作者：褚君浩,周戟
出版社：上海交通大学出版社
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迎接智能时代：智慧融物大浪潮试读：
序一
我们经历着机遇与风险并存的时代，奔向陌生的未来。“未来号”航船正在驶出薄雾，它的身躯仍在薄雾中晃动，但它的轮廓已是清晰可见。
1980年，美国未来学家阿尔文·托夫勒在他所著的《第三次浪潮》一书中预言了即将来临的信息社会。30多年过去了，不仅托夫勒的预言已大多成为现实，而且还出现了一系列超出托夫勒预言的新生事物：3D打印、工业4.0、物联网、云计算、大数据、智能机器人、智能交通、智能医疗、智能教育、智慧城市、智慧地球。这些新生事物显然己超越了“第三次浪潮”的信息时代，开始进入另一个更为先进的新时代。
当前，我们正处于这个时代的入口处，正在掀起一个把人类的智慧融入物理世界的大浪潮，笔者将之简称为“智慧融物”。所谓“智慧融物”，是指把人类的智慧（信息）融入原本麻木无知的物理世界，使实体物质能够具有“智慧”功能，这就是智能时代。
智能时代基于信息时代又超越信息时代。信息时代是以计算机和互联网为基础，达成了在全球范围内的人与人之间的沟通、通信，实现了信息共享，把全世界联成了“地球村”。而智能时代则是在信息时代的基础上，由于把人类的智慧融入了没有知觉、没有反应的实体物质，从而达到人与物、物与物之间的联系沟通，这将把地球村建成一个智慧的世界：机器有了智慧，产生了智能机器人；分布式能源有了智慧；建筑物有了智慧；城市有了智慧；地球有了智慧。这是整个地球村伟大的历史转折。
本书撩开或透过当今错综复杂的社会经济具体问题，而以智慧融物为理论指导和科学基础展开，从而得出：即将到来的智能时代将是一个人类的理想时代。
智慧融物的结果是诞生了计算机、互联网、物联网、云计算、大数据、机器人、互联网+、智慧城市、智慧地球等科研成果和新兴产业，推进了其他一系列高新技术和新兴产业的大发展。综合这些高新技术和新兴产业的社会功能，我们预言，未来的智能时代将会发生四大现象：
社会物质产品极大丰富
、民众从事知识生产
、建成美丽地球
、实现和谐世界。社会物质产品极大丰富社会物质产品极大丰富是人类千百年来梦寐以求的目标，当智慧融物推动新兴产业大发展，尤其是机器人产业、新能源产业、新材料产业、生物健康产业等等大发展后，必然会使社会物质产品极大丰富。因为所有的社会物质产品都是由掌握了技术的劳动力对自然资源加工制造所得。地球上的自然资源是大自然对人类的恩赐，是免费供应的。机器人是不领工资的劳动力。当用不领工资的机器人劳动力加工制造免费的自然资源，再加上人们对物质产品品种的不断研制、开发、创新，所得到的社会物质产品，必然就是极大丰富的了。
但是，当机器人取代了大部分人类劳动力（这是社会生产力发展的必然趋势），人们将何去何从？民众从事知识生产
未来，在工农业生产中，机器人将成为主角；家庭服务、医院服务，以及运输业等各种服务行业中，都会有机器人在劳作。越来越多的智能机器人会进入体力劳动和简单脑力劳动的各种工作岗位。到那时，被机器人解放的人类劳动力将干什么呢？人们考虑好了吗？社会准备好了没有？
在当前的信息时代和即将到来的智能时代，将会产生大量的知识生产的工作岗位：在学科的发展中，在新兴产业的开发中，在克服地球环境危机的工程中，在共建地球村的伟业中，在海洋开发中，在迈向太空中，在解开诸多宇宙之谜和自然之谜的思考中，在不断提高人们的生活质量中，以及在文艺创作中，都有无数的诱人的知识生产的工作岗位向人们招手。
被机器人解放的人类劳动力怎样才能进入这些知识生产岗位呢？当然，普及高等教育，使民众都具备知识生产的工作能力是基础；而关键是要创建多种社会机制，使具备了知识生产能力的人能顺利地上岗。“大众创业、万众创新”就是使知识生产者进入知识生产工作岗位的重要的社会机制之一。
大量的被机器人解放的人类劳动力进入知识生产的工作岗位，也就是人类的劳动方式将从以体力劳动为主转向以脑力劳动为主，这是人类社会伟大的历史转折。其人类学的意义，仅次于“从猿到人”。因为人与动物相比，强项是人的智能，而并非体能体力。因此，只有当人类能充分发挥其智能时，才算完全脱离了动物界，进入了人类社会的高级阶段。
从猿到人，经历了几百万年；而人类社会从以体力劳动为主向以脑力劳动为主的伟大转变，估计只需再过几十年到百年的时间即可实现，因为智能机器人的产业化发展，会像计算机和手机那样，按几何级数增长。也就是说，这个任务必定是由当代的青年人来完成的。广义地说，当代的民众，不管是自觉还是不自觉，都是在完成这项伟大的历史使命。建成美丽地球
当前地球环境危机重重，但是，智慧融入物理世界可以促进新兴产业的大发展。廉价的高水平的智能机器人被大批量生产出来；人们从事着太阳能、风能等新能源的研究与开发，使这些新能源源源不断地供应，这时就可以消除地球环境污染，绿化全球沙漠，控制生态平衡，开发潜在资源，缓解自然灾害。
新兴产业大发展后，不仅能克服地球环境危机，而且还能共建地球村。可以兴建各种具有智慧的立体城市、地下城市、海洋大都市和海底城市等，还可以大面积地开发海洋，甚至迈向太空，向太空移民。
构建和谐世界
智能时代必然是个和谐世界。
在传统工业社会中，物质产品不可共享，且社会物质产品相对有限，由于分配不公问题的客观存在，社会斗争不可避免。但是在智能时代，“智慧”主要就是信息，信息不同于一般的物质，信息是不守恒的，它可以无限扩散，全人类都可以共享以信息为本源的知识产品（科研成果、技术开发、管理经验、文艺创作等）。并且，由于人们从事大量的知识生产，使社会物质产品极大丰富，人类社会就从争夺资源和物品的斗争转化成和平、发展、合作、共赢，从而建立人类命运共同体，构建一个和谐世界。
看到这里，读者不禁要问，人们是怎样使人类的智慧融入物理世界的呢？
从信息的层面上讲，所谓“智慧”，就是信息的输入、储存、运算和输出，其核心智慧是基于大数据分析或者从实验得到的规律模型进行运算分析。想要把信息融入实体物质，并使之产生智慧，需要突破多个技术难关。首先要使信息数字化，也就是用数字表达所有的信息；然后，要设法把数字化的信息输入实体物质；实体物质接受了信息后，要能够储存信息，并根据人类智慧建立的各种模型来运算信息；最后，还要把经过运算的信息输出，以便沟通交流和判断决策。
