第一卷 知識經濟與傳統產業的現代化
序
知識經濟時代是人類社會文化發展史上一次劃時代的轉變。它標誌著高新技術體係以及傳統生產技術科學化技術體係的形成與發展。
知識經濟的發展推動著新技術革命及其連鎖的技術改造的革命。而技術改造的革命正在加速傳統產業的現代化。
知識經濟的時代將是新技術革命的時代，將是技術改造革命的時代。
第一章 用高新技術改造傳統產業：一場偉大的革命
當代社會生產和社會經濟的發展正以科學技術的不斷變革為主要線索而展開，科學化技術已成為當代社會生產技術中的中堅力量和發展中的技術的總稱。近幾十年來湧現出的眾多尖端技術、新興技術和高技術，標誌著人類社會生產能力已達到了一新的水平。新技術革命連鎖新產業革命的浪潮正在席卷全球，一場以推進技術進步為焦點世界範圍的經濟競爭大戰迫在眉睫，甚至爭奪的觸角已伸向宇宙空間。這是人類社會文化發展史上的一次劃時代的轉變。
(一)傳統工業的現代化
傳統工業是相對於信息工業、新材料工業、新能源工業和生物工程工業等新興工業而言的，主要包括鋼鐵、造船、汽車、紡織等部門。隨著世界新技術革命的發展，傳統工業內部如結構、功能等都發生了變化，從而引起工業體係的變革。
世界新技術革命的到來，西方發達國家的傳統工業受到了衝擊：有的停滯、衰落甚至淘汰；有的被改造；有的被轉移。
停滯和衰落情況。鋼鐵、汽車、造船、紡織傳統工業部門已不再是西方工業發達國家的象征了。在美國，汽車業、鋼鐵業、建築業生產日趨下降。1973～1980年，美國汽車產量從1200萬輛跌到700多萬輛。1982年，美國鋼鐵廠開工率隻有38%。在日本，1973年的鋼產量高達1.3億噸，現在已下降到1億噸以下。過去，日本每年出口的汽車達600萬輛，現在卻有70%在出口方麵遇到了障礙。在西歐，1983年鋼鐵工業的開工率僅為40%，它們聲稱，已經不可能再恢複到曆史最高水平了。60年代，聯邦德國魯爾地區紅極一時的汽車工業、紡織工業現在似乎也正在銷聲匿跡。因此，西方發達國家給自己的傳統工業起了一個綽號，叫做"夕陽工業"。這種說法的含義，一是指這類工業產品的國內需求已經到了相當飽和的程度；一是指在國際市場上也已經失去了競爭能力。
改造情況。美國有人提出不同看法，認為對於傳統工業，應該具體分析，區別對待。新的技術革命可以引起傳統工業相對的衰落，但這決不會使傳統工業消亡，相反，它還會有力地改造傳統工業。事實證明，微電子等新興技術能把某些傳統工業改造為高技術工業，汽車工業就是這樣的一種工業。由於微處理機應用到汽車上，實現了傳統的優化控製和防控製動，可以降低汙染，減少能耗，保證安全。
在工業發達國家，自動化成為改造傳統工業和發展新產業的基本目標。它們正在利用電子技術與機械技術的結合把工業機器人用於生產，使機械化轉向自動化，從而大大提高了生產率，降低了成本，增強了競爭能力。日本裝備有機器人的工廠生產一輛汽車隻要9小時，而美國不裝機器人的工廠生產一輛汽車要花31小時；用機器人生產的每輛日本汽車的成本，要比美國低一二千美元。在1963年時，日本的汽車工業還落後於美國半個世紀；而現在，日本的汽車工業無論在產量或質量上都已經超過美國，居世界首位了。日本汽車工業之所以能把美國汽車工業打敗，很重要的原因是日本的汽車工業在生產線上使用的機器人多。目前，機器人的應用已從汽車行業推廣到重型機械、金屬、電氣機械等許多部門。
