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谁给科学家定了KPI?

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(图片来源:摄图网)

作者|普通酱    来源|放大灯(ID:guokr233)

1945年9月2日,第二次世界大战结束;在同一个秋天,一支由理论物理学家肖克利(W. Shockley)领导的半导体研究小组,在新泽西州展开了对硅和锗在内的几种半导体材料的研究。

很快,他们做出了改变人类历史的发明——晶体管。不到10年,肖克利和他手下的另外两名科学家,分享了1956年的诺贝尔物理学奖。[1]

诺贝尔物理学奖从发现到获奖,平均需要等待近24年[2];能很快就拿下诺奖的成果,通常都不简单,它需要在很短时间内就证明自己的价值,比如石墨烯从发现到获奖仅用6年,创下了新的记录。

晶体管有多重要?在发明它的时候,人类的无线电通信和电气设备还要依赖能耗高、效果差的真空电子管,晶体管的诞生直奔工业需求而去;今天,我们在谈论芯片,它本质上是晶体管;我们讨论显示面板,它里面的关键控制开关,它还是晶体管……

晶体管也成就了硅谷。“晶体管之父”肖克利在硅谷成立了自己的实验室,招来了八个年轻而个性的天才[1]。1957年,八位年轻人在一位名叫Fairchild的摄影器材商的资助下,从肖克利的实验室跳槽,成立大名鼎鼎的“仙童半导体”,继续研发和销售各类晶体管产品。仙童半导体公司是第一家由风险投资方式创立并成功的硅谷公司,也成了硅谷的人才摇篮,今天Intel、AMD等公司,他们的创始人便来自曾经的“八叛逆(Traitorous eight)”。[3]

是谁改写了人类历史的进程?这是一个关于基础科研、成果转化、科学家与科技公司的故事。

科技巨头的“后花园”

如果没有一家名为“贝尔实验室”的研究工厂在1945年从MIT挖来肖克利,那么肖克利和晶体管的故事可能要重新改写,我们的历史也许是另一番模样。

人类需要感谢肖克利,肖克利需要感谢贝尔实验室,而贝尔实验室则应该感谢AT&T公司。

亚历山大·贝尔,第一个把电话做成大公司的关键人物:在19世纪末,贝尔成立的电话公司,其中分拆出一家主营长途电话业务的AT&T公司,成了那个时代最重要的通信公司。1925年,AT&T公司通过收购,设立了一个独立的小型研究机构,这就是贝尔实验室。

在iPhone问世的头几年,AT&T也是唯一提供iPhone合约机的美国运营商。冥冥之中自有天意,技术的进步在更长的时间尺度里成了一种循环。

贝尔实验室的故事还远不止于晶体管,还有更多改变人类的发明起源于这家位于新泽西州的研究机构:香农的信息论,最初发表于《贝尔系统技术学报》,成了今天信息技术的基础[4];而在材料领域,除了晶体管,还有太阳能电池、激光、CCD等同样出自贝尔实验室;软件领域,贝尔实验室开发的C语言和UNIX系统,技术延续至今,有了今天我们用的软件与系统。

新兴科技转变成了产品和公司,公司又再度投资研究,这就是贝尔实验室故事的关键词:科技成果转化。

事实上,在世界技术革命浪潮中,这样的创新模型远不止贝尔实验室一家。

在贝尔实验室诞生的40年之前,著名发明家爱迪生同样在新泽西州的门罗帕克建立了一所实验室,他甚至成了贝尔电话公司的竞争对手,改良电话并推出相关服务。同样有一家今天的耳熟能详的企业源于这间实验室——通用电气公司。

百年之后,中国企业的机会呢?

技术的剧变没有停止,远有爱迪生与贝尔,近有新世纪以来两位来自日本企业的工程师误打误撞拿到诺奖的案例,我们当然要问:中国呢?

