未来产业：内涵特征、组织变革与生态建构

王小林 谢妮芸

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》提出，前瞻谋划未来产业。中共二十大报告提出，在中国式现代化新征程中，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。中国式现代化是处在人类社会从工业文明向数字文明转型过程中的现代化。中国式现代化既是全体人民共同富裕的现代化，也是中国培育新质生产力，在战略性新兴产业和未来产业中能够引领全球的现代化。2022 年11 月，OpenAI 研发的大模型人工智能技术驱动的自然语言处理工具ChatGPT推出后，对我国科技界、产业界和学术界产生了巨大冲击，经济学家、哲学家和法学家也纷纷在各种论坛中围绕ChatGPT对人类社会可能产生的影响进行深入研讨。国内数字经济头部企业纷纷推出自己的大模型。事实上，ChatGPT 只是影响人类未来产业（Industries of the Future，IotF）的前沿科技之一。那么，作为新质生产力的未来产业到底是什么？未来产业会推动哪些领域变革？未来产业的组织形式，及其培育和规制，这些都是需要深入讨论的重要问题。

一、未来产业的内涵与特征

（一）未来产业的内涵

学界对未来产业没有统一的定义，以下我们从当前前沿科技、生产要素和产业组织三个方面的前沿变革对未来产业的定义展开讨论。

1.前沿科技视角。2019 年，美国总统科学技术顾问委员会认为，美国在科学与技术领域的全球领导力地位正受到日益激烈的国际竞争的前所未有的挑战，特别是在人工智能、先进制造、量子信息科学、5G/先进通信网络和生物技术五个前沿科技领域，这些领域被统称为未来产业。2021年1月，美国总统科学技术顾问委员会正式发布了《未来产业研究所：美国科学技术领导力的新模式》，该报告提出了“未来产业”概念。〔1〕

此外，2020 年美国总统执行办公室提出，要从科学和技术上以及创新方式上优先支持未来产业发展以及“未来计算生态系统”，未来产业支持的自动驾驶和远程驾驶。对这些新兴技术和支持未来计算生态系统的持续战略性研发投资将使美国更好地应对未来危机，促进发现和创新，从而塑造未来几十年的全球科技格局。〔2〕

我国在“十四五”规划中正式提出“未来产业”概念，并明确提出从三个方面推进未来产业的发展：一是实施未来产业孵化与加速计划。要围绕若干前沿科技、颠覆性技术等未来产业领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，抢占未来科技革命和产业发展制高点。二是布局一批国家未来产业技术研究院。在科教资源优势突出、产业基础雄厚的地区，布局一批国家未来产业技术研究院，加强前沿科技多路径探索、交叉融合和颠覆性技术供给。三是实施产业跨界融合示范工程。打造未来技术应用场景，加速形成若干未来产业。中国和美国政府部门都是从影响未来全球科学和技术领导力的前沿科技视角来定义未来产业。前沿科技随着时间不断变更，因此，未来产业是一个开放的概念系统。其共同特征表现为，前沿科技引领、交叉融合应用和颠覆性技术创新。

2.生产要素视角。Berczi 提出，“信息”作为生产要素。随着信息化走向数据化，大数据的出现，正在重塑产业生态。〔3〕数据已经渗透到每个行业和商业功能中，现在是重要的生产要素。数据因其可重复性、可复制性和可再生产性等自然属性，以及快速流动性和几乎零边际成本的可重复利用性等经济属性，不仅成为新的生产要素，也成为定义未来产业的一个经济学特征，即未来产业必然是基于大数据或者是能够利用和处理大数据的产业。〔4〕张来武教授从生产要素的视角定义未来产业，他认为随着数据和知识作为新的生产要素的广泛出现，相应地从工业经济时代的三次产业划分中，分离出包括第四产业、第五产业和第六产业的未来产业。〔5〕其中，第四产业是指以数据为主要生产要素的产业，或者说生产经营数据的产业；第五产业是以文化创意、知识（智慧因子）为生产要素的产业，或者说生产智慧服务的产业；在人工智能高度发达且区块链技术广泛应用的条件下，由第五产业、第四产业融合一二三产业形成的共享产业为第六产业。

