基礎研究沒有真正推動技術創新,誰該資助它?

机器之心發表於2021-03-12
科學研究真能助力創新嗎?科技記者和知名科普作家 Matt Ridley 在這篇文章中分享了有些「毀三觀」的觀點,曾引發學界熱烈討論。時值中國「十四五」大力提倡科技創新,重溫這篇2015年舊文,把握政府角色「度」在哪裡,不失為一種參考。
文章認為,「政府不資助科學研究,科學研究就無法獲得資金,而如果科學研究無法得到納稅人的資金支援,也就不會有經濟增長」,這樣的思維不符合事實。
你看,在 19 世紀末和 20 世紀初那段時間裡,美國和英國的公共科研資金可以說是微不足道,但這兩個國家卻為科學研究做出了巨大貢獻;而同期的德國和法國雖有大量公共研究資金,但不管是在科學還是在經濟學領域,都沒有得到更大的成就。
那些大力推崇政府積極投資科研背後的線性思維——「科學推動創新,進而實現商業化」,也只是一廂情願。作者認為,技術進步有著自己演化軌跡,是由實踐者推動。後者不斷嘗試直到造出更好的機器,與實驗室裡的抽象科學研究關係不大。
Matt RIdley 來頭不小,早年就讀於伊頓公學與牛津大學莫德林學院,主修動物學。後進入《經濟學人》擔任科學編輯。曾為《每日電訊》、《華爾街日報》、《時代》撰寫專欄。著作曾入圍六大文學獎項,包括《洛杉磯時報》圖書獎與美國國家科學院頒發的最佳科學圖書獎。
本文系作者為《華爾街日報》撰寫的專欄文章,當時正值其著作 The Evolution of Everything: How New Ideas Emerge (《自下而上:萬物進化簡史》) 即將出版。作者另一部作品《理性樂觀派》對中國讀者影響很大。

作者 | Matt Ridley

編譯 | Panda

創新這個過程非常神秘,難以描述。技術變遷似乎是某種不可違逆的演進式的過程——我們無法阻止技術進步,也無法為其加快多少速度。而且,技術變遷也實在算不上是科學的產物。大多數技術突破都源自技術專家的修補與改進,而非研究者探索各種假設的結果。聽起來可能與直覺相悖,但「基礎科學」在催生新發明方面並不如我們預想的那樣有效。

圖片艾薩克·牛頓(1642-1727)使用稜鏡將白光分離成彩色光譜,旁觀者是他在劍橋大學的室友 John Wickins。這幅圖是 1874 年的一幅版畫。

假設托馬斯·愛迪生在發明電燈泡之前就死於電擊,歷史會有很大的不同嗎?當然不會。據 Robert Friedel、Paul Israel 和 Bernard Finn 所寫的發明史描述:在愛迪生的版本之前,至少有 23 人已發明某種版本的白熾燈泡。

其它發明也有類似情況。伊萊沙·格雷(Elisha Gray)和亞歷山大·格拉漢姆·貝爾(Alexander Graham Bell)在同一天申請了電話的專利。在谷歌於 1996 年問世時,就已經存在好些搜尋引擎了。正如凱文·凱利(Kevin Kelly)在其著作《科技想要什麼》中記載的那樣,我們知道溫度計有六位不同的發明者、皮下注射器有三位、疫苗接種技術有四位、電報有五位、照相術有四位、蒸汽機船有五位、電力鐵路有六位。歷史學家 Alfred Kroeber 寫道:發明的歷史是「一條並行發展的例項構成的連綿不絕的長鏈」。

這個說法在科學和技術領域都成立。英語國家的波義耳定律(Boyle’s law)和法語國家的馬里奧特定律(Mariotte’s Law)其實就是一回事。因為戈特弗裡德·萊布尼茨正確地宣稱自己獨立地發明了微積分,艾薩克·牛頓還為此多次宣洩他的憤怒。阿爾弗雷德·羅素·華萊士和查爾斯·達爾文都在讀過馬爾薩斯的同一本書《人口論》之後獲得了同樣的思想見解,達爾文也因此最終發表了他的理論。

