1 第三次技术革命和第三次产业革命

      以金属切削加工为主的机械制造业，一个多世纪以来，已经由“天轴”带动多台车床，改进为一台机床由一个或多个电动机驱动，近20多年来，出现集“车、钻、刨、铣、磨”等金属切屑工艺于一身的数控机床或加工中心，加上多种其它先进加工方法，逐步形成先进制造业或称现代制造业。

      在第一、二次产业革命时期，已出现了生产线和半自动化生产线。但自从计算机与机床或生产流水线相结合之后，逐渐形成了计算机控制的全自动化的计算机集成制造系统（CIMS），现代先进制造技术与自动化技术已经密不可分了。数控设备NC/CNC已使机床数字化，能与CAD、CAM结合，而且可形成“反馈系统”，可使生产效率和刀具寿命分别提高60%和35%；其它机械和生产线，一般采用PLC、机器人和各种机电仪一体化设备进行控制，可以完成机械加工切削以外的多种工艺及传送、装配、检验、包装等多种工作，CAD技术、CAPP技术及CAM技术（计算机辅助设计/工艺规划/制造）已逐步做到消除图纸和工艺规程等文件，消除图纸和工艺单分派给车间和工人的方式；CIMS技术逐步做到将生产管理、新产品设计定型和制造过程融为一体，而且可实现柔性制造和敏捷化制造，提高企业的整体效益。这样，工厂的组织和管理方式将会有很大变化，生产效率大为提高，这是科学技术转化为生产力的例证。这也解决了一些人“信息如何转化为物质”的疑虑。

      由于CIMS工程的实施，带动计算机、网络及一系列软、硬件产业。用于管理的ERP、MES的软件，需结合各类企业的要求开发，这样就形成了信息产业中一个重要分支，占用了大量高级复合型人才，创造了高科技人才的需求，从而相应就带动了教育产业，形成了就业结构变化。另外也吸纳了原来企业中的管理人才……这样就可以做到在大力发展第三产业的基础上，缓解就业的矛盾。

      全自动化的机械制造产业的重要性，一方面体现在汽车等与国计民生有关的产品生产方面和改造传统产业方面可以挥巨大作用；另一方面是它促进了生产工具即机床等工作母机的革命，正如参改文献1中所说：“我们这样认识近代三次产业革命标志的原因，是因为生产力的进步和发展关键在于生产工具或设备的根本变革，只有这种变革，才能使生产力和生产结构有飞跃的发展”。以前的几次浪潮的说法，能源变革为标志的说法，是在当时的情况下的看法。现在知识经济初见端倪，信息革命已经全面展开，信息技术、现代管理技术、自动化技术、现代先进制造技术，正在有机结合，所以形成了第三次技术革命与第三次产业革命的论断，是符合客观事物发展规律的。

2 现代科学技术中的重要技术

      在现代科学技术出现科学与技术相互渗透和融合、各专业之间互相交叉和合作及科学技术发展全球化、科技与经济发展趋向一体化的形势下，自动化科学技术应与当代重要技术融合，求得自身的创新和发展，全自动化产业革命也要得到各科学技术门类的支持，共同完成人类的第三次产业革命。

     在新世纪里，先进制造与自动化技术以外，还有生物技术、现代农业技术、海洋资源开发技术、现代交通运输技术、航天航空技术、现代信息技术和通信技术、激光技术、环境保护技术、能源技术、材料技术、纳米技术等十二项重要技术，现仅结合自动化技术作一综述。

      生命科学发展至今，已经有了适用成果，形成生物技术。现代生物技术主要指基因工程、基因工程药物、转基因食品、生物克隆技术，加上传统生物技术中的发酵工程等，都需要自动化技术与之配合；特别是人类基因组计划、DNA芯片（基因芯片）及生物信息学带有科研性质的技术和产业，是生物科学与信息科学相结合的产物，其经济价值很高，而且各种基因工程、生物工程中的操作设备，分析仪表和环境保证等应用设备，既有科研价值，又有生产价值，我们要在引进吸收的基础上，充分利用先进制造技术，开展这个领域的仪器设备的研制工作。

      现代农业技术与自动化技术在新世纪里，将会紧密结合，在农业机械化基础上，将发展“精细农作”，在先进温控及自动灌溉等技术基础上将发展新温室技术、工厂化的农业、无土栽培及工厂化的养殖业。

      现代交通运输自动化技术中，自动化技术的运动控制技术将发挥巨大作用。由于国情，我国铁路运输将会有更大发展，铁路提速为车辆、铁路、调度、安全、管理等方面带来不少的课题，在借鉴国外技术的基础上，已有所创新，如在铁路信号自动化专业采用轨道电路叠加应答器，构成先进的控制系统，为安全提速做贡献。公路运输及城市交通，现在及今后相当长时间内，将会因小轿车等的发展而成为人们非常关注的话题，智能交通运输系统（Intelligent Transportation System-ITS）将成为自动化技术中的热点，它将反过来促进离散事件动态系统课题的科研工作，促进运筹学的应用，促进人工智能技术发展等。

