01 物质能量生产

137亿年前的宇宙大爆炸，是一次集中的能量转化为物质的过程，由此创生了一个由至小到极大的无机物构成的世界。从……夸克、基本粒子、原子、分子到聚集态、地球、行星系、恒星系、总星系……无穷无尽。

物理科学的经典理论认为，世界是物质的，物质是运动的，运动的物质是相互联系的。物质运动需由能量驱动，物体之间以信息相互联系。物质是不灭的，能量是守恒的，信息中包含着宇宙运动的规律。物质和能量能够相互转换，由此爱因斯坦发现了质能转换关系的方程式——E=MC2。

人类第二产业的发展与对无机世界的物质能量利用密不可分。工业企业既是物质资源的利用者，也是实物产品的生产者。一定意义上，一个个工业企业就是一个个物质与产品的转换器。拥有的创新性转化能力越强，物资利用的效率越高，企业的价值就越大。那些价值创造效率长期低于市场交易效率的企业将会被市场淘汰。矿产与材料生产如此，装备制造也如此。传统的减材制造是这样，正在快速发展的增材制造[2]也是这样。

企业利用的物质资源首先是从身边可见的尺度为1～100cm大小的聚集态物质开始的，然后向大小两端逐步延伸。在向细小材料发展方面，破碎研磨、气相沉积、氧化还原等技术的进步，能帮助人们获得尺度更小的粉体材料。近几十年来，纳米技术[3]的发展已使企业可以生产出4倍于原子大小的细微材料。石墨烯技术[4]的发展，已使企业可以生产出只有一层碳原子厚度的二维材料。人们惊讶地发现，随着物质粒径大小和维数的变小，物质的导电性、导热性、韧性、强度等物理性质都会发生巨大的变化，从而使超导、超强、超硬、超级防腐的理想材料不断从超细产品中孕育出来。在向大体积材料和大空间发展方面，燃烧和爆炸技术帮助人们逐步打通了前进的路途。现在，公路、铁路四通八达，航海技术、航空技术、航天技术快速发展。企业级的应用已经可以发射一箭多星并回收火箭，正在大规模建设卫星网络，并准备探索太空旅行和到火星上去居住。被誉为中国“天眼”的FAST（500米口径球面射电望远镜），已能发现距离地球约4000光年的毫秒脉冲星。核聚变技术应用正处在突破的前夜，人造小太阳有可能大大增加人类物质生产的活动能量和活动范围。

人类在农业和手工业为主的生产阶段经历了成千上万年时间[5]，我们把它称为前工业化时期。亚当·斯密写成《国富论》时，欧洲的工业就仍处在手工作坊阶段，工业生产规模还很小。中国在唐宋时期，手工作坊业已经有相当程度的发展，但受重农轻商和社会动荡的影响，工业发展总体上非常缓慢。

直到近300年，一次次大市场和新科技集群同时出现，才先后引爆了三次工业革命，推动了工业化的快速发展。大量的市场需求是工业革命发生的必要条件，新的科技集群应用是工业革命发生的充分条件。这里所说的市场可以是国内市场，但更多是指双边和多边的国际市场。这里所说的新的科技集群应用，通常包括能源动力、交通运输、信息通信等众多创新科技成果同时或相继应用于生产。就像水大船大、帆高船疾那样，是市场与技术的共同作用催生了工业革命发展。英国、美国、德国、法国、日本的三次工业革命过程是这样，中国近几十年的工业化集中发展也再次证明了这一点[6]。

在科技集群上，第一次工业革命的核心科技是炸药、煤炭开采、蒸汽机、纺织机、火车、轮船和电话等；第二次工业革命的核心科技是发电机、电动机、内燃机、石油开发、铁路建设、航运技术、汽车、飞机和电报等；第三次工业革命的核心科技是核能、太阳能、计算机、航天卫星、电视、互联网和移动通信等。

在市场需求上，引爆第一次工业革命的市场主要是生活用品市场。如英国殖民地的东印度市场为英国提供了棉花资源供应和巨大的纺织品市场需求，刺激“瓦特们”加快蒸汽机的研制与应用。引爆第二次工业革命的市场主要是生产资料市场。帝国主义瓜分世界市场的争夺刺激了工业特别是军工产业的快速发展，在流水线上以机器快速生产机器成为企业发展的战略追求。引爆第三次工业革命的市场是第二次世界大战结束后的全球自由贸易，经济全球化对能源资源、商品贸易、金融服务和科技文化提出了不断扩大的市场需求。

