数字技术与数字经济:从无尽前沿到创新策源

数字技术和数字经济是新科技革命与产业变革中的战略先导力量,在国家未来发展、国家数字安全以及地缘格局变动方面都发挥着关键作用。通过分析数字技术和数字经济兴起与演化的过程与机制,结合新科技革命与产业变革带来的重要变化,提出数字经济未来发展的关键在于数字技术创新策源能力。要提升我国数字技术和数字经济发展的创新策源能力,就必须重视基础研究、推动应用场景创新、集聚和培育优秀人才队伍、实施开放创新并积极参与全球数字技术和数字经济的治理。

近年来,数字技术和数字经济快速发展,成为新一轮科技革命与产业变革在当前阶段的主导技术和主导产业经济形态。为此,世界各国和地区都使出浑身解数,加快数字技术创新策源和数字经济创新发展。未来的十年到三十年,能在以数字技术和数字经济为关键的新科技革命与产业革命中获得竞争优势的国家或地区,将极大地影响21世纪的世界政治与经济社会发展格局。

一、数字技术和数字经济的兴起与演进

1945年7月,《科学:无尽的前沿》的作者范内瓦·布什(Vannevar Bush)在《大西洋月刊》发表了《诚如所思》,这篇文章对情报学、互联网乃至人工智能等的发展都有重要的影响,堪称数字技术和数字经济的先驱性文献之一。1968年,受这篇文章的影响,美国海军雷达技师道格拉斯·恩格尔巴特(Douglas Engelbart)在旧金山举行了一场被誉为“演示之母”的计算机秀,他用世界上第一个鼠标,展示了一台联网电脑的所有功能。可以说,《诚如所思》在数字空间中开辟了新的疆界,开拓了新的前沿。数字技术和数字经济源于20世纪40年代左右兴起的信息技术革命,并受到信息技术体系演进的深刻影响。

(一)数字技术与数字经济的内涵和兴起

“数字技术”是基于现代电子计算机的一系列技术的统称。根据经济合作与发展组织(OECD)等的有关报告界定,数字技术主要包括数字制造技术、软件、通信等。现代电子计算机以二进制为基础,将人们需要处理的文字、图片、视频等信息转化为由“0”和“1”组成的数字信号,经过运算、加工、存储、传输、还原等处理,帮助人们将复杂的现实问题转化为数学问题并高效解决。如今,大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能等构成了数字技术的主体。

布莱恩·阿瑟(Brian Arthur)提到,技术创生经济。从“技术—经济长波”视角进行分析,数字技术肇始于第四次“技术—经济长波”时期(20世纪40年代左右),数字经济则成为第五次“技术—经济长波”时期(20世纪90年代以来)的主导经济形态。

数字经济是指依赖数字投入或通过使用数字投入显著增强的经济活动,涉及利用数字技术、建设数字基础设施、运用数据等提供数字服务和数字化制造等,参与者包括在经济活动中利用这些数字投入的生产者、消费者和政府部门等。数字经济最早兴起于20世纪90年代的美国。1998年,美国发布了《浮现中的数字经济》系列报告,成为第一个重视并推进数字经济发展的国家。在20世纪末和21世纪初明确提出数字经济后,互联网开启商用,电子商务开始兴起。

从人类社会发展态势和“技术—经济长波”的规律来看,数字技术和数字经济的兴起是必然的。人类社会生存和发展需要三大基本资源:物质、能量和信息。工业革命以来的五次“技术—经济长波”,如果以主导技术和主导产业为标志,分别为棉花、铁和水力时代,铁路、蒸汽力和机械化时代,钢铁、重工业和电气化时代,石油、汽车、动力化及大规模生产时代和信息技术时代。第一次长波涉及人的基本需求,纺织机械因此也被称为“工业母机”。第二次、第三次长波都涉及能量领域的革命,并找到了一种“终极”的能量中间载体——电力,这为后面的信息技术时代奠定了基础。第四次长波是化石合成材料的“主场”,可以说是物质资源的重要革命——尽管人类社会在当时依然处于铁器时代,但已出现越来越多的合成材料来满足多样化的需求。第五次长波以微电子、互联网为主导,可称之为信息资源领域的革命。

早在20世纪40年代和50年代,以美国为代表的发达国家就开始出现了“后工业化”趋势,白领就业人数超过了蓝领就业人数。“索洛残差”[罗伯特·默顿·索洛(Robert Merton Solow)发现,美国经济增长中有85%的部分不可解释,“索洛残差”是全要素生产率、科技进步贡献率的重要基础。]的发现意味着科技对经济的作用日益显著。到了20世纪70年代,《后工业社会》《未来的冲击》等著作提到,科技创新通过信息技术对经济社会发展产生深刻的影响。阿尔文·托夫勒(Alvin Toffler)提出的“符号化的知识浪潮”可以说是数字经济的早期形态或其前身。