漸漸地,技術發展出了某種形式的自主性,直到現在還依然具有某些生物實體的特性。史丹佛大學經濟學家 Brian Arthur 認為技術是自組織的(self-organizing),而且從效果上看,技術可以適應其環境並在其中再次發生。因此,技術可被視為一種生物,就像珊瑚礁也可被視為一種生物一樣。當然,如果沒有動物(也就是人)去構建和維護,它就無法存在,但珊瑚礁也是如此。

而誰又知道這個說法將在何時不再適用於技術並且其將實現自我構建和自我維持?在科技作家凱文·凱利看來,「技術元素(technium,即由我們的整體機器系統構成的不斷演進的有機體)」已經是「一種非常複雜的有機體,它往往遵循自己的需求行事。」它「想要每個生命系統都想要的東西:讓自己持續存在。」

到 2010 年時,網際網路上的超連結數量已經差不多接近大腦中的突觸數量。現如今,賽博空間中的通訊中大部分都不是來自人,而是源自程式——它們執行著監控、演算法金融交易以及其它任務。現在已經基本不可能再將網際網路關閉了。

將技術看作是一種不管誰負責都會自動持續不斷演進的實體是一個新的視角,而這個視角能推匯出讓人驚訝的內涵。人只是這個過程中的棋子。我們乘浪而行,而非掀起創新的波濤。技術終會找到自己的發明人,而不是反過來。除非謀殺一半的人口,我們沒法阻止它發生,甚至說就算殺死一半人口也無法阻止。

事實上,技術禁令的歷史就能說明這一點。中國明朝禁止過大型船舶,日本幕府將軍禁用過火槍,中世紀的義大利禁止過絹紡,美國也曾在 1920 年代下達過酒精禁令。這樣的禁令可以持續很長時間——中國和日本的案例中長達三個世紀,但最終,當競爭出現時,這些禁令都會被廢止。與此同時,這些技術還在世界的其它地方持續發展。

現如今,我們已經無法想象軟體開發突然中止的場景。就算聯合國試圖強行禁止軟體開發,世界上某個地方某個國家也會嘗試培養程式設計師。這個想法很是荒謬,卻能說明我的意思。

禁止更大型技術的技術開發也會更容易一些,因為更大型技術往往需要大規模投資和國家監管。舉個例子,歐洲有一個基於「預防原則(precautionary principle)」的事實上的農作物基因修改禁令,現在已經相當成功地維持了二十年。預防原則的思想是:為了防止產生危害的可能性,即便這種可能性還很遙遠,也要阻止新技術的發展。現在看起來他們也可能對頁岩氣開採採取同樣的態度。但即便如此,也無法在全球範圍內阻止這些技術的研發。

圖片伊萊沙·格雷和亞歷山大·格拉漢姆·貝爾在同一天申請了電話的專利。
如果技術的發展無法停止,那麼也許也無法調整方向。用凱利先生的話來說:「技術元素希望開始進化」。技術變遷這種現象的自發性比我們預想的要高得多。伴隨著發明家那些英雄主義的革命故事,隨之而來的還有不可違逆的、漸進發生的、不可避免的創新。

同時出現的發現和發明意味著專利和諾貝爾獎在本質上都是不公平的。而且事實上,每次諾貝爾獎頒發之後,很少不會出現一群因為失望而痛苦的人,而且這些人也有痛苦失望的足夠理由。

專利和版權法向個人給予了太多榮譽和獎勵,這意味著技術的發展是由無恥混蛋推動的。回想一下,授予專利的最初意圖並不是將壟斷利潤獎勵給發明者,而是鼓勵他們分享自己的發明。為了實現這一點,一定的智慧財產權法是必要的痛苦。但這已經保護過頭了。現在的大多數專利一方面是為了分享思想,另一方面更是為了維護壟斷和阻止競爭對手。而這會抑制創新。

