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谁推动了信息产业发展?(美国科学院报告《信息产业创新》)

已有 28897 次阅读 2011-12-26 10:27 |系统分类:海外观察| 美国, 科学院, 基础研究, 计算机, 产业创新

【注:本文已发表在2012年第9期《中国计算机学会通讯》。】


2003年,美国科学院国家研究顾问团(NationalResearch Council of the National Academies)对信息产业的历史与发展进程进行了调研、分析与评估,形成一份供美国政府决策参考的重要报告——《信息产业创新(Innovation in Information Technology)》。这份报告旨在强调基础研究对信息产业的作用,同时也揭示了政府与大学、企业在基础研究与产业推广中的重要作用与互动关系,有利于帮助对我们了解信息产业发展自身规律。笔者在阅读此报告后收获很多,觉得对我们国家信息产业发展也有启示,在此特向大家介绍。

1. 计算机基础研究与产业是什么关系?

   2003 年,美国科学院的国家研究顾问团(National Research Council of the National Academies)对信息产业的历史发展进行了调研、分析与评估,形成了供美国政府决策参考的重要报告——《信息产业创新(Innovation in Information Technology)》。这份综合报告旨在强调基础研究对信息产业的作用,同时揭示了政府、大学、企业在基础研究与产业推广中的重要作用与互动关系。

回顾历史,上世纪 60年代正是信息领域繁荣的起点,也是计算机学科基础研究活跃的起点。美国科学院的这份报告以1960年为时间起点,分析了19个计算机技术发展史,得出基础研究与产业化的关系:

1)新技术产业化同时依赖大学基础研究与企业研发;

2)大学与企业研发互动反馈周期约3~5;

3)基础研究到第一代产品约5~10年;

   4)基础研究到十亿美元规模产业约10~15年。

上图中几乎所有技术的产业化都有大学与企业共同推动(图中的带箭头的水平线)。其中,大学基础研究侧重于开放的长期的关键点、难点等共性问题,而企业研发则倾向于更容易使用专利保护、更容易商业化的应用技术研究。以语音识别(SpeechRecognition)技术的发展为例[1]Bell实验室最早于1960 年代开始研究语音处理专用机,然而进展非常艰难。Bell实验室的执行主任J. R. Pierce在《The Journal ofthe Acoustical Society of America》上撰文称,“……语音识别太遥远,对人们吸引力好比水变油、大海淘金……”后来在CMU的参与下,语音识别开始有了新的转机。1971 年到1976 年,语音识别可以达到了90%以上的识别率。1980 年代统计方法提出使得语音识别得到了新的发展。1980 年代到 1990 年代,MITSRI 进一步推进语音识别技术。而如今,每一部iPhone手机上都已经安装了Siri语音识别系统。语音识别已经广泛地应用在各个领域。

从图1分析和例子可以看到,虽然大学、企业在信息产业快速发展存在错综复杂的关系,但实际上这些关系背后也存在一些内在规律。这些规律也对开展计算机基础研究也有启示。例如,从基础研究到初级产品一般需要5~10 年。以现在大学及科研单位博士 5~6年的培养周期来看,至少需要到1~2 代无重叠周期博士参与到这些基础研究中。因此,基础研究在课题选择初期就需要有前瞻性,同时需要有稳定的领导人员、项目资金和合理的人才梯队来维持其研究的延续性。


[1] AutomaticSpeech Recognition: An OverviewJulia Hirschberg


2. 谁推动了IT产业发展?

