知識與企業超速發展(2 / 3)

機器人(Robot)源於捷克語Robotnik,原意是勞動的奴隸。捷克作家卡皮克發表了一部幻想劇本《萬能的機器人》,最先使用了機器人這個詞。作者根據工廠工人的各種重複動作塑造了一種機器,既挖苦了把人當做機器的社會,也包含以會自動工作的機器來解放工人的積極願望。真正的機器人誕生在50年代的美國,最早用來處理含有放射性物質的廢料。作為商品的機器人出現於1959年。1960年,美國的休斯飛機製造公司為美國原子能委員會製造了一台遙控操作機器人,具有視覺、聽覺功能。70年代美國機器人的數量大約平均3年翻一番。日本於1969年購買美國機器人專利開始生產機器人,雖然起步比美國晚了10年,但在80年代卻變成了機器人的最大生產國,1985年機器人的生產量達到了32000台,1990年達到了60000台。現在,世界已經進入由機器人生產機器人的時期。據估計,全世界的機器人到本世紀末將超過300萬台。

機器人不僅可以用於宏觀尺度的生產領域,而且也可以用於微觀尺度的生產領域,為人類社會生產力的發展作出了巨大貢獻。在微觀生產領域,使集成電路進入了大規模的生產時代,也就是使集成度達到了256兆位動態存儲器的水平,在350平方毫米的芯片上能夠集成5億個元件。從大規模集成電路研製成功的25年來,集成度每隔18個月就翻一番,而每隔3年芯片的價格性能比就提高4倍。從而極大地提高了人類製造高質量“大腦”的水平。

微型智能機器體係的發展,為電子係統提供了通向外部物質世界的更加直接的窗口,使電子計算機係統能夠進一步地感受並控製各種運動、光、聲、熱及其他物質的作用。微型的智能機器體係將徹底改變整個人類社會,不僅可以通過微型衛星探測宏觀和微觀世界,而且也可以用無人機等散布神經係統和植入微型機器人電子係統的昆蟲去探測或從事其他的各種活動。

現在,人們正在研究開發具有智能的分子機器係統和生物機器係統,它不僅包含納米計算機,可以實現人機對話,而且還具有自我複製的功能。這種微型的智能機器係統,在一秒鍾內可以完成數十億個動作。如果使用足夠多的微型智能機器,就能在幾秒鍾或幾分鍾內完成現在人們幾天或幾個月的工作。正是由於機器人的大量應用,出現了許多無人車間、無人工廠,機器人組成的智能機器體係形成了一支特殊的生產大軍,對人類社會經濟的發展產生了巨大影響。

3.勞動對象多樣化

信息生產力時代的一個重要特征是勞動資料的多樣化。它主要表現在以下幾個方麵:

(1)利用自然資源的範圍擴大

信息革命使人類極大地擴大了利用自然資源的範圍。從空中到地下、從宇宙到海洋、從宏觀到微觀、從無機到有機,無論是什麼樣的自然資源,也無論是何處的自然資源,人類都已經開啟了利用的大門,並將進一步擴大利用的空間。

海洋利用是信息生產力時代開發的一個主要領域。地球的表麵將近被71%的海洋所覆蓋,不僅蘊藏著豐富的石油、天然氣、煤、金剛石、硫、鈷、鈾等礦產,而且還盛產各種海生植物和動物。工業經濟時代人類利用的海洋資源十分有限,信息生產力的發展極大地擴展了海洋資源的利用範圍。海洋石油已經成為人類重要的能源來源,海洋礦產正在成為人類開發的重點。海洋動植物正在成為人類重要的蛋白質產地,各種海洋動植物基地正在大量建立。

宇宙空間的開發是人類信息生產力發展的另一個重要領域。信息生產力的發展極大地擴大了宇宙空間的利用範圍,使人類進入了空間科學技術的時代。自1957年發射第一顆人造地球衛星以來,全世界進行的成功的空間發射近4000次,已發射的航天器包括多星發射近5000個。宇宙空間的探索,首先開辟了天文學的第三次輝煌發展,為空間科學技術的發展奠定了基礎。人類利用空間技術對行星地球、太陽、太陽係、銀河係以及更為遙遠的天體進行探索,獲得了大量嶄新的認識和突破性的進展,為航天器的軌道、定軌、姿態、時間、能源、通信、熱狀態、遙控、遙測、空間環境以及各種有效載荷等提供了可靠的依據,推動了空間技術的發展,擴展了人類利用宇宙空間的範圍。各種通信衛星的開發和利用,為人類提供了全球通信、導航定位、廣播的有效手段。宇宙火箭和衛星為地球資源的勘探、環境監測、氣象資源的利用創造了條件。永久性空間站的開發和建立,為人類創造了許多新的物質材料和作物品種。

信息生產力的發展為人類開發了新的能源。自50年代人類開始利用核能發電以來,現在已有30多個國家發展了核電,到1995年,核發電量已占世界發電量的17%。其中法國核電占總發電量的76%,比利時核電占總發電量的56%,立陶宛核電占總發電量的86%。此外,人類還正在大量開發和研究地熱能、潮汐能、波能、太陽能、風能、生物質能等多種再生能源。目前全世界的風力機用於發電的已經超過總量的70%,世界風力發電裝機已達3000萬千瓦,最大的風力發電機已經達到3 200千瓦。

