虽然现在是一个电子阅读的时代,但是纸质书的阅读魅力仍然让人着迷。
最近看了一本《美国创新简史》,这是
2018
年由麻省理工的教授
Jonathan Gruber
和
Simon Johnson
写的,系统性的介绍了美国科技创新的历史,简单的说,就是美国历史上一些最为光辉灿烂的发明是怎么来的。
当然,和所有的其他书籍一样,这本书也提到了影响了美国科技进步的范内瓦
.
布什,
他在
1940
年拜访白宫说服罗斯福总统建立一个国防研究委员会,罗斯福当场就同意了他的建立,范内瓦布什被任命为主任,他领导了战争期间美国的科技研究工作。
在
1945
年,范内瓦布什向美国政府提交的《科学:无尽的前沿》报告,更是极大的促进了美国在二战之后的科技研发工作,正是范内瓦布什卓越的工作,促进了美国从二战之后持续几十年的繁荣,其背后的核心原因是美国联邦政府提供的研发支出出现了爆发性的增长。
在二战全面爆发前的
1938
年,美国联邦政府和州政府提供的研发经费仅仅占到美国国民收入的
0.076%
,而到了
1944
年,这一比例提高到了
0.5%
,其中大部分以布什在
1940
年创立的国防研究委员会为渠道。
从
1940
年
-1964
年,美国联邦政府的研发支出增长了
20
倍,到了
20
世纪
60
年代的鼎盛时期(也就是
1964
年),这一支出甚至已经接近美国
GDP
的
2%
。
由于大量的公共研发支出的投入,一大批的先进科技诞生了,尽管盘尼西林是英国人发明的,但是美国对其实现了量产,以拯救士兵的生命,并大大的促进了其他抗生素的开发,
最初为满足军方对火炮自动控制等计算要求的电子计算机也诞生了,后面也导致了晶体管和集成电路的发明,到今天半导体和计算机成为美国的核心科技产业之一,同时在此基础上还诞生了一大批的软件公司。
另一个有重大影响的是喷气式飞机,其发动机最初的研发就是为了军用,
1953
年,波音飞机在军用研发的基础上,推出了波音
KC-135
加油机,又生产了四引擎的波音
707
客机,到
1969
年推出了波音
747
机型,到
20
世纪
80
年代,波音公司成为美国的主要出口商之一,直到今天民航客机仍然是美国出口的主要工业品之一。
大规模集成电路的诞生,到今天成为美国的核心领先产业之一。
水路两用运输车,后来成为雪地摩托的模型;滴滴涕成为了广泛使用的杀虫剂。
该书还认为在军用产品研发中,雷达具有最长的衍生产品列表,比如现在航空旅行中大量使用的遍布美国各地的几百个雷达站,
间接的影响还有战时雷达系统使用的存储器和阴极射线管,后来成为计算机技术的一部分。这个阴极射线管我们听起来感觉不太懂,但是阴极射线管显示器(
CRT
)我们肯定都见过,在现在普遍使用的液晶显示器,等离子显示器发明之前,我们看电视和使用电脑的屏幕都是
CRT
为主。
另外雷达技术的衍生产品还有微波无线通信,以及今天我们普遍使用的微波炉。
雷达也被认为是美国在二战时期最重要的技术进步之一,盟军的飞机因此很容易的发现水下的德国潜艇,到
1943
年
5
月,盟军总共击沉了
192
艘德国潜艇,然而在
1943
年
5-7
月这三个月的时间,盟军就击沉了
100
艘德国潜艇,科技的进步给战争带来了巨大的逆转和变化。
值得注意的是,书中披露了尽管美国人声称雷达是其独立发明的,但实际上其中部分关键技术的确来自于英国,当时美国人派出了一个以亨利
.
蒂泽德为组长的专家组到达英国,其使命是搜集英国重要的技术发明信息,他们说服丘吉尔政府通过开放一些关键技术信息,来换取美国更多的物资援助,这个小组用金属箱把珍贵的技术文件和物品送回美国,其中一个关键的产品是共振磁控管,这个物件可以让雷达更小,更准确,更强大。
当然从共振磁控管到最后实用的雷达系统,美国还是做了大量的工作的。
作者在书中提到,在二战之前,美国并不是全球的科学领先国家,仅仅在实用的工程技术方面具备较强的实力,美国能自己制造火车机车,出现了一些实用技术的杰出人物,包括发明了轮船的富尔顿,发明了电话的贝尔,发明了电灯的爱迪生,还有特斯拉等等,但在科学方面,领先全球的仍然是欧洲国家。
诺贝尔奖是
1901
年首次颁发的,诺贝尔科学类最重要的三个奖项:
1
:美国人在
1914
年才获得第一个诺贝尔化学奖,到
1932
年才又获得第二个,是来自
GE
公司的欧文
.
朗缪尔,他曾到欧洲学习,是哥廷根大学的博士。
2
:在
1901-1932
年,美国只获得了两个诺贝尔医学奖项,而这两个获奖者都是在欧洲出生和接受教育的。
3
:第一个获得诺贝尔物理学奖土生土长的美国人是罗伯特
.