归根结底,企业研发是社会创新的一部分,创新的商业价值值得企业投资。在中国也是如此,随着民营企业的发展与成熟,它们也更有能力向科学的上游进军。

根据国家统计局、科技部和财政部2020年8月联合发布的《2019年全国科技经费投入统计公报》[5],2019年,中国研究与试验发展(R&D)经费突破2万亿元,其中企业投入占全国R&D经费比重达到76.4%,地位稳固。另据《每日经济新闻》统计[6],在2019年国家科技进步奖评奖中,有企业参与的科技成果在各级别奖项中都占了绝大多数。

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数据统计:《每日经济新闻》[6]

与科技史上的故事一样,这些奖项同样出自企业,同样与你我的生活息息相关。例如,在这一年的国家科学技术奖励大会上,阿里巴巴领走了两个奖项[7]:阿里云联合上海交大开展的“面对突变型峰值服务的云计算关键技术与系统”获得国家技术发明二等奖——春运、“双十一”这样的秒杀抢购,就是云计算突变型峰值的典型场景,也是云计算领域的经典问题。另一个奖,则是阿里云与清华大学共同研发的编码摄像关键技术及应用获得国家科技进步二等奖。

这是典型的个例,但也标志着行业正在发生变化:中国互联网产业的爆发,诞生了第一批国际领先的信息科技企业,它们汇集了信息技术领域的顶尖人才,并开始向行业上游研究进军。

到了今天,企业投资基础技术,已经走出了很多条不同的路径:向大学捐赠乃至自建研究型大学、资助青年科学家奖项、自建研究机构等。

其中,阿里巴巴在三年前成立的“达摩院”,就是中国科技企业“向上走”的典型动作。根据品玩的报道,2018年底,阿里巴巴密集举行了三场大的集团技术战略规划会议,讨论如何让技术体系更好地反哺业务,成为真正的驱动力。他们将整个阿里巴巴的技术分为三类:统一于阿里云智能的底层技术;归属新零售技术事业群的贴近前端的技术;以及寄托着这家公司“技术梦想”的达摩院。[8]

达摩院的诞生不是机缘巧合,而是被切实的技术需求推动逐渐形成的。达摩院的前身“数据科学与技术研究院”iDST创始人之一、现任达摩院机器智能实验室负责人金榕,最早来到阿里巴巴是作为顾问,主导升级阿里妈妈广告推送机制,还是在为业务工作。而后来在组建iDST后,金榕回忆逍遥子与他们几个人的谈话:“他建议我们应该给自己一个机会深入到业务里头去。一个技术团队的领导,如果你今天不对阿里发生了什么有深刻的了解,很难想象你做的事情会有贡献。”

历史经验表明,由需求主导的研发,一直是企业创新重要驱动力。天马行空、预研人类未来技术的浪漫做法并没有错,但对一家企业而言,投入科研的正确姿态,理应是脚踏实地、仔细整理短中长期的研发项目。

金榕说:“过去三年,达摩院建设了从技术到产品的高效链路,完成了第一阶段建设,这为未来做了不起的事奠定了基础。达摩院的发展路径跟其他研究机构是倒过来的,先把基础打扎实,有造血能力,再往深处做。”

实际上,在达摩院成立三年后,投资开始陆续产生回报,一些短周期的研究项目已经从实验室走向了生产环境。

例如,在云计算中有一个重要的工具“求解器”。自80年代末起,这个用于求解数学规划问题的软件,被广泛应用于需要大量调度资源的金融、交通等领域。在国际上,几家老牌的求解器解决方案提供者把持着这个领域。达摩院决策智能实验室高级算法专家王孟昌向我们介绍,在求解器这样早已进入业界的领域,学术界也不会有新的成果可供参考,“掌握商用求解器核心技术的企业通常不会发论文或申请专利,学术界也就没人研究了。”