在学术界,Berkeley(7)、MIT(5)、Stanford(4)、CMU(3)是主要贡献者,奠定了她们如今四大牛校的地位,UCLA(3)是Internet的发源地,在网络方面的贡献举足轻重。

在工业界,IBM(9)傲居群雄,且笑至今日,而Xerox PARC Lab(5)、Bell Lab(3)在计算机发展史做出卓越贡献,但都遗憾地成了历史英雄。

历史为什么选择了他们?笔者认为,这些大学企业与应用之所以成功,关键因素之一是因为他们离需求更近。计算机领域研究问题主要是来自应用需求,早期是用军用需求来推动,而后期则主要由民用需求在驱动。

上世纪60年代,因为冷战的需要美国军方组织了一系列大型项目,包括阿波罗登月计划、防范苏联核轰炸的SAGE计划等。SAGE系统是第一个实时系统,起因是因为惧怕苏联的核轰炸机,整个项目耗资超过100亿美元。虽然SAGE1963年研制成功,但苏联洲际导弹技术已成熟,SAGE计划实际上已失去其军事价值。不过负责研发SAGEMITIBM等实力得到跨越式提升,并为后来的大型机发展积累了很多技术。IBM则更是参与几乎各种军方项目,形成了一条军用技术转民用的道路,成为当时技术与市场的领头羊。同时SAGE项目促进了内存技术、交互技术等发展,孵化了一些创业公司,如DEC。可见,早期的军用需求对MITIBM的发展起了很大的作用。

随着民用需求的兴起,信息技术逐渐完成了从军转民的过渡。IBM也越来越重视民用需求,开始针对民用需求研发技术,如推出计算机租赁服务以降低客户使用成本,研制System360兼容机降低用户维护成本。此外,IBM还于1961年成立了沃森实验室(Thomas J .Watson Research Center),主要针对民用需求进行基础研究以及应用研究。与此同时,面对这个新需求不断涌现的领域,大学也开始设置一门新的学科——计算机科学,1965StanfordCMU分别成立了计算机系,MIT也于1968年成立了计算机系。硅谷的成长在应对民用需求涌现的过程中起到了至关重要的作用。在硅谷生态环境里,公司是市场需求的过滤器,它们通过自身研发吸收消化一部分需求,而将一些中长期需求通过学生实习、项目资助等方式转移到大学等研究机构。在这些大学中,Stanford因为地缘优势,教授与学生更容易接触到这些新兴需求,他们的研究也更有需求针对性,所以创业公司在Stanford盛行也不足为奇。大学与企业明确分工,人才相互流动,这些机制促进了学术界与工业界之间的良性互动,推动了信息产业的发展。


4. 我们能借鉴什么?

如何协调基础研究与产业发展之间的关系?普林斯顿大学李凯教授经常引用杰弗里尼科尔森(Geoffrey Nicholson)博士的定义:基础研究是将财富转化成知识产业创新是将知识转化成财富。事实上,科研体系的产出不仅是知识,还包括人才,正是人才流动才将两个转化有机地衔接起来。

人才是如何流动的?以国外顶尖大学的顶尖教授为例,他们与工业界的联系非常密切,我们甚至可以发现计算机系统结构领域的顶尖教授几乎都创办过公司或在一些公司担任职务!表1列出了部分计算机系统领域的美国顶尖学者以及他们与工业界的联系(欢迎大家补充):

1.计算机系统领域美国大学顶尖教授与工业界的联系

可见人才跨界流动在美国学术界非常盛行。这种流动也有其弊端,如教授指导学生的精力会受影响,但对推动信息产业发展的积极作用是很大的。总体而言,计算机学科的基础研究比其他学科更容易商业化,从事计算机基础研究人员也有更多创造经济价值的机会,人才的跨界流动也应该更活跃。


4. 如何激励人才跨界流动?

回到杰弗里尼科尔森博士关于财富与知识之间相互转化的描述,这两种转化正是通过人才流动才能有机地衔接起来。那么该如何才能激励人才在学术界与工业界相互流动呢?