2019 年10 月31 日，《中国共产党第十九届中央委员会第四次全体会议公报》中提出，“健全劳动、资本、土地、知识、技术、管理、数据等生产要素由市场评价贡献、按贡献决定报酬的机制”〔6〕。这是中央文件首次将数据和知识确定为新的生产要素。2020 年3 月30 日，中共中央、国务院提出“加快培育数据要素市场”〔7〕，把数据与土地、劳动力、资本、技术要素并列。“数据作为新型生产要素，是数字化、网络化、智能化的基础，已快速融入生产、分配、流通、消费和社会服务管理等各环节，深刻改变着生产方式、生活方式和社会治理方式。”〔8〕中央文件确立了数据作为新生产要素的地位，并要求充分利用数据要素推动生产变革和治理变革。

ChatGPT 的出现进一步革新了人类社会对数据作为生产要素的认知，它基于自然语言大模型、大数据和大算力三个条件。那么，ChatGPT 的生成式服务一方面解决了自然语言处理问题，另一方面是基于全球已有“知识”生成新的服务。这些全球已有知识是存储于数字介质的知识，而不同于存储于纸张介质中的知识，生成式服务的大数据是基于“Byte”的数据，这些数据也可表达人类行为。特别是与大模型和大算力相匹配，使得数据要素向类似于人力资本的功能演进，这标志着数据和知识将会成为生成服务的关键生产要素。从这个意义上来看，数据和知识将成为未来产业的关键生产要素。同样地，海量的数据和知识等新生产要素的广泛使用将是未来产业出现的标志。

3.产业组织视角。在数字化、互联互通和新合作模式的推动下，“商业生态系统”持续崛起，产业组织发生变革。生态系统指的是一个相互作用的自然活体群落以及它们的特殊环境。人类学家Gregory Bateson 对自然和社会系统共同进化的定义提供了一个有用的起点。Bateson 将共同进化描述为一个相互依存的物种在无休止的互惠循环中进化的过程，在这个循环中，“物种a的变化为物种b的变化的自然选择奠定了基础”〔9〕，反之亦然。Moore1993 年在《哈佛商业评论》中提出“商业生态系统”一词，认为不要将一家公司视为单一行业的成员，而是将其视为跨多个行业的商业生态系统的一部分。在商业生态系统中，公司围绕一项新的创新共同发展能力：他们合作和竞争，支持新产品，满足客户需求，并最终融入下一轮创新。〔10〕

在数字技术以及平台组织的快速发展条件下，工业经济的重要核心结构正在迅速而显著地重塑，许多长期存在的界限变得模糊和消失。“可能的艺术”正在扩展，使人们能够采用新的方法来应对严重的社会挑战，以及新的、通常基于平台的商业模式。〔11〕2014 年9 月，阿里巴巴集团进行了有史以来规模最大的一次IPO，在阿里巴巴的招股说明书中，为描述其愿景、理念和增长战略至少使用了160 次“生态系统”一词。〔12〕也就是说，阿里巴巴集团实质上是利用平台组织构建一个巨大的商业生态系统。这些生态系统由相互连接的服务集组成，用户通过这些服务集在一个综合体验中满足各种跨部门需求。在商业生态系统中，有传统的“分工与竞争”特征，然而，更加明显的是“融合与共享”特征，我们把在这种生态系统下培育出的新兴产业称为未来产业。〔13〕

因此，本文认为，未来产业是由前沿科技和颠覆性技术创新引领，并在重大国计民生领域交叉融合应用，且以大数据和知识作为关键生产要素和经济资源，形成以“融合与共享”为特征的商业生态系统，对人类社会生产、生活和治理方式变革以及可持续发展产生重大影响的产业体系。工业经济时代，以企业为边界，以专业化分工与竞争为特征，为人类社会提高生活质量提供大规模的物质产品。数字经济时代，由于数据作为新要素和数字空间在生态系统中的广泛出现，人类社会的生产活动将突破“物质产品—人类社会”的二元结构，拓展为未来产业的“物质产品—人类社会—信息空间”三维结构。因此，未来产业不仅广泛出现了“信息空间”这一新的产业载体，为提高人们的生活质量提供产品和服务，而且出现了新的治理结构，也将推动治理变革进一步拓展到信息空间。