在信息时代，信息技术的发展不仅已经突破了以上诸多技术难关，而且还可以把全球所有的信息都联成网络，供人们共享；并且已经可以做到把信息与物体相融合，把智慧融入物理系统，使物体（物理系统）产生“智慧”，这就是计算机、互联网、物联网、云计算和大数据以及各种物理系统规律模型的功能，这些都为“智慧融入物理世界”提供了实例并打好了基础。换句话说，信息时代发展起来的信息技术和IT产业，为智慧融物打好了基础，现在正在掀起的智慧融物的大浪潮，已经为人类开启了智能时代的大门。
本书部分秉承了笔者主持的中科院学部咨询项目“关于新工业革命的思考与对策”的学术思想，由周戟先生执笔。在写作过程中得到施鹤群先生的大力协助，他参加了本书第三章“智慧融物的科学基础”的写作，撰写了第四章“智慧融物的实践”的大部分内容；同时，王令朝先生也参加了第三章的写作。
本书在出版过程中得到了上海交通大学出版社的大力支持，责任编辑姬雪萍做了大量的工作，同时得到华东师范大学的支持，特此致谢！褚君浩华东师范大学／中国科学院上海技术物理研究所2015年12月
序二
“把人类的智慧（信息）融入原本麻木无知的物理世界，使实体物质都能产生智慧，这就是智慧融入物理世界大浪潮。”褚君浩院士在本书中开宗明义地写道。褚院士认为，当前人类社会正在掀起一个信息世界与物理世界融合的大浪潮，其目的是使物理世界产生智慧：机器有了智慧，产生了智能机器人；交通工具有了智慧；建筑物有了智慧；城市有了智慧；整个地球村都有了智慧——这就是即将来临的智能时代。
使原本麻木无知的物理世界也能产生智慧，这是一个过去只存在于童话世界中的幻想，但是随着时代的进步，这将成为现实！对此，本书序一已有概括，书中内容也都是围绕这个问题进行阐释，因而不再赘述。
此处，笔者想重点讲一讲这本书的时代意义。
智慧融入物理世界具有划时代的意义
笔者认为，“智慧融入物理世界”与“智能时代”的提出，其科学意义和社会价值是划时代的。
纵观历史，一项伟大的科学发现，并不是某个天才的思想家拍一拍脑袋就随意可得，而是有其时代背景，在时代发展的基础上诞生。同时，这些科学发现在众多科技人员的努力下，又能指导和领衔技术创新，从而深深地影响时代未来的发展方向。我们说，这些科学发现因而就具有划时代的意义。
例如，哥白尼的“日心说”诞生于文艺复兴的时代背景下，把科学从神学中解放了出来，使欧洲社会摆脱了中世纪黑暗的宗教统治；达尔文的“进化论”发表于第一次工业革命完成之际，否定了上帝造人，使人类社会得以重建信仰。同样的，文艺复兴期间，科学与艺术的双繁荣为牛顿力学的诞生奠定了基础，牛顿力学又为近代科学奠基，最终使西方社会经过数年的积累而引发了工业革命。19世纪末，经典物理学受到新的挑战，爱因斯坦提出了“相对论”，从逻辑思想上统一了经典物理学，大大推动了现代科学的进程。
与此相似，褚君浩院士提出的“智慧融入物理世界”，时代背景是当前信息时代向智能时代转型升级的“产前阵痛”；从学科发展史上来说，它是现代科学的归纳整合，并将为未来科学奠基。
科学发现与技术发明相辅相成
褚君浩院士提出的“智慧融入物理世界”，是由计算机、人工智能等高新技术的发明所引发的。从科学史中可见，科学发现和技术发明是相辅相成、互相促进的。比较典型的例子是工业时代电气化的发展史：1752年富兰克林发现了电，是科学发现，可以说这是电气化的启蒙；1831年享利发表了电动机的构想；1866年西门子制造出发电机，是技术发明，开启了电气化的时代；直到1897年，在电气化的进程中，汤姆孙发现电流的本质是电子的流动，这又是科学发现；其后，在发现了电子的基础上，原子结构，以及量子力学、相对论等一系列科学发现，揭开了微观领域的奥秘，为现代科学奠基。
把当前正在发生的信息革命与电气化革命相比较，很有类似之处。微观领域的揭示（科学发现）是信息革命的启蒙；1946年第一台计算机的发明（技术发明）相当于第一台电动机的发明；而“智慧融入物理世界”则是在信息化的进程中，对信息革命本质的揭示，相当于揭示出电流本质是电子的流动。从这个意义上讲，智慧融入物理世界的发现，将是未来科学的起点，在科学发展史上起到里程碑的作用。
智慧融入物理世界为建立理想信仰提供科学依据
人类的信仰，从宗教信仰到物质信仰（金钱拜物教），再向理想信仰发展，是否定之否定的螺旋上升的过程。在宗教信仰中，就有“天堂”、“极乐世界”等的宗教幻想。但由于当时社会生产力低下，人类这些美好的愿望只能是不可能实现的幻想。另一方面，由于宗教是神学，它是反科学的，因而抑制了科学技术和社会生产力的发展。
随着社会生产力发展的需要，市场经济应运而生。市场经济的目标是利润，追求利润一方面促进了社会生产力的发展，但另一方面也孕育了物质信仰。物质信仰不讲道德，不讲精神文明，致使社会在物质生产大发展的同时，也滋生了贪腐蔓延、道德沦丧等现象。要克服社会精神文明的低下，避免精神文明堕落的危机，必须要建立民众的理想信仰。
理想信仰不同于宗教信仰，是对人类社会美好前景的信仰，不是凭愿望和幻想，而是需要有科学依据的。这科学依据就来自以“智慧融入物理世界”为基础的高新科技和新兴产业的大发展。
本书以“智慧融物”为科学理论基础来展开。智慧融物诞生了计算机、互联网、物联网、云计算、大数据、机器人、互联网+、智慧城市、智慧地球等高新科技和新兴产业，推进了其他一系列高新技术和新兴产业的大发展（计算机是智慧融物的产物，也是智慧融物的起点）。综合这些高新技术和新兴产业的社会功能，书中预言了智能时代将发生四大现象：社会物质产品极大丰富、民众从事知识生产、建成美丽地球、实现和谐世界。这就为建立理想信仰提供了科学依据。
总之，通过以上分析不难看出，“智慧融入物理世界”的发现，有着承前启后的时代意义，终将成为智能时代的理论指导和科学基础。
笔者深知，人类历史上伟大的科学发现，由于它们大大地超前于当时大众的认识水平，因此宣传这些伟大的科学新发现往往阻力重重。如宣传“日心说”的布鲁诺被烧死在鲜花广场上；达尔文发表“进化论”也是十分困难；爱因斯坦的“相对论”，开始无人能理解。
当然由于时代不同了，我在这里宣传褚院士的“智慧融物理”，虽然不会有性命之忧，但显然也不会一帆风顺。好在“真理越辩越明”，我坚信，“智慧融物”这一科学发现的时代意义最终会被社会公认，因为它能推动人类社会加速进入智能时代——人类的理想社会。周戟2015年12月上篇智慧融物大浪潮第一章时代背景
