作者 | 阿希什·阿罗拉、沙伦·贝伦佐、安德烈亚·帕塔科尼、徐政奎
过去一个多世纪，美国的创新结构不断演变，使其一直占据全球科技的领先地位，也推动美国经济持续增长。19世纪末20世纪初，独立发明家是美国发明创造的主要源泉，但在两次世界大战之间的时期，创新的发源地从发明家和小公司转移到大公司及其实验室。二战后，公司实验室的发展进入巅峰时期，许多供职于公司的科学家斩获诺贝尔奖。不过到了20世纪80年代，研究型大学逐步崛起，小公司借此重新夺回优势地位，它们往往由大学里的科学家创建。自20世纪最后25年开始，美国的创新生态体系又发生了翻天覆地的变化。这一演变过程可以为我们提供很多的启发和思考。
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现代经济增长的一个典型特征是，它系统性地利用科学大幅推进技术发展。人造纤维、塑料、集成电路和基因治疗等曾在20世纪大幅加快经济增长的很多创新技术都源于自然科学、工程学和医学的迅猛发展。科学创造出来的技术潜力远远超过现有技术的潜力，清晰地划分了现代经济增长与过去的经济时代。然而，尽管科学知识的数量持续增长，但在近几十年，绝大多数发达经济体的生产率增长相对于20世纪中期的“黄金时代”来说几近停滞。戈登利用美国的数据表明，它的每小时实际GDP(即劳动生产率)增长率在20世纪中期大幅上升,从1870年至1920年的每年1.79%上升到1920年至1970年的每年2.82%。然而，在最近一段时期(1970—2014年)，生产率的年均增长率只有1.62%。戈登得出的研究结论是在1920年至1970年间，生产率增长主要是由日新月异的技术进步推动的，然而近年来技术进步对加快经济增长的效力大打折扣。如图2.1所示，人们对科学的投入持续扩大(这里用研究支出来衡量投入)，美国学术界的产出也在不断增长(这里用发表的学术论文数量来衡量产出)，所以生产率放缓完全出乎人们的意料。![]()
戈登认为，1920年至1970年迅猛的技术变革是由更早期的内燃机和电力等基础技术不断发展和广泛应用促成的。这个过程往往伴有重大的科学和工程学突破，而且主要由企业实验室的研究者推动。在20世纪20年代之前，企业实验室已经取代个人发明家成为美国创新的首要来源。正如戈登写道：1940年至1941年，美国制造出动力强劲的雪佛兰和别克汽车，将汽车业早期的发展推向高潮。这些成果多半来自通用汽车公司的研究实验室。同样，电子计算机的发展主要是由IBM等大企业的实验室和贝尔实验室推动的。现代电子技术和数字创新的基础构件晶体管，是由贝尔实验室的威廉·肖克利带领团队在1947年末发明的。IBM的研发部开创了1950年至1980年大型机时代的大部分技术进步。通用电气、通用汽车和惠而浦等大公司不断完善消费电器，而美国无线电公司引领了电视的早期发展。然而，到了20世纪80年代，很多企业开始依靠大学和小型创业企业获得新颖的想法和产品。大企业对外源性发明创造的依赖不断加深，而且很多一流的西方企业开始撤出自己的科研力量。部分企业关停自己的实验室，而有些企业将实验室分拆出来独立运营。1996年，贝尔实验室从母公司美国电话电报公司剥离出来后并入朗讯科技公司。2002年，施乐公司的帕洛阿尔托研究中心也分拆成一个独立公司。其他企业虽然没有关闭实验室，但不断压缩实验室的规模：20世纪90年代中期，郭士纳(Louis Gerstner)执掌IBM时调整了公司的研究方向，转而关注商用价值更高的应用。离我们最近的案例是杜邦于2016年关闭了自己的中央研发实验室。杜邦的研究部门成立于1903年，其实力与学界的顶级化学系不相上下。在20世纪60年代，杜邦的中央研发实验室在《美国化学学会期刊》上发表的论文数量比麻省理工学院和加州理工学院在该期刊发表的总和还多。然而，到了90年代，杜邦对研究的态度发生了转变。它们在科技刊物上发表的论文数量持续下滑，随后公司管理层在2016年关闭了中央研发实验室。以上案例都得到系统性证据的支持。美国国家科学基金会的数据表明，研究(包括基础研究和应用研究)在美国商业研发总量中的占比从1985年的30%左右下降至2015年的20%。图2.2还展示了产业界对研究的绝对资助规模。