第四次工业
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天津武清
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作者【日】藤原洋
出版社东方出版社
ISBN9787506084727
出版时间2015-10
装帧平装
开本32开
定价36元
货号23829069
上书时间2024-12-16
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导语摘要
相较于德国提出的利用网络技术来提高制造业生产效率，藤原先生所主张的第四次工业革命，则是用信息技术支撑可持续发展的产业革命。他强调的日本版“工业4.0”概念的内容不仅是制造业，更是世界所有民族、所有国家、所有产业共通的“第四次工业革命”。这次工业革命是为了全球可持续发展，其中也包含德国的“工业4.0”。 第四次工业革命重视的不是量而是质，在做同一件事情时消耗更少的能源，也可以称之为“单人消耗较少型能源社会”。用更少的能源来维持整个社会的运转。
目录
前 言
日本版“工业4.0”的首倡者
第1章 第四次工业革命的浪潮
“出格”的时代
世界的发展方向
历史中的三大浪潮
第四次工业革命的浪潮
第2章 世界能源的形势
今后的需求与供给
IT是“增能”技术
“保护地球环境”的世界舆论
DIGITAL COLUMN vol.1 模拟信号与数字信号
第3章 世界各国的举措
期待与热情
智能电网的前景
美国的智能电网热潮
智能电网与空白频谱
日本的智能电网
日本的现状与课题
DIGITAL COLUMN vol.2 互联网的结构
第4章 日本模式的确立
能源与信息的地产地销型系统
日本经济的课题
地产地销模式的构建
太阳能发电的远景——“GENESIS计划”
DIGITAL COLUMN vol.3 “摩尔定律”与“森定律”
第5章 太阳能经济
“太阳能经济”的世界
“太阳能”的概念
太阳能发电的方法
太阳能的有效性
向太阳能发电过渡
第6章 电动汽车
“电动汽车”的含义
电动汽车的历史
电动汽车的优点
电动汽车的缺点与可能性
时速370千米的电动汽车
电池技术的快速进步
充电基础设施的建设
风险企业成为主流
第7章 智能电网的革新技术
能源损耗
超导的含义
高温超导直流供配电系统
能源高速公路
第8章 全球气候变暖及应对
京都议定书
良心与国家利益
发达国家与新兴国家
气候变化世界商业峰会
全球领导人的意向
后 记
内容摘要
相较于德国提出的利用网络技术来提高制造业生产效率，藤原先生所主张的第四次工业革命，则是用信息技术支撑可持续发展的产业革命。他强调的日本版“工业4.0”概念的内容不仅是制造业，更是世界所有民族、所有国家、所有产业共通的“第四次工业革命”。这次工业革命是为了全球可持续发展，其中也包含德国的“工业4.0”。 第四次工业革命重视的不是量而是质，在做同一件事情时消耗更少的能源，也可以称之为“单人消耗较少型能源社会”。用更少的能源来维持整个社会的运转。
精彩内容
石油40年。煤炭150年。天然气60年。
这是以现在的消耗量为前提，尝试计算化石能源还可以开采多长时间的结果中为权威的说法。
没有这些化石能源的话世界将不复存在，这一点不言而喻。如今的世界正处在建于化石能源这一危险基础之上的塔楼。我们迟早要面对资源枯竭的问题。
另一方面，利用太阳的光和热的太阳能发电在实际应用上正取得迅猛发展，这是全世界为了解决能源问题所做出的尝试。
“中国、德国、印度已经正式投资了清洁能源建设，美国不能甘居其后。”
这是美国总统贝拉克奥巴马在2010年1月的国情咨文中所说的一番话。
