技术的进化与展望

图1 人类进化历程

生物进化与技术进化的比较

150年前，英国博物学家查尔斯·达尔文提出了“生物进化论”。按照达尔文进化论：生物物种经历了起源、进化、灭绝的过程；生命通过渐进、突变、重组，适应环境的生命物种生存了下来，不适应的则被淘汰；生命呈现出从简单到复杂、从单一到多样的绚丽图景；后代与祖先既存在着相似性，又存在着差异性；生命的种类、外形、功能、习性等不断呈现出多样化的趋势；环境规定了生命进化的方向与极限；各生命种群间形成了共生、竞争、合作、依存的协同进化关系。

进化论思想的核心是事物随着时间、环境和相互作用而演化，凡具有时间、运动和相互作用属性的事物，都存在着进化的可能，如宇宙、太阳系、地球、生命、人类社会等。

技术是人类生存发展的方式，也是人类观察、认知、利用、开发、保护、修复自然的工具、方法与过程。技术的进化是人类社会进化的重要组成部分，也经历着永无止境的进化过程。

比较技术的进化与生命的进化，其相似性主要体现在：

技术的进化也历经环境和竞争的选择。技术也可经由渐变（改进）、突变（发明）、重组（系统集成）而进化；技术也要经受社会与市场环境的选择，适应的得以传承与发展，不适应的则被淘汰或边缘化；技术的发展不仅需要适应于人类的生产与生活之需要，还要适应市场竞争的选择，也受到社会意识形态，包括宗教信仰、价值观念、文化与道德理念等影响。例如：在古希腊文明时期的某些先进技术，由于当时社会需求、价值观念的局限，直到文艺复兴时期才得己在欧洲传播普及。16—17世纪，阿拉伯地区和中国虽然都已经基本具备了发生工业革命的科技基础，但是由于政治经济制度与文化观念等原因，致使科学革命和工业革命最终发生在欧洲。

技术的进化经历了渐变与突变的过程。随着人类知识的积累、发展与普及，技术进化向着结构精细化、功能多样化、使用便捷化和性能价格比优化的方向发展。技术的进化进程既存在着渐变性，也存在着突变性，并呈现出时空进程与分布的不均衡性。在人类历史的不同阶段，曾经出现过不同的技术进化中心：公元前5世纪以前，埃及、两河流域、印度德干地区和恒河流域、古代中国等，技术创新成就斐然；公元前6世纪—公元5世纪，是古希腊古罗马文明昌盛时期；9—12世纪，是阿拉伯文明繁荣时期；5—15世纪的中世纪，是欧洲技术停滞时期；在3—18世纪的1500多年中，中国在相对封闭情况下创造并延续了文明。17世纪科学革命和18世纪工业革命时期，欧洲成了世界技术进步的中心，自此，欧洲的先进技术开始向全世界扩散，近现代技术进化的速度也越来越快。

图2 正在采摘葡萄的古希腊人

技术进化还呈现出相似性和多样性的特征。

（１）相似性：起源地不同，但技术的形式相似———有些技术的起源地虽然不同，但存在着明显的趋同现象。

（２）多样性：类似的技术发源于不同的地区———功能相同，但其形式各异，技术进化也存在着明显的多样性。

技术的发展表现出协同进化的特征。技术发展与社会进步之间的相互依存与相互促进：技术发展推动了经济增长与社会进步，经济力量的增强和文明程度的提高，对技术进化提出了新的需求，也使得社会具有更强大的能力和积极的意识增加科技创新投入和教育投入，从物质条件和人才基础等多个方面支持技术的发展，为技术进化注入了新的活力与动力。