这些投入经历了20世纪80年代的持续增长后，在1990年至2010年的20年间几乎没有增长。其他数据展现了同样的下滑趋势。阿罗拉等人在研究了科学期刊的有关数据后发现，在1980年至2006年，有研发能力的美国上市公司发表的论文数量以每10年20%的速度持续下滑。他们还发现这些老牌公司在高质量期刊上发表论文的数量下滑幅度更显著。在“期刊影响因子”(journal impact factor)排名前四分之一的期刊上发表的论文中，老牌公司发表的论文数量下降幅度超过30%。此外，我们还可以从美国“研发百强奖”(R&D 100 awards)的获奖者名单中找到相关证据，表明大公司在减少对科技的投入。1971年，财富500强公司在研发百强奖中占据41%的席位，但到了2006年，这个比例只有6%。同期，企业开展研发和申请专利的总量稳步上升，大学开展的研究也节节攀升(请参见图2.6)。这些证据表明美国出现了新的创新分工，即大学的重点是开展研究，大公司主要负责研究成果的开发和商业化，而分拆公司、初创企业和大学的技术许可办公室负责将大学和大公司这两方连接起来。![]()
本文表明，这种创新分工可能有负众望。事实证明，要在实践中将大学创造出来的科学知识转化成能够推动技术进步的生产力，其难度远远超出人们的预期。分拆公司、初创企业和大学的技术许可办公室并没有完全填补企业实验室退出后留下的缺口。企业研究的很多特点对于以科学为基础的创新和经济增长极为宝贵。大企业的资源极其丰富，更容易将诸多知识流汇合在一起，并将自己的研究导向解决切实存在的具体问题，因此它们创造出商业应用的可能性更高。大学的研究往往受到好奇心的驱使，不会承载太多使命。它更倾向于通过研究获得见解而不是找到具体问题的解决方案，由此造成的部分后果是，大学研究需要加强融合和转化才能产生经济效益。我们这么说，并不是在否定大学和小公司对美国创新做出的重要贡献，而是想指出大企业的实验室具有自己独特的优势，事实证明它们很难被取代。然而，大企业不太可能回到过去的光荣时代。它的研究部门很难盈利。研究项目的时间跨度较长，而且项目进程中取得的里程碑式进展对非专家来说多半没有什么意义。因此，除非规定研究部门不像业务部门那样必须达到短期业绩要求，否则很难保住研究部门。不过将研究与业务完全隔离也蕴含着巨大的危险。帕洛阿尔托研究中心和杜邦公司“理论堂”(Purity Hall)的前车之鉴时时萦绕在公司管理者的心头，他们担心自己创建的研究机构从公司的主管业务中剥离出去。在这根钢丝绳上行走原本就已经难如登天，而产品市场竞争加剧、技术使用周期缩短和投资者苛求无度使公司面临更加严峻的挑战。越来越多的公司断定从外部获得知识对自己更加有利，而不是押注内部研究以期改变游戏规则。因此，由于科学仍然是发明创造的关键投入，所以当前的创新分工或许要在未来提升自己的效率。阿罗拉等人发现，自1980年起，科研在企业研发中的占比不断下降，这也反映在科研能力的隐含价值大幅下滑上，这种隐含价值可以用企业的市值和收购价格衡量。不过，他们也强调，尽管公司对内部科研进行投资的私人价值有所下降，但没有证据表明科学的社会价值也随之减少。科学知识仍然是孕育专利的沃土(以专利引用科学期刊的次数衡量)，如果确实如此，那么与专利关联度更高的可能是新兴科学，而不是过去的科学。换句话说，不仅科学仍然与发明创造息息相关，而且科学领域的进展仍然极富价值。这种情况在公司研究上反映得尤为明显。当公司研究在专业设备或公司专有数据等辅助条件的助力下占据极其有利的地位时，特别是如果公司可以限制这些技术溢出到竞争对手，从中获得巨大收益，它们就会继续投资于研究。本文后续的内容如下。第2节和第3节描述了美国科技工业复合体的崛起。第4节说明了近年来这个生态体系发生了什么变化。有意思的是，大企业实验室的兴衰恰好与美国生产率的变化趋势完全吻合。因此第5节探讨了一个观点：公司实验室是重要的经济增长引擎，即使大学研究达到前所未有的高度，也依然如此。第6节简要探讨了公共政策对美国创新生态体系产生的部分影响。第7节为总结。本节内容以莫维利等人的研究为基础。他们指出，尽管在19世纪末20世纪初，独立发明家是美国发明创造的主要源泉，但在两次世界大战之间的时期，创新的发源地已经从发明家和小公司转移到大公司及其实验室。二战后，公司实验室的发展进入巅峰时期，许多供职于公司的科学家斩获诺贝尔奖。