（二）未来产业的特征

美国未来产业的布局源于强化美国在前沿科技领域和未来产业的领导力，特别是强调针对中国的科技竞争优势。1979 年，两国签署《中美科技合作协定》，当时美国是世界科技强国，而中国则是具有巨大市场规模的发展中国家。中美之间的科技合作，以美国的技术在中国市场的应用为主，因此，直到2016 年虽然也经历过美国对华技术出口管制，但中美科技合作基本平稳。随着中国的科技水平在一些关键领域从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”，2017 年美国开始强化对华技术出口管制。《2021 年美国创新与竞争法案》一方面布局先进通信网络、人工智能等方面的数字前沿技术优势，另一方面拜登政府构建“科技联盟”，培育发达国家的创新生态系统。〔14〕从中美两个科技创新大国的战略布局来看，我们认为，未来产业呈现以下几大特征。

1.前沿科技的深度应用。无论是从美国的未来产业确定的五大前沿科技来看，还是从我国的“十四五”规划、江西省和浙江省对未来产业的规划来看，都呈现先进通信网络、人工智能、生物技术、量子信息科学等前沿技术深度应用的特征。我国“十四五”规划中提出，瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。“十四五”规划中关于国家重大科技基础设施的规划分为：战略导向型、应用支撑型、前瞻引领型和民生改善型四大类。这四大类国家重大科技基础设施所培育出的产业中的一部分将形成未来产业。各国关注的前沿技术领域不同，如中国是一个能源短缺的国家，并向国际社会承诺实现“碳达峰”“碳中和”，应对气候变化，实现可持续发展。因此在国家“十四五”规划中，强调要在氢能与储能技术等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。可见，未来产业的一个主要特征是影响人类社会生命安全、生活质量和可持续发展的前沿科技的深度应用。

2.前沿科技的交叉融合。科技创新转换为产业，需要应用支撑，未来产业以前沿科技的交叉融合为特征。以生物技术与人工智能为例，当生物技术的进步与人工智能的进步相结合时，前所未有的新的潜在解决方案将会出现。这可以解决许多全球性问题，如粮食安全、健康和福祉、清洁水、清洁能源、负责任的消费和生产、气候行动、水下生活、或保护、恢复和促进陆地生态系统的可持续利用，可持续管理森林，防治荒漠化，扭转土地退化，防止生物多样性损失。〔15〕中国则格外强调前沿科技在粮食安全、能源安全等民生改善方面的应用支撑。当前，人工智能和生物技术都处于发展的快车道上，二者的融合将对食品安全、生物多样性、生活体验和延长生命本身产生深刻影响。普华永道估计，到2030 年，人工智能对全球产出的贡献将达到15.7 万亿美元，超过中国和印度目前的总产出。〔16〕

3.多主体合作推动创新。前沿科技的交叉融合以及基于大平台、大模型、大数据、大算力的商业生态系统的诞生，彻底改变了技术创新范式。传统的科学—技术—试验—示范—应用技术创新路径以线性创新链为特征，各节点间的分工相对明确。这一创新过程不仅漫长而且充满风险和不确定性。然而，随着人工智能和先进通信网络的广泛应用，传统的线性创新链正在被以用户深度参与—多种技术融合—平台互联互通等为特征的创新生态系统取而代之。类似ChatGPT这样的未来产业的创新，已完全不同于以往的工业产品发明。在这种情况下，基于线性创新链的监管，可能会扼杀智力冒险、创新及其研究生态系统的产业界、学术界、非营利组织和政府四个部门进行富有成效的互动。〔17〕孵化未来产业的创新生态需要产业界、学术界、社会组织、政府部门等多主体合作推动。如美国既依靠“亚太经济框架”推动跨国家、跨区域“科技联盟”，又推动构建产业界、学术界、非营利组织和政府的创新生态系统，进而带动未来产业培育。中国则突出强调重大科技创新的新型举国体制，强化科技创新资源统筹。如中共中央成立中央科技委员会，构建跨部门、跨行业、多主体的创新生态系统。

二、未来产业发展的优先领域

美国国家科学基金会主任France 指出：“未来产业是交叉、融合和相互依存的研究领域，它们共同提供了巨大的经济潜力，对国家的长期经济和国家安全至关重要。”〔18〕未来产业由人工智能、量子信息科学、先进制造、生物技术、先进通信网络等前沿科技的交叉应用而产生。〔19〕

