于社会化、网络化、平台化、扁平化、小微化，大规模定制生产和个性化定制生产日益成为主流制造范式，这不仅适应消费者个性化需求，而且企业组织边界日益模糊，基于平台的共享经济和个体创新创业获得巨大的发展空间。

具体而言，如图0-1所示，信息技术这种新的数据投入、新的云网端技术，使数据可获得性和流动性提高，数据要素丰富且能够被处理，大大缓解了信息不对称问题。信息不对称程度的降低解决了以下两个问题。一个是企业内部范围经济问题，过去企业内部规模经济的实现是因为分工分得越细，设备越专用，效率就会越高。但是，由于设备越专用，资产的通用性就越低，没有通用性，产品的品种就不够丰富，虽然质量提高了，数量增加了，成本降低了，效率也提升了，但是唯独解决不了品种的多样性问题。现在由于对数据信息的处理能力提高了，缓解了信息不对称问题，大量的数据软件提高了资产通用性，通过柔性生产可以增加产品种类，于是企业内部获得了范围经济。另一个是企业外部范围经济问题，由于社会各个交易主体之间的信息不对称程度大幅降低，进而降低了组织与组织之间、消费者与企业之间的交易成本，于是可以基于信息技术发展出平台、众包、共享等各种新的经济合作形式和商业模式，提高了企业组织之间、消费者和企业之间、消费者和消费者之间的经济协作水平，极大地拓展了外部经济的范围经济。因此，可以基于范围经济理解新工业革命的效率源泉，而以前传统经济学主要基于规模经济来解释效率源泉。

第四，在新工业革命驱动下将形成以智能制造为先导、一二三产业逐步融合的新的现代产业体系。

传统发展经济学认为，伴随着工业化进程的推进，存在一个产业体系中三次产业依次主导的高级化过程，现代产业结构往往表现为由现代服务业主导、占比可以达到70%的产业结构。但是，在新工业革命背景下，工业化和信息化深度融合，三次产业边界日趋模糊，新技术、新产品、新业态、新模式不断涌现，现代产业体系的内涵正在发生变化，统计意义上的三次产业结构数量比例关系越来越难以度量产业体系的现代化程度。随着信息技术的突破发展，信息（数据）成为产业体系的核心现代要素，产业体系的现代化程度主要表现为信息（数据）作为核心投入对各传统产业的改造程度以及新兴产业的发展程度，从度量的经济指标看，则主要表现为由信息（数据）要素投入而引起的产业边际效率改善和劳动生产率提升程度。随着信息（数据）作为核心要素的不断投入，在计算机、互联网和物联网（或者说是物理信息系统）技术的支持下，现代产业体系正沿着数字化、网络化、智能化的发展主线不断演进，现代产业体系的最终方向是智能化，并进一步也支持了整个社会向智能化方向转型。

虽然我国得益于规模超大、需求多样的国内市场，近年来电子商务率先取得跨越式发展，但是现代产业体系的先导产业不是电子商务，而是智能制造。智能制造可以理解为依靠数据和软件等核心要素投入，以物联网为支撑，实现从设计制造、使用维修到回收利用全生命周期过程的高效化、绿色化、社会化、个性化的制造过程，可以包括智能产品、智能生产、智能服务和智能回收等内容。智能制造之所以成为构建现代产业体系的先导产业，至少有两方面原因：一方面，伴随着芯片技术的突破发展、互联网设施的发展完善、传感器价廉量大的供给、先进制造技术的不断创新，智能制造产业作为新工业革命的先导正在迅速发展，成为现代产业体系中发展潜力巨大的行业；另一方面，制造业可以为其他产业提供通用技术手段，制造业不仅是技术创新的需求方，也是技术创新的供给方，现代产业体系的创新发展主要驱动力来自制造业发展。智能制造的发展可以进一步支持和带动智慧农业、智慧城市、智能交通、智能电网、智能物流和智能家居等领域的智能化发展，满足生产者和消费者的智能化、个性化需求。而且，没有智能制造的发展支撑，新业态、新商业模式也将成为空中楼阁。正因为如此，无论是德国工业4.0，还是美国提出的先进制造业国家战略计划，都是把智能制造作为主攻方向。对于我国而言，智能制造也是《中国制造2025》的核心、中国制造强国建设的关键。未来的制造强国一定是一个智能制造强国。