即使最明確的論文或專利應用也沒有足夠明晰地詳細解釋,無法幫助其他人回溯得到這一結果的大量可能實驗步驟。一項對鐳射的研究發現,藍圖和書面報告並不足以幫助其他人複製一項鐳射設計。你必須與做出這項設計的人談才行。因此,專利往往不能實現應有的開放度,反而會抑制發展。

賓夕法尼亞大學經濟學家 Edwin Mansfield 在 1970 年代研究過新英格蘭地區 48 種化學品、藥物、電子和機器產品的開發過程。他發現,平均而言,複製一項產品所需的時間成本和資金成本分別為發明這項產品的 65% 和 70%。而且,這還是具有技術專業技能的專家的水平。因此,就算可以完全自由地複製,公司仍然希望能自己開闢新產品。商業公司做基礎研究的原因是他們知道這能讓他們獲得助力未來創新的隱性知識

政治家相信,創新可以像水龍頭一樣開啟和關閉:從純科學的見解開始,然後轉譯到應用科學,進而變成有用的技術。因此,如果你是一位愛國的立法者,為了確保象牙塔裡的科學家有充足的資金供應,同時技術也在象牙塔外蓬勃發展,你必須做些什麼?

這種關於科學如何驅動創新和繁榮的線性模型可以追溯到 17 世紀初的哲學家和政治家弗朗西斯·培根,他敦促當時的英格蘭在使用科學推動發現和商業利益方面追趕葡萄牙。據說,葡萄牙親王亨利王子(Prince Henry the Navigator)於 15 世紀在地圖製作、航海技術和導航技術上投入了大量資金,進而導致了對非洲的探索,並使葡萄牙透過貿易獲得了豐厚的回報。培根想要複製這樣的成功。

但是,近期的學術研究表明這個故事只是一個傳聞,或者說是亨利王子用來宣傳的說辭。和大多數創新一樣,葡萄牙航海技術的進步源自航海家們的不斷試錯,而不是天文學家和製圖師的猜測。如果非說有聯絡,應該說是科學家受探索者的需求所驅動,而不是反過來。

由生物化學家轉職成的經濟學家 Terence Kealey 透過這個故事說明這種線性的教條(科學推動創新,進而實現商業化)在科學和政治世界中雖然很普遍,但卻是錯的。其誤解了創新的來源。事實情況通常剛好相反。

回看創新的歷史,你會一次又一次地發現,科學突破是技術變遷的「果」,而不是「因」。天文學興盛於大航海時代,這並非巧合。蒸汽機的發明幾乎與熱力學這門科學的研究進展毫無關聯,但熱力學的科學研究進步卻幾乎要完全歸功於蒸汽機。DNA 結構的發現嚴重依賴於生物分子的 X 射線晶體學,這項技術是羊毛工業為改善紡織品而開發的。

技術進步是由實踐者推動的,他們不斷嘗試直到造出更好的機器,抽象的科學反思是他們所做的最後一件事。正如亞當·斯密在觀察過 18 世紀的蘇格蘭工廠後在《國富論》中寫到的那樣:「在生產製造中使用的很大一部分機器……原本是由普通工人發明的」,並且「這些機器的製造者們的創造力」還帶來了許多改進。

由此可知,其中對政府贊助的科學研究的需求更少了:產業界能自己做。做出創新之後,這些創新能為其背後的原理研究帶來資金。蒸汽機發明之後,熱力學研究獲得了資金。Kealey 先生的這一結論是如此另類,以至於大多數經濟學家都無法理解,更別說科學家自己了。

