現(xiàn)今世界無比神奇,產(chǎn)品和服務品類繁多,健康護理和醫(yī)療手段日新月異,各種小玩意物件更是層出不窮,新品產(chǎn)生速度之快,讓人應接不暇。我們驚異于這些創(chuàng)新的神奇,同時也越來越離不開它們。很難想象沒有全球定位系統(tǒng)、數(shù)碼相機、大腦掃描和激光眼科手術的那些年,我們都是怎么“熬”過來的。
這些為我們的生活帶來舒適和便利、讓我們活得更健康安全的物質和技術,都是幾十年前,在材料、軟件、計算機、生物學、化學、信息技術等領域的基礎研究結出的碩果。而且,科研機構和政府實驗室推出新發(fā)現(xiàn)的速度有增無減。若按科技論文和專利申請量來算,當今的科技產(chǎn)出速度比歷史上任何時期都要快。而且,隨著中國、印度等國對科研投入的加大,我們完全有理由相信,未來的科技發(fā)展必定更加不可限量。
然而,好的科研成果并不必然會影響世界,將科學技術轉化為實際運用,需要時間、金錢和耐心,而這些正是目前稀缺的資源。近年來,將新成果從實驗室移植到實際應用的傳統(tǒng)方式,已經(jīng)不堪重負。如果不正視這個問題,再光明的前景也無法如期而至。可以說,我們已經(jīng)開始在“吃老本”。
科技從實驗室走向市場的過程中,有兩個關鍵而且“燒錢”的步驟:一是早期階段,根據(jù)新的科技概念,開發(fā)有前景的產(chǎn)品(但不保證能成功);二是末期階段,對實際產(chǎn)品進行測試和優(yōu)化,使之最終能走向市場。目前,給予這兩步的資金和支持,越來越少。過去,這兩步一般是在大企業(yè)的實驗室里完成的,但現(xiàn)在,這些部門已經(jīng)基本不再扮演這一角色。而風險投資(簡稱“風投”)公司并沒有接過這一重擔,他們一般傾向于投資給“去風險”的產(chǎn)品,即已離基礎研究很遠,位于產(chǎn)業(yè)鏈很下游的成品。
這一趨勢對于全世界范圍內的科技創(chuàng)新非常不利。從原始科技到面向市場,需要大量的支持,而產(chǎn)出往往又不是很確定。由于當前知識產(chǎn)權保護的不完善,兩個關鍵領域——通訊科技和環(huán)保科技,特別容易受到快速復制的侵害。因此,投資下游產(chǎn)業(yè)比投資研究更具吸引力,因為主要技術難關已經(jīng)攻克,下游產(chǎn)業(yè)風險較小。遺憾的是,科研并沒有捷徑,要產(chǎn)生重大科技突破,投入必不可少。
也許目前我們可以做的,就是為實驗室到市場這條慢慢長路,構建一個更開放、自由和全面的支撐體系,也可以說是更強大、更適應我們當今世界科技需求的體系。從前創(chuàng)新要靠企業(yè)的“施舍”,今后要逐漸變?yōu)檎?、大學和企業(yè)之間的合作。為此,我們需要一種新的創(chuàng)新氛圍,要讓創(chuàng)新鏈上的每個成員通力協(xié)作,讓新的想法暢流相繼。
從Siri說起
目前,美國的科學水平和研發(fā)實力世界領先。從1996年到2011年,美國研究人員發(fā)表的可供引用的科學文獻數(shù)量——包括科技論文、綜述和會議記錄——從每年310000篇增加到470000篇,在絕對數(shù)量上,比任何一個國家都多,而且增長速度也高于除了中國外的任何國家。同時,和其他國家合作發(fā)表的文章數(shù)量也從22%增加到30%,顯示出國際合作在加強的趨勢——這得益于通信技術的進步和數(shù)據(jù)分享的發(fā)展。數(shù)據(jù)好看,可是背后也有隱憂。
怎么理解呢?我們以Siri為例。Siri是蘋果手機2011年發(fā)布的語音助手技術。Siri最早可以追溯一個耗資1.5億美元、由美國國防高等研究計劃局開展的5年研究計劃。該項目由SRI國際公司牽頭,麻省理工學院、卡內基·梅隆大學和斯坦福大學等22個研究機構共同參與。之后,在風投資本的幫助下,SRI國際公司獨立繼續(xù)該項研究,直到技術成熟。到2010年喬布斯買下這家公司的時候,Siri已經(jīng)耗費了1.75億美元和7年的研究時間。
Siri絕不僅僅是智能手機的一個小噱頭。也許,現(xiàn)在你還只能問問它最近的咖啡店在哪,可是這背后用到的理解、處理和響應語音問題的技術,也許很快就能回答復雜得多的問題了。想象一下,今后如果你被查出乳房有個腫塊,也許問問Siri就能找到最佳解決方案。這些有潛力的方案,往往是在將研究成果注入新產(chǎn)品的過程中,逐漸浮現(xiàn)出來的。
由Siri的例子,我們可以看出很多看似簡單的創(chuàng)新,需要多漫長曲折的過程。清潔能源和制藥科技的大規(guī)模創(chuàng)新,往往需要幾十年的努力和大量資金的投入。很多屬于明天的革命性科技都在等人投資,雖有光明前景,卻得不到足夠支持。比如,針對個人和個體特征開發(fā)的個性化藥物,將來也許能極大減輕患者的痛苦。但在目前的監(jiān)管制度下,研發(fā)和測試這么專業(yè)的藥物,將需要的巨大金錢和時間成本,無法吸引到投資。再比如,有人正在研究可以注入人體,清除動脈栓塞的微型機器人,還有的實驗室正在研發(fā)能更準確預測天氣和監(jiān)測空氣質量的小型無人駕駛飛行設備,如果政府的研究經(jīng)費緊縮,大企業(yè)的實驗室專注于短期產(chǎn)品開發(fā),誰來資助這些項目呢?