中国把未来产业作为战略性新兴产业的一部分列入“十四五”规划，主要领域包括类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域。江西省人民政府于2023 年1 月印发的《江西省未来产业发展中长期规划（2023—2035 年）》中提出未来产业代表新一轮科技革命和产业变革的发展方向，是引领经济社会发展的变革力量，是江西省加快高质量跨越式发展、推进现代化建设、赢取未来发展主动权的关键所在。〔20〕该中长期规划把未来产业分为赋能型和先导型两类六种产业，赋能型未来产业包括未来信息通信、未来新材料和未来新能源；先导型未来产业包括未来生产制造、未来交通和未来健康。浙江省人民政府办公厅2023年2 月印发的《关于培育发展未来产业的指导意见》提出“9+6”未来产业，即未来网络、元宇宙、空天信息、仿生机器人、合成生物、未来医疗、氢能与储能、柔性电子等9个快速成长型未来产业；围绕量子信息、脑科学与类脑智能、深地深海、可控核聚变及核技术应用、低成本碳捕集利用与封存、智能仿生与超材料等6个领域的未来产业加强基础研究和应用研究，取得一批重大科技成果，集聚产业发展创新能量。〔21〕

从美国和中国未来产业的布局来看，中美两国都以前沿科技引领为特征，尽管两国定义的前沿科技不尽相同，但基于本文归纳提出的未来产业三大特征，即前沿科技引领的战略导向特征、前沿科技的交叉应用支撑特征和多主体合作推动创新生态。我们认为未来产业主要聚焦以下领域。

（一）生物医药和人工智能诊疗领域

生命科学、生物技术与人工智能在医药领域的交叉应用将为人类健康带来巨大的机会，它将是资本市场、产业界关注的核心未来产业之一。生物医药和人工智能诊疗的结合，将使人类医疗健康服务发生以下变革：（1）以用户终身体验为中心的全生命周期健康服务。在AI 和大数据的支持下，可以建立全生命周期的基因、表型和行为数据，建立以人为中心的服务模式。（2）疾病快速诊断。人工智能通过对医学影像、图像扫描和病例分析，并连接相关数据，可以实现快速诊断。（3）药品高效研发。人工智能与生物技术结合，可以显著缩短疫苗和药品研发周期。（4）新的医疗服务模式。在AI 和大数据的支持下，以医院和医生为中心的医疗模式可能会变成以患者（用户）为中心的服务模式。此外，相关的医疗保险行业也可能会发生革命性变化。

（二）综合和多式联运智能交通领域

大数据、人工智能、先进通信网络、量子信息科学的综合应用，将会彻底改变人类的出行方式。马斯科构建的“星链”与无人驾驶，为未来交通构建了一个初步框架。海、空、陆等更为复杂的多式联运系统，不仅改变个人出行行为，也将对陆地、港口等物流系统、军事调度和应急管理等多方面产生深刻影响，特别是量子技术的进步使量子计算、量子通信、量子模拟、量子传感等诸多方面具有技术优势，将为计算、医学、制造、人工智能、通信、国防等众多领域带来革命性影响。为此，美国不仅制定了《国家量子倡议法案》，设立了量子飞跃挑战研究所（QLCI）计划，还建立了量子经济发展联盟（QED—C），甚至把量子信息科学纳入K12 教育。〔22〕我国浙江省和江西省都把量子科技作为未来产业培育，并且规划了空天信息和智能网联汽车等未来产业。交通、物流成本是任何一个经济体培育产业优势的基础条件，因此，综合和多式联动智能交通将成为未来产业的重要应用领域之一。

（三）面向未来工厂的生成式设计（generative design）领域

先进制造与AI 的结合，产生了生成式设计。生成式设计的优点在于：一是在设计过程中可以提高对客户需求和期望的响应能力。二是在人工智能算法支持下，可以根据目标和约束，不断迭代测试和学习，最终提出解决方案。〔23〕三是生成设计算法最常见的用途是结构优化：用最少的材料创建具有足够强度、刚度和抗疲劳性的零件。四是生产式设计可以产生非直观的解决方案，这些解决方案可能从未在传统工业设计流程中出现过。〔24〕一些航空航天公司正在使用生成式设计来开发具有全新设计的飞机零件，例如仿生结构，它提供了与传统设计相同的功能，但重量要轻得多。〔25〕总之，使用人工智能技术，这些新的生成设计系统可以探索更大范围的可能解决方案，比较数千次模拟的结果，以接近提供最有利的属性组合的设计。生成式设计将改变未来制造业，它是未来产业的战略导向之一。

