這幾天，2025世界人工智能大會正在上海舉行。經過多年發展，世界人工智能大會已逐步成長為全球人工智能領域最具影響力的行業盛會。當前，新一輪科技革命加速演進，其重點領域表現為AI革命和能源革命。為此，有必要總結歷次全球科技革命的范式特征，研判新一輪科技革命的發展態勢，前瞻性提出相關路徑舉措，這對于上海加快建成具有世界影響力的國際科技創新中心、提升城市發展能級，具有重要的戰略意義。

　　歷次全球科技革命的范式特征

　　每一輪全球科技革命的范式特征都可以歸結為“雙輪驅動范式”，即上一輪基礎技術延續和突破邊界的“關鍵少數”技術。

　　第一輪科技革命范式特征是上一輪手工技術延續和突破邊界的機械技術。機械技術替代手工提高生產效率;煤炭等化石能源通過機械化提高能量轉化效率;關鍵要素轉變成資本和資源。機械技術推動人類進入工業文明發展階段，導致工廠制代替作坊制，進而催生了工業部門。但在機械革命時期，科學與技術基本處于分離狀態，蒸汽機等發明主要靠零散且間接的工匠的經驗和技藝積累。這一時期科技創新的范式體現為技術驅動的線性范式，即從基礎研究、應用研究、產品研究到商業化的過程。

　　第二輪科技革命范式特征是上一輪機械技術延續和突破邊界的電氣電力技術。電能通過電氣化利用和制造實現降本增效，支配社會經濟生活，關鍵要素轉變成基礎設施。第二輪科技革命基于理論的創立，但對全要素生產率提升緩慢，體現在創新應用過程零散、應用領域分散、周期長等方面，電力化面臨信息處理等瓶頸亟待突破。這一時期科技創新的范式體現為技術驅動與需求拉動的并存范式，即技術或市場交互驅動。

　　第三輪科技革命范式特征是上一輪電氣電力技術延續和突破邊界的電子技術。通過信息化利用，制造化石能源與新能源，關鍵要素轉變成知識和管理，但單一學科領域遇到瓶頸亟待突破。第三輪科技革命對經濟的拉動和影響，呈現出前高后低的特征。這一時期科技創新的范式體現為“技術+需求”的整合范式，即技術與市場并行過程。

　　眼下正在進行的新一輪科技革命，其范式特征是上一輪能源和信息基礎延續和基于AI的技術邊界突破。AI加速變革，跨學科數據連通，多學科交叉滲透，突破生命、材料、空間等學科邊界。物理世界中的單一學科領域已經遇到瓶頸，需要來自各個學科領域的專業知識與眾多合作伙伴通過跨界交叉融合，實現技術群路徑協同。

　　新一輪全球科技革命的范式變革

　　新一輪全球科技革命的范式變革，主要體現在能源技術、AI技術、智慧化科研等方面。

　　(1)能源技術三梯度：新型儲能、先進核能、氫能。新型儲能、先進核能、氫能三種技術之間可能存在協同效應，例如核能制氫、儲能與可再生能源配合等。其中新型儲能解決可再生能源波動性問題，具有建設周期短、選址靈活、響應快速、調節能力強等優勢。由于風電、太陽能等可再生能源具有隨機性、波動性和間歇性等特征，因此大規模長時儲能促進可再生能源的利用率是技術發展的重要目標。先進核能提供穩定基荷電力，目前進入四代核電技術的研發與示范驗證階段。核能技術向高安全性、高經濟性、滿足用戶多用途需求的方向發展。氫能則可以解決長時儲能和難減排領域的脫碳問題。

　　(2)AI技術三節點：算力、算法、終端。算力是基礎支撐，算法是核心技術，終端是應用出口，這三個節點聚焦于AI技術從支撐到應用的落地鏈條，構成了完整閉環。我國在算力的關鍵技術上仍存在“卡脖子”問題，其中高端芯片、服務器(如高性能計算集群)、操作系統等都與國際先進水平存在差距。我國算法技術在數學建模、算法理論層面的原始創新不足，EDA工具、編譯器、算法庫等軟件層技術存在短板，企業和資本“重應用輕基礎”傾向明顯。我國在AI終端的高端技術上不斷實現自主可控，但目前仍面臨傳感器的精度和功耗、模型輕量化、隱私合規限制數據及長尾場景采集、設備能耗與散熱等技術突破難題。

　　(3)智能化科研(AI4R)成為新的科研范式。AI4R范式(AI for Research)已經成為推進科學發現、科技創新，提升科研效率的強大工具。AI4R范式包括AI4S(AI for Science)和AI4T(AI for Technology)，其中AI4S強調自然科學領域的規律和知識發現，其目的是希望發現人類目前未知的自然領域的新原理、新機理、新規律等。AI4S范式通過信息編碼和壓縮，運用AI將海量數據編碼成符號化的規律或知識，側重于海量數據的擬合，以應對輸入、輸出以及求解過程的不確定性。AI4T則強調解決高技術領域中的關鍵技術難題，其目的是發明創造新工具、新產品、新方案。AI4T范式通過信息解碼和解壓縮，運用AI將海量的滿足需求的規范解碼成人造物的具體設計細節和組成部分，側重于AI生成能力，輸出結果精確，但精度要求高。

