前几天不少人的朋友圈被NASA在火星上发现液态水刷了屏。借着这一发现,NASA中国官方微信号也转发了刘博洋《如何正确跟国会要钱》的文章,历数几十年来与国会斗智斗勇要钱的苦逼经历,简单说来就是:看在我们做出这样了不起的成绩的份上,这次您多给点吧。
NASA(实际上也是美国航空的基础研究机构)的这一遭遇反映了高度依赖政府的基础研究机构的处境。在9月,雷锋网也编译了NYtimes《当Uber挖走大量机器人科学家,谁来关心基础研究?》的文章,对企业对基础科学研究的冲击以及更长远的对于创新生态的发展表示了担忧。今天我们就继续来聊一聊这个事儿。
你的星辰大海究竟值多少钱?
首先想和NYtimes的同行说一句,您想多了。
(1975-2013年美国基础研究经费变化情况。来源:《Nature》、美国国家科学基金会)(1975-2013年美国基础研究经费变化情况。来源:《Nature》、美国国家科学基金会)
与NYtime文章的描述相反,从1975年到2013年,来自企业的基础科学研究投入不但没有减少,从长期看,无论在数量和比例上都处于一个上升的过程。如科学杂志《Nature》所言:“一个辉瑞倒下去,千千万万个Google站起来”( For every Pfizer cutting basic research, there has been a Google picking up the slack)。尽管如贝尔实验室、杜邦、施乐等过去愿意为基础研究进行大投入的企业已是明日黄花,但Microsoft、Google和Facebook等科技公司已经迅速接过了他们的班。
正如一句话说,有人负责繁衍生息,有人负责星辰大海。1970年,Marshall 太空航行中心负责火星探索计划的科学副总监Ernst Stuhlinger 博士收到了来自肯尼亚的Mary Jucunda 修女的一封信,在信中,修女询问Ernst Stuhlinger博士,“目前地球上还有这么多小孩子吃不上饭,他怎么能舍得为远在火星的项目花费数十亿美元”,Ernst Stuhlinger博士的回答是,诸如探索宇宙这样的基础研究,可以为缓解乃至最终解决地球上的贫穷和饥饿问题作出贡献。这封信的名字叫《为什么要探索宇宙》,全文见文末,感兴趣的读者可以看一下。
所谓探索宇宙和解决吃不上饭的问题,这大抵就是基础研究和应用研究的关系——正如Ernst Stuhlinger博士在信中提到的怪人把小玻璃片研磨成镜片,最终发明了显微镜的例子,小玻璃片研磨成镜片是基础研究,最终制造出显微镜是应用研究。从基础研究到应用研究的创新过程大致可如下图表示:
(线性创新模型)(线性创新模型)
这就是1945年美国科学研究发展局主任Vannevar Bush提交给罗斯福总统的《布什报告》(报告全名为《科学,没有止境的前沿》)中所提出的线性创新模型。按照这一理论,基础研究是所有技术创新的起点,反正说那么多你政府也不懂,你只要确定哪些属于基础研究,并给予资助,就大功告成了。余下的流程,可以由私人企业来资助并从市场获得回报达到经济效益社会效益blablabla(阿姆斯特朗就是这样被忽悠上月球的)....。。
正是因为“你不懂”,所以NASA才敢为基础研究开那么高的价格。但国会也不是傻子啊,虽然不懂,但肯定不用那么多,按这样的玩法,地主家也没余粮啊。于是NASA在火星项目上报预算不断被国会打脸,从5000亿美元的“九十日计划”压缩到200亿美元就可以搞定两个火星货运任务和一个火星载人任务的血泪史,也证明了没有目的的基础性研究往往是一个漫天要价乱烧钱的过程。就算你的目标是星辰大海,真的需要花那么多钱吗?
看不见的手
NASA say Yes,Space X say No。
在国会板着黑脸问NASA“你的底价到底是多少”的时候,有一家叫Space X的公司突然跳出来说话了:选我选我!我发射火箭的价格只有现在方案的十!分!之!一!