（四）未来农业和可持续发展领域

人工智能和生物技术的结合将在以下三个方面将为人类可持续发展带来颠覆式变革。一是人工智能与生物技术相结合改变了动、植物新品种选育，让种业变成真正影响食品安全的“芯片”。二是人工智能与生物技术的结合给食品工业带来变革。例如，“人造肉”既可降低排放，减少食品生产系统对自然资源的依赖，也可提供功能性食品，满足人们的健康需求。三是人工智能与生物技术的结合可能产生新的服务业。农业、农村和农民有可能变成人类可持续发展，满足主观福利、情感和梦想的新空间。此外，新材料、人工智能、生物技术的交叉应用将为能源产业带来颠覆性变革，动力电池的生物回收技术、正极与负极新材料，以及新技术在氢能和储能领域交叉融合创新，为人类可持续发展提供新的能源。

（五）ChatGPT带来的生成式服务领域

ChatGPT 带来的生成式服务业将是一个新兴产业。为了探究ChatGPT到底会对未来服务业产生哪些影响，我们设计了三个问题，由OpenAI 得到以下生成式内容。首先，ChatGPT 作为一种人工智能语言模型可以广泛地生成服务。它将从增强沟通、弥合语言障碍、个性化体验、学习和知识共享、提高生产力等五个方面对我们的生活产生影响。①这五个方面是由OpenAI基于我们的问题“What will the impact of ChatGPT on our life?”而生成的。其次，ChatGPT 可以跨各个领域生成广泛的服务，包括客户支持、内容创建、语言翻译、个人助理、教育和辅导、创意写作、信息检索、情感支持等方面。②这八个方面是OpenAI基于我们的问题“What service can ChatGPT generate?”而生成的。最后，ChatGPT对公共服务将产生多种影响，如提高公共服务的可获得性和效率、全天候随时可用、降低公共服务成本并提高质量，提供数据分析和见解，符合伦理原则，以及劳动力适应等。③这七个方面是OpenAI基于我们的问题“What are the impacts of ChatGPT on public service?”而生成的。此外，教育学家认为，ChatGPT 是一种非常强大的辅助技术。对于制作文本、抛出想法并加以利用来说，这是一种变革；〔26〕ChatGPT不仅是一个聊天机器人，而且是教育工作者的有用工具，其潜力有待充分挖掘。〔27〕ChatGPT 有可能通过提供最新信息、提高患者参与度和减少医疗保健提供者的工作量，对临床和转化医学领域产生重大影响。〔28〕

三、未来产业的组织演变：产业内及产业间变革

大数据应用、算法迭代、生物技术更新等不断催生企业的生产方式、价值创造及产业组织变革，未来产业的组织形式可能不同，但企业与消费者、企业与企业间的连接必然趋于更加个性化、网络化及智能化。

（一）未来产业内组织形式的改变：从产业链迈向产业生态系统

传统产业发展过程中依赖某单一通用技术或者生产技术的进步，更多以传统生产要素如资本、劳动力、土地等为生产投入，产业链上下游企业交易在很大程度上受限于地理空间，生产交易合作伙伴较为局限，伙伴关系遵循生产环节间的配合，表现为一种链式上下游伙伴关系。随着互联网新技术的发展，企业与企业间能形成更广泛、更具效率的连接。互联网平台的出现将原本上下游企业间单一对接的合作模式转变为开放灵活的网络互联模式。企业与交易伙伴间的合作不再是链状链接，而是形成了一个能够同时与多个组织合作的生产协同网络。2013 年，美国先进制造办公室（AMNPO）提出在全国搭建国家制造创新网络〔29〕，试图将工业界、学术界和联邦合作伙伴汇聚在先进制造机构网络中，共同贡献促进新技术、教育能力、生产流程和产品的发展。中国工业和信息化部2022 年正式确定在杭州市、武汉市等12个城市首批开展产业链供应链生态体系建设试点，要求试点城市要通过机制创新、要素集聚、平台搭建、数智赋能和政策支持，推动区域产业链供应链生态体系迭代升级，形成龙头企业、配套企业、高等院校、科研院所、第三方平台、金融机构等协同联动、竞合共生的生态发展格局。美国国家制造创新网络和中国产业链供应链生态体系都在一定程度上描绘出未来技术的进一步发展将会推动生产网络向生态系统转变。