大企業(yè)的退出
20世紀中后期,大企業(yè)擔當了從科研到市場的橋梁。其中最后一批重要范例是應變硅技術——正是由于這項技術,在過去一二十年間,微處理器的性能才有了長足進步。應變硅技術,是用于提高硅基電子設備的運行效率:它的核心技術包括將鍺沉積到硅上,使硅原子間距加大,減小電子通行所受到的阻礙,提高電路性能。20世紀80年代末,應變硅技術始發(fā)于康奈爾大學的一間實驗室,然后引起AT&T貝爾實驗室研究人員的注意,當時他們正在為電話交換機尋找更好的半導體。盡管在當時,該技術的前景并不明朗,但AT&T公司為該技術提供了大量支持。1996年,該項目的首席研究員基因·菲茨杰拉德成立了AmberWave技術公司,將該技術商業(yè)化。又過了7年,再加上數(shù)百萬美元的資金投入,英特爾公司才推出基于應變硅技術的奔騰4處理器“Prescott”。
如果沒有大公司實驗室的支持,很多和日常生活息息相關的技術都無法得見天日。比如,“水力壓裂法”的歷史可以追溯到19世紀,但直到上世紀40年代,印第安納州美孚石油公司的子公司史丹林諾石油掌握該技術后,才廣泛用于商業(yè)應用。又經(jīng)過幾十年開發(fā)研究,該技術才用于開采之前無法采集的天然氣資源。3D打印技術的經(jīng)歷就更曲折了,該技術最早源自上世紀50年代西門子公司的噴墨打印研究,期間輾轉經(jīng)過斯坦福大學醫(yī)學院、IBM、米德造紙公司,最終成型于惠普和其他打印機制造商。
從實驗室里的科研突破,切實落實到商業(yè)市場上的成功,其間道路漫長,前景難測,充滿變數(shù)。不能指望今天那些著眼最終產(chǎn)品的公司來為這個過程買單。大企業(yè)逐漸退出研究資助領域已成大勢,無論是美國還是其他地方都是這樣,但是,我們必須找到新方式來資助這一過程。
短期壓力
目前,短期市場壓力已經(jīng)影響到太陽能技術和電氣化運輸技術的投資。美國國家科學院已經(jīng)發(fā)出警告說,在信息和通信技術方面,“全美范圍內,旨在做出根本性突破的長期基礎研究,逐漸讓位于短期型、增量型和升級型產(chǎn)品,而這類產(chǎn)品主要是對現(xiàn)有產(chǎn)品和服務進行改進”。電信行業(yè)協(xié)會也指出,“美國的科研力度已經(jīng)不再處于世界領先地位”,在經(jīng)濟合作與發(fā)展組織的國家中,僅列第8位。而且,“在過去的35年里,美國政府已經(jīng)成為基礎研究的主要出資者……除了少數(shù)企業(yè),大部分研發(fā)實驗室已經(jīng)不再能夠負擔基礎研究的高昂成本和風險。大部分企業(yè)需要短期研究來更快獲得投資回報。”
歐洲和亞洲的情況也大致類似。大型企業(yè)的研究資金減少或者持平,主要也是因為短期需求和開支緊縮。至少美國還有一些風投資金,歐洲和日本就沒那么幸運了。
另一方面,中國和印度的崛起為科研帶來新的變數(shù)。也許他們能重振科研,也極有可能威脅到現(xiàn)有科技國家。中國可能會花費數(shù)億美元,將歐美和日本的基礎科研成果轉化成產(chǎn)品,從而創(chuàng)造大量就業(yè)機會,促進經(jīng)濟繁榮。由于研究成果最終到達市場時,專利往往已經(jīng)到期,所以中國不會侵犯任何知識產(chǎn)權。而實際上,將基礎研究商業(yè)化的過程往往會產(chǎn)生新的專利,中國可能反而會從其他國家的研究發(fā)明中獲得巨額“版稅”。
印度的策略更保險一點。他們已經(jīng)將一些重要專利國有化,以便促進制藥業(yè)的發(fā)展。但這一政策能否延伸到保健領域外,還有待觀察。
中國和印度的崛起還有一些好處。由于這些國家科研人員比例的增加,產(chǎn)生重大科技突破的可能性理應增加。這樣,全世界的消費者終將受益。即使美國的研究成果最終由中國完成轉化,總要好過這些成果被埋沒。
填補空缺
由于大公司的缺位,美國必須想辦法找到資助科研的新辦法。為此,美國不得不做出一點犧牲。美國人鐘愛自由市場競爭已久,如今也要面對現(xiàn)實,那些艱難、花錢、不確定的創(chuàng)新過程需要國家和地方政府的鼎力支持。