　　跨學科交叉研究具有技術多層次、多尺度交叉集成的系統性特征。通過整合跨學科知識，突破了單一學科知識體系和研究方法上的障礙，重構了學科邊界，推動了學科交叉融合。這一研究范式不僅有利于新學科的產生，而且通過匹配AI4R科研范式，形成關鍵核心技術和產業共性技術的突破。

　　上海如何贏得先機、占據優勢

　　上海要在新一輪科技革命中贏得先機、占據優勢，需以能源為基礎構建綠色算力網絡，以智能算力為基座打造分布式計算中樞，以人工智能算法為橋梁貫通產學研鏈條，以科研創新為驅動突破認知智能邊界，以場景應用為目的形成商業閉環。

　　(一)壓縮范式變革醞釀期，加速發現與探索機會

　　強基擴容。將能源技術路線劃分為基礎型、攻關型、引領型三類并梯度推進：基礎型重點實施分布式光伏與儲能系統集成方案，重點攻關型著力突破氫能—算力耦合供給技術路徑，引領型布局則聚焦核聚變電站與量子能源網絡等戰略儲備技術。通過組建智算基礎設施規劃委員會，設計規劃適度超前的智算基礎設施擴容節奏，提升智算基礎設施的動態化匹配能力。

　　縱向協調。形成“技術勢能—市場牽引—制度催化”縱向協同模型，完善“基礎層—應用層—擴散層”梯度培育機制。針對人工智能的核心算法，面向生物醫藥、智能制造、智能交通等重點與關鍵領域，政府應引導建立“專利預警—替代孵化”雙輪驅動機制，通過稅收優惠等政策激勵，結合金融杠桿的工具應用，有效撬動企業研發投入跨過臨界閾值。在制度創新層面，可探索試行“創新沉默期特殊激勵計劃”，建立技術轉化風險共擔基金池，運用數字孿生技術構建“技術成熟度—市場適配性”動態模擬沙盤，對新技術的市場適配性進行早期推演、動態跟蹤。

　　橫向協同。針對全球、國家及上海重大戰略需求，應系統構建“學科—場景—數據”三位一體的協同創新范式。圍繞集成電路、生物醫藥等重點產業鏈，持續提升智算創新能力，構建覆蓋“芯片—框架—模型—應用”的全棧創新體系。重點發展生成式AI驅動的藥物分子設計、多模態大模型賦能的智能檢測設備研發、具身智能支撐的工業機器人集群三大前沿領域，設立大模型沙盒監管試驗區，組建產學研聯合攻關團隊，突破分布式訓練框架、神經符號系統融合等關鍵軟硬件技術，形成“基礎研究—中試轉化—商業應用”的閉環創新鏈。

　　(二)延展范式變革爆發期，加快創新輻射與融合

　　雁型外溢。加速產業鏈“雁型外溢”。政府應鼓勵與推動各個產業，以終極需求為導向進行場景開發，助力創新技術“高密度”領域的融合創新突破，培育形成未來科技創新生態。通過AI4技術范式變革，提質效、擴總量、調結構。其中，產業鏈龍頭作為“雁頭”應重點進行技術突破，提升要素質量;通過明晰創新邊界，帶動產業鏈各環節供應商技術突破實現外溢;通過擴張創新邊界，推動原有產業升級創新，實現龍頭企業科技創新產業鏈的“雁型外溢”。

　　產群融合。戰略布局上，以新能源三梯度技術突破和AI三節點基礎設施建設為重點，通過打通城市全域AI化、產業全鏈條AI化，加速AI滲透融合的場景創新，搶占新一輪科技革命的先機。范式突破上，在實現數據量級突破和等級提高的基礎上，鼓勵交叉學科數據連通，創設跨學科技術協同發展研究平臺，形成多層次、多尺度交叉集成研究范式。此外，擴張未來產業創新生態的創新邊界，加快培育未來產業，加強產業間耦合協同，推動能源+AI等重點產業技術突破攻堅，助力新型儲能、氫能、人形機器人、低空經濟、量子計算、腦機接口等領域的融合創新突破。

　　梯度推進。一方面，支持創新融合組織方式。著力構建產業融合創新中心，重點培育新能源、集成電路、生物醫藥三大戰略性先導產業。設立長三角一體化協同發展基金，創新實施“研發環節、試驗環節、制造環節”在滬蘇浙三地跨區域分布的協同模式。另一方面，加快創新梯度人才引進。重點構建“戰略科學家—科技領軍人—青年后備軍”三級人才引培體系。建立技術經理人事務所，培育既懂科研又通市場的復合型技術轉移團隊。深化國家產教融合試點城市建設，在長三角G60科創走廊推行“雙聘制”人才共享計劃。

　　(作者單位：上海交通大學安泰經濟與管理學院、中國城市治理研究院、科學技術發展研究院。本文為國家社會科學基金重點項目“數字重構產業創新生態系統的機理、路徑與策略研究”成果)

　　原標題：《人工智能和能源革命將引領新一輪科技革命加速演進》

　　欄目主編：王珍 文字編輯：王珍 題圖來源：上觀題圖 圖片編輯：蘇唯 編輯郵箱：shhgcsxh@163.com

　　來源：作者：陳潔 夏奇緣