纵观美国的科技发展史,镌刻其间的不只是重大科学发现与技术突破,推动这些进步得以实现的各类配套政策与制度同样不可或缺。时值美国独立250周年之际,《科学》(Science)期刊邀请学界专家探讨美国政策和制度领域中改变科研格局的关键历史转折。我们如今所熟知的现代科技创新体系,很大程度上植根于美国高校、产业界与政府三方重构起来的围绕科研且彼此联动的协作关系。

150年前,也就是1876年,托马斯 · 爱迪生(Thomas Edison)在美国新泽西州门洛帕克创办了自己的“发明工厂”,即实验室。该实验室累计产出超过400项专利,包括留声机和商用白炽灯照明系统。但爱迪生最具划时代意义的创新是构建了全新的组织模式:通过建立这个实验室,他将发明活动从独立发明人的“单打独斗”转变为团队的协同工作,他搭建起一支汇集机械师、化学家、玻璃吹制工与数学家的团队。这个实验室的建立也标志着另一项重要改变:爱迪生不再仅仅为了专利授权才去发明,他还创办企业推动部分发明实现商业化。早期这条打通科研与商业之间壁垒的通道,后来逐步演变为企业研发实验室。150年后的今天,这套产学研衔接的模式早已发生了天翻地覆的变化。企业研发实验室大幅萎缩,取而代之的是一套分布式创新体系。在这个系统中,高校产出大部分科研成果,初创企业负责技术转化,成熟企业则负责产品落地与市场推广。

爱迪生所处的是一个发明创造与商业运用分工明确的时代。独立发明人把专利授权给制造厂商,再由厂商将其商业化。爱迪生本人就起步于向一些电报公司出售专利技术。反观铁路行业,也依赖从独立发明人(含自家员工)手中获取创新成果。这种分工模式与亚当 · 斯密(Adam Smith)笔下分工精细的制针工厂如出一辙。然而,随着工业技术越来越依赖科学,研发与商业应用的融合日益加深。

大西洋彼岸的德国化工企业早在19世纪60年代末就开始聘用学术界的化学家,海因里希 · 卡罗(Heinrich Caro)、卡尔 · 杜伊斯堡(Carl Duisberg)等杰出科学家都曾就职于化工企业。和爱迪生的门洛帕克实验室不同,德国企业研发实验室与学术科研深度绑定。这些实验室不仅仅是发明家的聚集地,更是持续产出科学知识的基地,而这些知识为发明创造提供了坚实基础。

到了20世纪20年代,一些美国头部企业也意识到:要在前沿领域取得发明突破,既要利用现有的研究成果,也要亲自开展基础科学研究。彼时,美国高校科研实力相对薄弱,整体落后于全球前沿水平。为弥合这一鸿沟,美国通用电气公司的查尔斯 · 斯坦梅茨(Charles Steinmetz)和欧文 · 朗缪尔(Irving Langmuir),美国电话电报公司的克林顿 · 戴维森(Clinton Davisson),以及美国杜邦公司的华莱士 · 卡罗瑟斯(Wallace Carothers)等科学家产出了世界一流的基础科学研究成果,为重大发明奠定了坚实基础。由一体化企业及其管理层面的统筹形成的“看得见的手”(而非斯密提出的自由市场中“看不见的手”),使得独立发明人与专利授权市场逐渐被边缘化。

这一模式在第二次世界大战后得到了进一步强化。联邦政府的投资使得美国高校一跃成为全球翘楚,冷战时期对先进技术的迫切需求则为电子、计算机及医疗创新等领域的企业研发创造了市场。除此之外,市场结构同样至关重要,例如贝尔实验室,其存续的一部分原因在于背靠美国电话电报公司这一受监管的垄断企业——既具备丰富的资源又拥有支持长周期研究的动力。

20世纪80年代,这套运行多年的体系开始松动。包括美国《拜杜法案》(Bayh-Dole Act)在内的政策改革,鼓励高校为其科研成果申请专利并授权许可。技术交易市场的再度繁荣,使得企业可直接外购发明成果,因此自研动力大幅降低。随着冷战时期的军备采购有所收缩,政府对高端激光器、通信、材料、航天相关技术的需求也减少了,进一步削弱了支撑企业研发的公共需求。与此同时,企业内部研发成果的专属收益也因成果向国内外竞争对手溢出而下降。即便专利成果的商业价值保持稳定,企业投资科学研究的热情也明显下降。企业依旧看重科研产出的“金蛋”,却不愿再主动投入资源支持科研。这种转变反映了科研组织模式日趋成熟,而非科研本身重要性的下降。

由此形成的体系与爱迪生所处的斯密式时代有些类似。但二者只是形似,实际上差异显著。如今,高校产出大部分科研成果,初创企业(由风投扶持且最后常被行业巨头收购)负责将多数基础科学研究成果转化为技术应用,并推动其实现商业化。与爱迪生所处的时代相比,如今经济对科研的依赖程度要高得多,而且科研成果更容易实现跨企业流动。

这一重组带来了机遇,也催生出诸多痛点。依托蓬勃的初创生态,美国在软件、生命科学领域创新势头强劲。但这种创业模式放在“深科技”领域就不太适用,这些领域从基础科学研究迈向商业化需要经历漫长过程且需要巨额资金投入。更为重要的是,它还要求统筹电池、先进材料、清洁能源及核聚变等行业的复杂供应链。这类难题,必须依靠大型统筹机构“看得见的手”才能解决。

问题不仅仅是缺少投机资本。在“深科技”赛道,这套依赖初创企业的创新体系难以打通科研与商业之间的壁垒,那些早已退出基础研究领域的行业巨头如今也丧失了评估突破性技术的能力。若这些大企业仍保有消化高校成果、承接初创企业转化成果的能力,这种分布式体系就能顺畅运转。反之,一旦大企业丧失这种能力,科研与商业之间的通道便会断裂,尤其是在那些曾由企业实验室担当核心支柱的行业。

目前仅有少数世界级的企业实验室还在坚持,政策层面应当给予扶持。但切记,创新政策的核心目标并非复刻20世纪60年代的模式。贝尔实验室和IBM研究院诞生的时代条件无法人为复刻,不过相关提案仍值得探究。在某些行业,现行分布式体系运转良好,能高效衔接科研与商业;政策干预应当重点关注转化通道较为脆弱的行业。况且,解决这个问题不存在万能灵药,我们有必要尝试多种方案,包括设立定向研究机构、布局美国国防部高级研究计划局(DARPA)模式的项目、成立由公共资金资助的转化研究所以及探索公私合营的研发实体。

有一个道理是显而易见的:美国研究型大学是其创新不可或缺的基石。美国企业研发的兴起在一定程度上正是因为高校科研体系尚不完善;但随着时间的推移,高校与企业研发相辅相成、彼此赋能。我们不必在大学、初创企业和企业实验室之间做出非此即彼的选择,真正要做的是强化三者之间的联动机制,并筑牢使得这种关联得以存续的科学根基。

资料来源 Science

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本文作者阿希什·阿罗拉(Ashish Arora)和莎朗·贝伦松(Sharon Belenzon)都是杜克大学教授、美国国家经济研究局研究人员