半個多世紀以來,人們一直有一股信念:如果政府不資助科學研究,那麼科學研究就無法獲得資金,而如果科學研究無法得到納稅人的資金支援,也就不會有經濟增長。經濟學家羅伯特·索洛(Robert Solow)在 1957 年表明,技術創新是大多數經濟增長的根源——至少在不開疆拓土或增長人口的社會中是如此。他的同事 Richard Nelson 和 Kenneth Arrow 分別在 1959 年和 1962 年解釋說政府的科研資金是必要的,因為比起搞原創研究,複製他人的成果成本更低。

Kealey 先生寫道:「Nelson 和 Arrow 的論文的問題是它們是理論上的,是一兩個困擾的思想在他們的經濟學家象牙塔中得到的,而在真實世界中,似乎確實有一些私有資本贊助的研究。」他認為,現在仍沒有實際證據表明公共科研經費的必要性,而且歷史記錄還給出了相反的證據。

畢竟,在 19 世紀末和 20 世紀初那段時間裡,美國和英國的公共科研資金可以說是微不足道,但這兩個國家卻為科學研究做出了巨大貢獻;而同期的德國和法國雖有大量公共研究資金,但不管是在科學還是在經濟學領域,都沒有得到更大的成就。第二次世界大戰之後,美英兩國開始用公共錢包大力贊助科學研究。隨著戰爭科學的成功以及蘇聯國家贊助的研究催生了人造衛星 Sputnik,看起來似乎很顯然:國家贊助必定能大有作為。

但實際上,Sputnik 非常依賴 Robert Goddard 的研究成果,而他的資金來源是古根海姆(Guggenheim)家族。因此,真實的情況可能剛好相反。然而,雖然英美兩國掀起了這股科研贊助熱潮,但它們卻沒能從中收穫多少紅利。這兩個國家的經濟增長速度並沒有變得比以前更快。

2003 年,經濟合作與發展組織(OECD)發表了一篇論文,其中研究了 1971 年到 1998 年之間「OECD 國家的經濟增長來源」。其中出人意料地發現:儘管私有資本贊助的研究開發能促進經濟增長,但公共贊助的研究卻對經濟沒有任何影響。真是一點都沒有。這一地震般的結果從未受到挑戰或被證偽。這個結論與科學需要公共贊助的論點背道而馳,於是給一些人帶來了不便,就被忽視了。

2007 年,美國勞工統計局的經濟學家 Leo Sveikauskas 得出結論:許多形式的公共資金支援的研發活動的回報率接近於零,並且「許多大學和政府研究的要素的回報率都很低,絕大多數只能間接地為經濟增長做一點貢獻,甚至根本沒有貢獻。」

正如位於華盛頓特區的美利堅大學的經濟學家 Walter Park 總結的那樣:對於這種分歧的解釋是公共研究資金幾乎肯定地會將私有資本排擠出去。也就是說,如果政府將錢投入到錯誤的科學領域,恰恰會阻止研究者正確地研究這個領域。

在大多數人的認知中,支援公共研究資金的論點是那些由公共資金所帶來的發現:從網際網路(美國的國防科研)到希格斯玻色子(瑞士 CERN 的粒子物理學研究)。但這極具誤導性。由於政府的慷慨贊助來自其鉅額稅收,因此如果什麼也沒發現,那才奇怪呢。這不能說明如果採用其他贊助模式就什麼也發現不了。

而且我們可能永遠也不知道由於政府資金排擠了慈善和商業資金(它們可能會有不同的優先順序),我們錯過了什麼發現。在採用另一種贊助模式的世界裡,關於生命、宇宙和心智的重大問題可能不會被忽視,比如富人為了克隆寵物可能會提供研究資金。

刻意的政策並不能帶來持續創新,進而助力經濟增長並帶來繁榮。政府不能決定發現或發明;它們只能確保自己不成為絆腳石。只要得到許可,人類之間的自由交流就能自發地湧現出創新。深度的科學見解是從技術變遷之樹上落下的果實。

參考連結:

https://www.wsj.com/articles/the-myth-of-basic-science-1445613954

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