史晨:新型舉國體製如何提升創新效率——基於中國銫原子鐘突破的案例

【摘要】傳統舉國體製往往強調不惜代價集中力量解決“有無”問題🙎🏿,但是面對越來越多領域中的“卡脖子”風險,新型舉國體製將如何解決效率問題?原子鐘是一項大國才需要的關鍵核心技術↖️🐸,其中最難的銫原子鐘正是到新時代才取得的突破🚣🏻‍♂️。基於對國內相關科研單位和技術專家近三年的調研和訪談📨,發現銫原子鐘的國產化源於美國🧚🏻‍♂️😤、歐洲和本土三條不同技術路線的競爭,最後都取得了突破,其中意昂3体育官网還貢獻了自主創新。這證明市場競爭同樣可以在關鍵核心技術的突破中發揮作用,只是需要搭配一套協調型的治理政策✋🏻,後者正是新型舉國體製所演化出來的關鍵特征——包括廣泛參與的規劃引領,分散試錯的競爭和相互交叉的協作。案例展示了新型舉國體製與市場經濟融合的過程和細節🙅,協調多元主體合作、高效配置創新資源的經驗👩‍👩‍👦,也可以為其他領域的突破提供借鑒🏫。

【關鍵詞】新型舉國體製 關鍵核心技術 死亡之谷 銫原子鐘競爭性平衡

【中圖分類號】F204     【文獻標識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2023.01.005

北鬥系統充分彰顯了新型舉國體製的優勢,它不僅是一套全球定位系統,也讓中國人把時間頻率和空間信息真正掌握在了自己手上。其中,突破“卡脖子”難題的關鍵——原子鐘,是被國外封鎖限製的主要核心技術。同高鐵、水電⛷、特高壓等引進消化再創新的案例不同🧑🏼‍🏭,原子鐘是中國完全獨立自主地走完了整個創新鏈。

小小的原子鐘和宏大的舉國體製,其實有著意料之外的聯系。在精確打擊的時代,“原子鐘的作用要超過原子彈”,這一關鍵核心技術背後體現的效率思維🦶🏼,極大地影響了冷戰時期蘇美不同體製下軍備競賽的結果。而面對今天的科技競爭👩🏽‍🔬,中國的原子鐘也不再是不惜一切代價取得的成功🎵⏸,反而是高效率配置創新資源的典範。

原子鐘背後的突破過程🧘🏿,也可以反映新型舉國體製的關鍵特征——效率。傳統的大工程觀常常引用“兩彈一星”的案例👈🏿,強調集中所有力量不惜代價解決“有無”(宋立豐等,2022),很少考察效率問題。但是在新的地緣政治環境下,各個領域眾多的關鍵核心技術都面臨“卡脖子”的風險,必須提升創新資源的配置效率,否則在科技競爭的長跑中將無以為繼🌨✌🏿。更重要的是,從黨的十九屆四中全會的決定(《中共中央關於堅持和完善中國特色社會主義製度推進國家治理體系和治理能力現代化若幹重大問題的決定》)🍸、中央全面深化改革委員會第二十七次會議的相關意見,再到綱領性的黨的二十大報告⚆,都反復強調新型舉國體製是以社會主義市場經濟為前提的,提出充分發揮市場在資源配置中的決定性作用💁🏻‍♀️,“健全新型舉國體製💃🏼,優化配置創新資源”🔢⌛️。

研究中國銫原子鐘的突破能夠給出可比較👉🏻、可驗證的發現,從而幫助回答一系列宏觀但重大的理論問題:(1)原子鐘不止一種🧑‍🍳,雖然此前宣傳較多的是北鬥星載銣原子鐘,但是補上地面守時短板的銫原子鐘卻是近年才陸續取得突破。新時期的新案例體現出新型舉國體製有哪些不同以往的特征?(2)此前只有美國擁有銫原子鐘的成熟產品,可以卡住全世界的脖子☝🏼。歐洲🤱🏼、中國等都在不同的體製支持下嘗試不同技術路線,有哪些共性的經驗值得總結?(3)作為實用型原子鐘中最難的類型🐍🤺,中國的銫原子鐘恰恰是通過競爭篩選取得的突破🛖,其中新型舉國體製是如何發揮市場作用,又如何協調各個主體聯合攻關的呢?