      现代信息和通信技术与自动化技术息息相关，计算机技术和网络技术的发展，使自动化系统底层通讯争论多年的现场总线技术将会有所改观，使CIMS、CIPS系统扁平化成为现实；使人机界面更加友好，真正做到低成本自动化的时候将会提前来到。光学技术（光通信和激光）的发展已为信息技术和自动化技术带来巨大的变化，在新的世纪里还会有更大的发展。

       环保技术和能源技术的发展，除去能为自动化产业带来巨大的市场以外，在新世纪里，也将对自动化技术提出许多新课题。切尔诺贝利核电站的一声巨响，警示人们要使操作人员不能有一点失误，有了失误，也应有挽回损失的措施，这就要深入研究人机工程学和计算机仿真技术；我国是一个产煤大国，洁净煤技术很重要，自动化技术在上世纪是从控制锅炉燃烧起步的，到上世纪末，对循环流化床燃烧（CFBC）控制技术正在推广，现在又增加一体化煤气化联合循环（IGCC）技术，另外，行之有效的并联串级交叉的自动燃烧控制等常规控制技术还需要大力推广……所以控制技术实用化任务很繁重。节能的任务，任重道远，这是自动化技术不可推卸的重任。

      能源的生产、传输、贮存、转换、终端使用诸方面，只要有一项突破就会为人类造福，使科技和生产力突飞猛进。

      半导体材料、光电子材料（激光材料、光存储材料、光电子控制元件材料）和导电高分子以及纳米技术，与现代信息科学技术关系密切，它将对检测、存贮，机器人等方面产生影响。

3 三论和三大科学难题

      在20世纪科学的重大成就中，总结出近代科学的基础理论，除量子论和相对论、基因论、结构论外，就是以信息论为首的三论（信息论、控制论、系统论）把三者联系起来，形成信息控制系统的概念，由于众多学科应用信息论的观念和方法，推进了信息概念的广义化。信息论的发展，还为自然科学和工程技术以外的经营管理、现化经济和社会学的研究及生命与认知行为的研究准备了理论基础。

      随着信息时代的到来，现有计算机、通信网络、信号检测等信息功能已接近经典理论的极限值，人们应用量子力学于信息领域，形成了量子信息科学，所以说21世纪初正是信息科学从经典跨入到量子的关键时期。

      由于三论应用范围扩大。把它与数学一样称为横断科学的观点，得到肯定。三论是自动化科学技术的基础，自动化科学技术人员，应该有意织的将它发展和完善，并为其它学科应用信息控制系统的概念创造有利的条件，同时也吸收其它科学应用三论所取得的成果，来发展自动化科学技术。

      永恒的科学主题是指宇宙的起源、生命的起源和智力的起源。人们在一直研究它，但现在还没有最终结论。研究这三个难题，本身为人类科学技术进步带来巨大益处。如研究天体，牛顿创建了万有引力定律，当科学进步后，爱因斯坦发表了《根据广义相对论对宇宙学所作的考察》……最近得出大爆炸模型作为标准宇宙模型的论断。这些为系统科学提出了课题，推动系统科学发展。研究生命起源，从发现脱氧核糖、核酸（DNA）的双螺旋结构，为在分子水平上描绘生命的蓝图奠定了基础，最终形成理论生物学（还有生物系统学、计算机生物学）及导致生物工程的发展，当然生命起源还有很多难题没有解决。目前自组织的观点，得到重视。自动化科学技术从中学到遗传算法（GA），采用现在基因工程中的复制、交叉和变异三个基本操作，进行全局的、并行的、随机的搜索优化，并朝全局最优方向收敛。目前此算法已应用在控制器中。

      智力起源问题是自动化科学技术最关心的问题，以计算机模拟人脑功能为目标的人工智能和以信息处理模型为基础的识知心理学，虽然来能破解复杂的智力起源之谜，但是局部的神经元网络的自学习功能、模式识别等人工智能在一定程度上接近人的智力，这一方面有适用价值，另一方面也为人的智力研究提供一种方法，近年来又发展了计算机模拟人的情感和心理的研究，出现了人工心理学科，总之，在感觉、知觉、记忆、思维的智力活动以外，感情、意志、性格等对人的智力活动，特别是创新能力是有影响的。举个例子来说：王勃创作的“落霞与孤鹜齐飞，秋水共长天一色”的名句，放在“滕王阁序”一文中，就起到情景交融的作用，由此可以想到景和情的辩证关系。钱学森说：“我想人的思维不限于两种：形象思维和抽象思维，应该看看还有什么其它形式。我认为创造过程中的灵感是一种不同于形象思维和抽象思维的思维形式。”“光靠形象思维和抽象思维不能创造，不能突破，要创造，要突破，就要有灵感。”他作了一个有益的提示，让人们开扩思路，去进一步探索人们自身智力的起源。

