在人类的技术和人类社会有组织的活动之间总是有一种相互的作用。在某些情况下,存在着一种吸引力,即来自社会的对新技术的需要;在其他情况下,存在着一种推动力,即由新技术进入社会开创新局面。今天,在美国和世界范围内,两者兼有。我们确实能看到社会力量和价值的变化,它们正在加强技术、反过来新技术也加强了社会的力量。
为什么技术是如此的重要?首先,新技术能防止我们的经济成为毫无效益的游戏(zero-sum game)。新技术创造出新的机会、新的活动和新的工作。
在高技术工业每产生出一种新的工作,在使用这种新技术而变得更有竞争力或提供令人惊叹的新产品和服务的工商业,将会产生出相关的四至七种新的工作。在斯坦福研究所,我们把这种现象称为“漪涟效应”(“ripple effect”)。新技术在社会扩展开来,首先在应用工业,然后在服务行业,最后在税收部门产生出工作和财富,因而产生出用于改进教育系统、重建基础结构、改进保健事业的资金。技术创造出新的财富。
从1970年以来,美国已经增加了2,900万个工作。在1970年,受雇人数为7,900万;而今天,这个数字为10,800万。这意味着15年内工作增加,了37%,这主要归功于技术的漪涟效应。
有趣的是大多数新工作(80%)是由雇用人数不到百人的小公司产生的。《幸福》杂志定出的500家大公司在1970 ~ 1984年期间,雇用人数反而下降。然而这并不意味着它们是消极力量。许多新的小公司成为500家大公司的补充。大公司正在调整它们自己的人员,以提高效率。
有五个因素正在推动八十年代到九十年代新技术的真正爆炸。第一,在第二次世界大战以后播下的科研种子现在正在结出果实。今天正在商业化的技术是那些研究的直接产物。(大多数在六十年代和七十年代采用的新技术,包括把我们带出地球的技术,是始于二次大战前的科研的产物。)二次大战后的冲击不仅产生出新的科学思想,而且使技术训练有素的、管理新技术得心应手的专业人员和管理人员迅速增加。
第二,全球竞争和对新产品的世界性需求刺激了工业利用新的科学思想。今天,公司对新的思想不能局限于自己的大墙之内。技术正在受到特别的重视,它能降低成本、提高质量、节省能源和稀有材料,并能提高人的效能。
第三个起作用的因素是投资办法的创新——风险投资即风险资本。在加利福尼亚州,风险资本在过去四年中几乎翻了一番。仅在该州目前就有10亿美元的风险资本在寻找投资机会,而有些人估计的数字更大,投资的规模也在迅速地升级。以前我们习惯于把1,000万美元看作是一项非常大的投资。今天有许多项目的投资达到了15,000万美元的规模!
第四个因素是所有因素中最重要的一个,即创业者精神在卖国的复兴。在1950年,刼年产生出93,000家新的公司;在1984年,形成新公司的数量超过600,000家。我相信,高技术创业者和风险资本家的结合将证明是美国生产率增长新突破的种子。
为什么今天在如此众多的工业中新技术正在兴起并被采用,还有第五个原因。我指的是在工业活动中大学的特殊作用。我想强调,只有在美国,工业和大学之间才会有如此密切和特殊的关系。工业对大学研究工作的支持使我们在大学实验室外获得新的思想,并非常迅速地投入到工业中去。迅速的程度超过我们的外国竞争对手。
我还想谈谈风险投资这一主题。它是如此重要,但尚未很好地被人们理解。关键是风险投资的作用与银行的钱不同,它需要“耐心”,在中期或长期才能获得大的效益。风险资本家典型地运用有价证券的策略,对一些新开办的公司立即进行投资。