相关的技术，在进化过程中相互影响、相互作用、协同发展，例如：车辆与道路，空天飞行器与导航技术，计算机与微电子芯片等。

一些技术的进化有赖于另一些相关技术的进步。例如，通信技术发展有赖于材料、先进制造、计算机技术等进步。

在知识经济时代，技术的发展更有赖于科学和文化的发展，并与国家、地区的政治、经济体制密切相关。

技术是人类创造的产物，技术进化与生物进化也存在差异性：

生物进化包含大量的自然随机过程；生物的进化并非必然走向完美；生命进化有其进化的单元，即物种，使得生命进化呈现出种间隔离性；生物的进化图景呈现为干支清晰的“进化树”。技术进化是人、自然和社会协同进化的产物，因此更具定向性；能够不断走向更加先进和完美；技术的进化没有严格的进化单元，因此不受种类、行业、地域的局限，可以跨学科、跨领域、跨国界汲取养分；技术的进化图景更像一个网络。

图3 这个18世纪的雕刻，展示了当时科学家所使用的仪器，顶部是日晷 ，下面是天然磁石，画面的底部有化石、显微镜、望远镜、反光镜，背景是小熔炉和曲状冷凝器等化学装置，还有植物、蛇、小龙虾等，最左边是起电机和空气泵

技术的进化是人类经济进化、社会进化、文化进化、军事进化、人与自然关系进化的反映。技术的进化与人类生物属性和社会属性紧密相关。

从进化的角度看技术的发展，从人类的经济、社会、文化、军事与生态环境的和谐、可持续发展过程中来审视技术的进化，旨在把握技术发展的规律，更有效的推进技术创新与进步。

技术进化经历的主要阶段

生命进化经历了单细胞动物、多细胞动物、软体动物、节肢动物、脊索动物、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类、灵长类等不同的阶段。

图4 生物进化呈现出树状图景

技术进化也经历了不同的阶段。从人类使用材料的角度来划分，经历了石器、陶器、青铜器、铁器、钢材和混凝土、轻合金和复合材料、硅和高分子材料阶段；从人类使用能源的角度来划分，经历了原始生物质能、水力、煤炭、电力、石油和天然气、核能以及可再生、清洁、可持续能源体系的阶段。

如果从技术对人类功能的替代和人与自然关系的角度看，我认为，技术的进化大致经历了以下的阶段：技术作为人类体力延伸拓展的阶段，技术作为人类感观延伸拓展的阶段，技术作为人类智力延伸拓展阶段，技术从破坏生态环境进化到对生态环境适应、保护、友好、修复阶段。

技术作为人类体力延伸拓展的阶段：技术主要起源于人类生存的需要。最初的技术，在很大程度上是为了弥补人类体力上的不足。节省、替代和拓展人类的体力，始终是技术进化的动力。原始技术主要是为了替代人的体力，如耕作和畜牧技术、畜力运输替代体力；工业革命的技术延伸拓展人类的体力并提高了精细化与标准化水平，如蒸汽机替代体力并拓展，纺织机实现了操作的精细化与标准化。

图5 人类使用材料经历了不同的阶段

图6 人类使用能源的进化的不同阶段

现代技术仍承担着替代和拓展体力的作用，如自动化技术、现代农业技术、制造技术、运输技术等，节省并拓展了人类的体力，而且完成了人类自然体力无法完成的工作。

技术作为人类感官延伸拓展的阶段：人类凭借智力创造，使自身的感知能力获得了很大的提高，与感觉与观察能力相关的技术进化不断走向精确和灵敏，并对人类社会产生了巨大的影响。例如，指南针辨识方向，导致环球航行；15世纪放大镜提高观察精细度，导致钟表等精密加工；17世纪显微镜使人们看到了微生物；望远镜使人们能够清晰观察宇宙天体；２０世纪以来，大口径望远镜、射电望远镜使得人类能够探测深部宇宙；电子显微镜和原子力显微镜可探测细胞，分辨分子、原子尺度；微纳米技术———生产出微纳米器件；电子眼、电子耳蜗协助视觉、听觉残障人士；ＣＴ（计算机Ｘ射线断层扫描技术）可获得断面层析等。

