作者: 发布时间:2022-05-30 来源:沪港发展联合研究所+收藏本文
「选题人」
在近代历史上,有一段时间,研发实验室似乎存在于创新和生产力的黄金时代。但这段时期转瞬即逝。这是如何发生的,又为什么会消失?Works in Progress创始人Ben Southword撰文分析了美国工业研发实验室的兴衰。推荐给研究创新的学者和同学。
曾经,以发明家为中心的小公司负责我们大部分的创新。较大的公司可能会购买或利用这些能够前进的步骤,但他们通常不制造这些步骤。之后在很短的一段时间内,情况发生了变化:许多最好的新产品、工具和想法都来自大公司的研究实验室。这一短暂的时期也恰好是科学、技术和经济生产力以前所未有的速度向前发展的时代。然而,几乎就在它到来的同时,这个富有成效的时期就结束了,我们又回到了小公司和大学里类似于小企业的团队在大公司之外开发创新、并在创意市场上销售的局面。尽管我们可能会享受小型灵活公司创造的创新,但我们不应忽视大型企业实验室做出的贡献。企业实验室可能或许正在悄然回归,但对通过内部研究实现有机增长的大公司进行积极的反垄断起诉,很容易就会扼杀这一火花。
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美国的首个创新体系
19世纪初,当美国开始为技术进步做出贡献时,它在很大程度上是以实践为基础的,而不是基于深刻的科学理解。相反,它在很大程度上是由个人发明家将自己的发明商业化。核能依赖于数十年或数百年的物理学进步,而19世纪末的许多创新则更像轧棉机,是通过在该领域的务实尝试和错误而形成的。到19世纪末,该系统已经演变成我们今天会感到奇怪熟悉的体系:发明家发明,风险资本家投资,公司商业化。该系统甚至有了专利律师和非执业实体,他们拥有专利纯粹是为了代表他们进行诉讼。仍有一些初创公司将创新商业化,并自行扩大规模,但许多发明家发现,市场理念所带来的劳动分工使他们能够专注于他们最擅长的事情。
大公司是发明者创意的消费者,对内部科学研究的价值持怀疑态度。他们认为从货架上购买新科学研究成果更容易。1885年,美国贝尔电话公司专利部门的负责人T.D.洛克伍德(T. D. Lockwood)说:“我完全相信,维持一个由专业发明家或以发明为主要业务的人组成的机构,过去、现在、将来都不会有商业上的回报。”
当然,贝尔实验室后来发展成为商业实验室的佼佼者之一——在20世纪60年代末,它雇佣了15000名员工,其中包括1200名博士,他们创造了太多的重要发明,从晶体管和光伏电池到第一个数字加密语音音频(1943年)和第一个复数计算器(1939年)。其中14人获得了诺贝尔奖,5人获得了图灵奖。
上世纪20年代的股市繁荣,在很大程度上是由投资者对公司内部的无形资本和想法的价值大幅提升所推动的。类似的事情在20世纪90年代的互联网泡沫中发生过。从1921年到1927年,工业实验室的科学家和工程师的数量增加了一倍多。当股市崩盘,大萧条来袭时,它导致了独立发明和与之相关的初创企业活动的大规模持续下降。但大型实验室继续蓬勃发展,在萧条的20世纪30年代增加了人员编制和研究支出,并获得了更多的专利。到1930年,大多数专利被授予大公司,而不是独立的创新者,这种差距直到20世纪50年代才扩大。工业实验室成了王者。
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实验室为何能发挥作用
工业实验室为何能发挥作用的问题是企业普遍发挥作用的问题的一个缩影。1991年获得诺贝尔奖(享年102岁)的经济学家罗纳德•科斯(Ronald Coase)以两项关于交易成本的洞见结束了他职业生涯中最多产的时期。第一篇文章发表于1937年,题为《企业的性质》,告诉了我们企业存在的原因。在经济学中,人们通常从开放市场的竞争行为角度来探讨情况。我们购买的大多数东西都来自像这样开放、竞争激烈的市场。但是,当我们出售我们的劳动力时,我们通常会绑定一个单一的“买家”——我们的雇主——在很长一段时间内提供我们所能提供的一切。如果市场竞争如此有效,为什么我们不为每一次合作建立一个小公司,并根据我们的产出获得报酬呢?为什么我们通常会提前几个月或几年向老板承诺,在每天的特定时间内按照他说的去做?
