科学与现代化 Science & Modernization （季度简报 内部交流 未经许可 不得转载）
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2008 3 036 全球化与中国的国际现代化互动 于维栋 亚洲国家联合会：亚洲区域合作的理性选择 何传启 科学与现代化 Science & Modernization （季度简报 内部交流 未经许可 不得转载） 2016 年第 1 期（总第 066 期） 2016 年 03 月 主办单位：中国科学院中国现代化研究中心 合作单位：北京大学世界现代化进程研究中心 北京同响时代现代化管理咨询中心 主 编：于维栋 执行编委：李存富 编 委（按姓氏笔画排列）： 于维栋 马 诚 方竹兰 任玉岭 刘细文 刘洪海 朱庆芳 许 平 何传启 何鸣鸿 吴述尧 张 凤 李存富 李志刚 李泊溪 李晓西 杨宜勇 杨重光 邹力行 邹兆辰 陈 丹 陈永申 陈争平 胡志坚 郭传杰 曾 澜 董正华 谢文蕙 裘元伦 潘教峰 靳 京 本期责任编辑：朱文瑜 本期印数 1100 份 电子版：http://www.modernization.ac.cn 电子邮箱：[email protected] 联系电话：010-62539187 传真：010-62539103 通讯地址：北京中关村北四环西路 33 号 726 室，100190 《科学与现代化》的宗旨： 推动中国现代化的理论与战略研究，推介世界现代化研究的最新进展和重要成 果，促进我国科技与现代化的良性互动，服务我国现代化建设的国家利益。 编者的话 现代化是 18 世纪以来的一个世界现象，是人类文明的一种前沿变化和国际 竞争。现代化科学是关于现代化现象的一门交叉科学，是关于世界前沿和国家发 达的一门科学；它包括现代化的一般理论、现代化史、分段现代化、分层现代化、 领域现代化、部门现代化和现代化政策等。 在中国，现代化是国家目标，是全国人民的共同期盼，是中华民族复兴的战 略选择,是中国梦的终极目标。现代化研究和现代化科学，可以为中国现代化提 供一种科学基础。研究现代化规律、创新现代化理论、促进现代化建设，是我们 的历史责任。 为了促进现代化科学的研究与实践，我们从 2002 年开始编辑印发《科学与 现代化》简报，迄今已印发 66 期。《科学与现代化》是一个公益和共享的学术交 流平台，免费赠送全国 1000 多个单位和学者参考。《科学与现代化》不收取版面 费，也不支付稿费，所登载的文章为内部交流，文责自负，文内观点不代表编辑 部意见。 十六世纪以来，世界科技先后发生了五次革命，动态监测科技革命的最新进 展，识别和抓住新科技革命的历史机遇，关系中国的前途和命运。根据中国科学 院的部署，从 2011 年开始，中国现代化研究中心开展了“第六次科技革命的预 测研究”及动态监测。本期简报收录的是 2015 年对自然人、网络人、仿生人和 再生人四个方面的世界科技进展的动态监测，仅供专家学者参考。 中国科学院中国现代化研究中心从 1998 年开始，全力从事现代化研究。在 1999 年—2015 年期间，完成学术著作：44 部。其中，中文著作 38 部，英文著 作 4 部，俄文著作 2 部。 《中国现代化报告》系列：18 部，包括中文、英文、俄文版。 《第二次现代化丛书》系列： 10 部，包括中文、英文版。 《中国现代化研究论坛丛书》系列： 14 部。 目 录 Contents 引 言 P1 Introduction 引言 .................................................................. （1） 2015 年科技革命的进展概要 ......................................... 叶青（2） 科技革命与东方复兴 .............................................. 何传启（4） 第一部分 与自然人相关的科技进展 P13 Section One （一）信息转换与意念控制 ............................................ （13） 放进文件夹：科学家计划将人脑上传到电脑 ............................... （13） 光学字符识别技术：让电脑像人一样阅读 ................................. （14） 黑客帝国成真：MIT 找到联通电脑人脑方法 ............................... （18） 人脑控制计算机获突破：或助脑瘫患者独立 ............................... （20） 上海交大成功实现人脑意念遥控蟑螂行动 ................................. （22） 意念解锁？科学家研发脑电波解锁智能手机 ............................... (23） 心理学家最新研究发现意识并没有思想强大 ............................... （24） 专家建议把人类价值“植入”机器人:防范人工智能 ........................ （26） （二）人脑与记忆 .................................................... （27） 大脑是如何记住东西的？ 科学家首次揭示记忆过程 ........................ （27） 复制人类大脑全球竞赛如火如荼:绘制千亿神经元 .......................... （29） 科学而非魔术：“读脑术”或许很快就能实现 ............................. （30） 科学家把微型电路注入大脑 检测大脑活动 ................................ （32） 科学家连接老鼠大脑 同步思想创造“活体计算机” ........................ （33） 科学家利用脑波识别出讲话内容 ......................................... （35） 科学家将蛔虫大脑上传机器人:未来或可上传人脑 .......................... （36） 我们的记忆都去哪了：窥探大脑归档系统海马体 ........................... （37） 英科学家通过实验证明遗忘记忆可以被找回 ............................... （40） 失去记忆不用怕 美国麻省理工研究有突破 ................................ （41） 记忆也能重组？日本科学家成功将小鼠记忆合二为一 ....................... （43） 科学家成功给小鼠植入记忆 可用于人类 .................................. （44） 科学家用光照恢复失忆小鼠记忆 ......................................... （45） 科学家发现大脑记忆数学方程式 或可篡改记忆 ............................ （47） （三）人造生命与再生医学 ............................................ （49） “人造生命”或将成现实：创造人工合成有机物 ........................... （49） 科学家培育出可用于移植的动物前肢 ..................................... （50） 合成生物膜能像活细胞一样生长 ......................................... （53） 美科学家培育出近乎完整人脑：类似 5 周胎儿 ............................. （54） 英国基因疗法治愈一岁患血癌女婴：系全球首例 ........................... （55） 最新发现 返老还童不是梦 衰老或可中止逆转 ............................. （56） 科学家揭示人类衰老驱动力 ............................................. （58） 第二部分 与网络人相关的科技进展 P59 Section Two 未来人类或生存在电脑中 整个宇宙只是电脑模拟 .......................... （59） 生命的意义是什么？ 谷歌机器人的答案：为了永生 ........................ （60） 爱丁堡大学的激光 Li-Fi 传输速度可突破 100G 每秒 ........................ （62） 量子光学硬盘突破性进展 存储时间提高 100 倍 ............................ （63） 英国研发高速无线 5G 网络：比 4G 技术快 6.5 万倍 ......................... （65） 量子计算机破晓：计算速度提升 1 亿倍 ................................... （65） 科学家预测计算机未来可用数据传输人类个性 ............................. （67） 第三部分 与仿生人相关的科技进展 P69 Section Three （一）仿生技术 ...................................................... （69） 新突破：美专家培育出微型人脑 有望治疗脑部疾病 ........................ （69） 科学家试管培育人工微型心脏 有微室能搏动可测药物 ...................... （69） 日本研究制成人工肝脏 功能相当于人体肝脏 .............................. （71） 世界首例移植仿生假肢 由大脑控制假肢运动 .............................. （72） 专家研发首个有感觉假腿 使用者：感觉又有脚了 .......................... （74） 美国科罗拉多州一女子安装人造眼球成功 ................................. （74） 美科学家研发人造皮肤：可感知压力轻重 ................................. （75） 美研究人员在实验室制作出第一块能收缩的人类肌肉 ....................... （76） 新技术可加速牙齿自然修复 牙医或告别用钻的日子 ........................ （77） （二）智能仿生人 .................................................... （79） 谷歌要打造一个"机器人军团" ........................................... （79） 机器人“变身”骨科主刀医生 医生只需动动鼠标 .......................... （80） 机器人设计师开发出有表情有眼神的机器人 ............................... （84） 女机器人出演日本核灾难电影《再见》女主角 ............................. （85） 日本东芝研发艺伎机器人：可陪客户交谈唱歌 ............................. （86） 新加坡研发新型社交机器人：有自己性格和情绪 ........................... （87） 最像人的机器人，没有之一 ............................................. （89） 以假乱真：日本 3DCG 完美虚拟少女亮相 .................................. （90） 单身福音？性爱机器人不久之后有望推出 ................................. （90） 像人一样进化：科学家为机器人设计自然选择 ............................. （91） （三）人工智能 ...................................................... （93） 2015 年人工智能领域十大事件 .......................................... （93） 2015 人工智能重大突破 ................................................ （98） 人工智能的崛起：智商测试得分超过四岁儿童 ............................ （105） 人工智能或将取代人类直觉：数据背后隐藏规律 .......................... （108） 人工智能终于能像人类一样学习 ........................................ （110） 日本将投巨资扶持人工智能研究 或代替人类工作 ......................... （117） 人工智能不是造人脑 .................................................. （118） 人工智能，路向何方？ ................................................ （122） 类脑：人工智能的终极目标？ .......................................... （125） 第四部分 与再生人相关的科技进展 P130 Section Four 俄建立灭绝动物克隆实验室：望使猛犸象再生 ............................ （130） 法国人造精子获得专利：卵细胞买账吗？ ................................ （131） 科技大佬痴迷长生不老术：投巨资研究死亡治愈 .......................... （132） 科学家利用 DNA 折纸术创造动态纳米机器工具箱 .......................... （138） 中国修改人类胚胎 DNA 引热议：婴儿可被设计 ............................ （140） 基因的“游戏”：科学家实现人类胚胎基因改造 .......................... （144） 英国通过立法：首个三父母婴儿或明年诞生 .............................. （146） 第五部分 综合报道 P149 Section Five 2015 年十大科学突破 ................................................. （149） 2015 年十大科技成就出炉 ............................................. （150） 2015 年人工智能取得的重大突破 ....................................... （158） 2015 年世界科技发展回顾 ............................................. （163） 《自然》杂志公布 2015 年度十大人物 ................................... （179） 专家预测 8 种行业未来 20 年将被机器人取代 ............................. （180） 引言 科学与现代化 2016 年第 1 期 Introduction Science & Modernization No.1, 2016 引 言 十六世纪以来，世界科技先后发生了五次革命：近代物理学诞生、蒸汽机与 机械革命、电力与运输革命、相对论和量子论革命、电子和信息革命。目前，第 五次科技革命已近尾声，第六次科技革命的来临进入倒计时。动态监测科技革命 的最新进展，识别和抓住新科技革命的历史机遇，关系中国的前途和命运。 2011 年，根据中国科学院的部署，中国现代化研究中心开展了“第六次科 技革命的预测研究”，完成和出版《第六次科技革命的战略机遇》（第一版）。2012 年以来，中国现代化研究中心对第六次科技革命进行动态监测，2012 年动态监 测结果发表在《第六次科技革命的战略机遇》（第二版）中。 我们预测：第六次科技革命有可能是一次“新生物学和再生革命”，将主要 发生在生命科技、信息科技和纳米科技的交叉结合部，将涉及 5 个学科（整合和 创生生物学、思维和神经生物学、生命和再生工程、信息仿生工程和纳米仿生工 程等）和 5 项技术（信息转换器技术、人格信息包技术、仿生技术、创生技术和 再生技术等），人类将获得 4 种生存形式：自然人、网络人、仿生人和再生人。 