超越追赶:中国创新之路
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鲜有的成功者

美国

美国工业化起步晚于欧洲,大量技术从欧洲尤其英国引进。1789年通过引进欧洲的先进技术,美国创办了国内第一家近代棉纺织厂,开始了早期的工业革命。[8]1820年,美国的人均GDP为英国的73.3%,到1870年提升至75.3%,在1870年到1913年之间的GDP平均增长率为3.9%,而英国同期的增长率为1.9%。到了1913年,美国人均GDP水平已超过了英国,达到英国的105.5%。[9]因此,美国的崛起始于19世纪70年代开始的第二次工业革命并长期保持领先,这个过程是从电力、石油等能源部门的革命开始的。

1878年,爱迪生建立了世界上第一个工业实验室,在1879年成功制造了第一只实用的白炽电灯泡,这是电力革命时代开始的标志。随着应用交流电感应发电机和感应电动机以及交流电远程输电这些电力工业发展的关键问题获得解决,美国电力机械开始进入快速发展的时期。1893年康涅狄格州的纺织厂开始使用电动机,并很快将其在其他工业领域迅速推广。到第一次世界大战开始的时候,几乎美国每个工厂都在使用电动机。随着电力工业的兴起,电力广泛地应用到工业、通信、交通等各个部门。在同一时期,通信技术也快速发展并进入应用。1876年亚历山大·贝尔发明了世界上第一台电话机,并于1877年成立了贝尔电话公司,电话逐渐成为美国社会广泛使用的便捷通信工具,到1910年,美国使用的电话已达700多万台。1925年贝尔电话实验室成立并成为当时世界最大的工业研究实验室,这被认为“美国电气工程的转折点”[10]。同时,汽车工业的发展、飞机的商业化应用,使得石油使用量激增,推动石油工业迅速发展,石油产量处于全球领先的地位。1894年,美国的工业总产值跃居世界首位;1913年,其工业产量占世界工业总产量的36%,超过英、德、法、日工业产量的总和[11],成为世界第一经济强国。

在20世纪四五十年代开始的第三次工业革命中,美国一直保持领先。二战之后,面对冷战的压力,美国国防建设与产业发展之间实现联动创新:军方解决爆炸品落点和弹道的大规模计算的需求,推动了第一台电子计算机的产生;美国国防部高级研究计划署建立了互联网前身“阿帕网”的第一个形态;同样是军方,给了集成电路“鼻祖”仙童半导体公司的第一批平台型晶体管的合同。美国二战后的核工业、航空航天业基本上拥有类似的创新轨迹。[12]美国经济自19世纪后期以来快速发展,美国成长为世界第一强国,最主要的原因是自主创新给前沿技术扩张带来增长动力,从创新视角看大致有以下几条经验。

第一,科研型大学促进了基础研究中的突破式创新。19世纪70年代,美国研究型大学开始兴起,各州鼓励教师从事学术研究以及培养人才,促进了美国科学快速发展。到1920年,美国科研型大学的现代形态已经成形,逐渐成为美国高等教育体系中的主流。[13]

第二,完善的知识产权保护体系激发了创新的热情。美国是最早把知识产权保护写入宪法的国家。1802年,美国成立国家专利局,在1865—1900年期间,有64万种发明专利被正式批准登记。[14]美国还不断完善知识产权体系。根据一直以来的联邦法律,法定上政府拥有其资助的科研项目所产生的专利权,私人部门要获得这些专利需要符合非常苛刻和复杂的法律程序。这导致的结果是,截至1980年政府持有近2.8万项专利,但其中只有不到5%的专利技术被转移到工业界进行商业化。产生这种现象的原因在于知识产权无法有效配置:政府拥有专利但没有动力和能力推动商业化,私人部门有动力和能力商业化但无法获得相应的权利。1980年通过的《拜杜法案》赋予大学和非营利研究机构对于联邦政府资助的发明创造享有专利申请权,在审核通过后则可以持有专利权,鼓励大学展开学术研究并积极转移专利技术,促进企业发展和推动产业创新。

第三,工业实验室促进科研成果转化。工业实验室是美国科学研究与试验发展(R & D)重要组成部分,在20世纪初开始迅速成为趋势。美国工业企业逐渐认识到工业研究具有高度的重要性,因而均开始大规模组建研究与开发部门,并与高校学者和专家建立了密切的关系。较为著名的工业实验室包括通用电气实验室、杜邦实验室、柯达实验室、贝尔实验室和国际商业机器公司(IBM)研究实验室等。著名经济学家弗里曼指出,19世纪末期研究与发展的制度化成为公司竞争方式中最主要的变化。大多数美国大企业的中心实验室建立之初,就担负着双重任务:一方面,借助科学和技术改进已有产品并完善生产流程;另一方面,发现和探索有助于新产品开发的科学原理与自然规律。[15]随着产业界不断成熟,工业实验室逐渐认识到并建立了“基础研究必须响应市场需要”的特殊使命。正是基于这样的认识,美国的工业实验室不以基础、应用之分而以商业需要为标准开展研发活动,促进科研成果快速转化为商业价值。例如,贝尔实验室从创立之初就致力于基础研究,并取得了惊人的成就:贝尔实验室是晶体管、信息论、太阳能电池、通信卫星、激光器、发光二极管、数字交换机、可视电话、UNIX系统和C语言的发明者,拥有15名诺贝尔奖得主,贡献了25000多项专利技术。同时,贝尔实验室也致力于促进技术的工程化和产业化[16],在过去的一个世纪中,贝尔实验室为全世界带来的创新产品包括传真机、按键电话、数字调制解调器、蜂窝电话、通信卫星、高速无线数据系统、太阳能电池、电荷耦合器件、数字信号处理器、单芯片、激光器和光纤、光放大器、密集波分复用系统、首次长途电视传输、高清晰度电视、语音合成及识别、UNIX操作系统、C语言和C++语言,等等。

第四,金融工具和风险投资助力中小企业创新。美国于1971年建立了纳斯达克股票市场,开始规范场外交易,改变了其混乱的状态。中小企业能够通过融资平台有效利用社会资本,这成了推动基于大学的高科技创业成为主流的重要力量。[17]包括风险投资在内的金融工具使高科技中小企业焕发生机,为第四次产业革命铺就道路。

通过以上与技术创新相关的制度创新,不断推动各种新的科技成果在美国产业中广泛应用,逐渐形成包括企业、政府、大学和产业集群在内的创新体系,并推动基于集群创新的科技创新产业基地的出现。例如硅谷就是基于斯坦福大学、加州大学伯克利分校等研究型大学的基础研究,通过政、产、学、研和金融机构之间的协作不断衍生出大批以科技创新为特色的硅谷企业。[18]