未来产业是以多种前沿科技融合、新型生产要素加入、多部门多主体创新驱动的新兴产业，区别于传统产业的链式组织。未来技术的应用重塑了固有生产环节中企业的专业化分工模式，尽管从实物环节中来看企业的分工会趋于精细化、专业化〔30〕，但从价值创造的角度来看，未来产业已经无法完全准确区分出最终产品中的价值贡献。以ChatGPT所提供的生成式服务为例，它是基于生产企业的人工智能技术和自然语言处理算法，背后连接数字世界中的海量数据来不断训练模型。最终呈现的服务既有产品提供方的前沿科技贡献，也有来自消费者、竞争伙伴甚至完全无关的第三方（如某些几乎不可能成为ChatGPT的用户）被抽象化进而符号化的行为、语言数据反馈。ChatGPT所提供的生成式服务产业通过技术创新，互联融通数字世界中的各方主体，形成一个创新生态系统，最终实现价值创造模式创新。这个数字商业生态系统中的各方形成了一种新的生态伙伴关系。

本文认为未来产业最终会形成以底层“计算生态系统”为核心的，以“创新生态系统”为驱动力，链接产业链上下游企业，供应商、消费者、竞争企业、关联产业企业、研究机构、政府机构等众多主体共同参与的“数字商业生态系统”。

（二）未来产业间关系的变革：跨产业融合与价值创造

2021 年5 月美国《无尽前沿法案》（Endless Frontier Act）提出发展未来产业相关的新兴技术群。①其中十大关键技术领域为人工智能与机器学习，高性能计算、半导体、先进计算机软硬件，量子计算科学与技术，机器人、自动化与先进制造，自然与人为灾害的防灾与减灾，先进通信技术与沉浸技术，生物技术、医学技术、基因组学与合成生物学，数据存储、数据管理、分布式账本技术与网络安全，先进能源技术、电池与工业能效，先进材料。参见Congress U.S.，“Endless Frontier Act，”2021年4月21日，https://www.congress.gov/bill/117th-congress/house-bill/2731/text，2023年3月10日。未来产业的发展不依赖于产业内部的单一技术，而是多领域的前沿科技群。跨行业跨领域的技术融合与技术创新打破了传统产业相对独立的发展路径，产业边界逐渐模糊。技术的进步和融合可能会促进产业融合的发生。〔31〕如果发生在某一产业内部的技术革新可以影响到其他产业产品的竞争和价值创造过程，即发生了技术融合。〔32〕未来产业的特征决定了其未来融合的大趋势。不同的未来产业会基于各产业“计算生态系统”的互联互通，形成一个通用计算生态驱动下的产业互联网。不同产业会实现更加紧密的合作和创新，共同推动整个社会的系统性创新和结构性升级。

生物医药和人工智能诊疗、综合和多式联运智能交通、面向未来工厂的生成式设计、未来农业和可持续发展、ChatGPT 带来的生成式服务，未来产业这五大重点发展领域涵盖了人类社会的衣食住行各个方面，相互之间存在一定程度的产业关联性，跨界融合和价值链整合将成为常态。不同产业或同一产业内的不同行业在前沿科技高度应用且交叉融合的共同基础上，相互作用，形成新的产业属性或产业形态。最具代表性的即为人工智能与机器学习技术的革新，如中美科研人员通过开发一种新型计算模型来预测Ⅱ型糖尿病患者是否会患上肾脏疾病〔33〕，麻省理工学院等高校研究人员采用了一种新的生成模型来预测各种新的氨基酸序列设计出区别自然界的蛋白质。〔34〕同样，人工智能与机器学习的发展会改变新材料研发行业的产品开发特征。如美国麻省理工学院通过机器学习优化具有多种特性（如韧性和抗压强度）的新型3D 打印材料，将加速新材料的研发进程。〔35〕

四、未来产业发展的核心生态系统建构

我们判断，未来产业的组织形式与三个生态系统密不可分：未来计算生态系统、创新生态系统和商业生态系统。三个生态系统的逻辑关系是：计算生态系统是未来产业创新生态系统和商业生态系统的数字基础设施，它提供“算力”，是未来产业的“底座”，无论是设计研发、原材料供应、生产制造、品牌营销，还是服务支持都离不开算力的支持。在计算生态系统的支持下，消费者（用户体验）、学术机构、政府机构、NGO 以及其他创新相关行为体将形成跨部门、跨行业、多主体的创新生态系统。创新生态系统与商业生态系统融合最终生成未来产业的广泛应用，服务于国计民生。