密立根,发生在
1923
年;第二个是
1927
年的阿瑟
.
康普顿,第三个是卡尔
.
安德森,他到
1936
年才获奖。
在二十世纪三十年代中期,荷兰就有四个诺贝尔物理学奖得主,这个数字比美国还多。
到
1930
年,全球共颁发了
90
个诺贝尔物理学奖,化学奖和医学奖,其中只有
4
个颁发给了美国科学家,
由于
1930
年代德国纳粹的大规模迫害,不少欧洲顶尖科学家到了美国,因此在三十年代美国获得了
10
个诺贝尔科学奖项,占到了
28%
,
而到了四十年代,美国有了飞跃的进步,获得了
30
个诺贝尔科学类奖项中的
14
个,占比达到了新高,而在接下来的几十年里,美国的获奖总数从未低于
49%
,在二十世纪九十年代甚至达到了
72%
的顶峰,获得了
60
个颁奖总数中的
43
个。
和科学研究配套提供人才,也是为了安置大量的退伍军人,美国也开启了高等教育扩招,
吸取一站退伍老兵抗议的教训,
1944
年美国通过了《退伍军人权利法案》,规定如果退伍军人决定继续接受教育,将提供学费和经费支持。
在
1940
年,一半的美国成年人离开校园时所接受的教育年限不超过
8
年,仅有
6%
的美国男性和
4%
的美国女性完成了大学教育,而在
1940
年
-1960
年,美国的高等教育入学率翻了一翻,高等教育的教职工人数从
11
万人增加到了
28
万人多。
其中在
1947
年,接近一半的大学入学新生是退伍军人。
大量科技的出现,使得从
1947
年
-1970
年,美国家庭的平均收入增长了一倍,美国享受了长期的经济繁荣,但是该书的作者也提到,在
1964
年之后的五十年,联邦政府支出占
GDP
的比例从接近
2%
的峰值出现了下降,下滑到了
0.7%
左右的水平,与之对应的是
70
年代以来美国家庭的收入增长速度大大下降,
1970-2015
年的
45
年间,美国家庭收入的中位值甚至只增长了
20%
。
所有我觉得大家如果要研究美国的科技发展历史的话,
1945
年范内瓦布什向白宫提供的《科技:无尽的前沿》这本书可以说是必买的,它总结了战时的研发成果以及建议的战后美国科技发展走向。
我们回到《美国创新简史》这本书,看完之后我的总体感觉是,
作者历数了
1940
年开启的美国政府对科技投入高速增长带来的各种科技研发成果,以及随之而来的一直到七十年代初的长期经济增长和收入增加,同时也叙述了自从上世纪六十年代联邦政府研发投入占
GDP
比重到达顶峰以后出现了长期的下降,也因此导致了美国领先优势的逐渐丧失,因此想让美国联邦政府重新加大对科技的研发投入。
尽管作者在强调政府投入研发的重要性,并且甚至在第四章通过整整一章来叙述私企研发的局限性,列举了私营研发的三个局限:溢出效应,专属的私营研究和发展滞后。
但我觉得作为中国的读者来说,
应该意识到中国和美国的情况其实并不太相同。
美国
的情况是
高度的市场经济和市场化,私营企业投入了大量的经费搞研发,是美国科技创新的主体,在欧盟公布的2021年全球企业研发2500强里面,第一,三,五,六,九,十都是美国的私营企业,分布在软件,芯片,智能手机,制药等行业,引领了全球的创新,
按照欧盟的这个数据,谷歌母公司在全球研发投入最高的软件公司,而苹果则是全球研发投入第三的电子硬件公司,英特尔则是全球研发投入最高的半导体公司,强生公司则是研发投入全球第二位的医疗器械和制药企业。
但本书作者认为政府的公共研发起到了提供科技源头的作用,而美国的政府科技投入强度比以前降低了,因此应该加大投入,实现两条腿走路。
排名
|
国家
|
公司
|
研发投入(亿欧元)
|
1
|
Alphabet(谷歌母公司)
|
美国
|
224.7
|
2
|
华为
|
中国
|
174.6
|
3
|
微软
|
美国
|
168.82
|
4
|
三星
|
韩国
|
158.95
|
5
|
苹果
|
美国
|
152.82
|
6
|
脸书
|
美国
|
150.33
|
7
|
大众
|
德国
|
138.85
|
8
|
罗氏制药
|
瑞士
|
112.47
|
9
|
英特尔
|
美国
|
110.47
|
10
|
强生
|
美国
|
99.09
|
在本书中,作者列举的几个例子,在论证私营企业研发局限性的同时,实际上也印证了私营企业研发有其独特的作用。
