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位于美国新泽西州茉莉山的贝尔实验室曾经这个星球上最伟大的实验室(没有之一)。毕竟,它可是晶体管、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机、通信卫星、电子数字计算机、C语言、UNIX操作系统、蜂窝移动通信设备、长途电视传送、仿真语言、有声电影、立体声录音,以及通信网等许多重大发明的诞生地。

但是,就是这么一个伟大的实验室,在进入21世纪之后就迅速销声匿迹了。到底贝尔实验室经历了什么?它是如何辉煌起来的?又是如何衰败的?

贝尔实验室的发展

据统计,贝尔实验室一共获得8项(13人)诺贝尔奖(其中7项物理学奖,1项化学奖)。截至年,贝尔实验室共有有效专利项,出版物和会议论文多篇,许多重大发明对世界经济发展起到关键性作用。

如Unix操作系统使计算机联网成为现实,C语言是当代最流行的编程语言,激光器与原子能、半导体、计算机一起被誉为20世纪四大发明,蜂窝式移动电话、光纤及光通信科技等都来自贝尔实验室。

可以说,人类迈向文明的每一步都与贝尔实验室息息相关,它的发展也是一个传奇的历程!

美国电报电话公司(ATT)收购了西方电子公司的研究部门,成立“贝尔电话实验室公司”(简称“贝尔实验室”。

在建立之初,贝尔实验室便致力于数学、物理学、材料科学、计算机编程、电信技术等各方面的研究。也就是说,除了电信技术的研发之外,它的重点在于基础理论研究。

贝尔实验室的戴维森和莱斯特·格莫尔通过将缓慢移动的电子射向镍晶体标靶,验证了电子的波动性。这项实验为所有物质和能量都同时具有波和粒子特性这一假设提供了强有力的证据。10年之后,戴维森又凭借在电子干扰研究方面取得的成就获得诺贝尔奖。

年,贝尔实验室的卡尔·央斯基,通过研究长途通讯中的静电噪声,发现银河中心在持续发射无线电波。通过此研究,射电天文学被创立。

在贝尔实验室之前,西方工业化国家的企业实验室均以追求专利发明为目标。贝尔实验室的第一任总裁F.B.尤厄特在实践中发现:信号衰减、噪音干涉、信息失密等问题都来自当时市场普遍使用的“电子管”器件的固有缺陷。

在“电子管”框架下的研发不能从根本上解决问题,必须从基础研究开始实现颠覆性的创新,年贝尔实验室发明“晶体管”,开启了微电子技术和信息革命的新时代。

贝尔实验室制作出了第一个有实际应用价值的太阳能电池。

世界上第一颗通信卫星Telstar1发射成功且首次跨大西洋电视实播,出自贝尔实验室之手。

UNIX系统和C语言被贝尔实验室的丹尼斯.利奇和肯.汤普生成功研发;在年代,C语言又由比加尼·斯楚士舒普发展为C++语言。

也是年,贝尔实验室的乔治·埃尔伍德·史密斯和威拉德·博伊尔共同发明电荷耦合元件(也就是CCD),正是现在扫码机、相机、扫描仪必备的感光组件。两人因而获得年诺贝尔物理学奖。

到了20世纪末,贝尔实验室的命运被彻底改变了。确切地说,是ATT的命运被彻底改变,而贝尔实验室也只能随之发生改变。

美国司法部根据《反托拉斯法》对ATT进行拆分,形成新的ATT公司和数个本地电话公司,美国电信业从此进入了竞争时代。贝尔实验室也因此缩减成贝尔实验室核心团队。

年到年间

ATT公司又被进行一轮拆分,贝尔实验室和设备制造部门分离出来形成一个新公司——朗讯科技。

年以来

之前贝尔实验室的主要经费来源,是ATT公司电话费帐单上的附加收费。被分拆之后,这笔经费就没有了,它只能依靠朗讯来提供经费支持。但是,朗讯的情况并不容乐观,贝尔实验室一直被缩减研究经费和裁员。

法国阿尔卡特公司收购朗讯科技形成阿尔卡特-朗讯公司,原属朗讯科技的贝尔实验室也一并合并到阿尔卡特-朗讯公司。

即便如此,厄运还是没有结束。阿尔卡特朗讯公司在市场经营方面仍然困难重重,在华为中兴等竞争对手不断施加的压力下,阿尔卡特朗讯合并后从未实现盈利,市值蒸发了大半。

迫于无奈,阿尔卡特朗讯不得不出售已经拥有46年历史的贝尔实验室大楼,至高无上的科研殿堂最终沦为按平方米估价的商业楼盘。

年金融危机以后

贝尔实验室更是放弃了引以为傲的基础物理学研究,把有限的资源投向网络、高速电子、无线电、纳米技术、软件等能为母公司带来回报的领域,希望能为母公司带来回报。

诺基亚收购阿尔卡特-朗讯公司,保留贝尔实验室。

如今的贝尔实验室,基本上只是一个小研究机构,早已没有了往日的荣耀。

贝尔实验室的辉煌从何而来?