      为了更好的研究人类智力问题，除开展人脑科学研究的以外，把心理学与信息科学相结合称为识知科学，把研究人类行为有关的学科相结合称为行为科学，此外还有工程心理学，这是人机工程学的基础，而这些又与现代管理科学有密切关系。所有这些，将使以“生产活动中用机器替代人体力和脑力”为已任的自动化科学技术人员将会觉得自己身上的任务很重。

4 科学管理及科技园区

      无论是实行全自动化产生革命、发展十二项重要技术，研究三大科学难题，都离不开科学管理。现代管理科学有其深厚的实践和理论基础，“科学管理已成为生产力的一种新的要素”，我们正在推广的CIMS系统就是建立在管理科学的基础上，ERP企业资源计划采用管理科学运筹学的理论和运算法则，就能够达到发挥有限资源的最大效益，实现全局优化。

      列宁对泰罗（管理科学创始人，以前多译作泰勒）的态度是不断转变的，最终他看到管理科学对推动生产力发展的巨大作用。

      决策是管理的一部分，所以决策必须科学化，在CIMS系统中，原设置了决策层，证明人们对于管理决策的认识。对自动化科技人员来说，应该在了解决策特点、决策原则、决策方法、决策程序、决策机制基础上，提供决策支持。科学技术如何转化成生产力，这个重大问题，放在管理与决策者面前，本文仅就发展科技园区作一阐述。

      人类从第一次产业革命后，开始了“科学 技术 产业”的发展模式，特别是近来高新技术出现以后，科学技术是第一产力的观点为人们普遍接受，作为市场竞争主体的工业企业，要想把科学技术创新成果转变为新产品，大型企业必须建立工业研究实验室；中小型企业，特别是微电子元器件和计算机行业，不得不依靠大学和研究所的基础科学力量，联合创办科技园区（这就是R&D研究和开发）。近年来又加入“市场反馈”的环节，形成R&D&M模式。

      有人把硅谷之父特尔曼（Terman）与爱因斯坦相提并论，这是有道理的（参考文献2）。因为这不仅是一场教育革命，而且是找到了科技转化为生产力的途径。铁路大王斯坦福（Stanford）出资（损赠旧金山湾半岛中部8800英亩牧场）建立了Leland Stanford初级大学，1920年特尔曼从斯坦福大学毕业，1924年获得博士学位后又回斯坦福大学任教，之后培养了Hewlett和Packard（HP惠普公司创始人）两人，在经过难苦创业之后，特尔曼发动了一场影响深远的教育革命，于1953年建立微波实验室作为斯坦福工业园，同时划入600英亩土地。当然作为教育革命，还有很多措施，如鼓励学生在斯坦福牧场就地搞发明创业、引入除HP外许多科技企业入园、高薪聘请教授等，最终形成“硅谷”，而且在世界上效仿它出现了400多个比较成功的科技园区。

      我国一直致力于发展高新技术，20世纪50年代强调真刀真枪搞毕业设计，写毕业论文、学校办工厂等，虽然也出现了一些偏差，但对当时电气化、半导体工业上马等也起了不少有益的作用……。目前我国已建立了53个国家级高新技术产业开发区或科技园区，而且先进制业技术、机电一体化技术和先进检测计量技术和机器人等产业也与信息产业一起，入驻科技园区。

      中关村等科技园区能把国际信息准确即时的传达给国内，而且从“技贸”中取得巨大经济利益，完成了原始积累，园区的交通等公共设施，得到了初步改善，服务业也初步配套，目前高科技的“技贸”中心的位置还应保持，“M”（市场）还要做大做强，要做得能与R&D形成一个有机的整体。再说R&D为了解决好科技成果转化问题应认识到大学和科研单位是科学与技术力量的依托，要使这种依托有可操作性；企业是市场主体，无论民营企业、还是国有企业，都要真切地认识到，今天不与高科技结合，明天就要被淘汰。科技园区发展了，还应给年轻人，特别是刚毕业的大学生、研究生留有创业的空间，把他们当作一种新生的主体，创造条件，使他们能有所创新，我想从中一定会有人脱颖而出。当今软件业，35岁之前是有所建树的好时机，这应引起人们足够的重视。

      清朝的李汝珍在“镜花缘”一书中作了一个幻想，在冬天百花齐放。现在可以说那不是幻想，或者说那是一个科学幻想，我们应发扬这种解放思想的精神，投身到高新技术革命中。 参考文献：

[1]朱丽兰，等.21世纪干部科学修养必备 . 人民出版社,2002,2.

[2]沈经. 高科技之始：Einstein科学革命100周年Terman教育革命50周年.仪器仪表标准化与计量,2002,1.