第五次工業(yè)革命:太空技術引發(fā)的科技革命和產業(yè)變革( 太空文明時代來臨,對人類現有生活模式的沖擊力度將遠超歷次工業(yè)革命 彭
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蒸汽機的發(fā)明引發(fā)了次工業(yè)革命,人類進入機械化時代電力的使用驅動了第二次工業(yè)革命,人類進入電氣化時代計算機的發(fā)明和應用催生了第三次工業(yè)革命,人類進入自動化時代互聯網的普及與發(fā)展造就了第四次工業(yè)革命,人類進入信息化時代太空技術引領的第五次工業(yè)革命,將使人類進入全新的太空文明時代在前面四次革命中,人類消耗了太多自然資源,導致了自然系統(tǒng)的崩潰,人類已經面臨著空前的生存挑戰(zhàn),第五次工業(yè)革命將會是綠色的革命,因此,在這次革命中,生命科技和可持續(xù)的行業(yè)將占據主導地位。在本書中,作者介紹了目前世界各國在航天及衛(wèi)星領域的發(fā)展狀況,以及合作交流的情況;回顧了火箭技術的發(fā)展歷程;記述了衛(wèi)星技術服務人們的生活,解決了地球上的很多難題;展現了空間站技術的不斷發(fā)展,人們進一步對月球、火星進行探測,人類將加快邁向太空的步伐。
原版序本書是茵瑪·馬丁內斯(Inma Martínez)對太空經濟發(fā)展的分析。她在創(chuàng)新、金融、投資、產業(yè)戰(zhàn)略和電信領域都獲得了廣泛的國際認可,并且已經在更傳統(tǒng)的行業(yè)中證實了基礎設施建設對經濟發(fā)展和社會進步的深遠影響。如今,航天部門已經邁過了基礎設施這道門檻,作者將在本書中為我們分析其影響及未來的廣闊前景。她分析了太空工業(yè)的發(fā)展,并憑直覺預感到這一領域會在未來幾年給商業(yè)與工業(yè)經濟帶來爆炸式增長,從而開啟她稱為第五次工業(yè)革命的進程。2019年是人類首次登月50周年,這在航天領域極富象征意義。我們可以看到這一行業(yè)是如何發(fā)展的:它在60年前才開始有資金投入,并且是以開展科學研究和樹立國家形象為主的純機構化領域;隨后轉向了基礎設施建設電信衛(wèi)星、對地觀測、導航、國際空間站仍以地球為基本中心:研究、觀測、管理及改善人類生活質量。這整個階段的特征是以航天機構和政府實體為主導、依靠公共資金投入,但這一體系正在經歷深刻的變革。被稱為新太空(或新空間)的這一爆炸式發(fā)展階段開始于幾年前。正如茵瑪所精妙比喻的,新太空的旗手是埃隆·馬斯克和杰夫·貝索斯等人物,他們不僅是超級百萬富翁、偉大的實業(yè)家和企業(yè)家,而且對太空有著前瞻性的眼光和前所未有的認知,并擁有敏銳的商業(yè)頭腦。茵瑪斷言這種認知是出于高度的幼態(tài)延續(xù)[1]。的確,太空工業(yè)與其他領域不同,它的特殊本質是:讓我們想象其他世界,同時又意識到自身的渺小和保護地球飛船的必要性。這是一種巨大的力量。在我職業(yè)生涯的大部分時間里,太空部門都是由航天機構與政府實體的公共投資所主導的。我們的關注點在于:茵瑪為什么大膽預測太空行業(yè)的下一筆大規(guī)模投資將來自私營部門。這些投資不僅用于服務地球的基礎設施埃隆·馬斯克和杰夫·貝索斯分別開發(fā)的星鏈和柯伊伯,或一網[2]等衛(wèi)星群便是好的例子而且將用于地月經濟、太空開采、資源的就地利用、太空制造、太空居住地建設與開發(fā)、太空旅游、太空機器人研發(fā)、可重復使用的火箭制造等方面。這一觀點非常反傳統(tǒng),但同樣合理,而且航天部門確實已經來到歷史發(fā)展的關鍵點。企業(yè)家精神已經進入了太空工業(yè),并且根據作者的觀點,這一新力量將帶來超出我們想象的進步。