（一）未来产业的底座——未来计算生态系统

在未来产业的发展过程中，核心技术（或者说核心技术群）是竞争的关键，需要以“计算生态系统”为底层支撑。在技术水平不变的情况下传统生产要素边际报酬递减，人工智能与机器学习等技术的进步使得数据和知识成为关键生产要素，并能够改变进一步释放传统生产要素的潜能。对大规模数据（消费数据、生产数据、研发数据、行为数据等）的收集和开发，与不同生态合作伙伴间的创新互动则要求建立起“计算生态系统”。该系统应当至少包括数据收集系统、数据存储系统、数据计算系统、集群网络管理系统及生态互动系统等几方面。除去数字化时代中部分计算系统已经涵盖的数据收集系统、数据存储系统和数据计算系统，未来产业“计算生态系统”中的集群网络系统允许打破企业的边界，将整个生产网络中的各方连接起来加以管理，而生态互动系统则是走出了产业的界限，为不同未来产业间实现互联互通发展提供技术支持。

支持超大算力的计算生态系统需要高昂的研发投入、固定成本投入和营销投入。类似现有的平台经济，生产企业会围绕最先具有数据优势的“计算生态系统”形成一个供应端生产网络，计算生态系统不断作用下的算法迭代及数据指数级增加可能会在某种程度上导致一种基于数据资源的新垄断，最终形成一种“赢家通吃”的局面。如阿里云开展的“云合计划”项目就颇具未来“计算生态系统”的雏形。大数据时代，各个行业都已感受到云计算的利好，“云合计划”项目试图围绕自身构建起云计算生态体系，同时为企业、政府等提供一站式云服务，成为一个完整涵盖公共云和专有云的混合云生态体系。美国也将建设“未来计算生态系统”作为一种战略部署，2021 财年和2022财年都将未来计算生态系统列入研发预算备忘录中，以保持在未来产业中的领先地位。〔36〕可以说计算生态系统是一个国家、一个地区或者一个行业的“数字底座”，是未来产业的数字基础设施。

（二）未来产业的动力——创新生态系统

未来产业因先进通信网络、人工智能等前沿科技带来生产成本和交易成本的降低，同时也可能会促进竞争的加剧。围绕“计算生态系统”形成的全球生产网络各节点上会分布着与之相关的利益相关方，前沿科技的发展不但会促进知识的流动，还将极大地提高知识的生产效率。传统产业囿于地理限制而形成的分散创新集群，在前沿科技的作用下将转变为由供应商、技术提供商、客户、投资者、消费者、竞争企业、研发机构等传统生产网络内外多方行为主体参与的全球创新生态系统〔37〕，创新资源、创新伙伴、创新方式都随之发生改变。

未来产业的创新生态系统是一个开放合作的系统，生态伙伴间可能来自产业内部，也有可能来自产业外部；可能是业务相关的，也有可能是相对独立的；可能是自发参与，也有可能是无意识参与。其中来自产业外部的、独立的、无意识参与伙伴的创新贡献会成为未来产业创新生态系统中的重要组成部分。如部分线上购物的消费者会进行反馈，这类消费者即为未来产业创新生态系统中自发参与的业务相关主体，而另一部分消费者尽管没有直接的反馈行为，但其后续的浏览、消费等行为在进入计算生态系统后会在某种程度上成为另一种“反馈数据”，进而为后续的研发改进等创新活动作出贡献。即消费者已经作为未来产业的创新系统中的一个重要节点，用户体验价值的设计往往基于消费者的参与。在“计算生态系统”的技术支持下，未来创新生态系统中的各主体间形成相互依存、相互赋能的一种开放的创新生态关系，成功创新通常还取决于系统中其他创新者的努力。〔38〕

（三）未来产业的价值——数字商业生态系统

数字生态系统由相互连接的服务集组成，用户通过这些服务集在一个综合体验中满足各种跨部门需求。〔39〕今天占主导地位的生态系统是由崛起的科技公司发起的，这些公司利用超规模平台（未来计算生态系统的雏形）与传统竞争对手竞争，通过控制客户界面和控制点（如搜索、广告和消息传递）来解除中介，并经常取代传统竞争对手的产品。而在数字商业生态系统中，生态参与方不仅局限在各种相关利益相关者，更是涵盖了任何可能间接带来影响的主体，各主体通过通信技术、数字技术、智能技术等前沿科技与全球生态合作伙伴实现数字连接，形成复杂网络和互动关系。参与方既可以通过信息共享、合作开发、市场协同等传统互动方式相互影响，又可以通过数据交流、技术对接、知识共享等新的生态互动方式实现价值交换。未来产业在技术应用、市场细分、组织模式等方面都存在不确定性〔40〕，产品的生产组织呈现片段化、模糊化特征，未来产业价值创造不再具有清晰的生产环节。