一个非常重要的附加效应(side effect)缩短新技术的研制和市场应用之间的时间。按照惯例,从科学发现到商业化要花二十年或更多的时间,例如晶体管和计算机是两个典型的例子。这种间隔现在正在缩小。把这一过程想象为一条水平线,科学在左端,技术在中间,商业化在右端。科学代表新的原理的发现(像晶体管或半导体),技术代表这种工艺的有希望的应用(计算机对晶体管而言,微处理机对半导体而言),商业化代表在市场上具体应用的重大突破。
在过去,投资资本(银行)只是在技术阶段,即看到了应用,有时甚至看到了样机以后才感兴趣。今天发生的情况是风险资本在应用还不清楚之前的发现阶段——探索新思想的阶段就感兴趣,而不管样机有没有实际研制出来。这样资金早早就投进研制过程。风险资本家也是了解市场和商业化过程的企业家。
最引人注目的迅速商业化的例子是微处理机,它是在1972年在Intel发明的,得到了风险企业家的支持。在五年之内,而不是20年或30年,微处理机就在一系列的电子产品中出现了。
今天,美国的许多大公司正开始仿效风险企业家的做法,有些正在取得或创建小型的企业性质的高技术实业,并在公司的保护下使它们发展起来,但有其独立性。另外,许多公司有公司内部的投资方案——企业的规划,把新技术从它们自己的实验室里转移到市场,即把新技术带进它们的公司。
经济制度,包括养老基金,正在增加它们在像小型工厂和生物技术公司这样的企业性高技术公司内的投贪。这是个相当大的变化。我不想少说在向高技术社会过渡中的困难,而且高技术不只是硅谷,汽车工业和农业也是高技术。顺便提一下,比高技术更为恰当的术语是知识密集。所有的工业都在变得更加知识密集。
我们正在经历深远的过渡,面临着危险、问题和挑战。然而,如果我们计划周到,愿意寻求新的方式来处理问题,并对自己抱有坚定的信心,那么展现在我们面前的将是前所未有的众多的机会。
新兴技术
在今后十年中将成为推动力的新兴技术是信息技术、工厂和办公室的自动化、新材料、生物技术和医疗保健技术。
信息技术。在过去的十年中,我们亲眼目睹了信息技术壮观的进展。在1974年,没有几个人能预料到今天我们使用计算机的广泛程度以及它们对日常生活的影响。
通过把一张小卡片插进当地银行墙上的计算机的插口,方便地按几下键钮,在任何时候都可以提到现金。通过家里或办公室里的终端设备,能横跨全国甚至向全世界发送消息。越来越多的儿童在卧室里用高价的计算机玩“太空入侵者”游戏,或借助“对讲”计算机来学习单词的拼写和发音。我们的汽车是由机器人生产的,并由微处理机监测和控制。
这些新设备的核心部分是一种很小的装置,即常听说的微电子电路。
已经表明,给已经生产出来的产品增加实际的信息处理能力的边际成本是很小的。到1990年这种成本实际上将为零。到那时候;几乎所有的价格在20美元以上的需要外接电源或装有电池的产品都包含一个微信息处理机。
人工智能的最鼓舞人心的进展之一是用于医学诊断、化学分析、综合事务、解决军事问题和地质勘探的计算机专家系统的开发。
一个专家系统是由一名专家、一名称为知识工程师的计算机科学家加上一个复杂的对讲式计算机系统。知识工程师协同专家,把专家的判断编纂进专门的解决问题的系统,它接着就能作出类似于专家的判断。
除了专家系统的非常复杂的应用外,现在已能见到较为简单的专家系统。例如在家里的报警系统中使用一台新型计算机,就可能不只是报告消防队或有关的督察局,它也能告诉邻居、亲戚或叫醒门卫人员,关键是你把一套不仅反映你的考虑,而且反映你依据环境作出选择评价的指令输入计算机。今天,再也没有人提出“机器真的能思维吗”这样的问题了,由于十五子游戏的世界冠军是一台计算机,因此很难说机器不能思维。