信息生產力使人類對生命有了新的認識,發現DNA猶如儲存人類生命之歌的磁帶,從而開創了創造生命的新紀元。每個人都是由一個受精卵發育而來的,人類的全部遺傳信息就儲存在受精細胞內染色體的DNA中。人的遺傳基因約有10萬個,每個遺傳基因由四種30億個核苷酸按次序排列在兩條互補的組成螺旋的DNA長鏈上,DNA儲存了製造蛋白質的信息。基因中由三個密碼字母組成一個氨基酸,許多不同的氨基酸的排列形成蛋白質長鏈。這一發現,為人類探索人是怎樣由一個細胞發育而成、遺傳基因如何啟動和控製、各種器官和係統如何按照時間順序和空間位置發育、細胞之間的信息如何傳導、神經係統如何指揮和協同、疾病和衰老如何發生等等,都提供了研究的基礎。現在,人類已經利用這一發現培育了新的生命和植物品種,擴展了人類對生物資源的利用範圍。

(2)改造自然界的範圍擴大

農業經濟時代,人類的吃穿用基本上都來自農業資源的開發和利用。工業經濟時代,人類對礦產資源的開發和利用有了很大的發展。信息經濟時代,隨著信息生產力的發展,人類增強了改造自然的力量,擴大了改造自然界的範圍,從而使人類真正成為自然界的主人,創造出更多的財富,滿足人類日益增長的物質和文化生活的需要。

保持地球的能力不斷增強,地球保護的範圍不斷擴大。地球是人類唯一的、美好的共同的家園。它與太陽的距離比較適宜,具有廣泛適應生物生存的條件:它具有適當的質量和自轉角度,四季分明,氣候多樣;它的表麵和深部含有液態水,為人類提供了生命之源;它的周圍有多層保護圈,為保護地球的安全發揮了重要作用。人類的誕生和進化,至少經曆了數百萬年的曆史,在地球的曆史長河中雖然隻是一瞬間,卻幾經劫難,頑強生存。人類長期受到自然界的奴役和統治,在與自然界的長期鬥爭中,也不斷增強了改造自然的智慧和能力。

工業經濟時代,人類向自然界無限地索取,導致了自然支撐體係的失衡。資源不合理的開發和利用,使某些礦產資源和化石能源短缺和枯竭;土地的侵蝕與退化,耕地、森林和草場銳減,幹旱化與沙漠化擴大和蔓延;環境汙染,水資源短缺,生態惡化;等等。人類的生存環境麵臨著嚴重威脅。信息生產力的發展,不僅使人類認識到地球已不堪重負,而且也找到了控製、改造自然和保護地球的辦法。這就是保護生態環境,走持續發展之路。

自70年代以來,世界各國為解決這個問題作出了不懈的努力。找到了全球環境惡化、生命維係係統退化、導致生態災難的根源,其主要原因就是不可持續的生產和消費方式,特別是發達國家的生產和消費方式。提出,可持續發展就是既滿足當前需要而又不削弱子孫後代滿足其需要的能力的發展,它意味著維護、合理使用並且提高自然資源的基礎,在發展計劃和政策中要考慮環境問題,意味著促進人力資源的開發。與此同時,製定了一係列保護全球環境的具體方案。人類隻有一個地球,愛護、珍惜這顆孕育一切生命和人類的行星,已經成為全球的共同責任和義務。可持續發展之路,實際上就是發展信息經濟的道路。

改造自然和保護地球的另一個重要問題是,如何防止宇宙空間對地球的突然襲擊問題。現在人類已經找到了一些辦法。地球外物體撞擊地球是一種正常的自然過程,在地球的演化曆史中曾經發生過許多次撞擊,今後這種撞擊也不可避免。大的撞擊釋放的能量要相當於世界所有核武器爆炸能量的幾萬倍,並誘發氣候、生物、環境等多方麵的劇烈災難,對人類將造成極大的威脅。信息生產力的發展,人類已經可能抵禦、控製和化解來自宇宙空間的突然性襲擊。當今,世界各國相互合作建立了全球性的觀測、監視和預報行星際間及近地空間的信息網絡係統,使人類有可能攔截、摧毀或改變宇宙天體的軌道。

在農業方麵,生產領域不斷拓展,勞動生產率大大提高。傳統的農業是以植物性和動物性產品為其生產對象的。現在,農業已經由動植物產品轉向微生物產品,由陸地農業轉向海洋農業,由初級生物性產品向食品、生物化工、醫藥、能源產品擴展,傳統的工農業之間的界限逐漸模糊起來。單細胞蛋白、生物農藥和肥料等微生物產品、海洋農牧場、生物能源、生物反應器生產多酞藥物等迅速發展。

