3 人工智能技术进步与产业发展及趋势

3.1 人类技术进步历程

3.1.1 人类历史上的八次技术进步

第一次技术进步：火的发现和运用。

人类发现了“火”，并懂得生“火”和使用“火”并保存火。人类是“厨师的种族”，人类的崛起得益于火的使用，大脑的发育受益于烹饪技术。能够使用“火”，人类获得了远远超越于动物界的强大的力量。

第二次技术进步：语言的发明。

人类发明了“语言”，人类能够征服地球，站上食物链的顶端，全靠闲聊“八卦”，语言最神奇的魅力就在于“想象”，人类完全可以靠想象建立一些根本不存在的事物，从而建立起协作关系。比如一堆石头和贝壳可以换东西。比如传说、神话、神、种族跟国家。人类文明的基础，全是“空想”的结果。人从呱呱坠地，就生存在一些规则里。

第三次技术进步：文字的发明。

人类在发明文字之前靠口口相传传授经验和知识，人类发明可以书写的文字突破了时间、空间的限制，极大地丰富了知识跟经验的积累，文字的产生也派生出了更多艺术相关门类。文字的发明是人类社会脱离蒙昧进入文明的标志。

第四次技术进步：各种工具的发明。

人类发明了各种工具，通过工具极大地增强了人类的力量，具体如下：

（1）轮子大约发明在六千多年前，轮子最伟大的作用是人类可以运输大大超过自身重量的物体。没有轮子的发明，金字塔跟古代大型建筑的建造是根本不可想象的。

（2）钉子跟木榫等，没有这些零件，人类的文明也将崩塌。

（3）指南针的发明及改进。没有指南针的发明，长距离旅行跟航海是根本不可以想象的。指南针在航海上的应用对地理大发现和海上贸易有极大的促进作用。

（4）造纸术及印刷术。造纸术及印刷术的发明，极大地扩展了知识传播的广度，使人类开启了智力跃升之窗。

第五次技术进步：蒸汽机的发明。

瓦特发明了蒸汽机，使人类拥有了转换化石能量为人类财富最强大的武器。蒸汽机、煤、铁和钢是工业革命技术加速发展的四项主要因素。工业革命之后，人类第一次从绝对意义上摆脱了饥饿的威胁。

第六次技术进步：电的发现和运用。

电力的广泛应用、内燃机和新交通工具的创制、新通讯手段的发明和化学工业的建立，是第二次工业革命的最重要的四项发明。人类进入电气时代，生产力迅猛提高，导致了生产关系的变革，比如全球化等一系列事情的产生，具体如下：

（1）电话的发明，大大加速了信息的传递。

（2）灯泡的发明，使人类的夜晚不再黑暗。

（3）“避孕技术”的发明与提高，使得“性”从生育变成了休闲，大大地解放了妇女的生产力。

第七次技术进步：互联网的发明与进步。

第三次工业革命的标志性事件是互联网的发明、发展。互联网为人类创造了一个新的世界——“虚拟世界”。互联网真正和更加高速地将全人类联系在一起。第三次工业革命以原子能技术、航天技术和电子计算机技术为代表，还包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术。

第八次技术进步：人工智能的发明和应用。

第四次工业革命的核心技术是人工智能。人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，是能像人那样思考，也可能超过人的智能。人工智能或许能使人类迈入一个新时代，让人类获得四大自由：时间自由、空间自由、财富自由、超速旅行自由。如图3-1所示。

3.1.2 人类四次工业革命

1．第一次工业革命（The First Industrial Revolution）：机械化（18世纪30年代至18世纪末）

第一次科技革命以纺织机的改革为起点，以蒸汽机的发明与使用为标志。第一次科技革命直接导致工业革命（产业革命），人类从此进入“工厂时代”“机器时代”“蒸汽时代”。

工业革命最大的特点是，“它表现在以机器代替人力，以大规模的工业生产代替个体工场手工生产，在生产力和生产关系方面均发生巨大的变革。它使人类历史进入了一个全新的时期”。“工厂时代的到来，使人类进入生产中真正的狂飙时期”。

机器取代人力是产业革命的关键。正是一大批新机器的发明和运用，尤其是“骡机”纺纱机和蒸汽动力机的发明、制造与使用，使劳动生产率大幅度提高，使工业发展突飞猛进。首先发明机器的国家英国为此一跃成为世界头号强国。

这次工业革命不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革。这场革命是以工作机的诞生开始的，以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志的。这一次技术革命和与之相关的社会关系的变革，被称为第一次工业革命或者产业革命。从生产技术方面来说，工业革命使工厂制代替了手工工场，用机器代替了手工劳动；从社会关系方面来说，工业革命使依附于落后生产方式的自耕农阶级消失了，工业资产阶级和工业无产阶级形成并壮大起来。工业革命是一般政治革命不可比拟的巨大变革，其影响涉及人类社会生活的各个方面，使人类社会发生了巨大的变革，对推动人类的现代化进程起到了不可替代的作用。马克思评价道：“蒸汽大王在前一世纪中，翻转了整个世界。”如图3-2所示。

2．第二次工业革命（The Second Industrial Revolution）：电气化（19世纪末至20世纪初）

19世纪最后30年至20世纪初，这一时期，随着科学技术的进步和工业生产的高涨，被称为近代历史上的第二次工业革命，如图3-3所示。世界由“蒸汽时代”进入“电气时代”。在这一时期里，一些发达资本主义国家的工业总产值超过了农业总产值；工业重心由轻纺工业转为重工业，出现了电气、化学、石油等新兴工业部门。由于19世纪70年代以后发电机、电动机相继发明，远距离输电技术出现，电气工业迅速发展起来，电力在生产和生活中得到广泛的应用。