科斯的另一篇文章《社会成本问题》读起来像是对前者的反思。这篇文章发表于1960年,产生了所谓的“科斯定理”,该定理认为,只要交易成本——与其他个人或机构互动的成本,如起草和执行合同的成本——较低,人们就会通过合同来处理正负外部性产生的问题,如一个新公园给邻居带来的好处或污染的成本。如果交易成本太高,则需要制度和政策来解决外部性问题。
科斯回答了企业为什么存在的问题,就像他回答了为什么人们不简单地用合同消除所有外部性:因为存在交易成本。如果每次一个人想为另一个人支付费用时,双方都有成本,那么一些任务就不值得支付,或者不值得以现行的价格去做。具体来说:如果雇主不为每一个工作单位谈判合同,他就可以支付更高的工资,如果员工不这样做,他就可以接受更低的工资。在交易成本较高的情况下,以这种方式组织起来的公司比纯粹的市场组织更具竞争力。
从很多方面来说,企业存在的原因也解释了为什么大型企业研发实验室如此成功。协作的交易成本非常大,并阻止了各种潜在的有价值的交叉:不仅是与他人签订合同的财务成本,还包括寻找与合作良好的人的成本,与离你很远的人通信和合作的成本,等等。尽管互联网带来了各种工具和技术,但大学讲师与本系的合作比与其他系的合作更多,与所在大学或城市的合作也比与其他地方的合作更多。偶遇是偶然发现和意外但富有成效的合作的另一个驱动力。
更重要的是,如果不努力“翻译”, 许多科学想法可能与实际应用完全脱节。研究实验室将来自不同学科的科学专家聚集在一起,以低成本进行合作和借鉴专业知识。研究人员之间会相互碰撞。而企业环境意味着在可用产品方面的潜在影响总是被考虑在内。
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DARPA时代
研发实验室的时代有一个特别传奇的故事和范例:帕洛阿尔托研究中心(PARC)。施乐(Xerox)的PARC——位于帕洛阿尔托,现在是特斯拉、Palantir和谷歌等公司的总部——为当今的科技和经济发展奠定了许多基础,这并非巧合。20世纪70年代,PARC的研究人员制造了第一台具有图形用户界面的计算机、第一台激光打印机、第一条以太网电缆和第一台用户友好的文字处理器。1979年,24岁的史蒂夫·乔布斯参观了PARC,并将许多创意融入了苹果的产品中。查尔斯·西蒙尼(Charles Simonyi)是PARC的主要开发人员,他转到微软,在那里开发了Office套件。但施乐公司本身,在很大程度上仍以制造复印机而闻名,并没有利用这些发明的成果。
PARC又从增强研究中心(Augmentation Research Centre)雇用了许多工人,该中心是一个由政府资助的项目,开创了计算机鼠标、超链接、互联网的最早前身,以及许多我们在今天的计算机生态系统中认为理所当然的小型创新。ARC是由ARPA,即高级研究计划局(现在的DARPA)资助的。尽管DARPA(当时的ARPA)是由美国国防部资助的,但它与黄金时代的研发实验室有许多共同点。它们围绕着一个任务和一个目标组织起来——即使是最基础的研究也是有目的的——但研究人员被赋予了很大的自由来做出自己的决定。
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向市场寻求想法的回归
自上世纪70年代以来,这种变化的规模是巨大的——大型企业已经退出了研究领域。在20世纪60年代,化工巨头杜邦在《美国化学学会杂志》上发表的论文比麻省理工学院和加州理工学院的总和还要多。《研发》(R&D)杂志将研发100强奖颁给它认为在一段时间内最具创新力的100家公司。1971年,《财富》500强公司获得了41%的奖项,1975年为47%。到2006年,6%的奖项颁给了财富500强公司。这些奖项的绝大多数是由联邦实验室、大学团队和学术界的分支机构获得的。独立的发明家回来了。
最大的企业获得的专利份额以及在这些企业工作的科学家所占的份额的下降反映了这一点。1971年,根据美国国家科学基金会(National Science Foundation)的跟踪,在从业人员不足1000人的公司工作的科学家略多于7%;到2004年,这个数字是32%。2003年,大约四分之一的人在员工少于10人的公司工作。甚至连大型内部研究实验室仍然占据重要地位的制药业也受到了影响——到目前为止,2010年代批准的药物中大约有一半最初是由小型生物技术初创公司发现的。