通讯技术将在传送信息方面带来突破,例如最近贝尔实验室的工作表明,孤波能通过光纤电缆传播10到30英里而没有严重的衰变,然后用一个简单的装置来放大孤立子(soliton),这种装置代替现在放大和复制脉冲所需要的既复杂又昂贵的中继器。孤立子的传播距离达4,200英里,每秒钟传送的信息量是原来的100倍(1千兆比特)。换言之,信息量可增至100倍而系统的成本较低,并且更为简单和可靠。
光纤时代的到来可能会比几年前人们设想的要早得多。美国电话电报公司和一个美国和外国电讯公司的国际财团最近获得了美国政府的许可,建造第一条穿越大西洋的数字式光纤电话电缆。这项工程将于1988年竣工,耗资达33,500万美元。
附带说一下,光纤不仅仅用于传递信息,它有很大的应用潜力。和电子相比,光子以光速传播,而电子的传播则慢几个数量级。因此光子的应用能使未来的超级计算机的运算速度比我们今天所拥有的运算速度最快的计算机快许多倍。
光子技术的另一个用途是用于信息存储。如果你看一下你的信用卡的背面,就可看到大约四分之一英寸宽的黑色条纹横贯整个卡片。现在这一磁条纹能包含1,720比特,即212条关于持卡人的信息。德雷克斯勒公司使用斯坦福研究所研制的技术,正在投产一种光学阅读系统,在那条细条纹上能存储5百万比特的信息量!毫不夸张地说,这意味着某个人的经济事务的全部记载能够存储到信用卡上。几公文柜的资料能被转化到一张小小的光学卡片上,这再次标志了在信息存储和检索方面的几个数量级的突破。
工厂和办公室自动化。美国工业现在正在推进工厂自动化。通用、福特和克莱斯勒汽车公司都在机器人和工厂自动化上花了较多的投资,通用电器公司、辛辛那提 · 米拉克龙公司、威斯汀豪斯及其附属的通用机械手公司也是进行这方面努力的大户头,后者是美国机器人制造的主要厂家。
随着人工视觉和机器的触觉、力量和转矩等方面的进展,机器人将出现许多振奋人心的应用,它们将可能用于灵活加工和复杂仪器的精细装配,例如手表,甚至机器人本身的装配,相对于现在重工业生产线上的工作由机器人来完成。
在开发自动化技术方面,解决这些真正关键性的问题将需要制造者改变他们思考和管理工业的方式。
实际上,制造业日常运转的全部方式是自动化在处理过时的、缺乏竞争的工业生产模式的遗留物。例如,以劳动成本为基础的统计系统常常不能统计出自动化通过更高的质量、减少库存和废品、更快地周转等可能节约的东西。这些系统在决定商品的价值时也无用处,商品的劳动内容正在由机器计时、计算机计时和其他非劳动因素来代替。
有了自动化,制造者需要重新考虑原料通过工厂的路径以及工厂的组织和布局。他们必须采用新的系统和订购原料的时间表并保持库存。为制造产品的人们设计的人事政策需要为照料和控制产品制造的人们'而修改。新的计算机自动化推动了这些彻底的变化,因为它不只是一种新的工具,它是一种新的工业生产的模式。
据斯坦福研究所专家的估计:真正的未来工厂,真正的库存控制集成系统,及时的交付系统,计算机辅助设计、工程和制造,以及聪明的可编制程序的机器人,在五年之内将以可观的规模出现。
如果真正的未来工厂还距五年之遥,那么真正的未来办公室实际上已经到来。有必要的技术已经具备,只需合理地加以改进,并把它们统一到紧凑的系统中去。
计算能力和信息存储的价格正在迅速下降,以致办公室自动化的经济费用在明年或今后两年之内将变得几乎是不值一提,这将导致白领阶层生产率的突破 · 我们极需要这些突破,因为我们劳动大军的三分之二受雇于信息处理工作。随着我们进一步进入新的信息时代,这一比例将有更大的增加。
新材料是第三种推动性技术。新材料已在交通运输业、通讯工具和建筑工业产生了巨大的冲击。