我們正在經歷的是一場真正的太空革命,我敢說這是一個突破性的創(chuàng)新過程,就像亞馬遜網購給貿易部門帶來的變化,或數碼技術出現后的攝影行業(yè)一樣。茵瑪指出,有跡象表明,太空工業(yè)仍然由少數人管理和驅動,但20年后將不再如此。太空工業(yè)將進入我們的集體經驗和生活環(huán)境,在幾十年內帶來翻天覆地的變化。這一進程的速度使我們在未來幾年內就可驗證這一預言是否會實現,以及是否如茵瑪所預測的那樣,我們正要迎來由太空經濟推動的第五次工業(yè)革命的曙光。如果真是如此,那么這將是一件非常幸運的事情。因為正如其定義所言,太空工業(yè)既充分意識到地球的局限性,又揭示出保護地球的緊迫性。費爾南多·多夫拉斯(Fernando Doblas)歐洲空間局前傳播主任、前創(chuàng)新總干事、特別顧問作者序太空工業(yè)作為基礎設施驅動型產業(yè)的發(fā)展?jié)摿?br />基礎設施驅動型經濟為20世紀各國的發(fā)展做出了巨大貢獻。其中,交通、能源和社會基礎設施等長期資產極大地促進了工業(yè)增長與科技創(chuàng)新。而且,基礎設施一經完善,工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)便能持續(xù)發(fā)展,推動社會的進步與平等。20世紀90年代中期的基礎設施建設由金融市場提供資金,以每個項目的收益作為回報;而公共部門投資的效果則由其產生的社會效益和經濟效益來衡量。如今,太空經濟打開了一個全新的發(fā)展領域,其發(fā)展?jié)摿θ缤?0世紀80年代末的電信與運輸行業(yè)。在未來的10年里,寬帶服務會從地下光纖轉為衛(wèi)星網絡通信,云基礎設施及邊緣計算也將依托太空建設。交通運輸業(yè)它是幾個世紀以來的傳統(tǒng)基建行業(yè),以鐵路、公路和港口建設來促進商業(yè)發(fā)展也會在太空中開展,大量投資將被吸引到太空領域的前沿:航天企業(yè)與發(fā)射設施。太空行業(yè)競爭力極強,已經能以更低的成本運送更多的有效載荷,因此更多部門將得以開展太空作業(yè)。尤其是在運輸行業(yè)中,以太空為終點或起點的運輸將提升整個產業(yè)的靈活性、提高企業(yè)競爭力,并為近地軌道(或稱低地軌道)、月球基礎設施建設和火星居住地建設等企業(yè)項目提供更有效的支持。人類的眼界越開闊,生命體驗就會越豐富。21世紀富進取心的開創(chuàng)者們打破了生命只能存在于地球的心理障礙,意識到人類的未來在太空之中。他們已經開始制訂驚人的產業(yè)策略和的技術方案,以讓我們的太空夢成為現實。杰夫·貝索斯、埃隆·馬斯克[1]等開拓者懷揣幼時的夢想,自21世紀初就開始建立自己的航天公司;當今主要的航天機構都由敢想敢為、目光長遠的思想家所領導,如歐洲空間局(ESA)局長簡·沃納[2]和美國國家航空航天局(NASA)新任局長吉姆·布里登斯廷;科學家正與抱有商業(yè)目的的企業(yè)家協(xié)力合作;政府正為越來越多的太空計劃投入資金,大學畢業(yè)的年輕人對在太空行業(yè)中開拓自己的未來充滿熱情這一切都并非巧合。現在,我們正面臨一個前所未有、恰到好處的成熟時機。今天的太空工業(yè)正為商業(yè)所推動,它站在了為我們鋪平道路的巨人的肩膀上。過去幾十年由政府資助的太空項目為我們打下了基礎,人類將永遠受益于此。我們前進的第二支柱則是私營部門的商業(yè)伙伴,他們?yōu)楦鱾航天局提供了有力的支持,為當今的航天設施建設奠定了基礎。作為人類的開拓性嘗試,太空也從根本上獲得了外交領域的善意和支持。這打破了過去的模式,我們都將對此心懷感激。