在第一个局限溢出效应里面,本书举了私营企业施乐公司发明图形用户界面(GUI)的故事,在20世纪七十年代,当时的计算机还都是命令行接口,也就是在键盘上面通过输入特定的命令来让程序执行命令,而施乐公司GUI图形界面的发明,用户只需要用鼠标移动光标在屏幕上点击就可以执行各种操作,这是革命性的进步,成为现代计算机的标准交互方式。
而这种历史性的发明,给施乐公司带来多少收益呢?但是苹果的乔布斯认为这项技术价值巨大,于是以10.5美元每股的价格向施乐公司提供了10万股苹果公司的股票买下了这项技术,施乐公司最终以28美元的价格抛掉了股票,获利差不都200万美元。
而与之对应的是,买下了这项技术的苹果公司,以及后来从苹果获得这项技术许可的微软公司,都通过MAC电脑和windows的销售获得了几千亿美元甚至更多的收入,总之大大的高于施乐公司的收益。
作者举这个例子,是想说科技的发展具有溢出效应,也就是第一个发明这项科技的公司,往往并不是最大的获益者,相反却让其他公司搭了便车,这个效应限制了私营企业在一些领域的研发投入意愿。
但从这个例子本身,其实也可以看出私营企业研发和国家投入的互补关系,因为首先发明GUI技术的施乐就是私营企业,后来进一步把GUI技术全面推开的苹果和微软也是私营企业。
同样的在论证私营企业研发的第二个局限性:“专属的私营研究”里面,
本书举了日本三共(Sankyo)公司和美国默克公司投入研发新药洛伐他汀的例子,新药的研发通常耗资巨大,像是识别“靶向”生物体,例如基因与蛋白质,找到适合与“靶子”相互作用的“命中分子”,一旦确定了靶子,则要筛选20万种到100多万种化合物,以确定命中次数,最终只有9.6%的药物能进入临床试验的第一阶段。
因此新药的研制甚至能达到25亿美元。
三共公司和默克公司都在进行他汀类药物的开发,这种药物能够降低胆固醇,可用于治疗冠心病,而三共公司由于实验狗发生了胃肠道病变,被解释为淋巴瘤,于是在1980年8月停止了他汀类药物康帕丁研发。
而默克公司也在研发他汀类药物--洛伐他汀,在听到三共公司的这个事情后,由于不知道洛伐他汀是否毒性和三共的康帕丁一样,于是也停止了研发洛伐他汀的研发,期间默克公司多次拜访三共公司希望获得病理报告,以确定究竟会不会引发癌症的风险,但是被三共公司拒绝,因为觉得是竞争公司,没有必要帮助自己的对手。
一直到1982年,美国两所大学的医生要求给无法治疗的高危患者进行洛伐他汀实验,结果默克公司发现实验获得了成功,在1987年作为世界首款他汀类药物成功上市,并在1994年实现13亿美元的年度销售额,而在今天他汀类药物已经极为广泛的应用,仅在2008年,他汀类药物就阻止了四万人死亡,防止了6万人心脏病发作。
作者是想通过这个例子说明私营企业之间互相竞争,不共享数据,因此导致他汀类药物的研发延迟了两年的时间,但同样这个例子也说明,正是私营企业的投入研发使得他汀类药物得以面世,而书中提供的描述也说明这个研发投入金额并不低。
1
:
二战前后对于美国来说的确是一个关键的时间节点,由于欧洲发生的种族迫害和战争,不仅是从三十年代开始美国获得了大批的欧洲顶尖科学家,包括战后从德国网罗的科学家,而且刺激了本国对于科技研发的大量投入,涌现了雷达,微波通信,微波炉,电子计算机,原子弹,喷气式飞机,盘尼西林,滴滴涕杀虫剂等一系列科技发明和其后续衍生品,这些产品后来大量用于民用,创造了长期的经济繁荣。
在二战以前,高等教育对于
95%
以上的美国人来说仍然是遥不可及,而这之后则招生规模持续扩大,获得了更好教育的美国人投入了新的产业,促进了经济在二战后的快速发展。
和二战类似的还有五十年代美国感受到的来自苏联的竞争威胁,苏联在
1949
年就爆炸了第一颗原子弹,这个进度大大的超出美国人的预计,并且在
1957
年抢先把第一颗人造卫星送入了太空,这让美国内部大大的震惊,并在
1958
年成立了美国航空航天局(
NASA
),
NASA
的持续科技研发也产生了大量的民用科技成果,包括我们今天广泛使用的
GPS
全球卫星导航定位系统,以及衍生的基于卫星的搜索救援系统,
以及后来出现的数码相机传感器(来自星际任务的微型摄像机技术),
其他还有空气净化器,便携真空吸尘器,建筑和桥梁的吸尘器等等。
这让我想起了美国
2018
年
-2019
年开始的连续对中国的贸易战和科技战,也同样大大的刺激了中国在半导体等科技方面的投入,可见竞争对手的刺激是促进科技研发投入的有效手段,甚至可以说是最有效的手段了。
今天美国人不断的把中国当成竞争对手甚至是敌人,其实也是一种团结美国内部的手段,而我国也其实应当有效的利用这个外部条件加大对国产化的投入。