不过到了20世纪80年代，研究型大学逐步崛起，小公司借此重新夺回优势地位(它们往往由大学里的科学家创建)。大学从单纯地培育人力资本转变成科学知识的主要创造者。2.1 1850—1900年：独立发明家和技术市场盛行的年代人们认为美国学术界在19世纪末之前一直落后于其他国家。当时人们获取的科学知识主要用于农业，而探索更抽象的自然现象受到限制。譬如，1780年美国人文与科学院表明自己致力于“提升农业、艺术、制造业和商业”。在这一时期，就连史密森学会(Smithsonian Institutions)也没有努力推进或支持基础科研。1862年《莫里尔法案》(Morril Act)颁布后成立的赠地学院致力于推进“农业和机械技艺”方面的研究，其中并不包括物理或化学研究。到1897年，只有56名美国人获得数学博士学位，73名美国人获得物理学博士学位，101名美国人获得化学博士学位。当时几乎没有人全职从事研究，也很少有美国本土的研究者在重要的国际期刊上发表论文。美国研究者只在核心期刊上发表过39篇数学论文、154篇物理学论文和134篇化学论文。这一时期美国的发明创造自然而然地维系在个人创造力上，特别是在机械设计领域。拉莫雷奥和索科洛夫表明，在19世纪四五十年代，专利持有者多为个人，如查尔斯·古德伊尔(Charles Goodyear，他于1844年获得硫化橡胶的专利)和亨利·贝塞麦(Henry Bessemer，他于1855年获得贝塞麦酸性转炉炼钢法的专利)。石油行业和电报业外包了很多研究咨询业务。在19世纪80年代，标准石油公司雇用赫尔曼·弗拉施(Herman Frasch)降低自己在俄亥俄州新开发油田的石油含硫量。在19世纪70年代，西联汇款雇用托马斯·爱迪生研发出多项技术解决方案。到了世纪之交，越来越多创新以科学为基础，公司开始直接投资于科学。即使如此，独立发明家仍然是20世纪上半叶一个重要的创新来源。活跃的科技市场支撑了独立发明家的工作。到了19世纪70年代，技术交易已经变得相当普遍，特别是在美国的东北部。拉莫雷奥和索科洛夫的估算结果表明，1870年转让专利与授予专利的数量之比为0.83。在1890年和1911年，这个比率小幅下滑至0.71。另一方面，人们研究了有争议的转让专利后，发现这类专利的占比从18.4%上升至31.1%，而且企业持有专利的转让比重不断提高。换句话说，越来越多的发明成果以出售专利权的形式实现商业化，特别是将专利权卖给现有生产商。简而言之，19世纪下半叶已经出现活跃的科技市场。个人从事发明创造的群体也在增长。这与亚当·斯密的看法如出一辙，即科技市场的规模会限制它的专业化程度。偶尔从事发明的人，即一生中提交过一两份专利申请的发明者，在所有发明家中的占比从1830年的70%以上下降至1870年的不足35%。1870年，专业发明家的人数在所有发明家中占到5%，专业发明家指一生提交10份或10份以上专利申请的发明家。到了1911年，他们的占比上升到25%(此时的专利池规模也已大幅扩张)。专业发明家更可能将自己的专利转让他人，这与部分人提出的观点不谋而合，也就是在这一时期，科技市场的规模扩大与发明创造的专业化程度不断提高息息相关。起初，企业参与研究的程度并不深。在19世纪七八十年代，领先的美国企业主要依赖外部创新实现技术进步，如美国的铁路公司没有发明蒸汽机或刹车系统，西联汇款也没有发明电报。相反，美国的铁路企业和其他大公司主要依靠从发明家手里收购发明创造来提升自己的科技水平。在很多情况下，这些发明家虽然在为铁路公司发明新技术，但他们不是正式员工。然而，这些业内的龙头企业确实成立了自己的工业实验室来评估外部创新及其他经营投入的质量，并负责检验材料，进行质量控制或诊断生产故障。美国贝尔电话公司在当时属于高科技企业。它的专利部门主要负责从外部获取可申请专利的点子并对它们进行评估。它花了很大力气评估外部发明，尽管其中被公司收购的发明并不多。只有在1907年，它才将重心转移到内部研发，并任命西奥多·韦尔(Theodore Vail)担任其总裁。1885年美国贝尔电话公司专利部的负责人洛克伍德极其清晰地表明了企业对于在营利性公司内组建科研部门的态度：“我非常确定要组建一个部门，聘请专业发明家或其他人专门从事发明工作，这个部门过去不会，现在不会，将来也不会产生商业回报”。