(二)数字技术和数字经济的演进机制

数字技术和数字经济的兴起和演化有其内在规律,呈现出明确的系统性、生态化和前沿性。实际上,其本身建构于系统论之上,并与人类社会一起演化,具有“无尽前沿”的特点。

1.重要基石:香农三定律

香农三定律包括“香农第一定律”“香农第二定律”“香农第三定律”。“香农第一定律”给出了无损情况下数据压缩的临界值,可以理解为路上的单量车如何优化,以实现整体最优。“香农第二定律”给出了信道的最大容量,可以理解为路可以有多宽,以及路和车之间的关系。“香农第三定律”指在前两者的约束下如何实现有效传输,可以理解为如何又快又多地让车子通过道路。香农三定律确立了信息系统的根本基石,开启了信息时代。香农定义了信息熵以衡量信息中的不确定性程度。

香农三定律不仅是信息技术革命和数字技术发展的基石,也对风险投资及数字时代的经济发展产生了影响。香农三定律对数字世界的揭示成为风险投资的成功机制——在循环试错中不断优化并发现机制,最终“挑选”出优胜者,优胜者就可以将前期投入全部收回,此外,还能获得丰厚的收益。香农三定律已经揭示了风险投资与信息技术、数字技术和经济密切的关系。

2. 主要形态:两大互补系统共生互励,从“硬件为王”到“软件定义一切

由于信息资源具有既依赖于物质和能量这两大资源又相对独立的特征,信息系统被“天然”地分为硬件和软件两大类。当互补品中的一种价格下降,人们对另外一种互补品的需求就会上升。统计学家乔治•乌德尼•尤尔(George Udny Yule)最早发现了这一现象,并将其总结为“尤尔互补性定律”。在很多领域都有这一现象,在信息系统中尤为普遍。

软硬件的共生互励演进促使更好的系统不断被推出,这就是戈登·贝尔(Gordon Bell)提出的“贝尔定律”,即大约每10年,人们就可以得到一代更好的计算机,其设备或用户增加10倍。在“贝尔定律”的背后,是硬件性能的不断提升和价格的持续下降,这就是“摩尔定律”。硬件的显著进展,为软件带来了更大的发挥空间。“安迪—比尔定律”的存在就表明,硬件进步带来的性能冗余,都被软件“吃掉”了。这些定律都是技术—商业规则。在这些规则的支配下,信息系统犹如生态系统一样,以间断式平衡(即“平衡—不平衡—再平衡”)的方式持续演化。

3. 生长机制:系统的可扩展性与模块化

由于存在着持续演化和代际跃迁现象,信息系统要有一定的稳定性,更要有较强的扩展性、灵活性。数字技术突出的“数字”的本质特点在这里发挥了重要作用——信息系统将自然界和人类社会的连续的模拟信号转变为“0”和“1”,然后让电子计算机运用数字逻辑电路进行处理。在英特尔推出第一代微处理器4004时,34岁的特德·霍夫(Marcian Edward “Ted” Hoff Jr.)提出应该将可扩展性应用到芯片设计制造之中。“霍夫可扩展性定律”指出,技术产品的弹性变化的潜力与标准化程度成正比。工业革命以来,标准化堪称工业化的核心要义。正是信息系统在各个层次和环节上日益标准化,才使得信息产业成为一种现代化的工业部门。

可扩展性要求在信息系统的各层次、各环节实现标准化,并能够像搭积木那样将信息系统由底层向上构建起来,这引发了信息系统的模块化革命。IBM的鲍勃·奥弗顿·埃文斯(Bob Overton Evans)认为,应开发能够共享设备、指令和通用接口的模块化计算机。基于“埃文斯模块化定律”,IBM的System/360计算机成为模块化研发与制造的开山之作。模块化广泛而深刻地影响了各行各业,乃至全球产业分工,研发和制造的外包、转移与发展自此势不可挡,也使得几乎所有产业都将面临信息化、模块化、数字化的趋势。

4. 衍生效应:可信息化(数字化)与可贸易化,破解“鲍莫尔成本病”的最大可能与最佳现实

20世纪90年代以来,制造业的服务化、服务业的工业化以及制造和服务的信息化几乎同时展开,其核心就是现场的尽可能无人化、过程的最大限度自动化以及时空的可重现、交易的可信赖、交互的可追溯等。

图灵等提出的“图灵可计算性理论”指出,机器能够处理越来越频繁出现的任何可计算的问题。实质上,信息化就是一个自我增强的正反馈机制——信息化越深入,可信息化(数字化)的内容、产品、流程和服务等就越多,就需要进一步的深度信息化和数字化,如此往复,不断强化。

计算能力、通信带宽、存储容量等的飞速提升,使得数字技术与制造、服务持续深度融合,基于身份(如微支付)、位置(如共享单车)、状态(如物联网、工业互联网等)的制造和服务蓬勃发展,之前难以跨时空交付的服务正在日益变得可贸易化,这将可能消解服务业的“鲍莫尔成本病”,极大地提高服务业效能。同时,大量的新需求及满足需求的新方式涌现,“长尾效应”释放了过去难以被满足的分众化、个性化和小微化的大量需求,模块化研发设计与制造正带来大规模的个性化定制。这又被综括为“数字化定律”,即只要资源、过程、产品和服务等能够实现数字化,其潜在价值就会成倍增长,进而足以支撑一个新模式、新业态乃至新部门的形成与发展。