一些發達國家已出現一個趨勢，要把新技術用來改造傳統工業的裝備、工藝，從而產生了新的生產方法和新的產品。如在紡織工業中不僅用高速工藝，而且還用氣流紡、無梭織布和無綻紡織等新的工藝。鋼鐵工業發展的連鑄、爐外精煉工藝；有色工業發展的富氧熔煉、閃速熔煉、大型預牆糟煉鋁等工藝；建材工業發展的水泥窯外分解技術、平板玻璃浮法工藝；鐵路運輸業發展的重載列車運輸、提高行車密度等工藝技術，都是新技術革命對這些產業的滲透結果。
轉移情況。傳統工業結構變化還表現在一部分工業被轉移。例如造船、製鋁、化肥等，正在被轉移到發展中國家和地區。日本就在把鋼鐵、鋁、石油化工業甚至汽車製造等，都疏散到南朝鮮、台灣和香港去，通過轉讓"剩餘設備和技術"謀取高額利潤。
由於傳統工業結構的變化，工業係統正在出現大調整、大變化。這表現在以下幾個方麵：
1由高能耗、高物耗向低能耗、低物耗變化
眾所周知，傳統工業是勞動力密集型、資本密集型的工業，是需要大量能源和材料的工業。鋼鐵工業就是一種需要大量材料的傳統工業，生產周期長，投資大，耗能高。過去，鋼鐵業、汽車業和建築 業能成為美國三大支柱工業，那是以消耗掉全球4/10的戰略物資為代價的。隨著新技術革命的發展，傳統工業已經"中氣"不足，需要注入新的能量；而新興工業群的出現正是滿足這個需要。例如用微處理機控製的低壓汽油噴射係統代替傳統的汽化器，可節油10%以上，並能降低汙染。把微電子技術和傳統的機械、電器、儀表技術相融合，發展成機械--電子一體化產品，可以把傳統工業產品的功能提高到一個新的水平。拿數控機床、柔性生產線、機器人、智能化儀表來說，這些產品不但具有信息處理的功能，還有控製、判斷等功能。機械工業使用它們能提高產量，節約能源，降低成本。
2以精細陶瓷和碳纖維為代表的新材料工業可以改變傳統工業功能
這些新材料有耐高溫、抗腐蝕、高強度等特殊功能，用於製造汽車發動機，既可以減輕汽車淨重，又可以節省用油，還可以使發動機所需要的能源發生巨變。因此，美國和日本汽車業對汽車發動機陶瓷化的研製競爭激烈，並且都在研究碳纖維增強塑料做汽車殼體，比重隻有鋼的1/5，而強度和彈性模量(剛性)分別為鋼的7倍和3.4倍。就這一項改進就可節省油20%以上。
3從生產"重厚長大"型產品向生產"輕薄短小"型產品變化
鋼鐵、船舶、肥料等這些"重厚長大"型的產品的生產，是在消耗大量能源、資源的基礎上，依靠"泰勒式企業管理"體製下生產的。今天，隨著新技術革命的發展，人們能以信息、軟件技術之長彌補資源、能量不足之短，通過小型化、智能化使產品向"輕薄短小"方向發展。近來暢銷的微型計算機、輕型轎車和袖珍錄音機等，都是"輕薄短小"型的產品。即使巨型噴氣機、冰箱等產品雖然還是越大越經濟，但零部件、電耗量也是在向"輕量"和"微型"化發展。這種發展趨勢，日本國內貨運量的變化是一個很好的例證。1965～1972年的經濟年增長率為10.1%，貨運量年增長率為12%；1972～1982年的經濟年增長率為4%，貨運量年增長率隻有0.2%。日本1973年出口貿易每賺回100萬日元，需出口5.6噸貨物；而1982年出口貿易賺回100萬日元，隻需出口2.4噸。這是因為日本出口"輕薄短小"商品增多的緣故。
人們對生產品的觀念變了，不是越大越好。大家知道，第一台電子數字積分計算機象一座房子那樣大，裝有18000個耐溫的真空管，耗資300萬美元。現在，同類的計算機卻隻有一台打字機那麼大，耗資少，隻值300美元，功能反而高。據說1977～1982年，美國福特汽車平均重量減少近30%。即使是那些逐漸走向衰落的傳統工業，它們所生產的產品也在逐漸向輕小型變化。產品減少重量是用新技術改造的成果，是生產力發展的一種體現。