总的来说,1970年代和1980年代之后,美国大公司对科学研究的参与有所下降。那些很少做研究的新来者进入了市场;大公司主动让他们的实验室消亡。科学研究在企业兼并和收购的评估中变得不那么有价值了。对于那些从事研发的公司来说,1980年至2006年期间,每家公司发表的论文数量每10年下降20%。
在缺乏大公司创新的情况下,我们现在有一个创新系统,其中初创企业和小型团队,无论是私营部门还是学术界,都在进行大多数早期阶段的创新。然后,这些团队将他们的工作卖给大型企业,在专利制度的支持下,被大量收购,或者在风险资本的资助下扩大规模,变成自己的大企业。就像在商业发明和科学的第一个主要时代一样,一个庞大的专利产业已经发展起来,以裁定索赔,并解决知识经济中合同的关键问题:在没有保护的情况下展示你的想法,等于免费提供它们。
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实验室为何会失败
没有人确切地知道实验室模式失败的原因。很明显,如果施乐付钱给科学家做研究,而这些研究最终大多有利于其他公司,甚至有可能是帮助施乐公司破产的竞争对手,那么这种情况是无法生存的。同样,在管理有自己纯粹研究目标的科学家时,既要让他们生产出具有商业可行性的东西,又要给他们足够的自由度来实现重要的飞跃,这种矛盾似乎是巨大的。但这些问题在模型中一直存在。更难确定的是一个外生的冲击或一系列冲击,它改变了从1930年代到1960年代和1980年代之间的情况。
一种可能性是反垄断执法。从1949年开始,当局对美国电话电报公司(AT&T)的贝尔实验室进行了起诉,最终导致其非电信部门被强制剥离,也与其垂直整合的制造业进行了分离,并对其所有7820项非电信专利(占当时美国有效专利总量的1.3%)进行强制无偿许可。有证据表明,这一举措在美国经济中产生了涟漪,为今后50年的许多伟大创新奠定了基础。但几乎任何大规模的专利无效都是如此:专利一旦被授予,其垄断限制就是我们为之前的创新投资所付出的代价。
除了刺激外部创新外,作为一次性措施,此举可能对大公司的研发实验室的创新产生了寒蝉效应。后来的执法行动,比如最终导致AT&T公司在1982年解体的1974年诉讼,也产生了同样的效果。这些行动减少了生产我们想要的能改变游戏规则的通用技术的动力。他们的做法是创造一个风险,当你真的从0到1,并设法吞并整个市场时,你就会失去所有。更重要的是,他们缩小了企业的规模、范围和垂直整合——所有这些都意味着创新溢出更多,被企业捕获的更少。如果反垄断意味着像AT&T这样规模大、业务范围广的企业更有可能被拆分,那么只有那些规模大、业务范围广的企业才能获得研究的价值就会降低。
另一方面,阿罗拉教授(Ashish Arora)及其同事认为,限制收购的反垄断执法,而不是有机增长,可能产生了相反的效果。如果企业无法从外部获得创新,并且如果通过并购实现增长的方式,将使其面临更高的执法风险,那么他们可能会觉得,唯一低风险的扩张选择就是有机增长。他们甚至可能觉得,高质量的基础研究所体现的高地位和明显对社会有益的活动,是抵御激进反垄断活动的一种保障。他们认为,这可能就是现在的情况:与其说谷歌和脸书在技术上的投资是它们在主要市场上至今保持主导地位的原因,不如说是它们主导地位的防御性结果。
另一个可能的答案是,非政策方面的发展稳步地使溢出效应更快、更容易发生。技术意味着更快的通信速度和更多的信息获取。在一个相互联系的、更富有的世界中,做更多的研究意味着更多的竞争者。虽然所有这些显然都是好事,但它们减少了新想法的技术排他性,即使法律上的排他性没有改变,因此可能减少了单个企业的创新回报。不管是什么原因,现在的想法似乎更快、更全面地到达了竞争者手中,这似乎对研究的激励产生了影响。
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巨大的停滞
伴随着这一切,自从实验室时代以来,无论我们如何衡量,似乎进步都在放缓。这可能是巧合。实验室时代之所以看起来如此美好,可能是因为它到来的时间。战后时期,大约1945-1973年,在很多方面都很特别。可能是这个时代的其他特点造成了快速的增长和科学进步,而这些增长和进步最终总是要尾随而去。我们不应该为未能赶上这个重建和新思想的特殊时代而感到遗憾,前几代人也不应该感到遗憾。