迎接智能时代：智慧融物大浪潮第一章时代背景第一章时代背景
茫茫太空，混沌初开，洪荒宇宙在150亿年前发生了大爆炸。其后，距今50亿年前，在银河系的一个侧枝上生成了一颗恒星，称为太阳。又过了几亿年，于46亿年前，在太阳身边诞生了一颗不起眼的行星，叫地球，这就是我们的家园。
这个不起眼的地球，在宇宙中不过是一颗微尘，但它却是一颗有灵气的微尘。随着地球温度逐渐下降，在距今30多亿年前，地球上有了原始生命，并开始了生命进化的旅程。原始生命在进化、演变，变得越来越高级，直到几百万年前，古猿们通过自身的劳动，进化成有高等智慧的动物——人类。
人类还在加速地进步着，在最近的一万年间，人类经历了农业时代、工业时代、信息时代，目前正在向智能时代转型升级。相应于时代的发展，人类社会经历了第一次浪潮、第二次浪潮、第三次浪潮的冲击，目前正在经受着第四次浪潮——智慧融入物理世界大浪潮的冲击和洗礼。
回顾“时代”发展的历程，农业时代用了一万年；工业时代历时200多年；信息时代才诞生了半个世纪，就开始了向更高层次的智能时代迈进了。而在“时代”转型升级的过渡时期，都会发生社会的失稳，甚至动荡，人们称之为“产前阵痛”。每一次“产前阵痛”实际上都是人类社会在经受浪潮的冲击。
当前人类社会正处于从信息时代向智能时代转型升级的“产前阵痛期”，这就是现时的时代背景。
这样的时代，对全人类来说，都是特别重要的关键时刻。怎样才能使智能时代“顺产”？怎样使信息时代顺利地过渡到智能时代？人类社会怎样安全渡过智慧融物大浪潮所带来的“产前阵痛”？
未来学家在思考，政治家、企业家、科学家、经济学家都在思考，看来都得从历史的发展中去找原因、探规律、寻办法。一、时代发展的动力——社会生产力
这里首先要问的是，“时代”为什么会发生层次态的转型升级？社会发展的动力是什么？人类社会的每次“浪潮”是怎样发生的？回顾人类历史可以发现，材料、能源和生产工具的突破和创新，使得生产力得到发展，推动了时代的层次态转型。（一）铁器的发明和应用
生产力的发展离不开材料、能源和生产工具的进步。
铁是对早期人类影响最大的一种材料，铁器的发明和应用，使人们可以用铁犁牛耕，提高了农业生产力，迎来了农业时代的鼎盛时期。
在铁器发明以前，人们用青铜器、木制工具和人类劳动力生产，劳动生产力极为低下，相应的社会形态是奴隶社会。
当铁器发明后，有了铁犁就可以用牛耕地，人们开始用畜力部分取代人力。社会生产力的提高，使相应的社会形态进入了封建社会。可见社会进步的关键就在于解放劳动力，而用畜力部分代替人力，是最初级的对劳动力的解放。
在农业时代，除了用牛耕地，用马拉车，用风帆驶船，其他的生产活动仍然要靠人力劳动。由于在农业时代，社会生产力低下，社会物质产品主要是农产品，故社会劳动力的大多数都从事着简单的体力劳动，这就是农业时代的农民阶级。（二）蒸汽机的发明和应用
蒸汽机的发明和应用，使人类用上了以煤炭为能源的各种机械设备，引发了人类历史上的第一次工业革命。其后，电机和内燃机的发明和应用，引发了人类历史上的第二次工业革命，使人们在使用煤炭的基础上，增加了石油等化石能源的应用。煤炭石油等化石能源部分替代了人力和畜力，进一步解放了劳动力，奠定了工业时代的社会生产力基础。
蒸汽机、内燃机、电机的发明和应用，推动了钢铁产业、化石能源产业和机械制造产业的大发展。钢铁、能源、机械三者的组合，创造出工业生产的许多领域，造就了千姿百态的工业产品，构建成以机械为基础的“工业大厦”。
但是，各种机械还是需要有人来操作，那就是工业时代的工人阶级。工人们操控着各种机械，他们的劳动仍然是体力劳动。不过工业劳动与农业劳动相比要复杂些，所以工人是从事复杂体力劳动的群体。（三）计算机的发明和应用
计算机的发明和应用造就了信息时代，信息时代是第三次工业革命的产物。由于计算机与机械相结合，产生了机器人。机器人在工业生产中的应用，开启了把人从体力劳动中解放出来的先河。
计算机的发明，使“信息”成为社会生产力的核心。信息完全不同于物质，这使人类社会进入了一个全新的生产领域——知识生产。科学研究、技术开发、管理经验、文艺创作等都是“知识生产”。
信息时代以计算机和通信网络为基础，构成了互联网，使全球的信息都能联网，把地球联成了“地球村”。互联网为人们共享知识产品创造了条件，打下了基础。
计算机的发明，带动了信息产业、互联网、第三产业等新产业，造就了一大批职员，人们称之为“白领”。实际上，他们主要是从事简单脑力劳动的群体。由此可见，随着产业结构的转型升级，社会劳动力必然也会相应地转型升级。
应用铁器的时代，相应的社会劳动力是简单体力劳动的农民；应用蒸汽机、电机时，出现了从事复杂体力劳动的工人；应用计算机的时代，相应的社会劳动力是简单脑力劳动的白领。那么我们不禁要问，在未来的智能时代，比计算机更为先进的生产工具是什么？相应的社会劳动力将会怎样转型升级？（四）机器人的发明和应用
在未来的智能时代中，比计算机更为先进的生产工具是具有智能的机器人！
从时代发展的历史轨迹中可见，时代的进步主要体现在劳动力的解放，而机器人的发明和大规模的应用，将会彻底把人从体力劳动中解放出来。因此，机器人进入生产领域，产生的社会影响将超过蒸汽机和计算机所带来的影响。以机器人为社会主要劳动力，就是未来智能社会的特征之一。
机器人是电脑与机器的结合，这正是智慧融入物理世界的典范。信息时代发明和生产的计算机、互联网、物联网、云计算、大数据等，都是智慧融物的基础。智慧融物的成就，不仅诞生了智能机器人，而且将造就智慧城市和智慧地球，将推动伟大的智能时代的降临。
由于机器人可以把人类从体力劳动中解放出来，所以，智能时代的人们就可以腾出手来进行创造性的脑力劳动，从事知识生产。人的劳动力从以体力劳动为主逐渐地转型升级为以脑力劳动为主，这是人类社会历史性的巨大进步和质变飞跃。只有当社会劳动者的大多数都成为具有高智能的知识生产者时，人类社会才称得上“智能社会”，才算进入了智能时代的全盛时期。