2015 年我们对自然人、网络人、仿生人和再生人四个方面的世界科技进展 进行了动态监测，发现许多科技进展与我们预测的方向基本一致。 信息转换与意念控制、人脑与记忆、再生医学和合成生命、网络人、仿生技 术、智能仿生人、人工智能、干细胞与再生人等领域，2015 年都涌现了一批重 大科技进展；第六次科技革命的前兆，越来越清晰。 何传启研究员在在第十二届中国科学家论坛的特邀报告“科技革命与东方复 兴”，系统分析科技革命与大国兴衰的关系，指出抓住新科技革命的机遇就可能 实现伟大复兴，错失机遇就可能沦为他人附庸，中国复兴走到十字路口。 现将部分进展汇编成《第六次科技革命动态监测 2015》，供大家参考。 本课题研究获得中国科学院发展规划局的资助，特此鸣谢。 1 引言 科学与现代化 2016 年第 1 期 Introduction Science & Modernization No.1, 2016 2015 年第六次科技革命的进展概要 叶青 中国科学院中国现代化研究中心 2015 年科技进展与我们预测的第六次科技革命的方向基本一致。如果分别 从自然人、网络人、仿生人和再生人四个方面来看，动态监测结果大致如下： 首先，与自然人相关的科技进展包括：信息转换与意念控制、人脑与记忆、 人造生命与再生医学三个部分。相关科技进展为：科学家计划将人脑上传到电脑、 让电脑像人一样阅读、MIT 找到联通电脑人脑方法、人脑控制计算机获突破、上 海交大成功实现人脑意念遥控蟑螂行动、科学家研发脑电波解锁智能手机、专家 建议把人类价值“植入”机器人以防范人工智能；科学家首次揭示记忆过程、绘 制千亿神经元、“读脑术”或许很快就能实现、科学家把微型电路注入大脑检测 大脑活动、科学家连接老鼠大脑同步思想创造“活体计算机”、科学家利用脑波 识别出讲话内容、科学家将蛔虫大脑上传机器人、窥探大脑归档系统海马体、英 科学家通过实验证明遗忘记忆可以被找回、失去记忆不用怕美国麻省理工研究有 突破、日本科学家成功将小鼠记忆合二为一、科学家用光照恢复失忆小鼠记忆、 科学家发现大脑记忆数学方程式；“人造生命”或将成现实、科学家培育出可用 于移植的动物前肢、合成生物膜能像活细胞一样生长、美科学家培育出类似 5 周 胎儿近乎完整人脑、全球首例基因疗法治愈一岁患血癌女婴、衰老或可中止逆转、 科学家揭示人类衰老驱动力等。 其次，与网络人相关的科技进展包括：未来人类或生存在电脑中、谷歌机器 人或可实现人的永生、爱丁堡大学的激光 Li-Fi 传输速度可突破 100G 每秒、量 子光学硬盘存储时间提高 100 倍、英国研发高速无线 5G 网络、量子计算机计算 速度提升 1 亿倍、科学家预测计算机未来可用数据传输人类个性等。 其三，与仿生人相关的科技进展包括仿生技术、智能仿生人和人工智能三个 部分，相关科技进展为：美专家培育出微型人脑有望治疗脑部疾病、科学家试管 培育人工微型心脏、日本研究制成人工肝脏、世界首例由大脑控制假肢运动的仿 2 引言 科学与现代化 2016 年第 1 期 Introduction Science & Modernization No.1, 2016 生假肢移植成功、专家研发首个有感觉假腿、美国科罗拉多州一女子安装人造眼 球成功、美科学家研发人造皮肤、美研究人员在实验室制作出第一块能收缩的人 类肌肉、新技术可加速牙齿自然修复牙医或告别用钻的日子；谷歌要打造一个“机 器人军团”、 机器人“变身”骨科主刀医生、机器人设计师开发出有表情有眼神 的机器人、女机器人出演日本核灾难电影《再见》女主角、日本东芝研发艺伎机 器人可陪客户交谈唱歌、新加坡研发新型社交机器人、最像人的机器人、日本 3DCG 完美虚拟少女亮相、性爱机器人不久之后有望推出、科学家为机器人设计 自然选择使之像人一样进化；人工智能的崛起：智商测试得分超过四岁儿童、人 工智能或将取代人类直觉、人工智能终于能像人类一样学习、日本将投巨资扶持 人工智能研究或代替人类工作、人工智能不是造人脑、类脑：人工智能的终极目 标？人工智能，路向何方？等。 其四，与再生人相关的科技进展包括：俄建立灭绝动物克隆实验室：望使猛 犸象再生、法国人造精子获得专利、科技大佬投巨资研究死亡治愈、科学家利用 DNA 折纸术创造动态纳米机器工具箱、中国修改人类胚胎 DNA、科学家实现人 类胚胎基因改造、英国通过立法首个三父母婴儿或明年诞生等 7 类科技进展。 最后，关于各种科技进展的综合报道有：2015 年十大科学突破、2015 年十 大科技成就出炉、2015 年人工智能取得的重大突破、2015 年世界科技发展回顾、 《自然》杂志公布 2015 年度十大人物、专家预测 8 种行业未来 20 年将被机器人 取代等 6 类报道。 我们认为，2015 年代表性工作包括： （1）让电脑像人一样阅读：光学字符识别技术； （2）科学家首次揭示记忆过程：大脑如何记住东西； （3）量子计算机破晓：计算速度提升 1 亿倍； （4）像人一样进化：科学家为机器人设计自然选择； （5）法国人造精子获得专利等。 3 引言 科学与现代化 2016 年第 1 期 Introduction Science & Modernization No.1, 2016 科技革命与东方复兴 何传启 中国科学院中国现代化研究中心 16 世纪以来，每个世纪都有科技革命，每个世纪都有大国兴衰；有些大国兴 衰与科技革命没有关系，有些大国兴衰与科技革命直接相关。21 世纪将发生两 次新的科技革命，将出现新的大国兴衰。抓住机遇就可能实现伟大复兴，错失机 遇就可能沦为他人附庸，中国复兴走到十字路口。 一、科技革命与大国兴衰 1-1 什么是科技革命 科技革命是 16 世纪以来现代科技发展的一种表现形式。现代科技的发展， 既有渐进性变化，也有爆发性突变。渐变是科技进步，突变是科技革命。