4從大型化生產向小型化、專業化生產變化
工業企業向小型化、專業化發展也是當前發達國家的一個重要趨勢。在發達國家，一方麵有大批原來規模較大的企業在緊縮和分散，甚至倒閉；另一方麵又有大批中小型企業在開業。1982年，美國就有25000多家較大的企業倒閉，而同時又有566000多家較小企業開業。美國過去大企業比較多，現在大企業在分化、減少、小企業逐年增加。美國的小企業在50年代每年增加不到10萬家，現在每年要增加60萬家。日本過去對小企業就比較重視，小企業也比較多，中小企業占全國企業總數的99.4%，職工占總數的81.4%，總產值占52%。西歐國家現在也產生了大量的專業化的小企業。這些中小企業經營靈活，技術先進，應變能力強，因此富有生命力。
5第一、第二產業向第三產業轉化
由於傳統工業生產下降，開工率低，工人失業，必須向以服務、信息為核心的第三產業尋找出路。現在，發達國家的第三產業的經濟中的地位和作用越來越大，已開始取代從事農、牧、礦業和產品製造業的第一、第二產業，而成為整個社會經濟的最大部門。
在近代傳統工業發展史中，各國的主要工業中心，基本上都屬於煤鐵複合型和沿海型兩種。煤鐵複合型是指在盛產煤的地區附近，發展鋼鐵業、汽車業和其他機械製造業。如英國的杜漢-克裏佛蘭工業區，美國的大湖-賓洲工業區，德國的魯爾工業區，俄國的克裏弗洛-頓巴斯工業區，都屬於這種類型。沿海型是指一係列重化工業集中於海洋沿岸，港口附近，形成大規模的臨海工業地帶。日本戰後靠船舶從國外運進煤、鐵等燃料和原料，加工出口的產品又靠船舶輸往海外，形成的工業大部分都是屬於沿海型的。因此，長期以來，日本工業生產發展形成畸形，大量集中在沿太平洋帶狀地區。
今天，新興工業的發展將不再象傳統工業那樣依靠資源決定命運的生產布局，而更多的依靠智力和交通，以大學、研究機構為核心，形成新產業區。美國最大的電子工業中心--矽穀就是如此。矽穀之所以能從一個不起眼的小果園，一躍而成為美國的最大的電子工業研究和製造中心，決不是那裏有什麼豐富資源，而是那裏有一所著名學府--斯坦福大學。矽穀的崛起與斯坦福大學的貢獻密不可分。斯坦福為矽穀的發展提供了科研人才和科研設施，使科研的成果迅速應用於生產實踐，為社會創造財富。矽穀是一個熔教學、科研、生產於一爐的高級技術工業區。
日本工業布局已由臨海型向"臨空型"發展。日本的半導體、大規模集成電路、微型機生物工程等新型產品，體積輕，附加價值大，運量少，單位產品承擔運費能力高，運費對生產的影響不大，加以這些產品的商品機會、交貨日期比較重要，也特別適合於利用航空運輸，所以航空運輸成為尖端技術產品工廠"傳送帶的延伸"，使這些產業正在逐漸向機場周圍聚集，形成"臨空產業"集中區。
為了早日實現工業布局的合理化和分散化，1980年，日本政府提出要建設一批新型的技術城市。1983年，日本國會通過了《技術城市法》，促進開發高技術工業地區。建設新型的技術城市，正在為日本實現新的產業布局起積極作用。
(二)傳統農業的現代化
1生物技術將加速品種改造和更新
新的生物技術的崛起為人們有目的地改造和更新現有品種開辟了廣闊的前景。