现在你该明白,为什么有时候做基础研究的会那么恨做应用研究的吧。
Space X的低价反映了经济学最重要的原理:看不见的手。用亚当·斯密的话来说就是:“每个人都试图用应用他的资本,来使其生产品得到最大的价值。一般来说,他并不企图增进公共福利,也不清楚增进的公共福利有多少,他所追求的仅仅是他个人的安乐,个人的利益,但当他这样做的时候,就会有一双看不见的手引导他去达到另一个目标,而这个目标绝不是他所追求的东西。由于追逐他个人的利益,他经常促进了社会利益,其效果比他真正想促进社会效益时所得到的效果为大。”
相对于科研机构劝说政府要多投入,“政府要以社会福利最大化为己任”、“梦想还是要有的,万一成了呢”的说法,企业在科研投入上的效率更高,这也是为什么同一件事NASA来做和Space X来做会相差如此之大的原因。像Uber这样的企业挖走卡内基梅隆大学机器人实验室的研究人员,对卡内基梅隆大学来说是一场灾难,但对整个科学研究和创新却可能是一件好事。
长江商学院访问教授王砚波告诉我,过去几十年中美国政府对大学的资金投入中,直接投向学生和教授的钱如果扣除通货膨胀因素后是差不多的,但投向管理人员的钱是不断增加的。换言之,Uber就如同一条游入大学这个池塘中的鲶鱼,在Uber出现之前,像卡内基梅隆大学所提防的是MIT、Stanford、UC Berkeley这样和自己差不多的高校,在这种情况下,卡内基梅隆大学并没有太多提高教授收入的动力;但Uber这样的企业进入与高校抢夺科研人才的战争中,为留住这些教授们,大学们必须把过去用于提高管理人员收入的一部分转到提高教授的收入水平上来,从长期来看是有利于科学研究的。而另一方面,像Google、Facebook、Uber这样的企业参与到中来,不仅有助于提高科学研究的效率,而且还能更好地促进创新。
不发明东西的硅谷还能继续创新吗?
在之前我们提到《布什报告》,这一报告可谓奠定了美国战后五十年不变的科学政策蓝图,当中提到的线性创新理论同样也是NYtime记者的理论基础:如果做机器人理论研究的都被Uber挖走做应用研究了,以后的创新咋搞?对此问题,乔布斯、拉里·佩奇、卡拉尼克等硅谷大佬表示呵呵。
仔细算起来,硅谷这个所谓的全球创新中心,自己基本上没有发明什么东西:晶体管、计算机、互联网和智能手机这些在硅谷发扬光大和改变世界的产品都不是在硅谷发明的。另一个例子是,像日本等新兴工业化国家在基础科学方面相对落后,但在生产技术上却取得巨大成功,这也说明科学与技术上的联系要更复杂得多。
从硅谷企业的例子中也能看出,基础研究和应用研究有时候并不像《布什报告》中那样界限分明。在《布什报告》中,Vannevar Bush将基础研究定义为“没有任何特定的应用或使用目的研究”(Basic research is performed without thought of practical ends),像Intel这样的公司所从事的大部分研究都可以归为应用研究,而对于Google来说,他们更乐意将自己的研究称为“需求激发的基础研究”,许多Google X项目,如Google Glass、Project Loon、基因图谱研究、无人驾驶等,这些研究与Google未来的商业目标有一定相关,但在具体的使用场景或目的并未完全定型,都可以归于此类。
(Stephen Kline提出的创新的链环模型)(Stephen Kline提出的创新的链环模型)
此外,线性创新的理论也过于简单粗暴,无法解释为何是硅谷而不是其他地方成为全球创新的中心。1985年,斯坦福大学教授Stephen Kline提出了创新的链环模型。不同于线性模型,Kline列举了创新过程有关的五条不同的路径,包括:(1)创新链(chain of innovation),在图中由字母C代表。这是从潜在市场研究开始,到产品解析设计,到详细设计,到生产产品,最后到分销与市场的一个链条;(2)反馈环路(feedback links),在图中由字母f或者F代表,用以链接创新过程的后期与前期;(3)创新链与研究活动的联系(connections to research),在图中由白色线条表示,这个联系是通过(研究活动产生的,或者创新链产生的)知识传递的;(4)发明与设计活动与研究活动的直接联系,在图中由字母D代表,这是因为发明往往研究与开发之间的纽带;(5)产品与研究之间的直接联系, 在图中分别由字母I和S代表,市场需求(以及国防上的需求)常常带来科学研究的课题,而且是长期的课题。
(NYtime记者打脸完毕....。。所以说,记者拥有广阔的知识面和善于虚心请教是多么重要啊。)
对于像NASA或者卡内基梅隆大学的研究人员来说,这一模型所揭示的“科学研究不是技术创新的直接来源,更不是唯一的来源”恐怕是他们难以接受的事实。但硅谷的发展却在确确实实证明,硅谷之所以难以复制,不仅存在以上诸多因素,而且创新的本质是不断变化的,在创新的过程中需要市场、科研机构、商业公司的不断参与。如《大话西游》中的一句台词,我猜中了开头,却猜不中结局。
这是一段铺满荆棘的路程。
本文部分观点来自王砚波博士的启发。王砚波博士现为长江商学院战略与创新访问助理教授。加入长江商学院之前,王砚波博士担任波士顿大
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