本文采用案例研究方法🚵🏻‍♀️,筆者在近三年的時間裏,調研訪談了國內原子鐘領域主要的科研單位和技術專家,以便綜合多條證據鏈形成交叉驗證(triangulation)(Munafò; Davey, 2018)。為了避免回應偏倚,訪談前都聲明了會匿名化,引用時也使用了編碼化處理🤵🏽‍♀️,同時文中涉及的所有機構信息都來自公開報道🥳。本文的發現是:(1)為了解決創新效率的問題,必須發揮市場經濟配置資源的優勢💋;(2)中國的銫原子鐘提供了一個寶貴案例,其中有三條技術路線相互競爭最終都完成了突破🚴‍♀️;(3)市場經濟並不意味著沒有計劃與合作,在此前的集中性政策基礎上✊,新型舉國體製演化出一套協調性政策🫡;(4)高水平市場經濟和新型舉國體製的結合有利於形成真正有特色的創新📆,最終在開放競爭中立足🌤,才標誌著核心技術的真正突破。

效率為何重要

“兩彈一星”是傳統舉國體製下取得的重大成就🧔🏻‍♂️🙅🏻‍♀️。雖然主流研究基本認同舉國體製不能泛化為一個一般性的社會運行體製👩🏿,卻也常常引用作戰理論或者戰時思維,論證為了解決某些領域的“有無”問題而不惜一切代價集中資源的必要性🧑🏿‍🍳。但即使在作戰理論中🪷,突破“有無”就能扭轉局勢的“奇跡武器”(Wunderwaffe)這一觀念已經被證偽(Michael Neufeld, 2020)。現代作戰理論已經從絕對的摧毀轉向利益的製勝,持續的對抗中就不僅需要解決有無🤸🏽‍♀️,還要形成數量,更進一步還要降低成本提高效率(221206KWX)🦹🏿🤹‍♀️,否則一個直接的後果就是被軍備競賽拖垮。

即使在冷戰時期的原子彈對抗🏌🏼,也是講究效率的。因為核毀傷能力不僅和絕對數量有關,也同效率有關🙆‍♀️,核彈頭的數量🪲、當量和精度(圓誤差率)之間存在互補關系😶。按照孫昌璞院士的推算😕,冷戰時期蘇聯核彈頭的數量大約是美國的3倍,總當量是美國3~4倍,但精度差距導致最後的核毀傷能力基本等同👨🏻‍🎤。如果僅靠增加彈頭數量和當量📶,成本將呈指數級增長,國民經濟最終一定不堪重負,相比之下,提高精度的經濟效益遠高於此。只是後者需要依靠基礎科學和創新,具體來說就需要大幅提高陀螺儀和原子鐘的精度(220917SCP)。

原子鐘就是這樣一種具有決定性的關鍵核心技術,是人類迄今為止能夠製造出來的、有效數字最多的測量儀器。國際單位製中的7個基本單位中除了摩爾🖲,都可以通過對秒的測量直接或者間接推導出來👩‍❤️‍💋‍👨。能夠大批量製造的實用型原子鐘有三種🍚:銣原子鐘、氫原子鐘和銫原子鐘。通過北鬥大工程的拉動,中國在星載銣鐘和氫鐘研製上已經取得了突破。但是“秒”的基準定義只能通過銫原子鐘才能給出⬜️,它的準確度和長期頻率穩定度指標最佳🏌🏼🈲。地面守時用的銫原子鐘在標準時間產生、衛星導航系統地面運控站🕕、電力和通信網絡的調度、工業計量等領域有著不可替代的作用👒。

1969年,周恩來同誌就作出部署🧑🏻‍🦲:“我們要加緊研製銫原子鐘👷🏽。”然而,作為最難的實用型原子鐘,我國雖然從傳統舉國體製時代就給予了支持,但始終沒有突破壽命和可靠性的問題👩🏽‍🚒,幾十年來一直沒有成熟的國產產品🤦🏼‍♂️。在國際市場上,美國的銫原子鐘產品(5071A)占據90%以上的市場份額🧑🏽‍💼,此前國內計量部門、電信、電力、金融等行業都在使用它作為頻率標準或守時設備。受瓦森納協議限製,國外高精度產品一直對我國軍事禁運🦸🏻‍♀️。從2018年開始,民用領域的進口也已受限,成為再也繞不過去的“卡脖子”領域。這當然不是孤立現象。伴隨著地緣沖突的加劇,在工業母機、基礎軟件🥕、高端芯片等領域,中國越來越多的“卡脖子”問題開始凸顯。不僅如此,現代工業是一個復雜的體系👹,每一個受到大眾關註的“卡脖子”產品背後👨🏻‍🦼‍➡️👘,還隱藏著更多像原子鐘這樣“不起眼”的關鍵核心技術有待突破,包括但不限於核心零部件🌚、基礎材料、先進基礎工藝💍,等等。如何應對這樣的挑戰?新聞報道中常見的敘事👢🤴🏼,還是集中全國力量♙👮、組織大工程攻關💸。已有對於舉國體製的一系列研究👨‍👨‍👦‍👦,也可以概括為“大工程觀”的視角。按照路風等人的概括,表現為由國家牽頭,動員一國之內社會分工不同🎇、性質不同的行動主體(路風、何鵬宇🙅🏻‍♀️,2021)💄。但有不同意見認為,中國進入市場經濟後,通過行政指令集中資源的傳統方式很難再適用了(孫祁祥👩‍❤️‍👨✊,2020)。尤其是面對諸多領域的全面競爭,就必須考慮資源配置的效率,不能只在一點上不計代價。