图7 北京奥运村低能耗建筑可再生能源

技术作为人类智力延伸的阶段：19世纪巴贝奇发明计算机，企图用机器替代人类的计算能力，这是技术进化到延伸人类智力阶段的起点。20世纪40年代现代计算机的出现是技术延伸人类智力的重要里程碑。现代计算机最初只具有记忆、计算能力，又相继具有了逻辑、语言文字处理及谱曲、辨识、认知、交流等多种智能功能。3Ｓ技术，以及自动观察技术和数据传输处理技术的结合，正在不断拓展人类对于地球的观察能力和分析能力。

技术从破坏生态环境进化到适应、保护、修复生态环境阶段：在工业革命以来的很长历史时期中，技术的进步特别是技术的不合理使用，造成了生态环境的破坏。1962年，美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊（Rachel Carson，1907—1964）发表《寂静的春天》（Silent Spring），挑战传统的“征服自然”观念。20世纪下半叶以来，人们愈加重视对环境的影响，环境友好型的技术得到开发与应用，绿色技术的概念得到广泛认同，技术进化由单纯征服自然，破坏生态环境发展到适应、保护、修复生态环境阶段。

图8  蕾切尔·卡逊手里拿着的是她自己的著作《寂静的春天》

从进化的观点展望技术的未来

技术进化的未来，取决于人类社会发展和生存环境的变化。当今世界是全球化、信息化、网络化的时代，科学技术日新月异，知识经济已经成为时代潮流，知识社会正日益形成，人类社会经济持续增长。受人口、能源资源、生态环境制约和挑战，人类的未来将寄希望于科学技术创新与发展，寄希望于科学精神与人文精神的融合，实现科学发展、和谐发展、持续发展。上述经济、社会、自然、科学、文化因素将决定着技术进化的未来。

未来的技术进化，将向延伸拓展人类智能的方向发展，将告别单纯向自然索取的发展策略，将更加关注社会公平，更加注重可持续发展，将呈现出技术群体突破协同进化的态势，技术进化和转移、传播的速度将继续加快，与经济、社会、教育、科学、文化的关系日益紧密，国际科技交流与合作将更加广泛。

（１）技术将向拓展人类智能的方向进化。信息科技、计算机科技、脑与认知科学、智能传感技术、复杂系统科学等学科的发展将创造出智能网络与计算、智能机器与运载工具、智能制造、过程控制与管理、智能医疗诊断、治疗与监护、智能军事与安全技术、智能生态环境保护与灾害预测、预警、减灾、防灾等。智能技术与传统技术的结合将使传统技术更走向个性化、柔性化、智能化，提高生产效益、生活质量和实现环境友好。

（２）技术将告别单纯向自然索取的发展策略。人类将进一步认知社会、自然协同进化的规律，选择资源节约、环境友好的“绿色”生产和生活方式，发展循环经济，促进社会与生态文明，将以知识和智力投入代替资本与物质资源的投入，将更加注重对人的投入和生态环境的保护与修复，将不仅为人类社会积累更多的知识与物质财富，并真正实现人类经济社会与生态环境的和谐协调发展。

（３）技术的进化将更加注重人类社会公平和可持续发展。人口增长、能源资源的短缺、社会的文明进步决定了未来技术进化的方向，人类将更加重视资源和能源的高效利用，优先发展节能技术，研发利用高效的可再生能源和清洁安全的核能，更加注重资源的节约和循环利用，使技术进化到可持续资源能源系统的新时代。人类将更加重视合理控制人口增长，提高人口素质，更加重视公共卫生、公众保健与医疗，促进人类文明成果的共创和公正公平分享。

（４）技术将呈现出群体突破协同进化的态势。起核心作用的已不只是一两门技术，ＩＴ（信息技术）、ＢＴ（生物技术）、ＳＴ（智能技术）、ＮＴ（纳米技术）、新材料与先进制造技术、空天技术、海洋技术、新能源与环保技术等将构成未来优先发展的高技术群落，技术将进入群体突破、协同进化时代，学科之间相互融合、作用和转化更加迅速，形成更加交叉、综合、协调的科学技术体系。