总而言之，时代的转型升级，除了产业结构的转型升级外，更重要的是劳动力结构的转型升级。如果把产业结构看作社会结构的“硬件”的话，那么社会劳动力结构就应该是社会结构中的“软件”。人类社会在一万年的历史进程中，经历了农业时代、工业时代、信息时代，正在向智能时代挺进；相应的社会劳动力的形态，则是经历了简单体力劳动的农民、复杂体力劳动的工人（蓝领）、简单脑力劳动的白领，正在向创造性脑力劳动的知识生产者（金领）转化。二、对“工业革命”和“时代”的命名（一）对“工业革命”的命名
对于当前正在进行的新工业革命，德国提出了“工业4.0”的说法。美国的杰里米·里夫金发表了《第三次工业革命》一书。为了迎合第三次工业革命的次序排列，本书著者褚君浩院士曾在中科院学部咨询报告和多次科普报告中，把信息时代称为第2.5次工业革命，而把当前的工业革命称为“第三次工业革命”。
本书认为：蒸汽机的发明和应用，引发了第一次工业革命；电机的发明和应用是第二次工业革命的核心；以计算机为核心的工业革命应称为第三次工业革命（把信息化称作2.5次工业革命，似乎太委屈了）；那么，当前以“智慧融物”为核心的工业革命应称作“第四次工业革命”。“第四次工业革命”的提法，与“工业4.0”的提法基本是一致的，但所区别的是突出了“工业革命”，而且更具有历史发展的延续性和继承性。
第一次工业革命——机械化；
第二次工业革命——电气化；
第三次工业革命——信息化；
第四次工业革命——智能化。（二）对“时代”的命名
对于信息时代以后的新时代的命名，已有“知识经济时代”、“知识时代”、“后信息时代”等多种提法。
我们认为，信息时代以后的新时代，是一个智慧融入物理世界的时代，是通过融入人类智慧，使物理世界也产生“智能”的新时代，为此，命名为“智能时代”较为确切。
第四次工业革命的智能化，本质上不同于第三次工业革命的信息化，因此不宜称作“后信息时代”。第三次工业革命的“信息化”，是以计算机和互联网为基础，实现了全球范围内的信息共享。全世界的人们都可以互相联系、通信，甚至可以在网上一起工作，把地球联成了“地球村”。但这仅仅是人与人之间的沟通。
迎接智能时代：智慧融物大浪潮第一章时代背景而第四次工业革命的智能化，是以物联网、云计算、大数据为核心，以人类对事物信息分析决策的模型的融入为关键，达成的目标将是使物理世界由于融入人类的智慧而产生智能，是人与物之间智慧和信息的沟通与融合。这相对于信息时代“人与人之间的沟通”，将是又一次巨大的飞跃。这种智能化，可以让全世界都产生智能，因此，将这个时代称之为“智能时代”是再确切不过的了。三、时代转型升级的“产前阵痛”
时代在转型升级时，由于社会在发展过程中的“青黄不接”，或者说出现了“断层”，导致出现许多社会问题，甚至产生多种危机，这就是时代转型升级时的“产前阵痛”，是人类社会经受“浪潮”冲击的结果。
时代转型升级的青黄不接，是由于老的社会产业结构、社会劳动力结构、社会机制、社会思潮等没有及时地随着时代进步而改变，不能适应社会生产力的发展和新时代的要求，阻碍了社会生产力的发展，正在被逐渐淘汰；而新的社会生产力、新的社会形态、社会结构尚处于萌芽和起步时期，不健全，不完善，这就出现了“青黄不接”的局面。（一）产业结构转型升级的青黄不接
在智慧融物大浪潮的冲击下，社会生产的产业结构发生了变化。一些旧有的产业如钢铁产业、水泥产业、玻璃产业、煤炭产业、矿产品产业等产能过剩，需要关、停、并、转，这些产业里聚集着大量劳动力和机器设备，消耗着大量能源，沉淀着大量资金，占用大量土地。
这些产业在关、停、并、转的过程中，会产生许多不良后果，首先是导致国内生产总值（GDP）的增速下降，如我国当前的GDP，从连续多年维持每年递增10%以上，现下降为年递增7%左右，而且并不排除降到7%以下。产品产能过剩，就要关、停过剩产能，就会造成设备闲置、厂房空关、工人失业等现象。这些都是造成经济危机的主要因素。
当然，这些传统产业并不是只有被淘汰的一条路，产业升级更为重要。
与传统产业相对应，代表新时代社会生产力基础的新兴产业群，如新一代信息产业、机器人产业、新能源产业、新材料产业、高端装备制造业、生物产业和环保产业等，它们是“朝阳产业”，是智能时代的支柱产业，必然会高速发展。但是由于它们尚处于起步阶段，故产品的数量不大、质量还不够稳定，以及价格偏高等原因，使新兴产业还在成长阶段。这就造成了社会产业结构青黄不接的局面。（二）社会劳动力结构转型升级的青黄不接
随着社会产业结构的转型升级，相应的社会劳动力结构也需要转型升级。如从农业社会到工业社会，社会劳动力就要从农民转型升级为工人；从工业社会到信息社会，社会劳动力要从蓝领工人转型升级为白领职工；而当前，是从信息社会到智能社会，社会劳动力就需要从蓝领和白领转型升级为金领（知识生产者）。对于我国来说，社会劳动力的转型升级，还有大量的农业劳动力需要向蓝领转型，这就是大量农民工的出现。
但是，目前人们对社会劳动力的转型升级，还没有做好应有的准备，而且还没有充分认识到社会劳动力转型升级的必然性和重要性。因此引发了如失业率飙升、劳资纠纷不断等一系列社会矛盾。（三）社会结构转型升级的青黄不接
当前的信息时代，是从工业时代向智能时代转型的过渡阶段。因此，从社会结构（人口结构、家庭结构、社会组织结构、城乡结构、消费结构、社会阶层结构等）来看，当前的信息社会仍然保留着工业社会的社会结构。也就是说，不管是社会主义国家还是资本主义国家，其社会结构都是以物质生产为基础而形成的，社会劳动力主要从事物质生产。
物质生产的社会结构只适用于以物质生产为主的社会生产力，但进入智能社会后，社会生产力将转化为以知识生产为主。物质生产与知识生产相比，它们是完全不同的两种生产方式，有着本质上的差别。物质生产是生产“物质”，而知识生产是生产“信息”。物质守恒，而信息不守恒。因此，以物质生产为基础的社会结构将不能适用于以知识生产为主的智能社会。
智能社会的社会结构应该是怎样的？现在对此不仅没有较为一致的认识，甚至对该问题的讨论也还没有得到足够的重视。（四）社会机制转型升级的青黄不接
社会机制是社会结构中的“软件”，社会有着许多种机制，如社会分配机制、社会管理机制、市场机制、竞争机制、调控机制、计划机制等。社会机制也必须要适应社会生产力的发展。
以社会分配机制为例。在工业社会和信息社会中，社会分配机制主要是按劳分配为主。但进入智能社会后，由于知识劳动是创造性劳动，创造性劳动就不存在可比性，人们无法对知识生产确定其“社会必要劳动时间”，因此就失去了按劳分配中“劳动时间”的依据。而且，届时社会物质产品已极大丰富，所以就可以采用“按需分配和按贡献分配”相结合的社会分配机制。