5. 增殖模式:指数级的网络效应

每一个时代都有其基础网络以满足经济的高效运转。这些基础网络要具有足够廉价、广泛覆盖、便捷联通、顺畅运作等特点。在数字经济时代,互联网、移动互联网、物联网和工业互联网等是重要的基础网络。随着网络扩展,接入的节点成倍增加,带来的规模效应和成本边际递减效应就越强。

20世纪90年代初,乔治·吉尔德(George Gilder)预言,在未来25年,主干网的带宽每6个月增长1倍,是摩尔定律的3倍以上,这就是“吉尔德定律”。该定律又被称为“胜利者浪费定律”,因为人们总是想办法尽可能地将廉价资源耗尽,而保全那些昂贵的资源。以以太网发明人梅特卡夫(Metcalfe)的名字命名的“梅特卡夫定律”是“吉尔德定律”的一种表述——网络价值是节点数的平方并与用户数平方成正比。大卫·P.里德(David P. Reed)指出,网络价值可能更大,是2的n次方(n是网络内的节点),这被称为“里德定律”。

此外,单位计算的能耗每18个月降低一半的“库梅定律”、无线网络容量每30个月增加一倍的“库帕定律”等都给出了巨大需求与技术跃迁之间的强关联。“库梅定律”由美国斯坦福大学的乔纳森·库梅(Jonathan Koomey)教授于2011年提出;“库帕定律”由移动电话的发明人马丁·劳伦斯·库帕(Martin Lawrence Cooper)提出。人们一旦开始使用网络,就会引发越来越多的需求。

数字经济时代,指数级的网络效应无疑是推动数字技术和数字经济乃至整个国民经济发展的重要诱因。对创新主体而言,面对这种超强的网络效应,就必须清晰了解自己的“生态位”,建立起或参与到最适宜的生态链和生态圈中。

6. 持续颠覆:“数字破坏效应”——“红桃皇后效应”在该领域的具体体现

“红桃皇后效应”最早出现在生态领域,后被引入创新经济研究范畴,意指因由技术进步带来的激烈竞争。数字技术和数字经济之所以在历经几十年甚至近百年的发展之后,依然保持着旺盛生命力,一个根本原因在于其内在的持续颠覆机理。过去几十年间,尽管很多创新者通过建立看似难以逾越的“护城河”和强大的生态圈,成为数字技术和数字经济的巨头,然而,“基因决定论”使得其很难在新技术浪潮来临时做到及时应对,“反摩尔定律”则让这种微小的嬗变逐步累积成为巨大的差距。

在数字技术和数字经济的各个子领域和细分方向上,往往形成寡头竞争格局,就是所谓的“70—20—10”效应,即第一名将占据1/2至2/3以上的市场份额,第二名获得剩余的1/2至2/3的份额,最后是众多厂商形成的“长尾”。尽管第一名和第二名拥有突出的垄断优势,但其却不敢掉以轻心,因为突破性的技术、颠覆性的模式带来的破坏性创新,将可能于一夜之间将其从市场上清空。“数字破坏效应”的存在,犹如悬在所有参与者头上的“达摩克利斯之剑”,使得他们必须持续创新。

二、新科技革命与产业变革中的数字技术与数字经济

依据“技术—经济长波”理论,当前处于第五次长波和第六次长波交汇之际。基于对前五次“技术—经济长波”以及当前及未来较长一段时间内科技创新发展趋势的分析,第六次“技术—经济长波”,即新科技革命与产业变革,很可能是第一次以群体性突破、群体性技术为主导的长波。未来十年至未来三十年,很可能接续发生三次主要的产业变革:数字技术和数字经济、生物技术和生物经济、能源技术和能源经济。数字技术和数字经济无疑是首要的、关键的,它正带来科技创新范式的革命性变化。

(一)数字技术和数字经济是新科技革命与产业变革的战略力量

数字技术和数字经济起源于美国,其内在发展逻辑符合其自身对“边疆”和“前沿”的设想。为此,人们还专门创造了一个词汇——“Cyberspace”(赛博空间)来具象化地描述数字技术和数字经济开拓的新“疆域”。

新的“空间”、新的“疆域”正变得愈发清晰。最初,电子游戏为人们创造了一个新空间,人们在其中通过扮演各类角色、完成各种任务来达成在现实世界无法实现的愿望。现在,随着多种扩展现实技术、人工智能、无线通信等的发展,元宇宙被提出、被创造。人们不再满足于游戏体验,而是通过虚拟新空间与现实空间的深度绑定,力求实现“虚拟新空间(发挥创造力的‘新大陆’)—信息空间(客观世界的数字孪生映射)—物理空间”的互操作,实现工作、生活、学习、休闲娱乐的全息延展。元宇宙在工业互联网中的应用、数字虚拟人、真人的数字分身等,都可谓是其早期应用。