怀斯称西屋电气和爱迪生通用电气公司在19世纪末采取了类似的策略。简而言之，这些顶尖企业都在从独立发明家那里购买专利和咨询服务，而不是成立自己的研发部门。2.2 1900—1940年：转型中的创新生态体系美国企业创建大规模研发实验室是受到很多力量推动的结果。首先，不少德国化学公司已经开创了企业从事工业研究的先例，由此巴斯夫、拜耳和爱克发等德国公司得以在竞争极为激烈的有机合成染料国际市场上拼出一片天地。其次，技术的复杂程度不断加深，导致企业愈来愈难以推行通过收购专利来提升自身科研水平的策略。譬如，在20世纪头10年，杜邦试图利用英国几家公司的专利在美国推行粘胶人造丝生产工艺，但屡屡受挫。它自身的科技实力不够，无法理解这些专利和专业技术，从而也无法将它们付诸实施。最终它不得不与当时掌握了专有技术和制造工艺的英国公司（Samuel Courtauld & Company）成立合资公司，才能在美国生产粘胶人造丝。再次，美国创新受到的科技挑战横跨整个大西洋。譬如，通用电气掌握的电气照明技术基于爱迪生在1879年率先发明的碳丝高真空白炽灯技术。卡尔·威尔斯巴赫和瓦尔特·能斯特等德国科学家则分别发明了用于瓦斯灯的白热罩(瓦斯灯是白炽灯的替代产品)和不需要真空环境的白炽灯丝(瓦尔特·能斯特还获得了1920年诺贝尔化学奖)。这些产品的效率比碳丝高真空白炽灯技术的效率提高了50%。能斯特发光体的专利权先以100万美元的价格卖给了德国的AEG公司，随后于1894年卖给通用电气的对手西屋电气。通用电气的管理层注意到自己很难限制和管控创新活动的“潘多拉效应”，因此采纳了电化学家查尔斯·斯泰因梅茨的提议，于1900年成立了通用电气研究实验室(GERL)。没过多久，它就收到了回报：威廉·柯立芝在1906年用钨丝代替碳丝，延长了灯泡的寿命。欧文·朗缪尔在1913年发明了充气灯泡，以减少灯泡变黑的情况，为整个行业制定出标准。企业研究就此开始蒸蒸日上。化学产业是20世纪上半叶最依赖科学发展的产业，1921年有1 102名科学家受雇于各化学企业的实验室，到了1933年，这个数字增长至3 255人，进而在二战结束时上升至14 066人。后来，曾在战争爆发时参与国家研究委员会的经历进一步巩固了公司管理层的信心，即科学可以切实地转化为实际应用。随着企业的规模日益扩大，越来越渴望“常规化”的创新活动(“常规化”指企业发起并管理研究，而不是依靠不确定的外部创新获取研究成果)，企业从事研究的势头日益强劲。此外，反垄断措施的执行力度不断加大，也使企业管理者确信，通过收购其他企业来实现自身发展的成本高于利用公司内部研究创造新产品的成本。在20世纪50年代，美国电话电报公司、杜邦、IBM和柯达雇用了数万名科学家，他们的主要目标就是通过研究来支持公司的现有产品，并研发出新型产品以开拓新市场。值得强调的一点是，即使最像大学的企业实验室开展科研时，它们的部分目标也是解决经济问题，因此属于“任务导向型”研究。譬如，斯泰因梅茨采用复指数分解正弦信号的动力在于，他需要更加深入地了解电阻抗并控制交流电。当然，产业研究虽然以任务为导向，但它的科学成熟度并没有因此降低。相反，即使在产业研究的早期，斯泰因梅茨就已经凭借自己的实力获得美国电气工程师协会会长的职位，而朗缪尔因为自己在通用电气研究实验室的研究成果拿到了1932年的诺贝尔化学奖。企业研究在数量不断攀升的同时，其质量始终保持在较高水平。图2.3表明，如果用科研同行的论文引用次数衡量，那么企业研究的质量始终与顶尖大学的研究水平齐头并进(而且还时不时地超越它们)。![]()
如图2.4所示，大学在这一时期极其依赖所在州及企业的资助，对联邦政府的资金支持依赖较少。美国教育部开展的双年教育调查(Biennial Survey of Education)显示，1909—1939年，联邦资金在大学收入中的比重一直徘徊在4%～7%，而同期州政府的资金在大学收入中的比重保持在20%～30%。因此，大学开设的具体专业往往与本地的产业活动息息相关。譬如，俄克拉何马大学在石油工程领域开创性地设立了很多专业，如反射地震学。阿克伦大学和辛辛那提大学都着重培训本地橡胶业和制革业需要的专家。联邦机构不太关注对基础知识的探索，绝大多数联邦层面的研究工作都由短期目标极为明确的机构承担，如美国海岸调查局、美国地质调查局和海军部常设委员会。因此，美国大学的研究形成了注重任务导向的传统。![]()