但在此过渡时期，新的社会分配机制尚未确立，而旧的社会分配机制已不能适用，就会出现社会分配机制和认识的混乱。这加剧了社会分配不公和贫富差距，导致社会矛盾加深。
其他社会机制在时代转型升级的过渡时期，同样会由于青黄不接而造成社会混乱，同样需要关注和重视。（五）社会思想认识转型升级的青黄不接
社会思想认识也是以社会生产力的发展为基础的。在以市场经济为主的社会中，社会思想认识就是以物质享受为基础。社会的生产目的就是满足人们不断提高的物质生活和精神生活的需要。人们追求名、利、地位，只有少数知识生产者进入了“自我实现”的高层次。“自我实现”是以创造性劳动的成果对社会做贡献，追求精神的提升。
在此时代的过渡时期，追求名、利、地位，显得难度更大。那些向往物质享受而不可得的人群失去了人生的目标和希望，造成了思想认识的混乱。更由于人们对新时代将会是个怎样的时代，以及如何从旧时代过渡到新时代都还没有明确的概念，也加剧了社会思想认识的混乱。
社会生产力、社会劳动力、社会结构、社会机制等的“青黄不接”，加上社会思想认识的混乱，必然使人类社会困难重重，人们就形象化地称之为“产前阵痛”。四、当前全球的三大危机
人类社会每次经受“浪潮”冲击，都会迎来一个新时代，每次时代的变迁都会发生“产前阵痛”，但由于处于不同的时代，每次“产前阵痛”的“症状”各不相同。当前从信息时代向智能时代跃变的“产前阵痛”与前几次不同，其“症状”主要表现为三大危机，它们是：经济危机、地球环境危机和国际恐怖主义。这三大危机像是三片乌云包围着地球村。（一）经济危机
每当社会产业结构转型升级时，一般都会发生经济危机。但每次经济危机的情况，在不同的历史时期却各不相同。工业时代初期的经济危机，大都是轻工业之间产业结构的调整，一般只需一年左右的时间，经济危机便会过去。因为一般说来，轻工业企业的规模较小、设备比较简单，轻工业产品的原材料大都是农产品，而农产品的生产周期大都在一年以内，因此轻工业企业的新建比较容易。
1929—1933年，资本主义世界的经济大危机，前后经历了5年时间，因为这次是从以轻工业为主向以重工业为主的产业结构的转型升级。由于建设重工业企业比建设轻工业企业难度大、时间长，一般都需要几年的时间，故经济危机也更剧烈和漫长。
进入21世纪，资本主义世界也在经历一次大范围的经济危机。这次经济危机，从2006年就开始了，至今已有10年时间，但还没有完全恢复。正因为这次经济危机是从信息时代向智能时代的转型升级，其产业结构是从轻重工业和信息产业向新能源、机器人、新材料以及新一代信息产业等新兴产业的转型升级。由于创建新兴产业需要经过研发、孵化、中间试验、试生产等多个环节方能投产，其难度比建设重工业更大，因此，经济危机的时间将更长。（二）地球环境危机
人类社会在三次浪潮的推动下，进入了工业时代、信息时代，人类文明进入到一个前所未有的高速发展期，人类社会的面貌发生了深刻的变化。但同时，地球环境危机也随之发生。
200多年来的工业发展对地球环境的破坏以及因此而产生的环境问题，令人触目惊心。由于工业时代生产力的发展越来越快，地球环境危机相应地也越来越严重。环境专家告诉人们，十大环境危机已威胁地球，它们是：全球气候变暖，臭氧层破坏，生物多样性减少，酸雨蔓延，森林锐减，土地荒漠化，资源短缺，水资源污染严重，大气污染严重，固体废弃物成灾。人类社会每天都面临着这些严重的环境危机，已到了影响人类生存的地步。
要拯救人类共同的家园，要解决人类社会的十大环境危机，只有靠大力发展新兴产业。但是亡羊补牢，是否犹未为晚，还要看新兴产业的发展速度而定。（三）国际恐怖主义
国际恐怖主义是个人或团体为达到其政治目的而使用的暴力。恐怖主义和恐怖活动在世界上早已存在。二战后，现代恐怖主义逐渐兴起，以前单个杀手、刺客的行为渐渐退出主流地位，有明显政治目的、国际化、职业化、组织化、游击化、多样化的恐怖活动开始走上前台，构成对人类社会的重大威胁。
国际恐怖主义不是无缘无故发生的，产生国际恐怖主义的土壤是世界范围内贫富差距的扩大，而恐怖主义的本质则是意识形态的混乱和畸变。当贫困的群体对现实生活和前途失去希望时，就容易受极端分子的蛊惑，走上恐怖主义的不归路。
要消除国际恐怖主义就得根治产生国际恐怖主义的土壤。从根本上说，即要减轻或缩短时代转型升级的“产前阵痛”，具体来说就是要在智慧融物大浪潮的促进下，推进第四次工业革命，发展新兴产业，促进产业结构、社会劳动力结构、社会经济结构、社会管理机制等的转型升级，也就是有待第四次工业革命的成功，而第四次工业革命本质上就是智慧融物的过程。第二章智慧融入物理世界一、什么是信息
我们说“智慧”就是信息的输入、储存、分析、运算和输出，其核心是分析和运算所基于的各类物理模型，那么什么是信息呢？
宇宙间，万事万物都构成系统。而任何系统都是由物质、能量、信息所组成，学术界把物质、能量、信息称为构成系统的“三要素”。控制论的先驱维纳说：“信息就是信息，它不是物质，也不是能量。”信息不是具体的事物，也不是某种能量，尽管人类已经对信息符号的处理建立起庞大的理论和实践的体系，取得辉煌的成就，进入了信息时代；但是，信息的本源到底是什么，现在还是一个尚待探索的问题。
有人提出“信息场”的概念，认为信息是存在于真空中的类似于电磁场的一种场。但这种说法还没有得到学界的公认。为此，这里只能从信息的定义、信息的特性等角度展开讨论。（一）信息的定义
几十年来，科学家和哲学家们为“信息”下过不少定义。对于一个上位概念，可以从各个不同的角度下定义。这里，我们更关心的是从哲学的角度对信息下定义。
宇宙间的一切都构成系统，系统由物质、能量、信息所组成。我们知道，物质虽然不同于能量，但物质和能量之间却存在着密切的联系，物质是由能量“凝聚”而成的，其间还存在着严格的数量关系，那就是著名的“质能守恒定律”。现在，物质、能量、信息构成了系统的“三要素”，那么，信息与物质、能量之间又是怎样的关系呢？
信息本身是客观存在的物质形态和演变规则，但信息的表达方式又是在人们认识物质、认识能量的过程中产生的。人们认识客观事物时所接触到、感受到的一切，包括自然界和人类社会，其实都是信息。因而：