如其所言，美国开始从化石能源大力转向太阳能（清洁能源）领域发展。从2009年到2010年，美国预计向包括太阳能相关产业在内的环境能源领域整体投资1500亿美元（约18兆日元），并且希望能由此创造500万个就业岗位。2009年10月，美国宣布投资34亿美元建立有利于太阳能发电的智能电网（Smart Grid）。2010年5月，美国宣布加强太阳能电池以及用于电动汽车的高性能电池的开发，并且针对用于电动汽车的高性能电池强调：“美国将在5年时间内把目前不到2%的市场份额提高至40%。”金融危机之后，美国为了创造新的市场，接二连三地采取措施投资“太阳能”产业。
日本也在2010年由经济产业省开始了智能电网（Smart Grid）的认证实验。这正是由于接受了2009年日本政府提出的“将太阳能发电量在2020年发展至2009年的20倍、在2030年发展至40倍”的目标。在当时经济产业省的研究会上，人们预测，到2020年与太阳能产业相关的日本国内就业岗位将从现在的1.2万个发展至多11万个。与奥巴马总统提出的创造500万个就业岗位的目标相比，日本政府官方的态度还是显得较为保守。不过，自2009年民主党掌握政权，当时的鸠山首相在国际舞台上宣布要“R消减25%的温室气体排放量”以来，日本政府便开始迅速将政策方向调整为扩大“环境能源产业”开发。2010年6月政府归纳的新发展战略中，提到在环境、能源领域，将于2020年之前开拓超过50兆日元的新市场，并创造140万个新的就业岗位。
综观日本企业现状可知，至今为止有大量企业积极加入了太阳能相关产业，并且取得了优异的成果。奥巴马总统在2010年1月提到：“我们的油电混合动力汽车所使用的电池几乎全是由日本企业或者亚洲（其它国家）所生产的。”总统自己都指出美国在可再生能源领域方面的技术不如日本。从企业层面来看，日本在环境能源领域的技术依然位于世界水平，这一点是全球公认的。
就与太阳能发电相关的国内市场而言，2009年之前的预测是将在2020年获得超过数兆日元的国内市场，然而在进入2010年后，市场就已经开始逐渐变热了。许多追求商机的企业都开始跃跃欲试。
2010年日本新建住宅的50%以上都安装了太阳能发电系统。三菱电机投资了70亿日元开始进行小型供电系统的实证实验。日立制造所决定协助建于中国天津、面积约30平方千米的盐田港的环保型城市“天津生态城”的开发，搭建智能电网。笔者之前致力于构建数字信息革命的基础设施，现在也开始投入经济产业省主导的上述智能电网实验（北九州市）与电动汽车（EV）的生产。虽然这些例子只是冰山一角，但日本在太阳能电池领域的发展水平领先世界是无可争议的事实。
世界已经开始向“环境能源革命”的方向发展了。“第四次工业革命”的脚步声愈来愈近。本书正是想向读者介绍这次工业革命的意义以及其实际发展情况。
历史中的三大浪潮
20XX年，东京的深夜。街道灯火通明。这些光源的电力来自照射在撒哈拉沙漠、戈壁沙漠、塔克拉玛干沙漠等巨大沙漠的太阳能。这些电力传输至东京，把东京照耀得如不夜城一般明亮。因为太阳能是取之不尽的，所以没有必要考虑省电。
——这些绝不是在说梦话，恐怕会是在不久的将来即可实现的能源供给状态。关于太阳能领域的介绍将在第4章进行详述。现在首先让我们回顾一下至今为止以能源为中心的产业发展历史。
过去的经济是以利用石油、煤炭等能源为前提创造的。各国围绕着油田、煤矿制造了运输化石燃料的巨大船舶与管道、巨大的储存设备、石油炼制加工厂、国内运输用的巨大油罐汽车与加油站等各种基础设施。这些产业得以建立、动力得到发展、制造出化学产品与电气产品，并构成了现代日本经济的基础。
然而，化石能源的枯竭问题为这一历史趋势亮起了黄灯。为了明确我们现在的处境，先让我们来回顾一下至第三次工业革命的历史。
1609年伽利略伽利莱的天体观测拉开了近代科学的帷幕。在之后将近400年的时间内，我们经历了三次工业革命。
次工业革命是动力革命，即“Power”的革命
这次革命是以18世纪的英国为起点开始的。人类通过发明蒸汽机掌握了光凭人力不可能获得的巨大动力（=Power）。用煤炭加热水，使其变成水蒸气时其体积会膨胀，因此能够获得动力。通过这一方法，人类获得了轻松推动过去以几百人的力量都无法推动的动力。