我們知道，任何作物對於環境的適應性都有一定的限度。如果能提高它們對環境的適應性，使它們能在更加嚴酷的環境中生長發育，那麼作物的產量就有可能大幅度提高，生產成本也會大大降低。為了提高作物的各種抗性，科學家們正在加緊研究抗性基因工程，以便將某些抗性基因轉入作物中，使其獲得諸如抗鹽、抗旱、抗高溫、抗病蟲害等特性。比如，可以在短時間內用高溫處理作物細胞，使其在關閉一些基因的同時，啟動另一些基因，合成抗高溫蛋白質。然後分離這些抗高溫基因係統，通過合適的載體轉入需要改造的作物中，這些作物便可能獲得抗高溫特性。采用類似的基因工程方法，還可使作物獲得其他的抗性。現在，載體的研究工作已取得了一定的突破，基因分離、轉載、表達的研究也正在加緊進行中。雖然，由於各種抗性往往並非由單一基因控製，因此，基因識別、分離、轉載的任務是十分繁重的，短期內還難於獲得重大進展，但前景是誘人的。
現在，科學家們還探索以類似免疫的方法培育抗病害的作物品種。已經確認，給植物接種病原體減弱株或病原體的某些組分(類似人類接種的減毒或滅活疫苗)，能促使作物產生抗病性能，增強植物的免疫力。如果這一技術取得成功，那麼，就有可能使作物一勞永逸地免除某些病害。在抗病害方麵，單克隆抗體技術有著巨大的應用潛力。現在已研製出幾百種單克隆抗體，不少用於作物和牲畜病害診斷與治療的試劑已進入商品化生產。同時，單克隆抗體技術還是提純抗原、幹擾素，生產動植物生長激素和疫苗的重要手段。
為了培育高質量蛋白的作物品種，科學家們正在加緊研究蛋白質品質基因工程。我們知道，蛋白質是由氨基酸組成的。氨基酸有20餘種，營養上又可分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩種。對於人類來說，賴氨酸、色氨酸等8種為必需氨基酸，因為人體需要它，但本身又不能合成它。各種食物所含必需氨基酸的種類和數量常不相同，這是決定食物營養價值的主要因素。食物中所含必需氨基酸的種類和數量愈多，愈接近人體蛋白質中氨基酸的成分比例，則愈容易被吸收，營養價值也愈高。美國科學家已經分離出營養價值較高的豆科作物蛋白質基因，並使其在土豆中表達，培育出了蛋白含量極豐富的"肉土豆"。聯邦德國科學家采用類似的方法培育出了生產新蛋白質的煙草。隨著研究的深入，將會有更多的作物獲得高品種蛋白基因。人類生存所需要的高質量蛋白的來源將更加豐富，人類的飲食結構將會大為改善。
在培育新品種方麵，細胞融合與微繁殖技術將大顯身手。美國科學家用細胞融合的方法，培育出了"番茄薯"。英國通過山羊和綿羊受精卵融合，培育出了異屬間的雜種動物-"綿山羊"。細胞和組織培養等微繁殖技術已經比較成熟，成果很多。美國科學家在試管中進行花粉培養已獲得了高蛋白含量的水稻植株，前蘇聯、日本等國科學家應用這一技術，大量繁殖人參等具有較高經濟價值的作物和珍貴樹種。這一技術還是挽救瀕臨滅絕樹種的有效方法。我國在微繁殖技術方麵研究較早，發展也很迅速。最近，我國科學家在利用花粉培育小麥良種及雜交水稻製種方麵又取得了新的突破，標誌著我國微繁殖技術處於世界領先地位。
在畜牧業研究方麵，胚胎分割和移植技術也已取得可喜進展，為大量繁殖優良牲畜品種提供了有力的技術手段。這一技術早在50年代便已獲得成功，並用於提高肉用牛產量。由於這一技術的應用，使本來一生隻能生下10頭後代的優良母牛變得可以每年產50頭小牛。另外，應用基因工程培育良種動物的實驗也已獲得成功。據報道，美國科學家將大鼠生長激素基因引入小鼠受精卵中，使繁殖出來的小鼠生長速度增加了50%，而且生長快的特點還能傳代。現在，應用基因工程方法生產生長激素已經成功，有的生長激素已進入商品生產。實驗證明，注射生長激素能大大提高豬、牛等牲畜的產量，還可提高綿羊羊毛的產量和質量。這些技術的應用為培育優質高產的牲畜品種展現了美好的前景。