20世纪80年代之前是贝尔实验室发展的“黄金时代”,物理史学家MichaelRiordan评论道“不会再有任何机构能够超越贝尔实验室对国家科技发展做出的贡献”,作为昔日美国高科技的一张名片,其取得成功的运行机制至今给后人以启迪。

构建独特的创新“闭循环机制”

贝尔实验室在多年实践的基础上,逐步形成了一套独特的创新的“闭循环机制”。

在广泛开展基础研究的前提下选择有应用前景的技术,组织团队攻关,形成设计或产品,交由生产部门生产,由营销部门投放市场,并将市场反应及新需求,反馈给基础研究部,作为再选题的一个条件。

为促进“闭循环机制”的顺利运行,贝尔实验室还形成了如下保障机制:

信息的循环流动机制

在实验室内部建立创新信息的循环流动机制,特别是贝尔实验室的建筑设计,墙体可以自由移动,快速变成各种大小不等的空间,在物理空间上支持信息流通,促进基础研究部门的科学家和应用转化部门的工程师“配对”和“焊接”。

设立专职“市场工程师”

“市场工程师”主要负责对基础研究成果中有应用前景的成果,组织强大的攻关团队,进行技术研发和产品开发;负责向基础研究部门反馈市场需求,促进研究工作更贴近市场需要。

总而言之,是把理论方面和应用方面的众多科学家和工程师组织起来,缩短科技成果转化周期。

雄厚的经济实力与垄断的市场地位

年,ATT公司已在有线及无线电话领域占领美国90%的市场。为控制垄断利润,建立了“研发经费与销售收入挂钩”机制,以保证贝尔实验室有充足的研发投入,可以购置与研发相关的精良设备,还可以自己研制市场上还没有的研发设备。

年实验室成立时有人,其中科技人员人,当年的经费预算万美元;年有人,其中科技人员人,年度预算达37.18亿元。

基础研究和前瞻性研究的周期长、风险大、收效慢,“研发经费与销售收入挂钩”的机制确保了资金的长期稳定投入。

严格的选拔机制与宽松的研究氛围

贝尔实验室历届总裁都有博士学位,有几任总裁获得过诺贝尔物理学奖,在产业界、学术界具有很高的声望。

贝尔实验室的招聘制度十分严格,虽然每个部门永远有招人名额,但每年只招收极少的优秀人才,初级人员的重要素质包括对科学追求的理念和自我驱动的激情。资深专家的招聘根据其在科技领域的领导地位决定。

贝尔实验室在研究选题上,充分尊重个人的兴趣和专长,既支持与通讯有关的选题,也支持暂时还看不到应用前景的选题,努力营造容忍失败、鼓励创新的研究氛围。

没有繁琐的进度检查或任务汇报,只大力强调独立思考,激发创造性思维。宽松的研究氛围为贝尔实验室的高质量产出创造了良好的生态环境。

贝尔实验室又是如何衰败的?

20世纪80年代以后,贝尔实验室日渐式微,总结其走向衰弱的原因也对我国建设实验室有些思考和启示。

与市场失之交臂

20世纪90年代以后,ATT公司本有两次大的发展机遇,第一次是年前后的网络革命,第二次是90年代中期延续至今的无线通信时代。

作为最早投入大量人力物力研发“随时可以带在身边的电话”的贝尔实验室,因错误地预判这种电话的市场有限而出售了一系列相关技术的专利权。

当世界范围内的无线通讯迅猛发展起来后,ATT公司才不得不在年出巨资亿美元购买麦克考移动电话公司开始无线电话业务。

贝尔实验室与无线通讯市场份额失之交臂,再一次说明发明创造并不直接等同于价值增值,促进成果转化及产业化,要注重技术推动与市场拉动相结合,以适应瞬息万变的市场竞争。

产业链的错位

20世纪80年代以后,贝尔实验室面临着完全不同的市场环境,不仅受到互联网迅猛发展的影响,更有来自无线终端、智能手机及各种应用对母公司传统电话业务的冲击。

对垄断企业的政府规制更引发了实验室经济来源的不稳定,贝尔实验室原本按照产业链部署创新链,注重基础与前瞻研究,打乱了自身的节奏,年以后完全放弃擅长的基础物理的研究,而是将有限的资源投向网络、高速电子、无线电、纳米技术、软件等,追随市场热点,反而适得其反。

资金链的短缺

ATT公司自从年因反垄断原因被拆分后,又几易其主,以基础研究、系统工程和应用开发见长的贝尔实验室,因需要大量研发投入、产出较慢,并不是华尔街公司评级上的加分项目。

20世纪90年代以后,主要从事设备生产的朗讯科技又面临来自发展中国家设备商诸如华为、中兴的价格挑战,营业利润急剧下降并且长期赤字,无力维持贝尔实验室所从事的中长期基础与前瞻研究。

在没有了巨额垄断利润,市场竞争激励、不断趋于平均利润的新时代,仅凭企业一己之力越来越不适应时代的发展。

短短几十年时光,贝尔实验室登上神坛又跌落谷底。它的辉煌又将如何复制呢?

本文整理自:上海社会科学院周尊丽、上海科技政策研究所高显扬的《美国贝尔实验室兴衰及启示》

编辑整理:袁玉凝



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