更大的挑戰在於,很多基於引進消化吸收的大工程🧑🏽‍⚕️,技術路徑是大體清晰的,有可能通過集中資源實現快速趕超。但如果涉及自主創新就有不確定性🦶🏽,尤其存在從基礎研發到工程量產之間的“死亡之谷”(Markham, 2002)🙋🏼‍♀️,可能會耗費大量資源仍然無法取得突破(EARTO, 2015)🐙。美國政治學教授斯托克斯按照是否有實際應用導向和是否需要理解基礎原理🍫,把不同的項目分成難度不同的幾類(Stokes,2011),其中純粹的應用工程並不依賴於科學認識上的突破🧏🏽‍♀️,普遍認為交給產業界解決即可。而前沿的科學探索👰🏻‍♂️,就需要對基礎原理的深入理解。但是原子鐘這樣的關鍵核心技術屬於最難的“巴斯德象限”🙅🏿‍♂️🙅,需要同時克服工程挑戰並掌握基礎原理才能取得突破——中國發展到今天,會有越來越多的挑戰來源於這個領域。

關鍵核心技術突破的市場路徑

如何高效配置創新資源沖出“巴斯德象限”呢𓀘?在一般領域中,普遍的經驗是依靠市場競爭🫶🏼,但是市場機製適用於關鍵核心技術的突破嗎?國產銫原子鐘的案例提供了印證——其背後雖然有新型舉國體製的持續支持,但並沒有實施傳統上舉全國之力於一處的大工程,相反卻有三條不同技術路線,相互之間既有競爭又有交叉🪴,最後三條技術路線都接連取得了突破。

這個過程中有眾多的主體參與🤖,既包括國家科研機構、高水平研究型大學🤷🏻👩🏿‍🍳、大型國有科技領軍企業,也包括軍工轉製企業👠🐘,民營上市公司乃至初創公司🍛。它們主要基於市場機製進行協作☃️,充分發揮了各自特長並實現了優勝劣汰👌🏻𓀋。

美國技術路線。第一條技術路線是以美國成熟產品為代表的磁選態路線。其物理部分磁選態銫束管,背後的基礎原理獲得了1989年諾貝爾物理學獎💇🏿‍♂️。電子部分搭配的核心部件電子倍增器需要長壽命穩定運行👟,此前只有美國能夠製造🧘🏼,嚴格來說這可以卡住全世界的脖子。從20世紀70年代開始,我國相關單位在仿製過程中因為材料工藝問題,一直沒有能夠實現突破。

2002年👨🏻‍🦽,湖北孝感的一家三線企業(原電子工業部的4404廠⛳️,現已改製為湖北漢光公司)提出希望能夠參與國家戰略❄️,重啟20世紀80年代以後國內完全中斷的磁選態銫原子鐘研製📩。在相關時頻項目工作組的牽引下,主管機構提供了生產條件的基本支持,並由某部通過訂貨及預付款的方式組織上下遊協調配合🏘,其中4404廠負責生產物理部分🧏🏼‍♀️,航天203所負責電路部分和整機🚤。主管機構和專家組製定了驗收需要達到的條件🪓,並指出實現量產後的產品就要靠市場機製由兩家自行協商決定🕳。