尽管如此,变化还是相当显著的。罗伯特•戈登(Robert Gordon)指出,美国每小时GDP在1870年至1920年期间每年增长1.79%,在1970年至2014年期间每年增长1.62%(到2020年,这一数字大致相同)。1920年至1970年期间,生产率每年增长2.82%。我与泰勒•考恩(Tyler Cowen)合著的论文发现,大多数衡量技术和科学进步的指标都有类似的趋势。开发一个新想法所需的研究人员的数量正在增长,重大创新的速度正在下降,经济生产率的增长速度也在放缓。从工业革命到20世纪中期,经济一直在稳步发展,直到20世纪中期,经济增长陷入有史以来最快的低谷;此后,进展放缓了。
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大学和创业公司为何还没有解决这个问题
在许多方面,一个基于开放市场的创新体系是有吸引力的,它可以在专业公司之间分工,而不是在公司内部组建专业团队。很明显,小型新企业可以更灵活地适应新情况的出现,也许比大型现有企业更快地提出新想法。但是,我们目前的模式可能无法实现,这有几方面原因。
其一是,被拆分的企业缺乏研究通用技术的动力。一项著名的估算发现,从长远来看,社会占据了98%的创新价值,而创新者只占2%。这意味着,从社会的角度来看,企业本身不会做尽可能多的研究。
但是,大型纵向一体化公司可能拥有足够多的资源,使其物有所值,因为他们可以掌握和使用更多的新发现的好处,而小型公司即使有强大的知识产权保护,也无法获得这些好处。例如,由于大多数微芯片公司分为无晶厂芯片设计师和晶厂,剩下的集成芯片制造商致力于更系统化的创新——而不是仅仅优化他们在现有框架下工作的效率。AT&T支持信息理论之父克劳德•香农(Claude Shannon)从事纯数学工作,因为即使大部分工作会外溢,任何通信知识的增加都会使他们受益匪浅。如果进行研究发明的企业仍然可以使用这些发现,那么溢出效应就不是纯粹的成本。IBM公司支持直接实用性有限的纳米科学研究,因为他们相信,这可以帮助他们从芯片设计的任何革命性转变中获益。
与大学研究人员相比,实验室也与交付价值和最终盈利维持着持续的联系。大学的激励、声望和资助制度受到围绕非营利组织的标准问题的影响:如果你不试图盈利,你想做什么?你怎么知道你所做的事对社会有用?在没有利润信号的情况下工作,会导致激励系统的严重崩溃,以及严重影响生产力的极其浪费的行政负担,还有那些与改善人类生活毫无关系的研究。一些估计表明,大学科学家只花了三分之一的时间在积极的研究上。从历史上看,实验室似乎不太容易出现这个问题。
实验室也更倾向于多学科研究。由于研究人员试图实现具体的目标,因此不太会产生大学的过度专业化和地位竞争的趋势。初创公司可能无法在获得成功之前为许多不同类型的研究人员提前筹集资金,让他们一起工作,而且他们的想法可能不容易分离成可以出售的单一专利。实验室的历史性成功涉及到不同专业知识的融合,例如,在贝尔实验室开发晶体管的物理学家、冶金学家和化学家团队。
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谷歌和大科技:新的工业实验室
大型实验室活动带来了希望的火花。大型科技公司正大举投资于机器学习、神经网络和其他人工智能研究。谷歌雇佣了1700名人工智能研究人员,他们撰写的论文比大学作者更具协作性,引用率更高,使用的设备更昂贵、更先进,使用的数据集更大。大公司在机器学习方面发表的论文会被其他公司的专利采纳,从而溢出到整个社会中。谷歌X资助“登月”的高风险、高回报的想法,包括谷歌的自动驾驶汽车和其他项目,如谷歌眼镜和农村地区的气球互联网。
阿罗拉教授及其合作者认为,Facebook重返研发领域,是出于对新一轮反科技反垄断执法的担忧:谷歌和Facebook投资于研究,因为通过收购来购入研究成果在法律上变得更加困难。但相反的情况也同样强烈:它们之所以引起反垄断的愤怒,是因为它们的内部投资获得了回报,并以此为基础在各个市场占据了巨大份额。在这个相反的故事中,最近研发实验室的小规模回归可能是因为上世纪80年代以来相对较弱的反垄断执法的长期影响。
摧毁今天的大企业,重现导致贝尔系统崩溃的决策,可能会产生与当时类似的效果。他们的规模和范围很大,而且相对相信他们将能够从他们开发的技术中受益,至少在他们公司的某个地方,这是他们花这么多时间进行创新的一个关键原因。
看来美国将在相当长的一段时间内继续推动世界的研究。美国的创新可能会沿着两条道路中的一条走——或者也许是两条道路的混合。也许反垄断机构会受到限制,我们将看到各种大型内部实验室的回归。再加上印度、中国和其他正在崛起的大国对科学的贡献不断增加,生产力可能会再次以20世纪60年代的速度快速增长。