这种扩展,需要借助包括脑机接口等一系列数字技术、生物技术、纳米技术等在内的融合发展。而对于人的大脑而言,在数百万年的进化过程中,可能会有将外在的工具当作身体的一部分的意识。工具是人与世界之间的媒介。纵观人类发展历史,媒介的持续革新,如石器、青铜器、铁器等,可以说是人类社会进步的重要标志。工业革命以后的二百多年,发展的速度和高度均达到了一个前所未有的水平。美国经济学家J.布拉德福德·德隆(J. Bradford Delong)的研究表明,人类社会财富的97%是工业革命后的二百多年创造的。

如果从工业革命的角度划分,不少人认为,18世纪中期以来已经发生了三次工业革命,当前正处于第四次工业革命的前夕。可以发现,近三百年来,历次工业革命极大地拓展了人的认知能力和身体能力这两大能力。18世纪中期,蒸汽机的发明引发了第一次工业革命,第一次工业革命通过蒸汽机的普遍使用,将矿物质转化为能源动力,强大的机械动力工具相当于人类的双手的“延伸”。19世纪中后期,流水线作业以及电力作为能源的关键中间载体的使用,引发了第二次工业革命。第二次工业革命通过内燃机的发明及其在汽车、飞机上的普遍使用,“延伸”了人类的双脚,极大地拓展了人们的活动空间。20世纪中期以来,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;第三次工业革命“延伸”了人类的感官(信息网络)。在迈向21世纪中叶的进程中,第四次工业革命正在开展,人工智能、生物医药、量子科技、通信技术、绿色能源等领域快速发展;第四次工业革命将“延伸”人类的大脑并可能对人类自身产生重要的影响。需要指出的是,这种对人的身体的“延伸”,从劳动创造人本身那时起就已经开始了,只不过,工业革命以来,这种“延伸”更加清晰和显著。

从上述分析中可知,以智能化为核心特征的数字技术和数字经济是新科技革命与产业变革的战略先导和关键基础。

(二)数字技术和数字经济正带来科技创新范式的变革

范式(paradigm)是由美国著名科学哲学家托马斯·库恩(Thomas Kuhn)提出并在1962年出版的《科学革命的结构》一书中进行系统阐述的。科学范式是指在研究中对概念体系和研究方式遵循一系列的标准、规范或方法等,范式革命是指新旧科学理论之间的变革。在库恩的范式的基础上,乔瓦尼·多西(Giovanni Dosi)于1982年提出“技术范式—技术轨道”理论,用以探索工业技术演进的生态学,其认为技术范式(technological paradigm)是人们解决技术问题时所依据的一定的技术期望、工艺知识、现有技术水平及资源利用模式等,它规定着技术的领域、问题、程序和任务。卡洛塔·佩雷斯(Carlota Perez)于1983年提出了“技术—经济范式”(techno-economic paradigm),该范式认为,每种发展模式都有最有效的生产组织范式,即生产力增长在公司、行业和国家内部之间发生的主要形式和方向。这种范式由某些关键技术发展演变而来,将导致行业面临的相对成本结构发生重大变化,同时为新技术的应用提供了广泛的新机会。吉姆·格雷(Jim Gray)于2007年提出将科学研究分为实验归纳、模型推演、仿真模拟和数据密集型科学发现这四类范式。野中郁次郎等日本学者力图借助“创新范式(innovation paradigm)”的概念来阐释技术、经济、文化、组织和制度等因素之间的交互作用及其对国家层面的技术发展的作用和助力经济增长的现象。与科学范式密切相关的科学研究范式则指,科学共同体为了使日常科研工作高效有序运转所依赖与普遍采用的一套规则体系的集合,包括建制环境、研究路径、评价体系、研究方法、研究工具、技术路线与研究模式等。

随着“范式”的泛化以及科学技术与创新的融合,“科技创新范式”被提出,这可以认为是科学范式、技术范式、创新范式、科研范式等不同范式的综合体现,反映了科学、技术、创新之间相互关联的变化情况。创新型国家的科技创新范式已由线性创新进化为系统性创新并逐渐演变为生态系统性创新。

当前科技创新范式的变革有三大特征。一是数据的爆炸式增长和计算能力的飞速提升。在生物学、天文学、社会科学等领域,数据的收集和存储已经超出了人类的分析和理解能力。随着云计算、量子计算、神经元计算等技术的发展,计算能力也得到了前所未有的提升,人工智能可以处理更复杂、更多维度和有更多变量的问题。二是学习曲线的缩短与知识更新迭代的加速。大数据、人工智能、区块链等数字科技正在迅速改变产业形态,这些技术将有效地协助人类进行高质量的创新,解决传统的效率低、风险大、失败率高等问题。利用人工智能技术实现自主学习,对经验性知识进行深度挖掘;利用云计算实现高性能处理,从而帮助人类创造知识和进行科学的决策,构建基于大数据、云计算和人工智能技术的“新脑”。三是开源社区的涌现与开放式创新的形成。以移动互联网、云计算、大数据为基础,快速发展起来的开放式创新有助于创新主体突破资源约束、降低创新成本、提升创新效率。开放式创新模式凭借海量资源、全球网络、多主体参与、分布式协作等诸多特征,成为开放的、透明的、增长的、立体的创新生态系统。