亚历山大·洪堡(Alexander von Humboldt)开创性地将大学视为在学术好奇心的驱动下开展基础研究的机构。他于1809年创建了德国柏林洪堡大学。埃文·皮尤(Evan Pugh)和塞缪尔·约翰逊(Samuel Johnson)等从德国大学学成归国的美国学者倡导在大学开展基础研究。因此，约翰·霍普金斯大学、克拉克大学和芝加哥大学等随后成立的研究型大学得以招募到当时的顶尖学者，如1878年创办了《美国数学杂志》的数学家詹姆斯·西尔维斯特(James Sylvester)和1879年创办了《美国化学杂志》的化学家伊拉·莱姆森(Ira Remsen)。这些研究型大学创立初期取得的成就激励了已有的其他高等院校纷纷追随它们，如哈佛大学于1884年开设了杰斐逊物理实验室。亨利·罗兰(Henry Rowland)和阿瑟·诺伊斯(Arthur Noyes)等在德国接受了教育的物理学家和化学家分别在约翰·霍普金斯大学和麻省理工学院接受要职，并大力宣扬在好奇心驱动下开展科研的准则，亨利·罗兰在柏林接受教育，师从赫尔曼·冯·亥姆霍兹(Hermann von Helmholtz)；阿瑟·诺伊斯在莱比锡接受教育，师从威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)。譬如，1883年亨利·罗兰在美国科学促进会(AAAS)发表了“为纯科学呼吁”(Plea for Pure Science)的演讲。他大声疾呼，“必须要在美国创造出物理这门科学，而不是把电报、电灯和诸如此类的生活便利品称为‘科学’”。亨利·罗兰以及与他持相同观点的科学家认为，应用科学“驱逐了”基础科学，因此大学必须为保卫基础研究而奋力抗争。1887年《哈奇法案》(Hatch Act)和1907年《亚当斯法案》(Adams Act)等联邦政府改革允许联邦政府资助不会立即产生实用成果的原创性研究。1870年至1893年，美国学者在数学刊物上发表了39篇论文，在物理学刊物上发表了144篇论文，在化学刊物上发表了134篇论文。1894年至1915年，美国学者在这三门学科的刊物上发表的论文数量分别攀升至372篇、303篇和403篇。有证据表明，在数量节节攀升的同时，美国发表论文的质量也水涨船高。在这一时期，美国科学家在《自然》杂志和法国《科学院院报》(Comptes Rendus，即法国科学院的公报)等最有声望的外国期刊上发表的物理学和化学论文的数量翻了一番，发表的数学论文数量几乎是原来的8倍(从39篇激增至303篇)。这三门学科的博士总人数从230人增加至820人。或许最能说明问题的是，在海外攻读博士学位的人数从189人下降至90人(这点在化学领域表现得最显著，在海外攻读化学博士学位的人数从116人骤降至32人)。这些变化模式与美国科学追赶欧洲水平的趋势完全吻合。在两次世界大战之间的时期，任务导向型科研范式和学科导向型科研范式同生共存，导致研究型大学内部的紧张关系日益加剧。这两种范式的拥护者各立山头分而治之。另一方面，大学收到产业界的合同邀约，请它们研究具体问题的解决方案。譬如，全国岩棉和矿棉协会资助了明尼苏达大学的房屋保温研究。麻省理工学院的电气工程系自1902年起一直与美国电话电报公司保持密切联系，后者对前者的研究和教学工作提供了大力支持。在威廉·沃克(William Walker)的领导下，麻省理工学院的应用化学研究实验室干劲十足地接下不少产业界的合同。1919年始于麻省理工学院的捐赠热潮促成了“科技计划”。这项计划确保了企业资助大学后，大学可根据企业的需求为它们“量身定制”会议，或企业可查询校友档案招募自己需要的人才。激励大学教师与产业界合作的另外一个因素是，很多让他们激动不已的研究领域都需要昂贵的设备(如真空管和催化剂等)，而这些设备在企业实验室里比比皆是。譬如，正是电气工业的需求驱动麻省理工学院于1882年授予第一个电气工程学位，部分当时顶尖的学院派研究者都去了通用电气继续自己的研究，如麻省理工学院的威利斯·惠特尼(Willis Whitney)和威廉·柯立芝。