但当前的业务需求,已经远远超越了国际上老牌求解器的能力,特别是在发展水平更高的企业中,需要跨地域经营、统筹大量资源、科学化决策的场景里,求解器的作用才凸显出来。

达摩院则是国内最早投入求解器研发的机构之一。2020年8月和12月,达摩院自主研发的求解器MindOpt在两项国际权威评测中获得国际榜单第一[9],并两度刷新世界纪录。云计算资源调度是达摩院求解器最初的需求来源,今天达摩院求解器每年能为阿里云节约数亿元成本,也被用在物流、新零售、新制造等业务上,在背后支持着你的网上生活。

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2020年12月,中国求解器再获国际榜单第一[9]

短期项目的成功源于需求驱动研发,这也让达摩院相对独立的研发机构定位有了事实基础。

在早先的报道中,达摩院因其明确的应用导向研究,有了一个“给科学家加上KPI”,或者让科学家“上山下乡”进业务的感觉,但在科学家们看来,一些短期内已经达成的任务,成了向更长远目标研究的垫脚石。

曾经就职于微软亚洲研究院、自iDST起加入阿里巴巴的语音技术专家鄢志杰认为,这种把项目放到业务环境下的研发,是研究人员“自证”的机会——“达摩院也是一家从零起步的创业公司,要有创业的心态,除了搞技术以外也要为花出去的钱、产生的价值负责。每一个正常人都能理解技术研究是长期沉淀,但很多时候商业成功是短期的,你搞研究的时候如何证明它未来的价值?我们把它总结成‘梦想永在,自证预言’。”

当然,在成立三年后,达摩院的产出也为科学家创造了更大的自由发挥的余地。很多初期阶段工作证明,向达摩院的投入是值得的,例如上述MindOpt、2020年云栖大会上登场的“小蛮驴”物流机器人,也比如鄢志杰介绍的,达摩院语音技术支持的智能客服,让阿里在业务成倍增长的同时,基本没怎么增加客服坐席。“我们需要一些短期的成果,占用一些甚至很多的工作时间,来取得大家的信任”,鄢志杰这样理解短期成果的意义,“为科学家松绑,把越来越多的精力往‘向前看’倾斜”,鄢志杰说。

在达摩院内部,也有几个实验室本身就是更长线、更侧重基础科学的项目。例如达摩院量子实验室。行癫(阿里巴巴集团CTO、达摩院院长张建锋,花名“行癫”)把量子计算作为阿里巴巴技术发展的战略方向。“未来世界上最好的量子计算机必须用上阿里巴巴创造的核心技术。”达摩院量子实验室主任施尧耘解释说,行癫曾形容过量子计算的“战略重要性”,就是“让你有恐惧感”、“夜里无法睡觉”的战略问题,现在买再多的服务器、用再先进的经典硬件,可能都比不过一台量子计算机。

作为“后天的技术”,“量子优越性”如今已经被证实,量子计算的确有颠覆经典计算的潜能。业界普遍认为,量子计算将成为未来十年、二十年最关键的核心技术,正朝实用阶段大步向前。作为实验室负责人,施尧耘的KPI是:建一流的团队,做一流的工作,交付一流的硬件。现在,量子实验室的Lab1已经投入运行一年多,Lab2也要在2021年建成投产。

达摩院成立第二年就孵化出第一家独立公司,平头哥半导体。这个以“世界上最无所畏惧的动物”命名的公司,其科研目标也是当下计算机技术世界最高的山头:芯片。平头哥成立第一年就推出了三款产品,最强RISC-V处理器玄铁910、一站式芯片设计SoC平台无剑、全球最强AI推理芯片含光800,透露出从算法到算力“技术探底”的决心。

2020年3月,达摩院又成立了一个全新的实验室,用于探索未来通信基础研究的“XG实验室”,与量子实验室同样归属于前沿探索的X实验室,现阶段主要聚焦5G技术和应用的协同研发。

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从应用出发,走向星辰大海。中国新一代科技企业开始投资基础技术研究,这是近年来逐渐形成的趋势,也是不可逆转的时代方向,它一方面为企业的竞争力提供长久的保障,另一方面也是在为优秀人才提供更多的研究岗位。但企业投入的研究,总围绕“转化”而不是基础科学领域,我们能相信它能为人类带来什么贡献吗?