牛顿将力学体系化，从力学发展至蒸汽机的发明，进而推动了“动力革命”，这场革命产生了纺织、船舶、铁路产业，等等。教科书上说蒸汽机是由詹姆斯瓦特发明的，但实际上这一技术很早就在煤矿中使用了。在开采煤矿时地下水会渗透出来，而抽水时所使用的抽水机正是应用了蒸汽机的技术。瓦特应用这一技术将其改良为通用的蒸汽机。这便是引发次工业革命的开端。史蒂文森通过该技术制造了蒸汽火车。之后又出现了蒸汽船，等等，还能通过蒸汽涡沦进行发电。
工业革命通过技术产生附加价值。划时代的技术则通过古腾堡（Gutenberg）发明的西方活字印刷术——媒体的力量得到了普及，但的原动力是创业者们追求一夜暴富的梦想。他们将新诞生的技术应用于各种各样的技术当中，并推广至社会各个领域。
从另一角度来看，工业革命也是资本主义经济的发展历史。如果要发明机车之类的产品，需要生产设备等方面的资金，因此就要发行股票、筹集资金。创业者正是通过这一方法进行更大的投资。在苏联社会主义共和国，无论有任何发明都无法发展经济正是因为缺乏这一诱因。次工业革命在产业、经济、社会的各个方面加速了人类历史的发展。
第二次工业革命是“化学变化”的革命。
动力通过化学变化获得了飞跃的提升。精炼石油、制造汽油与轻油，将其灌注于汽缸中，与氧气混合后进行爆燃，推动活塞。这就是用于汽车引擎等之中的内燃机的结构。其能源密度比和蒸汽机不可相提并论。
如果使用蒸汽机来发动汽车的话，恐怕需要数十平米的空间才能容纳动力部分。而如果利用化学反应的话，动力部分可以缩小至收纳于仅4平米的汽车当中。这一革命方向是在19世纪末20世纪初，戴姆勒与奔驰公司开发引擎、发明T型福特车时决定的，汽车产业由此诞生。飞机能飞上天空也是因为其内燃机中有化学反应的动力。同时，这一“化学反应”的技术还带来了以化学纤维、塑料、钢铁为代表的各种制造业的发展。比方说纤维，人们开发了比绢、绵等自然布料更加轻便、便宜、结实的尼龙材料等。
近，东京大学制造了95%的成分均由水构成的新材料，获得了人们的瞩目。100多年前的“化学变化”革命至今仍然拥有生命力。我偶尔会与优衣库的柳井正社长见面，他一直对“新材料”抱有强烈的兴趣。因为新材料现在依然不断问世。如图1所示，各大工业革命并没有就此结束，而是与下一次工业革命重叠着向前发展。
第三次工业革命是“数字信息”的革命
由于计算机的进步与基于互联网的信息传播速度的飞跃性发展，人们通过通信技术迅速缩短了物理距离，因此信息化与全球化也获得了飞跃性的进步。这可谓是一场颠覆人们常识的科技革命。
计算机的鼻祖大型电子计算机在第二次世界大战之前便存在了。美国一个名为冯诺依曼（Von Neumann）的人发明了向机器输入程序后机器会运行命令的存储编程方法，这是造成计算机拥有从根本上改变社会的力量的契机之一。之后，晶体管、半导体、集成电路等周边元件的开发不断向前发展。同时，计算机领域很长一段时间被以IBM、UNIVAC、Burroughs为首的巨头公司垄断，当时的计算机大得甚至需要专用的房间放置，而且价格也高得惊人。只有一小部分企业可以使用计算机，完全没有在社会上普及开来。在这一现状当中促进了革命进展的是当时还是风险企业的英特尔公司：该公司在1971年发明了微处理器。1975年成立的微软公司则早开发了相应的微处理器专用软件。计算机由此变得小型化、低价化、大众化，再加上可以互相访问的互联网的发明，使计算机得到了加速普及。现在计算机从工作、日常生活的信息交换，到工业、工业产品、农业、生产系统等各个方面，都在产生不断推进社会变化的革命，这点已经毋庸赘言了。
日本从明治政府的富国强兵时代以来就孜孜不倦地追逐次工业革命、第二次工业革命的浪潮，到现在仍然一直坚持以“改良技术立国”，取得了持续的经济增长。然而，如今的时代这一方式已经不再适用。因为日本人已经拥有了富裕的生活水平，这导致了人力成本的增加。在信息化、全球化的时代，光是依靠改良技术的话，瞬间即会被人力成本较低的新兴国家的企业超越。