内燃机的出现及广泛应用，为汽车和飞机工业的发展提供了可能，也推动了石油工业的发展。化学工业是这一时期新出现的工业部门，从19世纪80年代起，人们开始从煤炭中提炼氨、苯、人造燃料等化学产品，塑料、绝缘物质、人造纤维、无烟火药也相继发明并投入了生产和使用，原有的工业部门如冶金、造船、机器制造以及交通运输、电讯等部门的技术革新加速进行。

电气时代所创造的社会生产力，是蒸汽时代望尘莫及的。如美国1860年工业产值居世界第4位，仅为资本主义世界的10%，由于广泛使用电力， 1890年前进了9位，超过英国，成为世界头号强国。电力的应用从根本上改变了整个社会生产和生活的面貌，加速了资本的集中和垄断，带动了一系列新技术部门的出现，直到现在，电力工业发展状况和电力的应用程度仍然是判断一个国家经济是否发达的一个重要标志。

3．第三次工业革命（The Third Industrial Revolution）：自动化（20世纪中期开始）

自20世纪四五十年代以来，原子能、电子计算机、微电子技术、航天技术、分子生物学和遗传工程等领域的重大突破，标志着新的科学技术革命的到来。这次科技革命被称为第三次科技革命。它产生了一大批新型工业，第三产业迅速发展。其中最具划时代意义的是电子计算机的迅速发展和广泛运用，开辟了信息时代。它也带来了一种新型经济——知识经济，知识经济发达程度的高低已成为各国综合国力竞争成败的关键所在。

第三次科技革命是人类文明史上继蒸汽技术革命和电力技术革命之后科技领域里的又一次重大飞跃。它以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。这次科技革命不仅极大地推动了人类社会经济、政治、文化领域的变革，而且也影响了人类生活方式和思维方式，使人类社会生活和人的现代化向更高境界发展。自20世纪80年代以来，国内史学工作者对第三次科技革命史的研究日益深入，相关研究成果不断问世。如图3-4所示。

4．第四次工业革命（The Fourth Industrial Revolution）：智能化（当前开始）

当前，第三次科技革命正在向纵深、更高层次发展。第四次科技革命同时已悄然兴起。它以互联网产业化、工业智能化等为标志，具体包括互联网、物联网、大数据、云计算、智能化、传感技术、机器人、虚拟现实等科学技术。它比前三次工业革命有着更加广泛深刻的影响与意义。

新一轮科技革命的特征非常明显。其革命性与颠覆性就异常激烈，人类感受到空前危机。电子商务使得实体店度日如年；互联网金融动摇传统金融地位；网络约车，使得传统出租车行业的出行模式被颠覆。

目前，我们正处于人类有史以来发展最快的时代。第三次科技革命如火如荼、方兴未艾；第四次（新一轮）科技革命正在兴起，即将勃发。二者并行不悖，相交相融，相辅相成，犹如两股浪潮推动世界这艘巨轮的前行。全球经济都在进行结构性改革、转型升级、新旧动能转换。如图3-5所示。

3.1.3 机械化、自动化与人工智能技术进步

1．机械化

机械化是指在生产过程中直接运用电力或其他动力来驱动或操纵机械设备以代替手工劳动进行生产的措施或手段。利用机械设备但仍以人力或畜力推动而进行生产的，称为“半机械化”。机械化是提高劳动生产率、减轻体力劳动的重要途径，用机械来代替人工劳动完成生产作业，如工厂机械化的生产流水线、农业生产中的机械化、工程作业中的机械化施工等。

工业化影响整体经济变革。既然现代机械化生产只是工业化进程的一个基本起点，那么，工业化的内涵就应该比机械化更丰富，大规模的机械化生产必然会引起社会经济领域的整体变革。这方面的认识，由方显廷于1938年12月首先提出，自1943年始被知识界普遍接受。对于工业化内涵的看法，也逐渐超脱“机械化”这种较为单一的概念，转而把工业化视为一种包括国民经济各领域的整体经济变革。

2．自动化

自动化的概念是一个动态发展过程。过去，人们对自动化的理解或者说自动化的功能目标是以机械的动作代替人力操作，自动地完成特定的作业，这实质上是自动化代替人的体力劳动的观点。后来随着电子和信息技术的发展，特别是随着计算机的出现和广泛应用，自动化的概念已扩展为用机器（包括计算机），不仅代替人的体力劳动还代替或辅助脑力劳动，以自动地完成特定的作业。

自动化的广义内涵至少包括这几点。在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自动化不仅涉及具体生产制造过程，而且涉及产品生命周期所有过程。机械化需要有人来操作机械工作，自动化就是机械自行工作，无需人工干预，自动化比机械化更深了一步。

3．人工智能

人工智能是自动化的一个分支，自动化是基础学科。自动化技术是一门综合性技术，它和控制论、信息论、系统工程、计算机技术、电子学、液压气压技术、自动控制等都有着十分密切的关系，而其中又以“控制理论”和“计算机技术”对自动化技术的影响最大。

人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，是能像人那样思考，可能超过人的智能。人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟，即按照人的思维进行自动操作。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考，也可能超过人的智能。

人工智能作为新时代的“电力”，大数据作为互联网时代下的除土地、资本、劳动力、技术外的生产要素，将极大地颠覆现有商业模式、产业链和价值链，其发挥作用的广度和深度将远超历次技术革命。如图3-6所示。