尼龙的发明者威廉·卡罗瑟斯(Willian Carothers)辞去哈佛大学的教职后转投杜邦，因为杜邦允诺他有更充裕的时间从事研究，而且用于研究的资源更丰富。复杂的聚合物往往需要昂贵的设备，例如可以去除化学反应中多余水分的分子蒸馏器，才能合成出来。这些设备对尼龙等大型复合物的合成研究至关重要。此外，大企业还帮助成立了诸多科研协会。譬如，伊士曼柯达公司的一个团队于1916年创办了美国光学学会。贝尔实验室于1928年成立了美国声学学会。因此，这一时期的研究型大学不仅为企业提供发明创造的能力更强，而且参与企业创新的意愿也更强烈。图2.5展示了美国物理学会成员的就业特点。它清楚地表明20世纪30年代，在产业界和政府工作的物理学家比重要比1905年高出10%左右。国家研究委员会关于科研人员雇用情况的数据表明，这种增长趋势一直延续到30年代之后：供职于制造业的科学家和工程师人数增长了15倍以上，从1921年的2775人上升至1946年的45941人。![]()
不过，积极开展产业研究的科研模式在大学体系内部受到强烈抵制。化学家刘易斯离开麻省理工学院去伯克利加州大学任职时就指出，他离开的原因之一是“产业侵扰了大学研究”。阿瑟·诺伊斯与威廉·沃克激烈争辩产业研究问题后，也离开麻省理工学院，加入加州理工学院(阿瑟·诺伊斯曾任麻省理工学院代理校长兼国家研究委员会成员)。麻省理工学院聘请普林斯顿大学的物理学家卡尔·康普顿(Karl Compton)取代了理查德·麦克劳林(Richard Maclaurin)，随后又叫停了大学教授个人从事的产业研究项目，表明大学在努力维护自己作为科学学科构建者的体制逻辑。新成立的加州理工学院成为“拨乱反正”的典范。在乔治·海耳(George Hale)等科学家的大力倡导下，加州理工学院不再直接为企业提供咨询服务，只接受基金会和企业的“不固定”捐赠，且这些捐赠只能用于通用研究。二战结束后，大学关闭了许多政府支持的一流实验室，毫不掩饰地表明了自己希望避免从事任务导向型研究。譬如，1944年哈佛大学告知海军它不希望再执掌水下声音实验室。同样，哥伦比亚大学也不希望继续掌管冶金实验室，这个实验室为了制造钚而设计出一个实验反应堆。加州理工学院的喷气推进实验室和应用物理实验室之所以“幸免于难”，主要是因为实验室管理层的大力游说并得到了联邦机构的资助。19世纪中期以后，美国研究型大学一边在继续演进，一边在任务导向型研究目标和学科建立型研究目标之间摇摆不定。尽管研究型大学的出现是为了满足实用目的，但接受了德国培训的海归学者加入这些研究型大学后，引进了一个新的研究目标，即为科学本身追求科学发展。战争结束后，联邦政府大力扩张研究规模，使大学有能力不再依靠产业界的支持而随心所欲地开展科研。到了20世纪60年代，顶级研究型大学的教员大体上都在按照自己的日程开展研究，而不再与产业研究的需求相互协调。联邦政府在战争年代的研发支出大幅攀升，从1940年的8320万美元飙升至1945年的13.136亿美元，创下历史新高。图2.4还显示自1940年开始，大学成为政府研发支出飙升的重要受益者。合成橡胶、大规模生产的青霉素、雷达和原子弹等重大发现向政策制定者展示了联邦政府投资于科学可能获得的收益。大学成为这些政府研究的主导者。譬如，“曼哈顿计划”转交洛斯阿拉莫斯国家实验室之前，伯克利加州大学的恩斯特·劳伦斯(Ernest Lawrence)和罗伯特·奥本海默、哥伦比亚大学的哈罗德·尤里(Harold Urey)以及芝加哥大学冶金实验室的阿瑟·康普顿等学者承担了这个项目的主要科研工作。回旋加速器的实验由明尼苏达大学、威斯康星大学、哈佛大学和康奈尔大学共同完成。麻省理工学院的放射实验室在雷达科技上取得的研究成果对盟军在英国空战中的表现至关重要。冷战和“史普尼克危机”(Sputnik shock)的爆发进一步证明了联邦支持学术研究的合理性。政府首先创建了原子能委员会(Atomic Energy Commission)，它主要继承了“曼哈顿计划”的基础设施，随后重组美国海军研究实验室(ONR)、美国国立卫生研究院和美国国家航空航天局等承担特定任务的机构在战争期间发起的项目，同时联邦政府于1950年成立了国家科学基金会来监管和协调这些研究项目。