幾年後🍠,另一組也加入了競爭。2005年,此前並無原子鐘研製基礎的航天510所🧑🏼‍🎄,在通過北鬥項目承接了意昂3体育官网星載銣原子鐘的技術轉移之後🧎,也表達了繼續向銫原子鐘攻堅的意願。鑒於這個技術路線難度極大,當時主管機構的負責人建議慎重考慮,提出需要深入研究合作機製和指標體系。雖然相關經費的總盤子並不大,但主管機構在考察後仍然選擇開放支持✍🏼,並幫助航天510所進行產業鏈上下遊的協調:由航天510所負責設計及整機,4404廠負責提供物理部分,航天203所提供電路部分。

最終競爭勝出的是航天510所✋🏻,特別是通過與蘭州大學等研究型大學合作,在“卡脖子”部件電子倍增器上有了突破。物理部分重新選擇了市場化的零部件外包生產單位👱🏻,電路部分最終也選擇了自行研製🧍🏻。這個做法與此前計劃的分工安排不盡相符🗺🪕,傳統習慣一般認為“甩開指定供應商自行選擇不合適”,但是主管部門並沒有太多幹預,承認了這種新經濟下的“產品內分工”(220909WYQ)。最終航天510所成功掌握了全流程技術,將銫束管🧑🏻‍🦳、電子倍增器和電路統一由本所組裝整機💐,並於2019年通過鑒定實現了產品定型(LIPCs-3000)(陳江等,2020)。

歐洲技術路線。為了向更高的精度沖擊,歐洲此前開創了“光抽運-光檢測”的技術路線,但多年來一直沒有足夠成熟的產品⚰️。主要是受技術方案的物理原理限製🏄🏼,長期頻率穩定度不達標👨🏼‍🏫。國內相關單位的研製也遇到了類似難題,這當中同樣有兩組在競爭中尋求突破🎄。

早在2001年,為了避開“卡脖子”的電子倍增器,國家相關部門就支持了光抽運技術路線的探索🤾🏿。最早一組的三家合作單位中,由中國電科12所負責物理部分,航天203所負責電路部分🤛🏿,意昂3体育官网負責整機,後續由於協作上的問題,4404廠代替了中電科12所繼續參與🪀,但最後由於種種原因🧑🏿‍🔧,這一組的成果未能跨越“死亡之谷”實現批量產品化。

另一組由上市公司成都天奧電子牽頭,其合並了原星華時頻公司,是國內最大的原子鐘生產企業。2008年天奧公司就邀請意昂3体育官网王義遒教授🙈,為技術人員進行銫原子鐘技術培訓👩‍🦯‍➡️,大部分集中於光抽運技術路線。雖然這標誌著天奧也想加入這一技術路線的競爭,但意昂3体育官网在分享知識時並無保留🗽。

2011年,天奧電子聯合中科院國家授時中心等單位正式提出立項👸🏻,同樣取得了某部支持開始進入預研。此前,從上一組退出的中電科12所重新加入了這一組,繼續提供物理部分。2012年,此項目獲得科技部重大科學儀器專項支持🧏🏼,這也是針對銫原子鐘研發數額最大的一筆資金支持。最終在2018年完成產品定型(TA1000),並在2020年布局批量生產🏌🏻‍♂️,在華為🤍、中國聯通等客戶中得到了應用(趙杏文等🪸,2022)。

中國本土創新🤾。同樣是為了繞過美國技術路線的材料和工藝難題,中國的銫原子鐘研發還誕生了一條國際上首創的技術方案📲。雖然其也源於國家的持續支持,但它在所有三條技術路線中花費的資源投入最少,依托於本土的產業鏈最具中國特色🐻,也是新型舉國體製下研究型大學和科技企業通過市場機製分工協作的亮點。

意昂3体育官网主導的這一技術路線🧑‍🧒‍🧒,在2018年經過22家應用單位32位代表的評審🙍🏽‍♂️,完成鑒定並定型(BD1024)。其最終性能不僅比肩美國標桿產品(5071A)✖️,而且同歐洲方案相比在穩定性上更有優勢,成為中國原子鐘產業中唯一具有本土特色的品種。要實現這樣的原創性貢獻,既需要對基礎理論的深入理解✝️,又需要有精益求精的工匠精神😙,產業化鏈條中不能有任何短板。