為了將來的和平與合作,太空產業(yè)掀起了一系列的社會變革,因為前方有著艱巨的任務:保護地球,實現人類的進步與文明的發(fā)展。這文明也許是宇宙中的文明,是人類精神的偉大與美的證明。現在,我們已經進入21世紀的第三個十年。如今進入太空工業(yè)的商業(yè)公司都以在近地軌道之外建立一個可自給自足的空間經濟為目標。地月空間離月球更近且受到的地球引力較小的空間正成為私營部門、傳統(tǒng)太空部門創(chuàng)新計劃以及政府項目相競爭的領域。政府主導和科學支持的雙重力量在過去60年中推動著太空的探索,在近30年間提供了理想的環(huán)境,讓創(chuàng)業(yè)公司集聚于此。它們形成了勇于開拓的風格,以全新的方式解決太空問題并改善產業(yè)生態(tài),而且更重要的是:它們開創(chuàng)了更經濟的商業(yè)模式,將太空的運營成本降低到只為傳統(tǒng)價格的一小部分。60年來,隨著信息技術的實踐和私營部門工程師與科學家的深空探索,我們充分了解了開展有經濟效益的商業(yè)航天飛行任務所需的科學環(huán)境和科研力量。這催生了新的動力、思路和觀念,更靈活可及的目標和以任務為中心的全新運作方式。這群經驗豐富的人士選擇了太空而非硅谷。從2020年開始,這一產業(yè)將隨著機遇的增加和太空工業(yè)進入革命性的發(fā)展狀態(tài)而成倍擴張。任何進入勞動力市場的年輕畢業(yè)生,或希望成為這個嶄新未來一分子的科學、技術、工程或數學專業(yè)的人才都將受益于私營企業(yè)為新員工提供的內部培訓。因為該行業(yè)渴望吸納的不僅有秀的員工,還有對此機遇富有熱情和活力的人。這份工作不是簡單地為了讓你付起房租或升職發(fā)財。太空工業(yè)將成為的變革力量,為人類打開通向宇宙的道路。太空產業(yè)中的每一個人都堅定信心,目標清晰,因為他們的工作意義重大。每一項任務都承前啟后,每個人都參與其中,并為全人類做出貢獻。當信息技術部門優(yōu)化了產品的生命周期、基礎設施建設終于完成、代碼已經完善、平臺支持著各項服務、新的領域令人身心振奮時,太空工業(yè)便會迎來激烈的創(chuàng)新與變革。私營企業(yè)提供的各項服務這些服務脫離媒體,于后臺運行,對太空任務的成功而言至關重要有著驚人的覆蓋范圍:從協(xié)助完成近地軌道任務、為國際空間站提供物流運輸服務,到網絡防御、環(huán)境工程與規(guī)劃、健康安全管理、停用及關閉服務、信息技術任務與項目、醫(yī)療設備運輸、食品服務和航空航天材料,再到人體工程學中人本設計概念在太空中的具體體現、太空中所收集圖像數據的結構化處理、太空計算應用處理器的集成電路定制,以及軟件、硬件、服務協(xié)議和太空任務的系統(tǒng)設計、工程、制造、集成、測試、檢驗一條龍服務。這需要不同的技術,每一個人的才能都會帶來價值。20世紀70年代中期,批電視和廣播衛(wèi)星發(fā)射成功,太空經濟開始發(fā)展。在隨后的幾年里,這些衛(wèi)星擴展光譜,生成了分辨率更高的圖像。不久之后,通信衛(wèi)星的出現帶來了數據和語音連接,以及地理定位和導航服務。近地軌道也逐漸被主要用于對地觀測和研究任務的立方體衛(wèi)星或納米衛(wèi)星占領。這些衛(wèi)星體積更小(是邊長為10厘米的立方體單位),價格也很便宜:三個單位約為2.5萬歐元,可以由三方分攤,每方只需支付8000多歐元。因此,大學乃至研究機構都成為民用衛(wèi)星運營商的服務對象。今天的衛(wèi)星高度更低、體積更小,部署方式與互聯網協(xié)議網絡相似,能形成具有自我修復能力的衛(wèi)星群,以防其中一顆衛(wèi)星發(fā)生故障。除了在較低的高度上部署更小的衛(wèi)星,我們還發(fā)射了目前近地軌道上的物體:人類在太空中的個活動中心國際空間站。