最近,太陽能公司Solyndra和混合動力電池制造商A123系統(tǒng)公司的失敗,讓公眾感到憤怒,也讓美國政府在科技成果轉化上的投資遭到詬病,但此類投資絕對不能停止。美國要拓寬資助范圍,不僅要資助政府研究機構,也要照顧有潛力將成果轉化產(chǎn)品和服務的私人機構。畢竟,互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生于美國國防部,全球定位系統(tǒng)來自于軍方研究,消防員的防火服則由美國航空航天局開發(fā)。2010年,美國國家科學基金會成立60周年的慶祝會上,曾列出經(jīng)其資助的60項重大成就,其中包括磁共振成像、光纖技術、超級計算機和加密技術等。
僅有政府資助還遠遠不夠。我們還要鼓勵政府公共資源、大學研究機構以及私營企業(yè)之間相互合作。
公私合作并不新鮮,但目前大多僅限于一些邊緣項目,而且很多都資金吃緊。那些精英大學的科技轉化部門,其實并沒有真正融入學術界。由政府牽線,促成研究人員與私企共同成立的新公司,也往往因為規(guī)模不夠大,吸引不到足夠的投資來撐過早期研究階段。
不過,也有一些成功的案例。賓夕法尼亞州先進制造研究機構(RAMP)把卡內基·梅隆大學、里海大學以及賓夕法尼亞州的一些公司聯(lián)合起來,致力于發(fā)現(xiàn)新技術、加快高??蒲袡C構和私營企業(yè)之間的知識流動。RAMP投資的項目包括下一代3D打印技術的工業(yè)應用、血漿生物制品的生產(chǎn)工藝等。
美國其他各州也有類似的鼓勵合作的舉措。2012財年,俄亥俄州撥款2500萬美元,用于資助世界一流的公私合作研究機構,開發(fā)先進材料、再生醫(yī)學、燃料電池與能源儲備,以及替代能源等領域的新產(chǎn)品和新技術。2005年,得克薩斯州成立新興科技基金,為一些私營企業(yè)提供資助,將得克薩斯大學和美國航空航天局約翰遜航天中心的研究成果商業(yè)化。
放長線
這樣的合作多多益善。如何鼓勵政府和私營企業(yè)都積極參與其中呢?為了解決這個問題,美國商務部的國家創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)咨詢委員會將產(chǎn)業(yè)界、風險投資機構和大學的領袖人物召集起來一同商討,最終得到一系列意見和建議:政府機構可以增加高風險創(chuàng)新研究的機會;公司和大學可以加強與技術進步相關的戰(zhàn)略投資,實現(xiàn)共同利益;也可以開展一些研究項目,將學校師生與潛在產(chǎn)業(yè)合作伙伴、創(chuàng)業(yè)導師和“概念驗證”基金源聯(lián)系起來。
政府機構還可以幫助大學將創(chuàng)新概念納入基金申請。在與企業(yè)的合作中,如果開發(fā)或使用的技術用到學校自己的知識產(chǎn)權,可以獲得稅收上的優(yōu)惠。同時,學校的科技轉化辦公室應該追求社會利益最大化,而不是僅僅實現(xiàn)學校收入的最大化。
我們的監(jiān)管過程也可以精簡。對于受到高度管制,卻又發(fā)展迅速的行業(yè),比如綠色能源,從前制定的規(guī)定(從前數(shù)據(jù)稀少,數(shù)據(jù)分析耗時耗力)會給創(chuàng)新帶來不必要的阻礙。消除瓶頸可以加速進步,降低成本。
歐洲和亞洲已采取措施,建立鼓勵創(chuàng)新的機制。法國、中國和日本已經(jīng)采取基于研究總量的稅收政策,可以根據(jù)公司整體的研發(fā)情況給予優(yōu)惠。與此相反,美國的減免政策則顯得零散而繁瑣,所以許多美國公司并不買賬。歐洲曾在2000年推出歐洲研究區(qū)計劃,致力于科技信息共享,希望到2020年能夠實現(xiàn)這一目標。如今,該計劃的不斷發(fā)展已經(jīng)帶來了歐洲國家間科研投資與合作的增長。也許,美國也可以建立美洲聯(lián)合研究機構。
這些概念背后,是想讓人們認識到長期投資的價值,建立合理的激勵機制。如果走對路,我們將能建立新的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng),把偉大的科學發(fā)現(xiàn)不斷應用于技術變革,一直持續(xù)到下一個世紀。((撰文 戴維·J·卡波斯(David J Kappos) 翻譯 馮澤君))
(本文由《環(huán)球科學》雜志社供稿)
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