（５）技术进化和转移、传播的速度将继续加快。技术创新日新月异，科学与技术的界限渐趋于模糊，并相互促进。有些基础研究成果在研究阶段就申请了专利，并快速转化为技术与产品，原始科学创新、关键核心技术创新和系统集成创新在技术进化中的作用愈加突出，高新技术改造和替代传统技术的步伐进一步加快，技术进化、转移和产业化速度将继续加快，新兴产业快速发展，企业成为技术创新主体，官产学研用紧密结合，市场需求和全球竞争成为推动技术进步的基础动力。

（６）技术与经济、社会、教育、科学、文化的关系日益紧密。技术进化将会面对诸如全球变暖、自然灾害防治、能源资源环境、艾滋病、乙肝等新流行性疾病的预防、控制与治疗、反恐与公共安全等全球性问题。面对这些问题，必须综合运用自然科学、技术手段和人文社会科学协同研究和应用来解决。技术的进化也会更多地关注有可能引发的新社会生态伦理与道德问题，需要保持技术发展与人们的价值理念、道德伦理、文化与社会的和谐协调，遵循对于客观规律的科学认知，合理开发技术、应用技术，推进科学精神和人文精神之间的融合，更新人类科学的世界观、价值观、伦理观、发展观。技术进化必须更自觉遵守人类社会和生态的基本伦理：必须珍惜与尊重生命和自然；尊重人的价值和尊严，尊重当代人和后代人的平等权利；保护生态环境，尊重人与自然和谐、协同进化；防止因技术被滥用可能带来的安全、公平、生态环境、生命健康，乃至对人类持续文明的威胁和破坏。

国际科技交流与合作日益广泛。当代技术竞争是全球的竞争。发展国际科技合作是技术创新发展自身的要求，也是解决资源、环境、健康、安全等全球问题的需要。经济科技全球化是大趋势，由于现代信息网络的发展与应用，促进了国际技术交流与合作。在全球化时代，技术创新能力的竞争将更加激烈，合作也将愈加广泛与深入。技术创新能力不仅已经成为国家地区之间核心竞争力，也成为决定国际产业分工中的地位和全球经济格局的基础。

关键核心先进技术是不可能引进的。加强国际科技合作并不意味可以忽视自主创新能力建设，否则仍有可能在全球化的浪潮中进一步扩大技术鸿沟，甚至被边缘化。

中国只有坚持改革开放，不断加强创新能力建设，才能在全球科技竞争与合作中赢得主动地位，才能通过自主、平等、互利、共赢的国际科技交流与合作，吸纳全球创新资源，加快提升我国科技自主创新能力，建设创新型国家，促进科学发展，全面建设中国特色社会主义小康社会，共同创造人类更美好的未来。

本文由安静摘编自路甬祥著《回眸与展望：路甬祥科技创新文集》（2016年5月 第1版）之“技术的进化与展望”。

978-7-03-047714-9

路甬祥院士是著名的科学家、教育家和科研管理专家，长期工作在科研、教育和管理的第一线，阅历丰富，成绩斐然，德高望重，对科技创新、科技管理、科技与社会发展等问题有深刻思考和成功实践。他还非常重视科普和咨询工作，撰写、发表了许多有关文章，务实求真、见解深邃，在高校师生、科技人员及各界人士中始终影响广泛。

为了让更多人了解路甬祥院士的思考和实践，从中汲取启发和教益，《回眸与展望：路甬祥科技创新文集》选取他从20世纪90年代至今有关科技创新的文章131篇编辑成册，根据内容分为科学与技术，科技与经济社会，发展战略与未来展望，创新文化与历史人物，科普、教育与人才共五部分，多方位地反映出路甬祥院士在我国改革开放这一历史变革时期的所见、所闻、所思、所行、所期，汇成了一幅异彩纷呈的思想画卷和一份厚重的历史文献。

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