它是我們在太空中的個休憩場所,是由全球多個國家聯合、在多項太空計劃的合作下運行的。這是一項高度協(xié)作的任務,由6名工作人員共同進行一系列新奇的活動(從科學實驗到工程操作),同時要在微重力環(huán)境下保持身心健康。對太空的探索也改變了我們自我認知的方式,這種自省讓人類作為一個社會整體不斷進步,并向著更高程度的文明前進。太空探索正在塑造一個新的文明階段:人類將在這里建造定居點,在地球之外生活、工作和娛樂。歷史學家對過去文明的敘述基于能證明其存在的物理證據,例如世界各地發(fā)現的巨石其中有一些被納入古建筑群中。巨石仍是古代世界的謎團,也是讓人相信公元前某世紀存在過失落文明的依據。當今世界為太空經濟這樣的產業(yè)提供了理想的環(huán)境,使其得以大展身手、發(fā)揮潛力并開創(chuàng)新的發(fā)展前景。這不是由個體推動的,而是受到社會結構、地緣政治和全球經濟下行所帶來的諸多變化的影響。這些變革將我們推向人類歷史的共命運時刻:各項太空計劃決定合作并結成聯盟,而非互相競爭。我們身處太空并從這個全新的物理維度拓展創(chuàng)新的視野。它啟示著我們:我們的發(fā)展不僅需要考慮人類的利益,還應關注動物與自然界的福祉。希望在不久的將來,我們能把保護地球上的一切事物變成發(fā)達國家切實的憲法規(guī)定。因為任何對地球有所了解的國家,特別是那些參與了太空工業(yè)變革的國家,都將重視地球的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的繁榮。如果一個社會想進入呈指數式增長的快速轉型期并調整過去的經濟結構,那就首先要意識到:地球的基本權利應該高于某個國家的具體法律。如果我們渴望進步并了解自身的存在與命運,我們就必須認識到自己生活在一個資源有限的脆弱星球上,并亟須擴展到一個新的、銀河系的高度上。2019 年6 月3 日于倫敦
茵瑪·馬丁內斯(Inma Martinez)
出生于西班牙。曾執(zhí)教于英國帝國理工學院和西班牙的洛約拉大學,20多歲的時候就被授予美國大學教授職位。她開創(chuàng)了移動互聯網、音樂和視頻流、聯網汽車和智能生活等數字技術。她將自己的創(chuàng)新事業(yè)與英國貿易投資署、英國文化、媒體和體育部創(chuàng)新基金投資委員會以及西班牙政府經濟和數字轉型部相結合。她還在歐盟和SCOPE(馬來西亞砂拉越州政府卓越績效中心)的各種技術和數字委員會上提供了大量的專家建議和見解。她是數字化先驅和人工智能科學家,曾被評為2018年改變數據格局的十大女性之一、人工智能50強之一。她還是經合組織和七國集團倡議的全球人工智能伙伴關系(GPAI)專家組成員,被《財富》和《時代》雜志視為歐洲的科技社交人才。
Chapter 1探索者永遠前進,永遠攀登探索造物之奇探索太空 站在巨人的肩膀上 小國家,大足跡探索銀河系內外 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 尋找生命 太空大獎賽 太空中的未來Chapter 2藍天之外的太空一切準備就緒 火箭工程師 現代火箭 大展身手 超級油輪、超級拖車、超級重型火箭 太空氣球 太空循環(huán)經濟卡門線以下 回看家園 哥白尼計劃 對地觀測任務 監(jiān)測氣候變化太空的邊界 近地軌道 國際空間站太空政策 太空規(guī)則 太空軍事化尋找第二家園 南極洲:太空演練場 月球 火星Chapter 3太空敞開大門地月經濟太空基礎設施 電信 能源 太空采礦 太空運輸太空制造微重力 實驗 種植 醫(yī)藥太空建筑與土地開發(fā) 月球上的城市 太空軌道平臺太空旅游 民用航天器 民用軌道站自動化與太空機器人
后記致謝注釋