数字商业生态系统中，任何企业之间都有可能形成复杂的合作且竞争关系，各个参与方相互影响，任一方的决策行为变化都可能在这个数字系统中掀起蝴蝶效应。尽管生态系统具有一定的自我修复能力，未来产业仍需注重其敏捷管理能力的培养。平衡合作与竞争是数字商业生态系统中的重要挑战，构建良好的合作生态系统可以带来更多的商业机会和综合竞争优势，最终实现该生态系统的自组织自发展。

五、未来产业之挑战与规制讨论

尽管全球前沿科技演进的基本逻辑已显端倪，但总体来看尚未成熟，各地未来产业发展的前景仍不明朗，还需要政策的引导和支持。前沿科技的深度应用和交叉融合、多主体合作推动创新的发展特征要求培育未来产业要从以下几个方面发力：一是要破除管制壁垒和部门割据。未来产业的发展仍在起步阶段，在有关项目准入方面可能面临资质审核、营收税收等经营指标的限制，前沿科技的变化日新月异，部分陈规旧制可能会对创新技术的发展造成限制。需要针对未来产业和前沿科技的发展适当放松管制体系，营造一个开放包容的环境。政府应建立协调机制，建立跨部门的行政沟通与合作机制，如未来多式联运的智能交通则可能涉及海陆空多领域部门的合作。二是要建立未来产业发展的创新生态环境。政府应提供良好的创新环境和政策支持，打破创新过程中的管制壁垒，放松创新园区内单位GDP、单位税收的短期利益驱动型考核，为未来产业的培育营造长期发展环境；鼓励跨行业、跨领域的合作与创新，促进创新资源的集聚和交流，建立创新成果高水平的孵化器。与此同时，需要加强知识产权保护，激励知识创新和技术转移。还应鼓励企业进行技术创新和商业模式创新，为企业提供金融服务、知识产权服务等配套服务，尊重企业家在产业发展中的自主性。三是加强基础研究。政府应加大对基础研究的投入，支持科学家和研究机构进行前沿科学研究。对于基础研究的考核，不能简单地按照年度论文发表量衡量。基础研究的突破将为未来产业的发展提供重要的科学支撑和技术基础。

当下，针对未来产业发展的设想已有较多讨论，新兴技术的迅猛革新在给社会带来新变化的同时也带来了新挑战，一些与之相伴的风险需要引起重视。在技术安全和隐私保护方面，人工智能、大数据、物联网等搭建的数字世界对个人隐私和数据安全提出了威胁，未来产业如何确保合理的数据收集、使用和保护机制，在数字化环境中遵守法规和伦理原则？在社会责任和可持续发展方面，先进制造、新能源电池等产业活动可能会导致资源稀缺和环境恶化。未来产业需要解决可再生能源的开发和利用、减少碳排放、处理废弃物和污染物等方面的挑战。在法律和伦理方面，生物医疗和基因工程的发展可能引发伦理道德方面的争议，人工智能在医疗诊断中的责任应当如何划分？基因编辑和基因治疗的创新如何在科学研究和道德原则间权衡？在社会公平和福利分配方面，未来产业高度依赖前沿科技是否会影响未来就业？未来企业家们对技术的深度应用是否会导致对消费者福利的攫取？

新的挑战要求培育未来产业的同时，相关的规制也需要不断适应和演变。产业发展应当以社会福利为导向，发展的同时要与社会福利的提升相协调。政策研究方应当制定严格的隐私规制，规范数据收集和处理的程序，明确数据使用的目的和范围，加强数据主体的知情同意和权益保护。此外，还应关注产业伦理问题，制定相应的规范和准则，引导企业遵守伦理原则，关注社会责任，以未来产业的企业ESG 行为推动可持续发展。政策研究方应当基于维护公共利益、促进产业发展的考虑，作出相应的制度安排，以促进未来产业在经济、社会和环境方面的可持续发展。