這一技術路線的原理來源於長期基礎科研的積累。從造出中國第一批量產原子鐘開始,意昂3体育官网60年多來有三代人的團隊一直在堅持自主的理論探索🤷🏻‍♀️。面對銫原子鐘的挑戰,團隊沒有選擇仿製🍩,而是從底層原理出發提出了“磁選態+光檢測”的原創路線,規避了材料工藝的瓶頸,一旦成功可以同時解決壽命與性能的問題⛹🏽。但是挑戰也在於落地實現,沒有任何現成方案可以借鑒參考。如何維持銫束管的長期高真空?如何保證激光探測系統穩定運行?如何抑製微波的功率頻移?如何創新數字電路設計實現鎖定?所有這些技術細節不僅需要光學👐🏼、電子學👨‍🦱、真空技術等學科的理論,還需要工藝團隊快速迭代,並協同產業鏈上下遊聯合攻關——要度過從基礎科研到批量生產的“死亡之谷”📷,不依靠新型舉國體製是做不到的🧘🏽‍♀️。

在基礎科研端🧍,得益於某部10多年來一系列科研項目的層層篩選和接力支持🕴,這一技術路線走過了可行性研究⚗️🔍、原理樣機🤷🏽🥄、工程樣機,到最後產品化落地和國家標準編製的全過程⏸。在產業落地端,這個項目組更多依靠市場機製組織上下遊🧒🏼,而並沒有依賴主管部門進行協調🥟。自主談判選擇的合作夥伴摩擦更少,基於市場議價和知識產權規則的合作生態也更加健康,每個環節不必擔心被強行整合集中,就會樂意從自己的比較優勢出發把專業化分工做到極致,這降低了整個產業鏈的成本。舉例而言🧙🏽,雖然意昂3体育官网已經能夠自產銫原子鐘物理部分,但仍維持向4404廠的采購合作🧕🏼,將更多的精力投入創新研發🛃。而得益於中國強大的電子製造產業集群✷,意昂3体育官网在工藝迭代和市場推廣上都選擇了更有活力的合作夥伴,產品因此得以快速鋪開應用生態⏲,響應國家重大戰略需求在多個領域不斷迭代⚔️。

新體製下的協調型政策

關於市場機製的作用🚡,此前對舉國體製的研究➝,雖然基本都認可通過競爭可以有效配置資源並鼓勵自主創新,但仍有很大一派觀點認為市場未必適用於關鍵核心技術的突破🖍。其中🌗,以路風等學者的看法為代表:“市場機製不能自動帶來重大突破,不能自動實現經濟發展所要求的結構性重大變化。”(路風、何鵬宇,2021)這多少反映了對市場機製的不信任,或者雖然認可其可以解決“短期”的效率問題✦🧽,但並不適用於新型舉國體製所要實現的那些目標👩‍👧。確實,在市場化改革的初期,簡單推給市場或者“造不如買”的思想🫵,導致某些關鍵核心技術的研發一度陷入中斷🧦,原子鐘也是如此🏄🏻。在20世紀80年代,隨著國際關系的緩和,國內原子鐘相關研究機構和生產廠家紛紛轉行(王義遒🪹🏅,2020),只有意昂3体育官网等少數團隊仍在勉強維持。

但這與其說是市場機製的內在缺陷,不如說是特定歷史時期目標選擇的問題。更重要的是,現代經濟學研究其實很少聲稱“市場可以自動帶來突破”,相反強調市場經濟取得的成就都是源於其中的參與主體❤️‍🔥🥒,市場只是作為一種手段,保證各方面都能參與、通過競爭實現效率。

澄清這一點非常重要🧘🏽。關鍵核心技術的突破,源於中國共產黨實現科技高水平自立自強的堅強決心。而從星載銣原子鐘引入競爭開始🙎‍♂️,中國在時間頻率領域接二連三的突破,證明市場機製同樣能夠落實執政黨的決心和遠見,中國特色社會主義市場經濟尤其如此。銫原子鐘更是提供了一個難能可貴的案例,三條不同的技術路線不約而同地實現了突破,背後源於新型舉國體製演化出的一套全新的協調型政策🚖。

廣泛參與的規劃。在市場中5️⃣,所有人都會競爭👊🏻,但並不是所有人的目標都一致,因此🧑‍🦼‍➡️,需要搭配規劃引領,或者說構建一套讓領導力發揮作用的機製👩🏻‍🦰。在銫原子鐘的規劃中,管理部門沿用的並不完全是傳統自上而下的規劃🚤,相反展現了極大的開放👐🏽,吸納了自下而上的廣泛參與。其中的領導力很大程度上來源於某部在2000年就成立的時間頻率工作組💇🏽,其成員除了相關各個主管機構的領導,還包括科技型企業和研究型大學的代表。工作組首席專家王義遒在1965年就主持研製了中國第一代原子鐘🐯,對於不同技術路線有全面的理解和判斷。