显然,财富激励是一种相对直接而有效的方式。科研人员通过角色转变、技术创业,将知识转化为财富,这是一种人才流动的激励方式。但并不是所有科研人员都适合创业,对于大多数的科研人员而言,还需要其他激励机制来促使他们的流动。笔者曾经观察过美国工程院院士构成,发现美国工程院院士有很大比例来自企业(见表2)。笔者认为这是一种比较合理的从学术荣誉出发激励人才流动的机制。


2列出了美国工程院院士的分布(随机选取2012年与2009年)。美国工程院每届评选大约65位左右新院士,他们来自大学、企业(如IBM、通用电气等大公司和有核心技术的中小公司)和政府机构(如NASA和各大国家实验室)。从表2可见,企业科研人员占了相当的比例(这里统计并未计入在企业兼职的大学教授,否则来自企业的比例会更高)。

如果对美国工程院院士个体进行分析,可以发现更多有趣的现象:

Ÿ   1)很多企业创始人是美国工程院院士。比如苹果的乔布斯、微软的比尔盖茨、Google的布林等;

Ÿ   2)很多企业工程师是院士。比如GoogleJeffrey DeanSanjay Ghemawat等;

Ÿ   3)一些独立科研人员是院士。如09年的David Auth是咨询顾问,不隶属任何公司;

相比而言,在我们国家,如果科研人员从科研机构流向企业(民企),某种程度上等于放弃了追求国家层面学术荣誉的机会。作为对比,我们以2011年与2009年当选的中国工程院院士为例,分析其人员构成(见表3)。


   从表3可以看出中国工程院院士还是主要聚集在“象牙塔”中,即大学与科研院所。2011年大学与科研院所院士人数之和达46位,占总数的85.2%2009年两者人数为39位,占总数的81.3%。而国家屡次强调要成为“创新主体地位”的企业则仅占12%~15%,且以国企为主,民企完全可以忽略不计。

在一视同仁的学术荣誉激励制度下,在大学做科研与在企业做科研应该没有明显区别。而且在企业从事科研工作会有更好的经济收入,离市场需求、真实问题更近,有真实大规模数据,相对更容易做出研究成果。从近年来系统结构领域国际会议上企业论文比例不断增加也反应了这些优势。而我们国家大量科研人员选择滞留科研机构,应该和国家制定的偏向于科研机构而忽略民企的人才激励制度有一定联系。事实上,中国的民营经济已经成为经济发展的最大动力来源,也是解决社会就业问题的绝对主体。2007年数据表明,民营经济占全国GDP65%左右,占经济增量的70%~80%。在IT等新兴领域,民企对中国技术进步也起到了很大的推动作用,如华为、阿里巴巴、百度等,面对上亿用户,他们要解决的问题都是世界级的。有人质疑中国的民企虽然对国家经济有推动作用,但技术上仍以“山寨”为主。笔者认为这种观点背后隐藏了一种双重标准:1)象牙塔中的科研人员,跟踪复制国外先进技术,满足“国家需求”,则经常被誉为“国内首次”、“填补空白”。2)民企中的科技人员,跟踪复制国外先进技术,攻克产品研发难点、降低产品成本,提高人民生活水平,则鄙之为“山寨”、“抄袭”。去年施一公饶毅院士评选双双落选,引发社会极大争议,因而有院士出面解释“院士评选关键要看对国家贡献”。在笔者看来,满足国家需求与提高人民生活水平,这两个目标在根本上是一致的,都是对国家的贡献。

作为一种以学术荣誉为形式、高层次的人才激励机制,笔者觉得院士制度改革中可以考虑逐步增加民营企业科研人员的比例。如前分析,这可以从一定程度上激励人才从大学科院所构向企业流动。当然,这仅仅是单向流动,如果要进一步激励人才流动,还需要提供一些配套机制允许人才从企业流回大学科研院所,实现人才在科研机构与企业之间双向循环流动。以规模不大的Princeton计算机系为例,就能观察到这种循环的人才双向流动。比如李凯教授、LarryPeterson教授等是以创业形式流向工业界,图灵奖得主Robert Tarjan教授则以兼职方式流向HP研究院;而另一个流动方向上,BrianKernighan教授和Jennifer Rexford教授则是分别从BellLabAT&T研究院全职流回大学。






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