人工智能驱动的科学研究(Artificialin telligence for science,简称AI4 Science)作为新范式,其出现表明人们对自然和社会运行规律的认识正达到一个全新的认知高度。概括来说,就是“三个一切”:一切都是算法。阿尔弗雷德·鲁塞尔·华莱士(Alfred Russel Wallace)认为,人类智能证明了进化的无用性——为什么一个能够用于思考黑洞、相对论、量子力学的大脑,在狩猎时代就被武装了起来?这就是所谓的“华莱士悖论”。脑科学等的发展,已经证明华莱士是错误的,狩猎并不比研究黑洞低级,更重要的是,进化的策略不是给出答案,而是给出解决问题的方法。正如查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)所说,上帝创造的不是物种,而是创造物种的算法。

一切都靠数据。随着数字技术和数字经济的发展,数据正以滚雪球的方式大量产生并得到保存和处理,进而可以帮助人们掌握万千事物的内在规律,找出现实世界的相关性,并支撑人们做出更加合适的决策和行为。数据作为知识和信息的载体,已成为关键生产要素和战略性资源,未来需加强数据要素治理,着力解决数据安全、数据隐私保护等问题。

一切都需算力。算法运用、数据处理以及推演预测,都需要算力。随着“通感存算”一体化融合加速,人们已经意识到,在ChatGPT等颠覆性创新的背后,是数万张英伟达的显卡GPU在发挥着关键作用。正如上述的有关分析,算力与算法、数据之间,依然存在着共生互励的关系。人们对算力的要求是无止境的,新的计算架构、新的通信方式、新的存储结构必将被不断开发和超越。

科技创新范式的变革会带来全局性、根本性、颠覆性的深刻变化。重大科技创新往往源于范式转换,关键通用技术获得突破后,相互关联的“技术族群”大规模涌现,并以革命性的速度产业化、商业化,向各个产业渗透、扩散,新技术族群与低成本生产要素将引发生产方式、组织模式、商业模式的剧烈变化。因此,需要把握科技创新范式变革中的新机遇,依靠数字技术加倍赋能,实现超常规发展。依靠人工智能和传统科研结合带来的巨大潜力,加速科研实践和技术突破。

(三)数字技术和数字经济或将引致“奇点”的到来

近年来,随着以自然语言大模型为基础的生成式人工智能的出现,人们认为人工智能正在达到其自身的“iPhone时刻”——2007年,iPhone初代出现,开启了智能手机、移动互联网的时代。在当下及可以预见的未来,生成式人工智能正通过极速学习,迈向通用人工智能(Artificial General Intelligence,简称AGI),达到所谓的“技术奇点”。

人们对通用人工智能的担心,主要来自四种观点:一是加速回报定律;二是复杂涌现现象;三是理性至上主义,又称之为“左脑偏爱”;四是机器道德缺失论,这种观点认为人工智能很难或者不屑于理解人类的道德伦理。加速回报决定了“速度”,复杂涌现决定了“程度”,理性至上凸显了“算力”,道德缺失追问了“存在价值”。研究人员已经发现了人工智能的学习进展中存在“鲍德温效应”,这将加速人工智能的自我提升。“技术奇点”也许正在加速到来。

不过,相比于“技术奇点”,不少人更担心“经济奇点”,即数字技术和数字经济的发展,已经开始使不少人被挤出就业行列或被迫成为“自由职业者”。正是由于数字技术等的发展,很多曾经的非核心工作被“外包”了。早在2015年,美国就有约280万的临时工,占总就业人数的2%。当然,数字技术和数字经济也赋能产业并创造新就业岗位、新业务。有人指出,1990年以后,有1500多种新工作正式出现。2014年,英国有6%的劳动力在新兴领域工作。也有研究认为,每部署一个机器人,将带来3.6个新岗位。

数字产业化、产业数字化、数据价值化和数字化治理正在全面展开。“自动化本身的自动化”,数字技术和数字经济带来更多的是赋能效应,还是替代效应,人们正拭目以待。

数字技术和数字经济影响的不仅是技术和经济本身,还包括国家安全和地缘格局。借助于移动互联网、物联网、工业互联网等的发展,数据安全正在成为经济安全、国防安全、科技安全的关键。“棱镜门”事件等说明,数字技术和数字经济的领先优势被任意使用会导致安全问题。许多国家和地区已经通过立法形式,禁止本国、本地区公民日常活动和经济活动所产生的数据出境。凭着脸书、推特等数字新媒体以及苹果、微软、亚马逊等数字经济巨头,美国拥有了超越大多数国家的文化宣传优势的软实力,这对全球安全和地缘政治格局的变动有着重要影响。