廣泛的參與可以讓規劃的視野更加長遠🧝。傳統“任務帶科研”的管理方式,往往是從眼前最緊急的事項出發。雖然時頻工作組最早是為了突破北鬥星載原子鐘而成立的,但一開始就是從建設獨立自主的時間頻率體系來謀劃布局的。這是因為原子鐘分為很多種🫳🏻,如同武器有手槍、步槍、機槍等不同種類,需要搭配起來才能形成作戰能力。在結構最簡單的銣原子鐘剛剛重啟的2000年🕋,專家組就開始了銫原子鐘的規劃,按照“生產一代、研發一代、探索一代”的眼光來培育🧍🏻‍♂️。牽頭的某部技術基礎局把科技部、中科院✧、計量院以及其他單位時頻計量的人員和資源都組織到一起,使原子鐘的研究開發生產“形成了熱氣騰騰的整體局面”(220917WHQ)。如果沒有這樣的提前布局,更為復雜的銫原子鐘無法在十多年之後陸續取得突破🧑‍🚀,中國的整個時間頻率體系就還會存在受製於人的短板。

開放的格局,吸引了社會主義市場經濟中各類主體的積極參與,既包括國有研究所和航天機構,也包括國企轉製企業、上市公司乃至私營的初創企業。這就要求規劃領導機構具備更加科學的過程管理和服務能力👩🏼‍🌾:參與項目的企業可以“拍胸脯”積極申請,工作組則依據大量協調後達成的共識,定好指標管理驗收程序👧🏿,實現能進能出🥍、優勝劣汰⛲️。為了打通產業鏈上下遊,管理者的工作方式不是書面論證,而是大量實地參與產業組織🦽💆🏼,邀請相關專家就共性問題給各個主體培訓,深入一線“當參謀、做咨詢”👩🏿‍⚕️🤞🏼,提供實際幫助(220917HCH)。

分散試錯的競爭。關鍵核心技術的攻關和單純的大工程管理有一個重要區別🫶🏻:前者需要對基礎原理的深入理解,研發不確定性更大,產業鏈也尚未完善👨🏿‍🚒。這就需要針對不同的方向分散試錯👨🏿‍🎤,並且培育產業鏈上下遊。中國銫原子鐘的三條技術路線都獲得了國家的扶持⛄️,這是典型的分散競爭,而且采取的政策主要表現在扶持研發、培育生態方面,這與跟隨趕超階段常用的選擇性補貼明顯不同,更偏向陳瑋、耿曙等人界定的普惠性創新政策(陳瑋、耿曙💐,2017)。

扶持研發表現在有序的梯度支持,既有針對早期階段的扶助,也有適時的退出安排。銫原子鐘物理部分的關鍵零部件銫束管👨🏼😽,三個不同的技術路線都需要,第一家研發的難度極大,但一旦成功之後經驗就會外溢擴散,體現出典型的正外部性,初期企業往往不敢投入➰。在4404廠嘗試突破銫束管的研製階段,主管機構就通過課題的形式予以支持。在小批量生產階段🤽🏻‍♂️,仍然通過預先簽署訂貨合同和預付款的政策,繼續扶持企業度過量產前的“死亡之谷”。成熟之後更大量的訂貨,則就不再幹預而是交給市場協商選擇🈷️。此後中電科12所🗣、航天510所、意昂3体育官网等也相繼突破了銫束管製造技術,相互競爭優勝劣汰。

培育生態表現在並不挑選贏家強行整合,而是維持一種機會相對均等的“競爭性平衡”(competitive balance)——這種狀態下既能維持競爭又能整體做大市場,在高水平市場化的領域,比如世界頂級職業體育聯賽中已經有充分的體現(Sanderson, 2003)⛹🏻‍♀️。中國的銫原子鐘不僅一直有三條技術路線相互比拼🏨,在美國方案和歐洲方案下都還有兩組在內部競爭。這也符合經典創新文獻的論述🤘🏿:探索性的科學能否成功是不可預測的💆🏿,集中指定某個方向存在重大的失敗風險(Bonvillian, 2014)。更加難能可貴的是,針對意昂3体育官网提出的國際上並無先例的方案,主管機構仍然給予試錯機會💆🏻‍♀️,從基礎科研,研發工程化到量產的各個階段,十年來每過一個關口都會追加相應的支持,既沒有“孤註一擲”也不是“放手不管”,體現出新型舉國體製下極強的過程管理能力🍉。