科学的,工程的,都是好的

事实上,重视从实验室到产业应用的路径,也不只是达摩院如此,爱迪生的实验室也是一样的。金榕说,“如果你去看爱迪生在门罗公园的研发机构,它上面是实验室,下面是巨大的厂。创新转化需要占据很大的人力,因为底下这层需要非常巨大的basis(基础),需要很充分的人力把技术变成生产力。”

贝尔实验室也是如此,他们的基础研究取得了丰硕的成果,但我们也不能忽略:在贝尔实验室里,也有更多的人在做从技术到产品的工程攻关,而改变世界的,有时不仅仅是基础科学,在信息技术时代,算法、AI、决策,这些领域也是新的科学——就像贝尔实验室一边搞材料和产品,另一边也发明了C语言一样,它们都是值得写入科技史的创新。

让创新走进业务,也是企业投资的实验室的“生命线”。贝尔实验室的历史跨越近百年,从近代走到现代,经历两次世界大战,穿越多轮经济周期,不论其母体企业AT&T如何在市场上载浮载沉,贝尔实验室始终保有创新的活力和生命的存续力。

在达摩院诞生之初,马云便对达摩院立下三个期许:

一、达摩院要活得比阿里巴巴长,有一天即使阿里巴巴不在了,达摩院还要继续存在; 

二、服务全球20亿人口,解决1亿人口的就业机会,创造1千万企业的盈利发展空间,为世界经济提供共享普惠、健康快乐的可持续发展动力;

三、达摩院必须面向未来,必须解决未来的问题,解决人类未来的问题。

“马老师一直强调达摩院以后一定要自负盈亏,目的就是希望我们的技术是有价值的,跟产业是能结合的。”在早先的采访中,行癫说,“不然的话,跟大学搞研究所有什么区别呢。”[8]

在三年后,我们回头看马云当时的要求,会发现达摩院的科学家们的确遵循它们,走上一条与前辈所见略同的道路:面向实际问题研究、做能转化的研究。

追根溯源,企业与大学的实验室,从一开始就是不一样的,但商业环境给予科学家们的需求与支持,也成了激发创新、创造价值的另一股动力。这是一条有成功先例的道路,也许总会有一天,来自中国科技企业的实验室,也能诞生载入史册的创新发明,改写人类未来历史的进程。

References:

[1] Wikipedia: William Shockley 

https://en.wikipedia.org/wiki/William_Shockley  

[2] 诺奖得主告诉你:几岁拿诺贝尔奖最合适?

https://mp.weixin.qq.com/s/DRlJ89PCCFagSsSZCYCxQg  

[3] Wikipedia:Traitorous eight  

https://en.wikipedia.org/wiki/Traitorous_eight  

[4] Wikipedia: Claude Shannon  

https://en.wikipedia.org/wiki/Claude_Shannon  

[5] 国家统计局解读《2019年全国科技经费投入统计公报》  

http://finance.people.com.cn/n1/2020/0827/c1004-31839125.html  

[6] 28张图总览中国创新力!研发投入20年增长23倍,这个关键指标已与欧盟旗鼓相当  

http://www.nbd.com.cn/articles/2020-09-26/1513185.html  

[7] 阿里云同时获得国家技术发明奖、国家科技进步奖两项国家大奖  

https://www.cnbeta.com/articles/tech/931107.htm  

[8] 10年,再造一个阿里巴巴,品玩  

https://mp.weixin.qq.com/s/9OmJy-yclRLtGWV0gmgdTQ  

[9] 中国求解器再获国际榜单第一 达摩院将对外开放智能决策“终极利器”  

https://news.mydrivers.com/1/728/728521.htm

编者按:本文转载自微信公众号:放大灯(ID:guokr233),作者:普通酱  


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