数字技术和数字经济从其诞生那一天,就拥有利用人类层出不穷的想象力不断开辟“无尽前沿”的特质,它们甚至已经为人类创造了一种“新空间”(即所谓的“赛博空间”)和“新世界”(元宇宙),极大地拓展了人类社会的“疆域”。数字技术和数字经济领先的国家和地区,都非常重视相关领域的科学研究、技术创新和商业模式创新,新业态、新模式在这些国家率先孕育策源,并向其他地区传播和渗透。获得领先优势的数字技术和数字经济强国,具备了对其他国家和地区经济进行“降维打击”的能力。为此,未来一段时期内,要实现经济社会的长足发展,就必须高度重视数字技术和数字经济的发展,而数字技术和数字经济的发展历程和发达国家地区促进数字技术和数字经济发展的经验都表明,唯有注重数字领域的科学研究、推动技术创新和模式创新,增强数字技术创新策源能力才能实现跨越式发展,才能在新一轮科技革命与产业变革中把握战略先机、不惧严峻挑战、实现创新发展。

三、增强我国数字技术和数字经济领域创新策源能力的建议

我国是仅次于美国的数字经济大国,在数字技术的研发和创新上,也具有一定的竞争优势。美国有着上百年的积累、数十年的持续且巨量的投入以及在众多领域依然有先发优势并处于引领地位,与之相比,我国数字技术和数字经济起步较晚,积累较少,投入仍需增加,引领性的科研机构和跨国公司还比较少。同时,还面临着复杂的地缘政治格局,承受着由此带来的潜在风险与挑战。

(一)增强创新策源能力的基本思路

推动数字技术和数字经济创新策源能力的提升,需要在世界科技强国、数字中国、数字经济等战略和规划的框架下,推进创新驱动发展战略,以高水平科技自立自强为战略支撑,以改革为动力,以开放为关键,努力突破“卡脖子”技术,不断提高数字技术创新水平,不断提高我国数字经济在全球分工格局中的地位。

1. 坚持应用牵引和科研驱动并重

创新的驱动力量主要来自科研、需求和竞争。推动我国数字技术和数字经济领域的创新策源能力提升,既要加强对基础研究的投入,提高我国在电子信息科学领域的水平和地位,又要坚持需求导向,开放更多的应用场景,为数字技术验证和迭代优化提供环境。

2. 坚持对标对表和现实创造兼顾

数字技术和数字经济具有内置的全球化特征。提升我国数字技术和数字经济领域的创新策源能力,必须要对标世界最高标准、对表国际最好经验,从起步阶段和环节就要放眼全球。同时,我国经济社会发展拥有丰富的多层次应用场景,要充分发挥各地、各行业的主动性、创造性,在放眼世界的同时兼顾本地实际,推动技术创新和模式创新,推动涌现一系列在本地、为中国、向世界的创新。

3. 坚持经济发展和数字安全统筹

按照数字经济规划部署,要加快推动经济的数字化转型,促进数字技术在各行各业的广泛运用,为数字技术和数字经济发展创造巨大市场需求。以数字化、智能化赋能传统产业改造升级,推动科学研究和技术开发成果迅速转化为新模式、新业态、新部门、新行业和新产业,促进经济高质量发展。同时,要注重数字技术在国家安全中的重要支撑地位,加快建设大国数字安全屏障,努力参与全球数字治理体系建设,为形成更合理、更公正、更有效并能带来普遍安全的全球数字治理框架发挥积极作用。

4. 坚持积极探索和伦理约束共进

2023年2月,中共中央、国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》明确提到,数字中国建设按照“2522”的整体框架进行布局,即夯实数字基础设施和数据资源体系“两大基础”,推进数字技术与经济、政治、文化、社会、生态文明建设“五位一体”深度融合,强化数字技术创新体系和数字安全屏障“两大能力”,优化数字化发展国内国际“两个环境”。

(二)增强创新策源能力的对策与建议

1. 加强前沿布局,勇闯数字“无人区”

在数字技术和数字经济领域,美国之所以能够保持相对于其他国家和地区的长久优势,是因为半导体、集成电路等基础技术起源于美国,是美国自20世纪初以来就一直持续投入的结果。我国要突破“卡脖子”技术,确保数字领域的总体安全,就必须重视基础研究、应用研究和前沿技术的前瞻性战略布局。

一是加强基础理论研究方向上的投入。原创性和颠覆性的创新,往往来自基础理论的重大突破,要围绕新型计算架构、下一代宽带通信、量子科学、新型电子材料等进行部署。针对数字技术领域科学仪器的紧迫需求,加快部署仪器和装备研究。

二是鼓励和引导企业投入和开展基础研究。贝尔实验室是美国数字技术和数字经济领域中企业开展基础研究的典范,在晶体管、激光器、发光二极管、数字交换机、通信卫星、C语言、UNIX操作系统、蜂窝移动通信设备、仿真语言、有声电影、立体声录音等方面开展了开创性工作。要利用财税政策,支持有条件的我国企业投入数字领域基础研究,引导科技金融机构投资的风险企业开展应用基础研究,实现在细分方向上的颠覆性突破。