据估算，联邦政府支持大学研究的资金从1935年至1936年的4.2亿美元(按1982年美元价值计算)增长至1960年的20亿美元以上(按1982年美元价值计算)，进而攀升至1985年的85亿美元。在1960年至1985年间，大学研究在GNP中的占比几乎翻了一番，从0.13增加至0.25。联邦政府向研究型大学注入资金，意味着后者不需要过多地依靠产业界的资助。此外，联邦政府在战后投入的很多资金是为了积累人力资本，支持大学教员的原创研究，即使由国防部或能源部等任务导向型机构资助的项目也不例外。因此，联邦政府对大学的研究支持使它们持续远离产业界的具体创新需求。政府对科学的大规模投资使企业可以在战后与大学交流人才和观点。企业实验室在1920年至1940年就已经开始飞速发展，在二战后的增长则更为迅猛。譬如，20世纪60年代末贝尔实验室处于巅峰时期，拥有15000名员工，其中包括约1200名博士。它的14名员工获得诺贝尔奖，5名员工获得图灵奖。继20世纪30年代发现并成功开发氯丁橡胶和尼龙，并在40年代受到司法部反垄断局的调查之后，杜邦在20世纪40年代末大幅扩张了研究项目的规模。早期它在创新方面取得的突出成绩,就使公司内部进一步统一意见，即研究(特别是基础研究)是公司盈利和发展壮大的关键所在。政府在反垄断问题上施加的压力使公司管理层确信自己需要投资于内部研究，而不能依靠技术市场获取先进科技。到了80年代初，杜邦实验室的雇员约有6000人，研发预算超过10亿美元，而杜邦公司的销售收入约为300亿美元。它的研发支出比20年代初高出近10000倍，销售额增长了1000倍。尽管实验和试错法仍然是创新过程的核心要素，但这一时期发生的一个根本变化是，科学知识对新产品开发的指导作用不断加强。毋庸置疑，这种变化趋势在制药业表现得更加显著。从19世纪末开始，新药研发的主要方法是大规模“随机”筛选化合物，随后尝试着改善分子并对候选药物进行测试以了解其安全性和效力。不过到了20世纪六七十年代，人们在基本知识、仪器仪表和计算能力方面取得的突破，使得投资药物基础研究对制药公司的价值日益凸显。譬如，研究者分解出关键性酶并弄清楚它的结构后，可以使研发出化学药剂阻断发病过程的概率大大提高。洛伐他汀是一款具有突破意义的他汀类药物，用于治疗血液胆固醇过高并降低心血管疾病的风险，它的开发过程清晰地展现了默沙东研究实验室是如何在20世纪70年代采用这种更加科学的方法研发药物的。许多实验室的研究人员都发现了同一种酶——HMG-CoA还原酶。它控制着胆固醇合成序列中最慢的反应。这种能够限制反应速度的酶自然成了“众矢之的”，人们都希望抑制它的活动，因为它控制着整个反应顺序的速度。默沙东研究实验室的研究人员通过随机筛选还发现了候选产品——卤芬酯。他们利用卤芬酯降低了血液胆固醇并将其研究推进至患者临床试验阶段。默沙东研究实验室的很多研究人员都很看好卤芬酯的发展前景，但是当时的新任主管罗伊·瓦吉罗(Roy Vagelos)持不同意见。首先，这一候选产品并没有抑制胆固醇合成过程涉及的任何一种酶。其次，临床试验已经表明除了降低血液胆固醇以外，卤芬酯还产生了多种人们知之甚少的副作用，因此瓦吉罗决定将HMG-CoA还原酶的研究工作放在首位。这个团队的科学家来自华盛顿大学，刚刚被招至默沙东研究实验室的麾下。1978年，该团队发现常见的土壤微生物——土曲霉可以制造出抵制目标酶的活性物质。1979年，洛伐他汀取得专利权，1987年被批准以“洛伐他汀”的商标名称用于医疗。由于采用了效率更高的新药研发方法，仅在1986年和1987年这两年，默沙东研究实验室就重磅推出七款新药。此外，这些以科学为基础的新药研发方法还不断提升了默沙东的盈利状况：1960年至1989年，它的年度销量增长了29倍，从2.18亿美元增长到66亿美元。以科学为基础的创新需要企业雇用更多科学家，而大学正好提供了他们所需要的人力资本。在20世纪三四十年代，随着制药企业的规模日益壮大，技术成熟度不断提高，出现了第一波科学家大批进入企业工作的浪潮。有学者提供的证据表明，1927年至1946年，重视研究的制药企业花大力气从本地的科学博士生项目中招兵买马。还有学者说明了1940年后进行研发投资和没有进行这种投资的企业在创新产出方面差异显著，而且这种差异在1940年至1960年的20年间一直保持。