在数字信息革命中，日本失去领先地位的代表性技术便是半导体的制造技术。日本在半导体领域原本是为了“赶超”美国，通过引进技术才取得发展的。其中占主导中心地位的是70年代由通商产业省（旧名）推动并建立的超LSI技术研究组合。日本的半导体厂商正是通过这一政策成长为领先全球的企业。此时美国因为日本使用国家政府的资金来抄袭美国产品而大动肝火。这便是80年代日美半导体贸易摩擦的起因。
准确地说，日本的确是从美国窃取了信息与技术。不过据说好像已经过了时效，或是当时日本企业的研究者在开会时，趁对方离开的工夫偷拍了会议室里图纸的照片带回国了。
如今则是日本被其他亚洲国家所赶超了。现在日本在半导体领域已经赶不上三星公司了。新兴国家一直都在模仿比自己先进的技术，并且用更加低廉的价格制造同样的产品，这一点从过去到现在从未改变。
因此，为了防止这种情况的出现，人们采取了专利、知识产权的全球性条约等方法，但是专利只有20年的有效期。通用药物（Generic drug）便是其中的代表。只要技术跟得上，知识产权终归会变成免费的。因此产业会逐渐向人事费用低廉的地方转移。这可谓是历史的必然性法则。
现在的情况也不例外，新兴国家在以廉价劳动力为武器的同时，也在逐渐培养身身技术能力。日本逐渐在国际性竞争中丧失了以前的优势，甚至陷入了输出主导型经济的基础发生动摇的局面当中。为了降低人力成本，抑或是为了顺利推进商业的全球化，越来越多的企业将工厂转移到了国外。
另一方面，近丰田汽车“雷克萨斯”的召回问题尽管是由许多复杂的原因综合在一起所引发的，但是这并不单单只是丰田汽车这一个企业的问题，纵观历史，或许可以将其视为使用内燃机的汽车引擎的发展极限。质量管理、安全管理的严格程度在全世界数一数二的企业也会出现这种事故，我们可以将其视为产业史的一大转折点。
此外，数字信息革命的发展会导致能源的大量消耗，这点将在后文中进行详述。甚至有预测说将来IT服务企业的数据中心将占据全球能源需求的一半。这些事实证明了“环境能源革命”这一第四次工业革命的浪潮即将到来，这也是历史的必然。
第四次工业革命的浪潮
如前所述，工业革命不能用时间来进行精确的分类，因为相邻的革命会重叠着向前发展。比方说，在数字信息革命正进行得如火如荼时，环境能源革命也已经拉开了帷幕。
为了使其发展为第四次大浪潮，重要的是拥有比以往的工业革命更加能够突破现有局面的“技术革新”以及“技术与政策之间的合作”。
第二次工业革命可以以本田为例。1970年美国加利福尼亚州制定了名为《马斯基法案》的环保政策，其中一大内容是对汽车排放的尾气的严格规定。全世界的汽车厂商都认为不可能做到而反对这项政策。然而，当时尚属于中坚企业的本田公司挑战了这一规定。本田成功开发了低公害引擎“CVCC”，其标准符合了《马斯基法案》提出的条件。之后，该公司还向丰田、福特、克莱斯勒、五十铃等汽车厂商提供了低公害引擎的相关技术，于是这一技术迅速得到了普及。从历史的角度来看，甚至可以说《马斯基法案》这一难题带来了本田的技术革新。
事实上，第四次浪潮中也有因为政策而获得成功的例子。那就是2000年德国制定的上网电价（Feed-in Tariff）制度。该制度规定电力公司在20年时间内必须以政府决定的固定价格购买用太阳能电池发电的电力。不过，由于太阳能电池的价格每年都在下跌，所以德国10年来每年都会对该政策进行修正，让电力公司能够回本。电力公司必须以高价购买太阳能发电的电力，因此收购成本会变高，但由于可以将这部分成本附加在电费上，所以并没有构成实质性的负担。这一制度对提高太阳能发电总量做出了很大贡献，取得了不菲的成绩。
前文中已经谈到奥巴马总统曾提及在全美上下推进太阳能产业的发展，更进一步的举动是2009年以美国投资银行的CSR（企业的社会性责任）为目的所建立的“可再生能源投资基金”。2009年日本政府对太阳能电池的补助金预算只有260亿日元，但美国投资银行的基金达到了大约5兆日元的规模。这为我们展现了一幅从硅谷向太阳能谷过渡的盛况。
