近日，第十九期“海上院士講壇”在中國(guó)金融信息中心舉行。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員、復(fù)旦大學(xué)教授褚君浩院士，作題為“第四次工業(yè)革命和智能時(shí)代”的主題報(bào)告。

褚君浩指出，傳感器是智能化系統(tǒng)一個(gè)非常重要的核心技術(shù)。發(fā)展高性能的傳感器芯片非常重要，用更低的成本，實(shí)現(xiàn)更快的速度，更智能化的應(yīng)用。有了好的傳感器，就能握緊核心技術(shù)，再通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，把傳感的信息傳出去加以分析，進(jìn)而達(dá)成多功能集成化、無(wú)線通信化、柔性化、微型化。

第四次工業(yè)革命

18世紀(jì)，第一次工業(yè)革命起源于英國(guó)，以機(jī)械化為特征。當(dāng)時(shí)先有蒸汽機(jī)，隨著技術(shù)和性能的不斷提高，大機(jī)器生產(chǎn)取代手工勞動(dòng)，整個(gè)世界開(kāi)始機(jī)械化。進(jìn)而，生產(chǎn)力得到解放和發(fā)展，出現(xiàn)擁有資產(chǎn)的階層，改變了世界的面貌；勞動(dòng)力從農(nóng)村走向城市，開(kāi)始了城市化的進(jìn)程。

19世紀(jì)，第二次工業(yè)革命，以電氣化為特征。由于在實(shí)驗(yàn)室里面發(fā)現(xiàn)電磁學(xué)規(guī)律，從而發(fā)明了電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。當(dāng)時(shí)，美德兩國(guó)處于領(lǐng)先地位，電力的廣泛應(yīng)用及石油的大量開(kāi)采，將科學(xué)技術(shù)成就循序運(yùn)用到生產(chǎn)中，推動(dòng)了世界經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，進(jìn)一步改變了人民的生活方式；壟斷資本影響國(guó)家和世界的政治和經(jīng)濟(jì)生活；加強(qiáng)了世界聯(lián)系，同時(shí)帶來(lái)了環(huán)境污染。

工業(yè)革命是技術(shù)和科學(xué)交叉推動(dòng)，科學(xué)推動(dòng)技術(shù)，技術(shù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用，應(yīng)用對(duì)技術(shù)提出要求，技術(shù)要解決問(wèn)題，又想辦法從科學(xué)上來(lái)解決，以此循環(huán)。好比，第一次工業(yè)革命是從技術(shù)開(kāi)始，然后到科學(xué)，再到技術(shù)。第二次工業(yè)革命就不一樣了，完全是從科學(xué)開(kāi)始，然后到技術(shù)再到科學(xué)。

20世紀(jì)， 第三次工業(yè)革命，以信息化為特征。從科學(xué)出發(fā)到技術(shù)再到科學(xué)，由此發(fā)展。通過(guò)原子物理、量子力學(xué)、固體物理、現(xiàn)代光學(xué)和半導(dǎo)體科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，使得我們?cè)诎雽?dǎo)體晶體管、集成電路、激光、光纖、電磁波、巨磁阻效應(yīng)等方面，得到了技術(shù)性的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了電子技術(shù)、微電子技術(shù)、原子能技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、新材料技術(shù)、信息技術(shù)等一系列新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

那么，新的工業(yè)革命驅(qū)動(dòng)力是什么？

1.能源和環(huán)境問(wèn)題突顯, 全球可持續(xù)發(fā)展面臨巨大壓力

過(guò)去北冰洋都是冰，北極熊覓食時(shí)，在冰上打個(gè)洞，魚(yú)游過(guò)來(lái)，就可以撈魚(yú)吃?？墒?，隨著冰川融化，沒(méi)有地方打洞，最終造成大熊吃小熊，這也是人們?nèi)ヂ糜螘r(shí)能看到小熊骨骼的原因。倘若北極格陵蘭島冰蓋全部融化，海平面將上升7.2米！對(duì)上海來(lái)說(shuō)，浦東海拔高度和海平面距離不到2米，浦西只有3到4米。如果海平面上升7.2米，意味著浦東要全部浸到水里去了。

2. 人類(lèi)不斷追求更加美好的生活

我們過(guò)去看黑白的電視，后來(lái)看彩色的電視，屏幕越來(lái)越大，將來(lái)可能會(huì)看看立體的電視。激光全息攝影就是其中一種方案，人們也在為之研究。

3. 信息科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展為工業(yè)革命創(chuàng)造條件

現(xiàn)在基于物質(zhì)科學(xué)新發(fā)現(xiàn)、微納米器件和制造新技術(shù)；基于腦科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)發(fā)展，促進(jìn)高度智能化；數(shù)字化發(fā)展成為大數(shù)據(jù)，程序化發(fā)展到智能化，小型化發(fā)展到微納化，網(wǎng)絡(luò)化由機(jī)—機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到人—機(jī)—物網(wǎng)絡(luò)。舉個(gè)例子，現(xiàn)在集成電路發(fā)展非常困難，尺寸越來(lái)越小，摩爾定律接近臨界，將來(lái)可能就要研究自旋電子學(xué)。自旋電子器件高速度、低功耗，可實(shí)現(xiàn)更高集成度，還能融合光、電、磁，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、計(jì)算、傳感為一體的器件，從而實(shí)現(xiàn)更高速的集成電路。

信息、生物、材料、能源、環(huán)境等領(lǐng)域的一些重大突破已出現(xiàn)萌芽，很多思想、理念、技術(shù)都會(huì)發(fā)生大的躍變。人類(lèi)進(jìn)入后IT時(shí)代，迎接智能時(shí)代。所以第一次工業(yè)革命是機(jī)械化，第二次工業(yè)革命是電氣化，第三次工業(yè)革命是信息化，第四次工業(yè)革命總趨勢(shì)就是智能化。它的特點(diǎn)就是智慧融入物理的實(shí)體系統(tǒng)里面，簡(jiǎn)稱(chēng)智慧融物?，F(xiàn)在第四次工業(yè)革命有以下三個(gè)特征：信息科學(xué)技術(shù)在物理數(shù)學(xué)生物基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升；多領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)和發(fā)明多軌并行、交叉推動(dòng)；信息科學(xué)技術(shù)和多領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)深度融合，將信息滲透到各個(gè)領(lǐng)域，由此用信息技術(shù)提升能級(jí)。