三是加强科学展望和技术预见。对前沿领域和方向的布局,需要科学的战略管理工具予以支持。技术预见起源于20世纪40年代的美国,目前在全球许多国家、地区和多边合作组织中都被用于预测科技前沿。我国要组织产学研多方专家,应用智能化工具,针对数字技术开展预见活动,支持战略咨询研究机构开展数字技术预见和路线图工作,动态遴选和优化调整国家及区域数字技术前沿布局方向;鼓励数字经济领域头部企业开展技术预见和技术路线图,并将其纳入企业战略管理工作体系中。支持行业牵头组织开展专业领域上的技术预见和技术路线图工作,为高校、科研院所和中小企业的研发提供支持。

四是深化科技体制改革,营建良好创新文化。要真正落实团队组建权、资源调配权、技术路线选择权的“三权下放”,使得科研人员放心大胆地将科研经费用于开展研究所需的各类支出上。强化科研诚信体系建设,弘扬科学家精神。

2. 优化创新生态,培育数字“新物种”

在数字技术和数字经济发展过程中,创新生态发挥着重要作用。作为与创新1.0线性模式、创新2.0系统模式相对应的创新3.0生态模式,最早就是在诸如苹果、小米这样的企业的管理实践中观察到的。在数字技术和数字经济发展过程中,形成了以苹果公司为代表的封闭式创新,以微软为代表的协同式创新,以及以安卓系统拥有者谷歌公司和开放手机联盟为代表的开源式创新。在美国企业和机构占据主导地位的前两种创新模式中,我国企业和机构很难获得发展优势,需要高度重视开源式创新的领域和方向,如芯片领域的RISC-V、操作系统中的鸿蒙系统等。

一是开放更多更丰富的应用场景。数字技术需要在真实的应用环境中得到验证和迭代优化,在自动驾驶、智慧医疗、数字贸易等领域,研究制定更公平、更科学、更有效的应用场景开放规则,吸引和支持科研机构和企业将其开发的数字技术、数字创新产品在其中验证及应用。

二是在关键核心数字技术攻关中探索新型举国体制。面对数字经济领域的“卡脖子”技术难题,根据不同领域和方向的技术特征和产业化特点,探索多种方式来实施新型举国体制。偏向基础前沿方向的,建议由战略科学家牵头;跨领域联合攻关技术领域方向的,建议由国家实验室牵头组织;在更接近市场应用环节,建议由头部企业或企业联盟牵头,组织产学研用等共同实施。

三是激励并涌现出数字技术新型研发机构、数字经济新型创新组织。数字技术和数字经济领域最需要组织创新,也最能激发形成组织创新。要充分借鉴谷歌X实验室、OpenAI等新型研发机构和新型创新组织的体制机制设计,运用数字技术打造智能化、指数型组织,涌现一批新锐企业、顶尖实验室等。

四是促进科技金融和金融科技在融合创新过程中催生新业态、新模式。大数据、云计算、人工智能、区块链等与金融体系的融合,正带来前所未有的新变化,同时,科技金融在我国也有一段时间的发展,具有了一定的经验。在数字技术和数字经济领域,一方面,要加大金融科技研发投入,打造自主安全可控且富有创新的技术底座,为金融安全保驾护航;另一方面,要加大科技金融对数字技术和数字经济的支持力度,通过大数据、人工智能、区块链等,更精准地刻画数字领域创业团队和创新型中小企业的创新能力,为他们的创新创业活动提供充分、精确、及时、有效的金融支持,涌现出一批批新团队、新机构、新企业。

3. 打造创新高地,集聚数字“新青年”

人才,尤其是青年人才,是数字技术和数字经济发展最关键的要素之一。集聚培育优秀人才的关键,在于能够形成和促进一流人才产出一流成果的一流科研和创新机制和组织,而这需要由多层次的创新高地来予以承载。在美国和欧洲等发达国家和地区,高校、独立研究机构、国家实验室、科学园和高科技园区乃至创新型城市都是重要的创新高地,如美国的硅谷以及高通公司总部所在的圣迭戈市、英国的剑桥大学科技园、比利时的鲁汶地区、荷兰的埃因霍温地区等。

一是要打造多层次数字技术和数字经济创新高地。在现有的科技创新中心以及大数据、云计算、区块链、人工智能、物联网、工业互联网等示范区、试验区建设发展的基础上,一方面,要进一步整合多种方向上的试验示范,探索形成数字技术和数字经济的综合试验示范;另一方面,要鼓励和引导各地提出研发创新与试验示范的新技术、新方向和新领域,如生存式人工智能、元宇宙等;另外,在多层次科技创新中心上,强化数字技术和数字经济的创新高地建设,形成参与全球数字技术创新网络和数字经济竞合的多层次节点城市和枢纽。