2生物固氮研究將使農業麵貌改觀
生物固氮的研究是應用新技術開發農業的一個重要方麵。
氮是農作物所必不可少的重要營養元素，也是人類賴以生存的蛋白質的重要成分。大氣中含氮極為豐富，大約占78%。然而，除少數豆科作物之外，水稻、玉米、小麥等主要糧食作物並不能直接吸收空氣中的氮。糧食增產在很大程度上隻能依賴於氮肥的供應。但是，氮肥的生產是在高溫高壓等苛刻條件下進行的，每年要耗費大量的人力物力和寶貴的能源，從而增加了糧食成本，加據了能源危機，而且大量施用氮肥還會使土壤的質量下降，妨礙產量的進一步提高。
人工生產氮肥之外還有其他固氮途徑嗎?有!其實，在自然界中某些固氮微生物一直在默默無聞地進行固氮工作。地球上每年的總固氮量約為2.5億噸，其中69%是由某些微生物如根瘤菌的生物固氮作用完成的。有人估計，土壤中微生物的固氮量可為施氮肥量的兩倍。
人們從大自然中得到啟示，從20世紀70年代起，許多國家先後開展了固氮分子生物學的研究，固氮微生物為什麼能固氮呢?原來它們能在根瘤中合成一種固氮酶。由於這種酶的催化作用，使空氣中的氮氣轉變成氨，並為植物吸收利用。現在，科學家們對於固氮的機理以及固氮基因、共生基因和寄主專一性基因的研究，已經取得了較大的進展，為其在農業上的應用打下了一定的基礎。
生物固氮的研究是一項長期而艱巨的工作，無論在理論上還是在實踐上都還有不少需要解決的問題。科學家們設想，今後主要從以下兩個方麵開展這一工作。
首先，充分利用和改造現存的天然固氮係統。人們已經發現了不少固氮微生物，並且篩選出了一些固氮效率較高的根瘤菌菌株。同時，科學家們還通過篩選和遺傳育種方法，培育出了固氮效率高的豆科作物新品種。最近，澳大利亞遺傳學家用強力誘變劑處理大豆，培育出一種新型的"超級生節"大豆。據稱其固氮效率比常規品種提高了35倍之多。種植這種大豆可大大提高土壤肥力。科學家們發現，除了豆科作物之外，還有許多作物其中包括穀類作物在內，也與根瘤菌有著一定的共生關係，隻是不如與豆科作物的關係那麼密切罷了。因此，科學家們準備利用遺傳工程的方法，將某些基因轉入這些根瘤菌中，以改造固氮菌種，加強其與作物的共生關係，促使穀類作物與這些固氮菌種共生固氮。改造現存固氮係統的方法還有很多，比如提高同豆科作物光合作用的能力，減少類菌體中氨的損失，改善共生關係使作物保證對固氮菌供應充分的碳源，又使固氮菌所固定的氮充分為植物所利用等等。
生物固氮研究的第二個重要途徑是應用重組DNA技術。這是一個最誘人的途徑。將固氮微生物的整個固氮機構轉入穀類作物細胞中，使之獲得自主固氮能力。這是一項更為遙遠和更有價值的工作，一旦取得突破，那麼農業生產就可以擺脫對於氮肥的依賴，其麵貌將大為改觀。
我國在固氮研究方麵已經作了一些基礎性的工作，總的來說還比較落後。我國有著極其豐富的豆科資源，我們必須從自己的國情出發，加強豆科根瘤菌固氮分子生物學的研究，改善天然共生固氮係統，篩選和培育固氮力高的菌種，以爭取在較短的時間內迎頭趕上世界先進水平。
3傳統耕作和管理技術在醞釀變革