農業生產技術迅速發展,極大地促進了農業的發展。生物技術與常規育種技術的結合,正在全新的基礎上培育出高產、優質和高抗的動植物新品種,超級稻、超級豬、抗蟲棉、抗腐爛番茄等不斷出現。新型生物性農藥、動植物營養物質和調節生長發育的物質等不斷擴大對化學物質的替代。肥料向複合、專用和緩釋、長效發展。灌溉走向節水和微灌。信息技術的廣泛應用使經驗性、分散性的農業趨於定量化、規範化和集成化,信息網絡克服了農業分散性和區域性強的弱點,使資源得到了有效利用。新材料、遙感技術為農業環境的監測、保護和減災提供了有效支持。

生產組織不斷優化,管理水平不斷提高。以農戶和家庭農場為基本生產單位的規模不斷擴大。美國的家庭農場,在最近的40年,由650萬個減少到260萬個,場均耕地麵積由60多公頃擴大到170公頃,生產成本大大降低,效益大大提高。發達國家的農業人口不到從業總人口的5%,但卻能生產出大量的農產品。法國農民人均生產糧食45噸,生產肉56噸;美國農民人均生產糧食110噸,生產肉101噸,一個農民可以供養80個人。僅有1500萬人口、人均耕地0.66公頃的荷蘭,農產品的出口僅次於美國,居世界第二位,90年代初人均淨創彙達5.7萬美元。

人們現已發現,世界上的生物盡管千差萬別,生命現象的表現形式各不相同,但構成生命的物質基礎都是一致的,即都是由蛋白質、酶、核酸等大分子構成的,生物種類之所以不同,是因為組成細胞中主要遺傳物質DNA的基因不同。現在,人們已經能夠利用將不同生物體內的遺傳物質DNA分子重組,也能夠通過移植染色體或細胞核轉移基因,來創造新的生命和生物。因此,信息生產力的發展已使人類能夠按照自己的需要,開創了改變生物的遺傳特性和創造新的物種的時代。

(3)新型材料劇增

信息生產力的發展,使人類創造了大量的新型材料,以滿足人類日益增長的物質和文化生活的需要。材料的種類繁多,據不完全統計,目前世界上已有的傳統材料就有幾十萬種,並且新材料的品種每年大約以5%的速度增長。在最近的15年內,新型材料就增長了5倍。其中金屬材料、有機高分子材料和無機材料三大類的增長速度居於首位。信息生產力正在使材料向小型化、智能化和複合化的方向發展。

功能材料趨於小型化和信息化。功能材料的使用性能主要是光、電、磁、熱、聲等,它是各種高新技術發展的基礎和先導。矽材料的發現和改進,促進了大規模集成電路的發展。砷化钅家不僅使器件可以用於更高的工作溫度,而且也使器件的運算速度有了很大的提高。它擁有良好的光電效應,可做激光的光源,是光纖通信的基礎。智能化的材料加工機器體係的發明,發展了原子和分子級的加工技術,可以使兩種以上的不同半導體極薄層交替排列,組合成周期陣列超晶材料,獲得了控製能帶結構、帶隙、能態密度、光學吸收係數、折射率等各種參數的多功能材料。信息生產力推動了具有各種優異性能的新型材料的發現,反過來這些新材料又促進了信息技術、信息產業的發展。特別是一些敏感材料、光導纖維材料、信息記錄材料等,成了信息探測傳感器、信息傳輸和信息處理等設備及介質的基礎。

結構材料趨於複合化。結構材料由承受載荷的增強體和連接增強體組成,具有高強度、高模量、耐高溫或耐低溫、低密度等特性,既保留原組成材料的性質,又能通過複合效應獲得組成材料所不具備的性能,還可以通過材料設計使各種組成材料的性能互相補充,獲得更加優越的性能。最近投入使用的波音777飛機的結構重量中,有相當部分的材料采用了複合材料,為波音757和767的3倍,提高了飛機的強度,降低了飛機的重量。複合材料設計中,仿生技術受到了人們的青睞。因為構成生物體的材料,絕大多數是複合材料,所以人們發明了仿照生物體設計新的複合材料的技術。例如,竹子是由分散於基體中的管狀纖維組成,從表麵到裏層,由細密到粗疏,分層螺旋狀交替排列,具有很高的強度。鮑魚殼是一種陶瓷基的複合材料,由多層交錯的碳酸鈣和控製碳酸鈣生長的蛋白質薄膜組成,其斷裂韌性要比單塊碳酸鈣高10倍。現在,人們按照構成生物體的複合材料的結構設計新的複合材料,已經獲得巨大進展。用碳化硼和鋁薄層構成的高溫陶瓷,其斷裂韌性就比普通的碳化硼鋁陶瓷合金高4倍。

高性能的無機材料,如電性陶瓷、磁性陶瓷、光性陶瓷、化學陶瓷、熱性陶瓷等,具有電、光、磁、半導、化學等多方麵的功能特性,不僅能夠耐受更高的溫度,具有更高的強度,而且耐磨損、耐腐蝕,可以廣泛用於各個領域。智能材料、強場材料、仿生和有機功能材料、高強度複合材料和納米材料等,將為人類社會經濟的發展作出新的貢獻。對一些材料加入某些電子技術,可以增加人們的感知能力,從而可以進一步擴展人類的信息器官。