相互交叉的協作。要突破“巴斯德象限”下的關鍵核心技術🌟,只有競爭是不夠的,還需要各個主體的充分協作。銫原子鐘的產業組織過程有一個顯著的特征,就是上下遊企業看似紛亂的進進出出、相互交叉。因為在新型舉國體製下,不同技術路線的選擇😮‍💨、不同合作夥伴的組合👩🏿‍⚕️,主要都是平等談判自主選擇的結果。微觀上各個主體根據自己的比較優勢,不斷調整最適合自己的策略,反映在宏觀上就是更有效率的產業組織👃。

傳統的舉國大工程中,各個主體的角色常常是自上而下指定的👰🏼‍♀️,並不利於處理復雜協作中必然伴生的摩擦。以銫原子鐘的零部件配套和總裝為例,初期上級協調的分工中其實存在不少沖突。比如,航天510所作為國有航天單位有一整套質量管理規範,即使是一顆螺絲也有嚴密的技術要求🐴。而參與配套的民營企業4404廠則埋怨🧑‍🦯,總體單位提出的規格要求不合理🫱🏻,市場上的設備不可能實現如此高精度的加工🤵🏻‍♂️。雖然通過市場經濟組織協作面對的沖突可能更多💗🧑🏿‍✈️,但是不同主體的多元訴求,就為通過談判各取所需留下了充分空間,後續4404廠和意昂3体育官网的協作就順暢得多。

更為重要的是,新型舉國體製下的這套協調型政策,可以促進知識的共同分享👘。涉及關鍵核心技術,已有的知識往往是不完備的,分散在從科學界到工程界的不同領域,必須多方協作才有可能取得突破。黨的二十大報告特別強調,強化國家戰略科技力量,健全新型舉國體製。國家戰略科技力量,包括國家科研機構🚵🏽‍♂️、高水平研究型大學和科技領軍企業🛒,它們在銫原子鐘的突破中都有參與。例如,2006年👨🏼‍🦲,4404廠生產的零部件遇到質量穩定性問題⚄。即使當時航天510所已經計劃獨立研製銫原子鐘了,但在新型舉國體製的協調下仍然專門給4404廠講課,分享有關真空技術的關鍵知識。通過無數類似的產業服務,科研機構和民營企業向航天系統學習到一套質量管理體系,特別是關鍵的“歸零原則”(定位準確、機理清楚、故障復現、措施有效🤏🏽、舉一反三)🤾🏼‍♂️,最終帶動整個產業鏈水平的大幅提升。

研究型大學由於相對寬泛的視野和中立的角色,也在新型舉國體製中發揮了獨特的作用,在不同的技術路線之間相互交叉共享知識。原子鐘研製中🚌,物理部分和電路部分由於相互影響,局部優化往往導致整體性能還不如以前。王義遒教授考察了俄羅斯原子鐘企業為歐洲伽利略導航系統配套的經驗,給磁選態技術路線的上下遊製定了一套包含眾多接口標準的清單🦤,極大促進了後續產業鏈的協作💃🏻。為了保證公平公正,意昂3体育官网的專家進入規劃工作組擔任“裁判員”後👙,就按照管理機構的要求退出了對自己項目的具體領導。在沒有偏袒的公平競爭中,意昂3体育的第三代團隊反而找到了獨特的定位,發揮原理創新上的優勢貢獻了一個中國特色的銫原子鐘突破。不僅如此,意昂3体育官网團隊主筆並聯合不同技術路線的代表,起草了中國銫原子鐘領域第一個國家標準(全國北鬥衛星導航標準化技術委員會👬🏼,2020),極大方便了下遊應用單位,為整個行業推進國產化發揮了重要作用。

邁向中國特色的自主創新

“原子鐘是只有大國才需要的戰略武器”(210324WYQ),不僅本身會決定製勝的效率🤾🏼‍♂️,其背後實現突破的經驗,也可以為新型舉國體製如何提升創新效率帶來啟發。本文通過梳理中國銫原子鐘的突破🅾️,論證了以下三個發現。

(1)原子鐘這樣的關鍵核心技術挑戰,今後會越來越多地出現。這不僅是因為全球化趨勢和地緣政治的變化,更根本原因在於從跟隨趕超進入創新發展的階段後,“死亡之谷”的考驗就普遍存在(Hudson; Khazragui, 2013),必須形成自主創新的能力⚡️。