即使在这个“黄金年代”，企业实验室和创新生态体系的其他要素(如政府机构、大学和初创企业)之间仍然保持着密切的互动。施乐公司帕洛阿尔托研究中心的发展过程展示了这种互动的重要性。可以说帕洛阿尔托研究中心是20世纪70年代最富创造力的研究实验室，也是现代办公技术的先驱。它的研究人员创造出第一台有图形用户界面的个人计算机、激光打印机和以太网络科技。然而，帕洛阿尔托研究中心完成的创新有不少要素来源于外部，特别是美国国防高等研究计划署(ARPA)在斯坦福研究所(SRI)赞助的增智研究中心(ARC)。增智研究中心在20世纪60年代中期开发出了位图屏幕、鼠标、超文本、协作工具和图形用户界面的前身，且取得这些成果的时间远远早于私营部门。帕洛阿尔托研究中心招募了不少曾供职于增智研究中心的研究人员，吸取了该中心早期的很多技术成果，从中受益匪浅。但后来帕洛阿尔托研究中心的创新溢出到其他机构。1979年24岁的史蒂夫·乔布斯造访帕洛阿尔托研究中心的故事众所周知。乔布斯将帕洛阿尔托研究中心的很多核心创新融入Apple Lisa个人计算机和Macintosh电脑。曾经为帕洛阿尔托研究中心开发出第一代用户友好型文字处理程序(即Bravo)的查尔斯·西蒙尼(Charles Simonyi)也离开了帕洛阿尔托研究中心去微软工作。他在那里负责监督办公应用软件的开发。如今回顾那段历史，施乐公司屡屡未能使帕洛阿尔托研究中心研发的技术实现商用。唯一的例外是与公司核心业务紧密相关的发明创造，如激光打印机。这些成功实现商用的科研成果使施乐公司赚得盆满钵满。尽管帕洛阿尔托研究中心的工作会出现失误，而且其科研成果产生了溢出效应，但至少在当时，这些发明足以使公司收回对该研究中心的投资。激光科技的早期发展过程也展示了创新生态体系中各个元素之间的互动情况。创造激光的主要理论工作是由哥伦比亚大学的查尔斯·唐斯(Charles Townes)和贝尔实验室的阿瑟·肖洛(Arthur Schawlow)共同完成的。1953年查尔斯·唐斯在哥伦比亚大学放射实验室发明的氨气微波激射器是学界不断提高频率，从无线电、微波向红外光和可见光逐步进阶的自然演进过程中的一部分。不过私营部门在可见光区的光子受激发射研究上也颇具潜力，譬如美国电话电报公司和美国无线电公司认识到可见光的信息量远比微波波段的信息量丰富。另一方面，大学迟迟未能以肖洛和唐斯发表的“微波激射器论文”为基础深入探索这个主题。戈登·古尔德(Gordon Gould，他在哥伦比亚大学起草了“激光备忘录”)等大批大学科学家离开象牙塔，加入技术研究集团(TRG)等企业。由于既获得不菲的国防资金，又拿到大笔民间资助，所以美国电话电报公司、休斯飞机公司、技术研究集团、IBM和美国光学公司等为科学家提供的职位薪酬都相当优厚。这种人才流动也反映在该产业发表的大量科研论文上。有学者利用文献计量学分析了1963年《物理学摘要》上接受了同行评审的科研期刊，发现美国研究者发表的激光论文中有71%是由企业科学家完成的。半导体掺杂、真空室建设和拉晶法等辅助性工程学技巧需要大量隐性知识。因此，能够保存并传递这类知识的企业对它们的后续突破做出了贡献。譬如，尽管IBM集团进入激光研发领域的时间较晚，但它们在数年间积累的知识和专业技术帮助它们在20世纪60年代开发出染料激光器和半导体激光器。这是激光设备向体积小型化迈出的重要一步。时至今日，这些技术仍然用于光纤数据链接。总之，二战后出现的创新生态体系见证了研究型大学在联邦资金的刺激下强势崛起。在这一时期，企业实验室的科研队伍一直保持极高的水准，并对研究所需的辅助性仪器仪表和实验设备进行了投资。企业借此轻松获得最新科研成果，并将大学科学家招募至自己的实验室。在此期间，人们责备企业未能深入探索实验室创造出的很多发明，这种指责或许并不公平。随着研究型大学持续扩张，企业从外部获取发明创新的能力也随之水涨船高。这些变化导致企业越来越难找到合适的理由对内部研究投入大笔资金。之后，自20世纪最后25年开始，美国的创新生态体系发生了翻天覆地的变化。![]()
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书号：ISBN 978-7-5217-5218-2![]()