二是要培育一大批首席技术官(Chief Technology Officer,简称CTO)、首席信息官(Chief Information Officer,简称CIO)和工程师。国内外数字技术和数字经济发展的历程已经充分表明,唯有造就一大批数字技术领域的顶尖程序员、硬件工程师、系统架构师等,培育一大批独具工程眼光的CTO、CIO,才能为数字技术领域的重大科学发现和技术发明提供智力支撑。许多数字经济领域的优秀企业家都有数字技术工程师经历。

三是涌现一批高数字素质的创新型企业家。企业是创新决策的主体,企业家是关键的创新决策者。要提高我国数字领域的创新策源能力,就必须涌现一批具有较高数字素质的创新型企业家,为基础研究、应用研究和场景创新、技术迭代提供战略需求导向和重大方向的建议。高数字素质的创新型企业家还具有更强的数字化转型意识,能更好地把控数字化转型过程,为数字技术和数字经济发展提供重要需求。

四是要强化基础教育和高等教育的创新性。要革新教育理念,要转向创新型教育。在基础教育阶段,进一步提高教育内容和形式的数字化水平,使数字技能成为基础教育的重要组成内容,使青少年从“做题家”转变为“创作者”。在高等教育阶段,要将数字技术作为普适教育内容,使得全学科的学生都能够掌握基本的数字技术。同时,进一步增强创业教育,提高所有课程的创新性,激发学生的创造性思维。

4. 推动开放共享,扩大数字“朋友圈”

数字技术和数字经济的迅猛发展,将可能在未来30年内带来“技术奇点”和“经济奇点”,向人类社会提出大量新的伦理挑战,可能造成大量失业、失能,引发一系列社会问题。数字技术还关乎数字经济时代的国家安全和地缘政治格局,如何从“以威胁定义安全”转向“以发展定义安全”,消弭数字鸿沟,让各国共享普遍数字安全,让亿万民众共享数字技术带来的巨大福祉,这些都需要更广泛的全球协作。我国需要在人类命运共同体的理念指引下,更主动积极地寻求和扩大数字技术和数字经济领域的国际合作交流。

一是加强数字技术研究领域的国际合作。推出更具前瞻性、吸引力和颠覆性的大科学计划和大科学工程,吸引全球科学家和工程师来华开展合作交流和实施创新型研究。

二是要高度重视科技创新中“软要素”,努力把握数字技术和数字经济的话语权。要高度重视报刊、论坛会议、学会组织、标准机构、网络学术社区、关键领域经验数据知识库等方面在提出科研创意、塑造科研规范、建构学术标准等方面发挥的重要作用,逐步在优势领域掌握全球数字技术和数字经济领域的关键议题和研究潮流,使我国成为世界数字技术和数字经济重要议题的创生地。

三是要注重科技伦理的约束作用。积极开展人工智能、数字货币等领域的国际对话,就数字技术和数字经济可能带来的负面影响,加强国际沟通,相互借鉴,分享经验,共同促进数字技术和数字经济造福更多民众。实施负责任的研发与创新,深化科学普及,持续提高全民族的科学素养、数字技能,在建设世界科技强国、数字中国的过程中,使我国成为科学精神和数字文化的世界高地。

四是积极参与全球数字治理,共建全球数字命运共同体。根据我国的自身实际,结合国际相关需求,主动向世界提供力所能及的数字公共产品,特别是面向发展中国家和地区,从安全和经济等多角度、多层次,输出技术、产品和服务,帮助建设数字基础设施,提高其数字技术和数字经济发展水平,尽可能地缩小“数字鸿沟”。面向发达国家和地区,鼓励和支持跨国公司实施“逆向数字创新”,为发达国家和地区的民众提供更具生产性、便利性的数字化工具、产品和服务。积极开展数字安全对话,推动形成更能体现最大多数民众和国家、地区安全关切的国际数字安全共同体。

四、结语

数字技术和数字经济的发展,关乎未来十年至三十年的全球科技创新、经济社会发展和地缘政治格局。从历史角度看,数字技术和数字经济的出现,是人类社会发展到较高水平的必然结果。数字技术和数字经济正在成为当今世界科技创新和经济社会发展的主导技术和主导经济形态。展望未来,数字技术和数字经济正在展现出智能化、普惠化、加速化的趋势,正对全球经济社会发展格局和地缘政治格局带来深远影响。我国要把握住数字技术和数字经济这一新科技革命与产业变革的关键战略先导力量,加快实施创新驱动发展战略,面向世界科技强国、数字中国等战略目标,结合数字经济战略规划,加快提升数字技术和数字经济领域的创新策源能力,为把我国打造成为数字科技强国,进而实现中华民族伟大复兴的宏伟目标,奠定扎实的物质、文化、技术基础。

作者:李万,上海科学院,硕士,上海科学院科技发展部部长,研究员。
邹芸,上海科学院,博士,副研究员。

来源:“科技智囊”公众号2023-11-19,原文刊于《科技智囊》2023年第9期(总第328期)

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