目前，第四次工业革命正在孕育之中，进入即将引爆的前夜。在市场发展方面，在中国大市场显示出巨大优势和欧盟大市场见到明显成效的影响下，世界各大洲都在积极探讨双边、多边、区域性的低成本大市场建设合作协议，自由贸易区和自由港加快发展；中国提出的“一带一路”倡议加快落地更是展现了基于五通[7]的欧亚非一体化大市场的光明前景，加上基于互联网的众多全球电商市场平台不断做大，第四次工业革命在市场方面的需求条件已经具备。在科技方面，新的技术集群也正在加快形成中。在能源方面，中国的特高压输电技术正在努力为全球能源互联网提供技术基础，使极地风能和赤道太阳能、核聚变能等可以电能的形式远距离输送到各大洲市场集中地区，核裂变能、水能、海洋能、地热能发电技术等已经成熟，页岩气、可燃冰开采技术取得重大突破。在交通运输方面，电动汽车、高铁、超高铁、磁悬浮列车、大飞机、通用航空、商业航天和无人驾驶技术迅猛发展，极大提高了运输与出行效率，大幅提升了广大中小城市土地资源的经济价值。在信息通信方面，新的群体性的科技突破风起云涌，大数据、云计算、移动互联网、物联网、智能制造、智慧城市等正在日新月异地迅速发展，让人感觉眼花缭乱。

更有趣的话题是，物质与能量之外也许并非虚空，宇宙四大系统之外可能还有别的大文章。宇宙仍然在膨胀的科学发现让今天的物理科学家们相信，宇宙中可能还有比物质和能量更多的暗物质[8]和暗能量[9]存在。宇宙中的总能量可能有70%左右是由暗能量提供，25%左右是由暗物质提供，而由我们熟悉的物质所提供的能量可能仅占5%左右[10]。尽管暗物质不会发光、不与光作用，普通光学观测也无法发现，但当一对暗物质粒子偶然正向碰撞时，它们会同时湮灭，并可能会放出质子、电子及它们的反粒子、中微子和伽马射线。发现这种高能粒子的能谱，就能求证暗物质的存在。在这方面，我国发射的暗物质探测器“悟空号”卫星，在轨3年多时间，可以每天16GB的速度收集大量暗物质高能粒子的能谱信息。

其实，想想人类在能源利用上的每一步进展，就可以较好地帮助我们理解和相信暗物质暗能量的存在和对其加以利用的可能性。没有学会用火时，数万年来人类只能吃生食；烧柴数千年后才学会烧煤，烧煤几百年后才学会烧油气，会烧油气时不知道还可以大规模使用水能、风能、光能、核能，等等。事实上，对太阳照耀地球带来的光能或者地球旋转产生的风能亦或地球内部的热能的任意百分之几能量的利用，都能完全满足人类社会对能量消费的需要。事实早已证明，对能源资源不足的担忧是一种杞人忧天，膨胀的宇宙中有用不完的能量。

因此，不论是从历史经验的角度看，还是从未来科技发展角度看，与物质能量相关的人类生产，不是已经发展到了尽头，而是可能还处在初级阶段。尽管钢铁、煤炭、水泥、塑料等产品已经出现产能过剩，导致传统企业生产效益下降，但在物质和能量生产领域，特别是在新材料、新能源、新装备的生产和应用方面，市场和企业仍有广阔的发展空间。能源生产仍将是各行业中最重要的生产经营领域，新材料开发将始终是制造企业发展的战略性追求，装备制造则是所有生产持续发展的基础。唯一不同的是，新的物质能量生产将具有越来越高的科技含量。

我们的企业应当坚信，物质生产仍然是社会生产的基础，处在物质能量系统中的实体产业前景总体上是光明的，其作用是永远不可替代的。与此同时，我们的企业也必须警醒，工业革命总是依赖于市场扩大和科技进步。现在，第四次工业革命已经来临，“一带一路”建设步伐加快，我们要紧握科技创新这把利剑，用好全球化的大市场，始终保持走在时代的前列，绝不能再次落在别人的后面。