信息是物理系统的描述，是物质和能量的形态、结构、属性、含义和演变规律的表征，是人类认识客观的纽带。
例如，物质表现为具有一定质量、体积、形状、颜色、温度、强度、位置等结构上、组成上、物理的、化学的性能，还表现为物质间相互作用、演变的规律。这些物质的属性都是以信息的形式表达的。我们通过信息认识物质、认识能量、认识系统、认识周围世界。
信息还表现为一种隐形的规则以及时间空间中物质的配置，这种规则和配置决定了事物的转化。例如，米和水放在锅子里，用火来烧，就做成了米饭。这种米变成饭的隐形规则和时间空间中物质的配置关系，是信息在起作用，它促成了米饭的生成和物质产品的增加。（二）信息的特性
信息有许多特性，这里主要讨论的是信息区别于物质和能量的特性。1.信息具有客观和主观的两重性
信息不同于物质，不同于能量，主要表现在：物质和能量是纯客观的，但信息除了具有客观性以外，还能够在精神世界得到反映，因而还具有主观性。信息的客观性表现在：信息是客观事物发出的信息，因此信息以客观为依据。信息的主观性表现在：信息是观察者对客观的感受，是观察者感觉器官的反映和在大脑思维中的重组。信息能够通过人的眼、耳、鼻、舌、身，被人体感受到，并且能够在人的大脑中进行分析，因而又具有主观的一面。
信息具有主客观两重性的具体例子如：相同的事物，发出相同的信息，这就是信息的客观性。但不同的人，对此信息会作出不同的反应。如面对一幅彩色图画，正常人认为它是彩色的；对于色盲者来说它是灰色的；而对于盲人来说，它是一片漆黑，甚至是根本不存在的。彩色、灰色、漆黑或者不存在显然是不同的信息。由此可见，各人对同一事物的反应可能各不相同，这就是信息主观性的具体表现。
在社会活动中，信息的主观性更为突出。由于各人所属的利益集团不同，各人的文化背景、智能、素质不同，造成各人的“固有信息”不同，这使各人的立场、观点、方法产生很大的差异。因而在社会活动中，对同一个事件、同一项运动，如社会分配不公、社会革命、阶级斗争等都会产生截然不同的看法。这些都是信息的主观性在作祟。
认识信息的主客观两重性意义重大：（1）信息的主客观两重性使信息成为认识的基础。信息在主客观之间架起了桥梁，这桥梁就是人类之所以能认识客观的根据。这是由于信息是客观事物发出的信息，而人的感觉器官能接收这些信息，这就说明了客观是可以认识的。（2）“共识”的重要性。信息的主客观两重性中，信息的主观性使人们对客观产生不同的认识。如果人们对一切事物的认识都各不相同，那么社会上就没有了是非黑白之分，这不整个就乱套了吗？人类共同生活，共同劳动，需要对周围世界有共同的认识。有共识才能交流，方可合作。人们在长期的社会进化中，发明了语言、文字、数字、图表等各种符号。这些符号（社会信息）都是人类在长期共同生活、共同劳动中对信息达成的共识。如：人们把大气层称作“天”，把地球表面称作“地”，人类便有了关于天和地的共识，有了关于天和地的统一的信息表达。但用符号来表达对信息的共识是人为的、是相对的。该“共识”只能说是原则的共识。如对“天”和“地”的认识，普通老百姓、科学家和宗教信徒心目中的天和地的内涵就存在很大的差异。
人类对宇宙、对自然界、对人类社会以及对人类自身的了解是变化的，这种变化过程是渐进的、逐渐深入的。凡人们了解和掌握的信息，便存入人类的“知识宝库”，那就是远古至今的各种文字记载。人类的信息库不同于物品仓库，物品仓库中的货物有进有出，但人类的信息库（知识宝库）中的知识是只进不出、不断积累的，而且由于人类对自然界和人类社会的认识呈加速发展的趋势，到了工业社会后期就发生了所谓的“信息爆炸”。
为什么人类的信息库是只进不出的呢？这是信息不同于物质和能量的另一个主要特征——信息的无限延续性。2.信息具有无限延续性
知识是信息，科学技术是信息，它们都是用符号表达的社会信息。人们常说“知识就是力量”、“科学技术是第一生产力”，为什么知识就是力量？为什么科学技术是第一生产力？这一方面是由于知识和科学技术能指导人们的生产活动，另一方面则是由于信息的无限延续性才能使社会生产力不断提高。物质产品是物质，有一定的使用寿命。但科技知识却是永不消失、万世流芳的。如日心说、牛顿力学、进化论、原子论、相对论、量子力学等自然科学的重大突破一直是自然科学的基础。即使是更新较快的技术科学，旧的技术虽然被“淘汰”了，但新技术都是在老技术的基础上发展起来的，是“站在巨人肩上”的缘故。因此，科学技术的社会作用是延绵千古的。
正由于信息的无限延续性，使科学技术对生产力的发展产生促进作用。由于信息的无限延续性，便使生产力只会进步不会倒退。旧的技术无限延续，使生产力不会倒退，当新的技术问世后，生产力便向前发展。这就是生产不断发展、社会不断进步的根本原因之一，也就是科学技术成为第一生产力的根本原因之一。
信息不仅在时间上能无限延续，而且在空间上还能无限扩散，这是由于信息具有“不守恒”的特性。3.信息具有无限扩散性（信息不守恒）
众所周知，物质不生不灭，能量在总体上也是不增不减的。科学上有物质不灭定律和能量守恒定律。即使在原子核裂变或聚变时，发生物质质量和能量的转换，也是按E=MC2的关系进行的。这就是爱因斯坦发现的著名的质能守恒定律。以上这些守恒定律说明物质和能量的基本特征就是“守恒”。而信息则不同，信息是“不守恒”的。以声、光、色、电、磁、形、热等构成的自然特征的表达，以及各种以符号表达的社会信息都可以产生（无中生有），可以扩散，可以湮灭，可以放大、缩小，也可以畸变、失真。正是由于信息的不守恒才演化出千变万化、绚丽多姿的物质世界，以及神秘莫测、威力无穷的精神世界。
为什么物质和能量是守恒的而信息则不守恒？既然信息是物质和能量的特性的反映，为什么守恒的物质和能量会反映出不守恒的信息？其实物质和能量的守恒也只是“量”的守恒，而它们的属性变化、相互关联、时空位型等则是不守恒的。如物质在物理变化、化学变化和生物进化时，物质的“属性”就没有“守恒”可言，而各种能量之间“质”的转换，如动能、位能、热能、化学能、电能、光能、核能、生物能等的转换时，它们的“质”也是不同的。信息是全面反映物质和能量的特性，它不仅要反应守恒的“量”，更要反映不守恒的“质”，因此从总体上看，信息就是不守恒的了。归根到底，所谓信息不守恒，主要是揭示了物质和能量的“质”的不守恒。