日本也开始积极投入了这一浪潮。除了上述政府目标以外，经济产业省在2010年6月发表的《产业结构理想2010》方案中宣布，为了让日本经济走上发展轨道，需要扩展包括环境能源产业在内的领域，因此对这些领域将降低法人税。
日本也必须顺应第四次工业革命的浪潮。然而，日本如果想要掌握第四次工业革命的主导权，那么光凭以前由国家政府主导的“改良技术立国”政策是远远不够的。日本需要像美国一样，通过产学官合作达到“发明、发现技术立国”的目标。2010年发布的“东京大学与新日本石油公司共同开发革新型太阳能电池”“京都大学与丰田汽车、本田公司等促进高性能蓄电池的开发”等新闻也备受瞩目。笔者也与中部大学共同推进用于智能电网（Smart Grid） 的超导输电的开发，同时为了让庆应义塾大学的清水浩教授开发的电动汽车投入实用而与其共同创建了公司，为其准备好了环境。
在此还要多说一句，笔者认为日本的大学也应该发挥出像美国大学那样的作用。敞开大学校门，大量接收亚洲各国的留学生，重视他们并将他们作为日本社会的后援团送回他们的祖国——日本需要建设这样的共同体社会。现在，日本一流大学的研究生院中也有不少以中国留学生为首的亚洲留学生，但是笔者总感觉这些学生毕业后，我们的后续工作做得不够到位。美国则是不惜利用高额奖学金聚集全球各地的人才，他们当中许多人回国后成为了亲美型领导人。如今中国工程学领域的人才依然以斯坦福大学或是MIT为目标，这正是因为美国具备优秀的研究环境之故。
数字信息革命后，社会结构从内外两方面发生了巨大的变化。日本的内部变化一言以蔽之即是少子化、高龄化，外部变化则是以“雷曼事件”“希腊危机”为代表的源于欧美的世界金融危机。
堪称20世纪发明的互联网与无线上网的数字信息技术改变了整个社会，但是在如今的时代，我们需要清醒地认识到日本作为发达国家所应该采取的方向不是走向崩溃的以金融为主导的资本主义，而是立足于科学技术的产业资本主义。因此，在世界经济危机、地球环境危机中产生了自柏林墙倒塌之后的全新胎动，必须创造新产业的时代即将到来，而这一新产业正是环境能源产业。
如前所述，日本早在30年前就已经掌握了以太阳能发电为核心的太阳能电池技术，并将其应用于以计算器、钟表为代表的各种工业产品领域。然而太阳能始终无法成为发电的主流能源，这是因为其经济合理性，即成本的问题。30年前，太阳能发电的成本比石油、煤炭要高出将近10倍。
从次到第三次工业革命，都是能使生活明显变得更加便利的“革命”，而太阳能发电的功能似乎并不能做到这一点。对能源消费者来说，能源来自石油也好，煤炭也好，核电也好，都没有任何区别。而如果不推进太阳能的使用的话，其成本就不会降低。这自然会影响到第四次工业革命的进展。
然而随着化石燃料资源的枯竭，以长远性眼光来看，太阳能是符合“经济合理性”的能源。换言之，考虑到经济与产业的“可持续性”发展，太阳能是必不可少的。
继采用上网电价补贴政策的德国、西班牙之后，美国、中国、印度等其他国家也开始正式推进太阳能发电的普及，这使得太阳能电池能够得到大量生产。近年来，太阳能发电的成本与石油、煤炭的差距已经缩小至3倍左右。而且电动汽车、太阳能板、太阳能电池等方面的相关技术也取得了进步，使得其成本进一步降低。
如今还不清楚哪种技术会成为第四次工业革命的决定性力量，但是当像以前的蒸汽机、内燃机、微处理器那样的划时代的技术与优秀企业家出现时，必定会迅速加快革命的进程。现在有力的候选者是为实现大规模太阳能发电的智能电网（Smart Grid）与电动汽车（EV）。
太阳能发电已经有30年历史了。时代的步伐不可阻挡，世界正被第四次工业革命的巨大浪潮所吞没。
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