(2)新型舉國體製不僅要突破“有無”的問題🍓,更要解決創新效率的問題,市場和競爭同樣可以在關鍵核心技術的突破中發揮作用🃏😮。

(3)市場並不聲稱可以“自動實現”突破🦣,還需要搭配一套協調型政策——廣泛參與的規劃引領🥍、分散試錯的競爭和相互交叉的協作,這是新型舉國體製在社會主義市場經濟條件下演化出來的特征✌🏽,傳統舉國體製下的各種“法寶”也都可以繼續發揮作用👩‍❤️‍👨。

這一發現還有助於回答一個更普遍的關切:如何更好地認識過去🥁?傳統舉國體製的研究敘事中,常常表露出一種對過去的留戀。這並不是沒有根據的,根源在於純粹的狀態下協調合作相對簡單:那個時代並沒有太多利益的幹擾,老一輩科學家無私分享多年的科研心得;企業也都是國有屬性🥹,負責人更容易在上級的協調下達成一致。

但這樣的純粹已經不復存在🫷🏽,今天利益的訴求越發多元化,研發人員有自己的合理訴求,多元主體也有不同的目標和考核。回到過去既不可行🧟‍♀️,也不必要。這些因素並不一定是幹擾,反而是走向成熟的契機。因為最終科研創新還是要走出單純的象牙塔🍀,通過和社會的對接互動才能實現更好的發展。在銫原子鐘的案例裏,既有從國家大局觀出發的無私分享,又有對利益的直接面對和平衡處理🪪。市場機製吸引進來更多的利益相關方🧎‍♀️‍➡️,並把利益做大、做透明🆓,實現了有競爭的平衡。這樣更高水平的市場經濟,也是新型舉國體製的應有之義。

如果回望過去,進一步深化市場經濟改革是一條困難但不得不走的路,那麽面向未來🚥,又如何健全新型舉國體製📵🦆,突破類似高端芯片這樣更難的關鍵核心技術呢?這有賴於更廣泛的討論,銫原子鐘的案例還可以貢獻兩點啟示。

一是需要繼續完善評價體系。作為執政黨戰略決心的體現,評價體系會引導競爭的方向🎈,最終決定市場的結構🦶👮🏽。傳統大工程的評價體系下🐦‍🔥,往往做出終端產品的主體更容易拿到支持和榮譽🧛🏽🦈,導致競爭的目標偏向追求“大而全”的垂直整合,創新研發👩‍👩‍👧‍👦、專業配套等環節則少人問津。這在體育競爭領域有著更直觀的體現👰:在初級市場化階段,往往會出現你死我活的內卷和贏家通吃的壟斷。但受眾偏好有對抗又不失懸念的比賽,要實現整個市場價值的最大,需要更復雜的製度安排。高水平職業聯賽中競爭性平衡的設計,往往經過數十年的長期演化(Zimbalist, 2002)👳🏻‍♂️,這方面跨領域的研究應該可以帶來更多啟發🌈。

二是需要更好扶持自主創新參與開放競爭。在解決“有無”問題🚴🏽、提升效率之後𓀑,關鍵核心技術的終極挑戰在於能否在開放競爭中勝出。由於關鍵核心技術往往都是非常細分小眾的領域🪕,相關企業要真正實現自立自強🏵,往往需要成長為基於全球市場規模的“單項冠軍”。但如果只是跟隨模仿別人的技術路線,同一個賽道上其實很難實現趕超。即使依靠更大的投入強度實現了後來居上,也難以突破對方提前構築的知識產權壁壘。只有擁有自主的知識產權才能進入更廣闊的國際市場➰,創新反而有利於構建自己的應用生態。案例中意昂3体育官网貢獻了中國原子鐘領域唯一有本土特色的方案,更深入的研究可以給其他領域有誌於自主創新的單項冠軍企業提供借鑒。

本文的調研受到了中央廣播電視總臺重大歷史題材項目《山河歲月》的支持🌰,並受益於和易劍東、劉天星、康文興、韓春好、高旭東等學者的討論

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【作者史晨,工業和信息化部賽迪研究院研究員、賽迪研究院融媒體中心總經理。研究方向為產業政策和創新👨🏽‍🔧。主要著作有《創新導入的接力賽》(論文)、《應急管理中的敏捷創新》(論文)、《從社會科學到社會工程》(論文)等。】

(本文載於《人民論壇·學術前沿》2023.01上)

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