信息不守恒的意义更为重大：（1）信息不守恒使系统功能不守恒。不守恒的信息与守恒的物质、能量构成了系统，由于不守恒的信息的加盟，便使系统的功能不守恒（1加1不等于2）。正由于系统的功能不守恒，才会有这大千世界，否则只能是混沌一片。（2）信息不守恒是构建和谐世界的基础。物质产品（工农业产品）是物质，由于物质是守恒的，因此物质产品的分配只能分享不能共享（一件物质产品给了甲，乙就没有了）。从古到今，人类为了占有物质产品而斗争，甚至发生战争。知识产品（科技成果、管理经验、文艺作品等）是信息，正由于信息不守恒的特性，知识产品可以共享——一项科技成果全世界都可以用（虽然专利机制限制了知识产品的可共享性，但专利是有年限的、暂时的）；先进的管理经验可以到处推广；文艺作品可以在全球播放。当人类进入以知识生产为主的智能社会时，人们共享知识产品，便可实现全人类大团结，构成人类命运共同体，建成和谐世界。（三）自然信息与社会信息1.自然信息
一切自然物发出的信息都是自然信息。自然信息是地球上、宇宙间万物发出的信息，它包括来自无机界和生物界的信息，如我们观察到的宇宙间星球的运动变化，地球上的各种自然现象，我们欣赏的风景等都是自然信息。自然信息一般是以光、形、声、电、磁、热等形式来传递与表达。人们探索宇宙之谜、自然之谜，其实都是在探索自然信息之间的客观规律。2.社会信息
社会信息是指人们创造的信息。社会信息以语言、文字、数字、图表等符号为表达形式。社会信息的来源有两大方面：一是来源于人们对自然信息的观察研究；二是来源于人们构成社会时，社会系统联系沟通的需要，以及反映和交流人们的思想感情及认识的需要。社会信息是比自然信息复杂得多的信息。社会信息是符号信息，是对自然现象和社会现象的抽象，如数字是对事物量的抽象，而文字是对各种现象质的抽象。
从总体上看，社会信息可分成三大层次：一是在社会经济领域中发出的经济、金融、货币等信息，其中货币信息成为核心；二是在科技、教育领域中发出的各种信息，其中知识信息（包括科技知识和社会科学知识）成为核心；三是在政治、意识形态等上层建筑中的各种信息，其中观念信息（信仰、价值观、世界观、人生观等）成为核心。（四）社会信息的分类1.货币信息
货币是符号，所以货币是一种社会信息，它是作为商品交换过程中的等价交换物而问世的。但发展至今，它已远远超过了等价交换物的作用，当货币转化为资本后便成为社会经济生活中起核心作用的信息。用货币或者资金可以衡量一个国家、一个地区、一个企业经济活动的成败，用资金可决定某项新技术是否有条件投产等等。
信息是不守恒的，货币是信息，所以货币也是不守恒的。如货币可以发放、可以回收，说明货币的总量是不守恒的。而且货币还可以升值和贬值，这说明了货币所代表的价值和价格也是不守恒的。但是由于货币代表了一定量的物质产品，因此决定了货币不能共享，只能分享。2.知识信息
丰富多彩、多种多样的知识信息是指各种知识产品，包括科研成果、技术创新、管理经验等。知识信息在能否共享上就完全不同于货币信息。知识在本质上是可以共享的，一条定律、一个公式、一项技能，全世界都可以学习，可以掌握，可以应用。知识信息的这个特点，决定了智能社会在社会基础上就不同于工业社会和农业社会，因为工业社会和农业社会主要生产不能共享的物质产品，而智能社会则以生产可以共享的知识产品为主。
生产力基础的质变使生产关系和上层建筑都将发生质的飞跃。这就是为什么说当前人类正面临着社会大飞跃——从信息社会向智能社会（理想时代）跃进。
人们掌握知识信息，凭的是智慧和理性。这里，知识的真理性起了决定性的作用。人们追求真理，不符合客观真理的内容就不能成为知识，只能是谬误。而且在科技领域中，用实践来检验真理的手段很多，也比较直接和容易，但观念信息就不同了。3.观念信息
观念信息不同于知识信息，它的形成包含主观因素。一般来说，观念含有非理性成分，而且观念信息不一定会符合客观真理，但这并不否定真理的作用。符合真理的观念更容易被人们接受，而且随着社会的发展和人类的成长、成熟，最终在意识形态领域中，真理必定战胜谬误。观念的形成，不是单纯地凭理性和智慧，还要靠潜意识。在潜意识中形成观念不是个简单的过程，需要有四个基本条件：信息的权威性、氛围、多次重复和从众。（1）信息的权威性。信息的权威性是指由权威者发出的信息往往容易被接受。所谓“权威”有两层含义：“权”带有强制接受的意思；而“威”则使人们自觉地采纳。权威的产生是由于个人或集团在过去曾多次发出重要而正确的信息，而且是被实践证明了，被大众接受了的，因此权威者再发出新的信息就容易被大众所认同。如国家领导人讲话的分量就完全不同于一个小老百姓的议论。所谓“人微言轻”，就是从反面说明，不是权威发出的信息就不易被人们接受，那就更谈不上形成普遍的观念了。（2）氛围。宣传观念信息需要制造氛围，而且所宣传的观念越希望被人们接受，对氛围的要求就越高，如宗教信仰要建庙宇、教堂，还要进行各种繁杂的宗教仪式等，就是为了营造宗教氛围。（3）多次重复。潜意识接受观念需要多次重复。如商业广告天天播放，“谎言说了一千遍就成了真理”。谎言变成真理说明观念的形成不一定要符合真理，同时也说明潜意识接受观念信息需要多次重复。而一个正确的观念要被人们理解和接受，也需要反复宣传和多次重复。（4）从众。潜意识习惯从众，不喜欢独立思考。在从众的情况下，新观念得以建立，老观念得以巩固。潜意识比较守旧，建立新的观念不易，但观念建立后就是比较稳定的。要推翻旧观念，建立新观念就更难。
当然，潜意识也不是盲目的，意识和潜意识之间存在着沟通和联系。但由意识控制潜意识的能力各人是不同的。同时，观念的形成是外因通过内因起作用。在内因方面，主观检验的水平由各人的智力结构和素质而定。
货币信息、知识信息、观念信息构成了社会系统中不同层次的信息系统，使社会系统复杂多变，变幻莫测。二、什么是智慧融入物理世界（一）“智慧融物”的概念
智慧融入物理世界（简称“智慧融物”）是指信息世界与物理世界的事物合成一体，从而使物理世界产生智慧。智慧融物最典型的实例就是大自然的杰作——人。人凭借感觉器官，能接收各种信息，包括自然信息和社会信息；人的大脑能储存信息；人会思考，思考就是在分析和运作信息；而人们之间的交流、沟通就是输出信息。
人有智慧，而“智慧”本质上就是信息的输入（感觉、认知）、储存（记忆）、运算（思维）和输出（沟通、交流）。因此，可以说“人”就是信息与生物体的融合，从而产生了智慧。