合成聚合物、金属玻璃和新的陶瓷特别值得注意,新的合成聚合物和陶瓷两者都已在使用,对汽车和航空工业具有十分重要的意义。例如碳纤维增强塑料,强度比钢还要大,重量比铝还要轻。波音公司在它的新的757—767宽机身客机系列中正在大量采用这些聚合物。利尔 · 阿维公司已经建造了一架全聚合物材料的飞机,用环氧石墨作机身、机架、机翼和尾部。
新的陶瓷对发动机这样的高温应用来说是非常重要的。陶瓷部件允许发动机在较高温度下更有效地运转,而保养费用比钢制发动机低。例如福特汽车公司和冠明斯公司正在研制的陶瓷发动机能把燃料利用率提高一倍,这可能重新确立美国在发动机方面的领导地位,虽然这会引起对金属工业的负冲击。
金属玻璃——以铁为基础的非晶形合金,能够制成可弯曲的带状物,用来制造变压器和马达的芯子,它们具有特别低的磁损失,只及传统材料的1/3—1/10。这样就导致节省大量的能量。现在主要的努力是降低仍然很高的生产成本。
另一个材料研究的领域是薄膜技术,在今后十年内有希望作出某些显著的突破。合成薄膜模仿生物薄膜,后者在生物体内能分离出化学物质。这些新的薄膜正在越来越多地用来过滤污染物质、纯化和浓缩物质、萃取稀有矿物和生产纯净的抗菌素。
通过反向渗透来淡化海水可能算是最重要的应用之一,这是斯坦福研究所研究的非常先进的技术。斯坦福的专家认为,这种合成薄膜不久将用来制成从医学到饮料、从燃料到食品的各种产品,它们甚至可以从我们的体内分离出病菌。在这一重要的领域里仍有许多东西有待开发。
生物技术是第四种推动性技术。当前最有希望的生物技术的应用是在药物领域,而长远的希望是在工业化学品、农业、以及最后在冶金和电子学方面的应用,例如用细菌来萃取金属和计算机的生物记忆。
我们所知道的,现已做到的是制造复杂蛋白质的简单有机物,例如干扰素和胰岛素,这是现在在实验室里制造的新产品,它们将使医药卫生取得新的巨大进展。
相比之下,在工业化学品领域,研究人员所寻求的是目前生产过程的廉价替代品。对于发酵过程来说,不同的细菌能够通过遗传工程来产生。遗传工程使用较廉价的原料或使能量利用率更高。
运用生物技术的植物工程可能展现出十分动人的前景。更加抗病、更加省水、更加高能的植物最终会获得成功,但研究工作非常复杂。处理简单蛋白质有机物和植物系统复杂性的区别就像制作一架纸飞机和一架波音747的区别那样大。然而在使用生物技术来增加现有资源的价值方面有着巨大的机会。例如密执安州正在考虑如何利用它的硬质木材资源来生产化工原料和从木材的废弃物中生产新的材料。
医疗保健技术。这方面有许多令人振奋的进展,我仅提出以下三个方面:
· 在免疫学方面的研究正在产生出防病的新疫苗。科学家正在识别能够抗病毒活动的化学实体(chemical entity)。一些抗病毒的药物正在研制之中,今后五年中可望有更多的新药问世。
· 一种新的医学成像技术——核磁共振可以进行化学分析和反映出器官的生理状态,而不是由X射线所揭示的简单的解剖学上的状态。这是十分有效的无损伤诊断工具。
· 脑研究正在迅速地开展,神经化学、特别是受体的药理学现已发展得绰绰有余,使我们能通过分子工程来设计药品。例如斯坦福研究所的一个科学家小组通过用计算机作出理论的模型,最近设计了一种不会上瘾的麻醉剂,然后在实验室里生产出修正了吗啡分子的实际的药品。科学家相信,在十年之内,脑药理学将会产生出记忆药片,并且精神分裂症也可能被治愈。
[USA Today,1986年11月]
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本文作者是斯坦福国际研究所(SRI International)的所长。全文共分四部分,现在译的是前两部分。