世界新技術革命的浪潮衝擊著傳統農業的各個領域。各項新興技術都將深刻地影響著農業的發展，未來的農業可能完全不是我們今天所看到的手工式的或機械化、化學化式的農業。傳統農機代替人力、畜力進行耕作和收割，對於農業的發展無疑曾是一個巨大進步。但是現有農機體係的勞動強度仍然很大，成本也很高。在耕作收割時還會壓實土壤，破壞土壤結構，反過來又必需增加耕作深度，浪費人力物力。專家們設想，在農田上按一定線路安裝一種空架吊車作為耕作機械的運行軌道，這樣就可以避免機械壓實土壤。這既有利於保護土壤，降低耕作深度，也可以降低能耗。實踐表明，采用這種耕作方法可排除土壤對機械的阻力，其所需能耗僅為拖拉機的12%，估計在將來還有可能進一步降至5%～10%。高架軌道在地上的固定部分還可以設計成排灌水係統，通過自動控製係統來保證作物對水分的需要。現在，用於化學處理和施肥的高架軌道正在試驗中。"播種種植機"的方案也在研究中，如獲得成功，那麼今後一般的作物將不需耕地，隻需用這種機械將種子播入一個個小圓坑裏就行了。一些國家還在對："莊稼整株收割法"進行試驗，希望通過掛在高架上的平台收割機同時將整株收割、打捆、裝箱並送到運輸汽車上。如果這一方法可行，那麼聯合收割機之類的笨重機械也許就要被淘汰了。今後，用超聲波脫粒、微波烘幹穀物等技術將會被廣泛采用。
發展計算機技術是新技術革命的重要內容之一，在一些技術發達的國家裏，計算機已成功地進入了農業各領域。計算機的使用可以幫助人們在定量分析的基礎上，合理規劃生產，合理使用資源，貯存和分析各種信息，為決策人提供最佳選擇，最佳管理方式，從而大大節省費用，極大地提高經濟效益。
近年來，應用電子計算機對農業係統進行模擬已成了熱門研究課題。農牧業生產環境十分複雜，受到諸如投資、氣候、時間、地域等各種因素的影響。實驗研究往往費用高，時間周期長，甚至根本無法實地進行。如果用電子計算機進行模擬，就可以克服這些障礙，並可得到合理的信息反饋，使農業研究和生產管理有更加堅實的科學基礎。比如，我們可以建立一個養豬管理模擬模型，向計算機輸入飼養方法、畜群結構、增殖力等數據，便可從中獲得產量、現金流動等有用的信息。管理人員便可從中選取最佳方案，保證獲得最高經濟效益。現在，國外已出現了各種各樣的專用模擬電子計算機，而且還有專用的計算機模擬語言和程序。專家們相信，計算機模擬研究將會有力地促進農業科研和生產的發展。
4高度技術密集的農業工廠化
農業工廠化是綜合運用現代高科技、新設備和管理方法而發展起來的一種全麵機械化、自動化的技術(資金)高度密集型生產，能夠在人工創造的環境中進行全過程的連續作業，從而擺脫自然界的製約。當今世界，農業工廠化有了迅速發展，現已應用於蔬菜、花卉、養豬、養禽、養魚乃至多年生果樹栽培等許多領域，並達到高效率、高產值、高效益。
自動管理的蔬菜、花卉工廠和無土栽培。在蔬菜方麵，日本近20多年來擴大了溫室無土栽培的生產，主要采用岩棉栽培、袋培、基質水培、營養液膜栽培等方式。溫室內的溫度、光照、通氣、滴(噴)灌、營養液循環等環節全由計算機進行自動監控和管理，育苗、移栽、收獲、清洗、包裝等操作實現了機械化、自動化。如日本-甜瓜農場，應用一種新型的智能計算機係統，對7個溫室群進行管理，實行最佳控製，生產的甜瓜每個售價曾達2萬日元。近來，日本還研製出一種遙感溫室環境控製係統，將分散的溫度群同計算機控製中心聯結，實行更大範圍的溫室自動化管理。這種溫室無土栽培成為大型的植物工廠，在1000平方米麵積上，每天可生產菠菜、生菜等500公斤。英國的溫室蔬菜采用無土栽培很普遍，每平方米的蕃茄產量為36公斤，生產成本18.7英鎊，收入31英鎊，利潤12.3英鎊，平均每畝溫室的年利潤可達8000英鎊。在東部的愛克斯爾溫室企業擁有210畝溫室，全部采用營養膜技術生產番茄，成為世界上最大的水培溫室。