人类诞生后，通过组成社会和集体劳动，其智慧和能力不断提高，发明了蒸汽机、内燃机、电动机和各种各样的机器，乃至计算机、互联网、物联网、云计算、大数据等。这时，人类就不满足于自己有智慧了，人们想要把“智慧”融入机器以及周围世界。于是，智慧融物的浪潮发生了。现在，这个过程已经开始，在我们的地球村即将掀起一个智慧融物的大浪潮。在智慧融物大浪潮的推进下，人类社会将迎来更高层次的智能时代。（二）智慧融物的科学基础
想要把信息融入实体物质，使万事万物都产生智慧，需要突破多个技术难关。首先要使信息数字化，也就是用数字表达所有的信息；然后，要设法把数字化的信息输入实体物质；实体物质接受了信息后，要能够储存信息和运算信息；最后，还要把经过运算的信息输出，以便沟通、交流和决策、控制。
在信息时代，信息技术的发展不仅已经突破了以上诸多技术难关，而且还可以把全球所有的信息都联成网络，供人们共享。并且由于物质科学技术的发展，人们揭示并掌握了各类物质变化的规律，并经过人类智慧的加工，形成描述和控制物体的各类模型，从而做到把智慧与物体相融合，使物体系统产生“智能”，这就是计算机、互联网、物联网、云计算、大数据和知识模型的功能，也是智慧融物的科学基础。（三）智慧融物的起步和发展
智慧融物起步于20世纪中叶。1946年，第一台电子管计算机问世。计算机的发明是攻克了信息数字化以及信息的输入、储存、运算和输出等的难题而问世的。计算机的发明标志着人们已初步掌握了对信息的操控和运算的能力。
其后，随着通信技术的发展，尤其是光纤通信的广泛应用，信息沟通越来越方便和快捷。这样，把全球所有计算机都联接起来的设想变成了现实，这就是开始时称作“因特网”、“信息高速公路”，而现在称作“互联网”的高新技术。
半个多世纪以来，计算机在不断进步，它向着“大”、“小”两个方向发展。由于半导体材料的发明，计算机中用上了晶体管和集成电路，并制成了芯片。芯片越做越小，从小型化到微型化向微纳化发展。微小的芯片就可以植入任何物体，这就是信息与实体物质相融合的媒介和关键。现在把芯片植入实体物质的技术已经问世并已开始应用，如智能眼镜、智能手表等，这些都是由于在眼镜和手表中植入了芯片，使它们产生了“智能”。同理类推，若能制造出大量的各种芯片，植入所有需要使之智能化的实体物质中，那么我们就能建成智慧的物理系统，构建智慧地球，也就是智慧融入了物理世界。
但是简单地把芯片植入物体，并不能使物体产生智能，还需要在芯片中融入人的知识和智慧，并使芯片具备相应的功能。也就是说，要使每片芯片都能输入、储存、运算、输出信息。这样，每片芯片都会有大量的信息需要输入和输出，那么当全球的物体装上了亿万片芯片时，其所产生的信息量就是个天文数字了。
怎样控制和运算这些数据，科学家发明了“大数据”和“云计算”技术。由于有了超大型的计算机和计算机集群，面向海量数据群，集中共用的存储和计算资源，按照不同类型形成“云”，就能对各种芯片集合成的天文数字进行运算和处理，以调控所有植有芯片的物体，这就是云计算。这样，云计算就起到了“大脑”的作用。而所有植有芯片的物体联成的网络就成为“物联网”。当前，物联网和云计算正如火如荼地发展着，即将掀起信息与实体物质相融合的大浪潮，使人类的智慧与物理世界有机融合，将为人们构建成智慧的生活、智慧的环境、智慧的城市，乃至智慧的地球。
与此同时，当人类的智慧与机器相融合时，机器人就会被大规模应用。第一台机器人是在20世纪50年代问世的。机器人的大规模应用，将解放人类劳动力，使人类的劳动方式从以体力劳动为主向以脑力劳动为主转化。三、智慧融物的意义
人类智慧与物理世界的大融合对人类而言意义巨大，怎么描绘都不会过分。因为它将引发一系列科学探索的潮流，并迎来一个全新的天方夜谭式的新时代——智能时代。这就是人类社会伟大的历史进步。（一）科学意义：引领未来科学
笔者认为，“智慧融物”将引发起一股强大的科学探索潮流，把人类的科学大厦建成一幢“双子楼”。
在阐述“智慧融物”的科学意义前，应该说明一点。人类的科学发现往往是以错误的观点起步和铺路，逐步走向正确的发现。如地心说发展到日心说，上帝造人发展到从猿到人，古代的炼金术发展到现代化学，永动机的研究引发了热力学第二定律的发现，原子模型从葡萄干面包原子模型发展到行星原子模型等等。而技术发明更多的则是使科学幻想变为现实。如天方夜谭和封神榜中的月宫宝盒、神灯、飞毯、千里眼、顺风耳、土行僧、隐身术等等，在现代科学技术的推动下，大都成为现实。为此，我们认为，在科学殿堂里的探索，可以大胆设想，小心求证。下面将讨论由“智慧融物”引发的关于未来科学的探索潮流。1.现代物理学的困境
人类的科学发现是由量变到质变一层层地推进的。最初的科学研究是在人们发明了望远镜后，从观察宇宙星空开始的。从地心说发展到日心说，是对“宇观领域”（需要用望远镜才能看到的事物）的研究，这是人类科学研究的起步阶段。
牛顿力学以及蒸汽机、电动机等的发明造就了工业时代。从科学的意义上说，人们称之为“近代科学”，实际上近代科学主要是对“宏观领域”（指地球上肉眼可见的事物）的研究。
直到汤姆逊在电气化革命的进程中发现，原来电流的本质是电子的流动，从此发现了电子，引起了科学家们对原子结构的研究。当科学家们了解了原子的结构后，才有了原子物理、量子论，进而有量子力学、相对论和基本粒子等的发现，开启了对微观领域（肉眼看不见的事物，但用科学仪器可以测量到）的研究，揭开了微观领域的奥秘，进入了“现代科学”的发展阶段。
现代科学发展了一百多年，出现了以计算机领衔的一系列高新技术，并由计算机、互联网等IT产业为支柱，使人类进入信息时代。但现在信息时代已发展到鼎盛时期，IT产业为社会经济发展提供技术基础，但与此同时，社会经济也在寻找新的发展方向。
社会的发展是以科学技术的发展为基础的，而科学技术的发展，物理学总是“领头羊”。理论物理学自从20世纪初揭开了微观领域的奥秘后，一百多年来，一直在寻找新的方向。科学家们认为宇宙是统一的，爱因斯坦在发表了广义相对论后，试图用数学模型研究统一场论，尽40年的努力，但“统一场论”并未能取得突破性的进展。更
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