2023年3月的某一天,美國政府的科技政策顧問Arati Prabhakar帶著一台筆記型電腦走進了白宮的橢圓形辦公室,向80歲的總統拜登展示如何使用ChatGPT。
Arati Prabhakar讓AI產生了一張拜登的愛犬「指揮官(Commander)」坐在總統辦公桌上的圖片。按照《Quartz》的形容:即使是世界上最有權力的人,也對ChatGPT印象深刻。
這件事的影響之一,也是一年後美國人工智慧安全委員會的成立。OpenAI創辦人Altman,英偉達的黃仁勳,微軟的納德拉,Google的皮查伊都是委員會成員。
人工智慧革命的推動者們領到了一項新任務:指導美國關鍵基礎設施安全地使用AI。
向拜登展示ChatGPT的Arati Prabhakar也是22位創始委員之一,她出生在印度,三歲時隨家人移民到芝加哥,是加州理工學院第一位女性應用物理學博士。
在矽谷科技公司輾轉近20年後,Arati Prabhakar成功上岸,在2012年成為美國國防高級研究計畫局的在編公務員。
國防高級研究計劃局簡稱DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency),顧名思義,Advanced Research概括了這個機構的工作任務,即面向突破性技術開展研究。 Defense則時時提醒外界,DARPA隸屬於美國國防部,代表著美國的國家意志。
在擔任局長期間,Arati Prabhakar在DARPA內部成立了一個生物技術辦公室,並向一家研究mRNA疫苗的機構投資了2,500萬美元。疫情時期,這家名叫莫德納的公司賺了200億美元。
自成立以來,DARPA一直是美國技術霸權背後最神秘的存在,它直接或間接推動了大量新技術的誕生:
長期以來,美國政府對DARPA的投資僅佔GDP的0.015%,即使用保守的估計,DARPA的社會回報率也高達66000%,超越歷史上任何一個風險投資機構。
《經濟學人》對DARPA的評價是:他們塑造了現代世界。
美國高科技產業的優勢常被歸類為市場化的競爭。但事實可能恰恰相反,美國是最早、最擅長利用國家意志推動技術創新的經濟體。
二戰結束前夕,也許是預見到政府對科研投資的削減,曼哈頓計劃的提出者和執行人範內瓦·布什(Vannevar Bush)向杜魯門總統提交了一份著名的報告: 《科學:無盡的前沿》。核心主題只有一個:政府應該支持科學研究,同時不約束科學家的學術自主。
對這份報告最準確的評價,可能來自華為創辦人任正非:
範內瓦·布希在《科學:無盡的前沿》中提出,要重視不以應用為目的的基礎研究,面向長遠,逐步擺脫對歐洲基礎科學研究的依賴。從此,美國基礎科學研究遠遠領先全球,形成若干重大突破。
《科學:無盡的前沿》問世12年後,美國人等來了一個更有說服力的理由。
1957年10月4日,一枚經過改裝的R-7火箭在蘇聯拜科努爾宇宙基地點火發射。在沉悶的巨響中,一個重達83.6公斤、裝有四根長天線的鋁製拋光金屬球被送上太空。這是人類史上第一顆成功發射的人造衛星:斯普特尼克1號。
在它繞行地球的3週時間內,任何一個擁有短波接收器的人,都能捕捉到斯普特尼克1號飛越上空發出的持續「嗶嗶」聲響。
細碎的聲響連同劃過十月夜空的星光,深深刺痛了美國社會的神經。 《2001太空漫遊》的原作者亞瑟克拉克說:
斯普特尼克1號繞地球運行的那一天,美國就成了二流強國。
一則關於斯普特尼克號的漫畫:“嗶...嗶...傳給鮑伯(代指美國)”
對美國政府而言,R-7火箭證明了蘇聯擁有了直接打擊美國本土的能力。軍隊出身的總統艾森豪威爾深感震驚和困惑,將其稱為“斯普特尼克危機(Sputnik crisis)” 。
斯普特尼克危機促使美國政府開始系統性地檢視科學研究領域的欠賬,二戰結束十餘年後,鉅量的國家資源再次流向科學研究,並直接推動了兩個科學研究機構的誕生:NASA和DARPA。
這兩個機構的工作職責非常明確:對關乎國家安全的突破性技術進行關鍵投資,確保美國對蘇聯的技術領先。
只不過NASA負責地球以外,DARPA負責地球以內,這點從它們的Logo就能看出來。
這是二戰後美國政府層級對科學研究領域的第一次大規模投資,美國政府對NASA和DARPA採取「例外撥款」(Other Transaction)的方式,使得它們的活動和預算不需要按法律要求對外公開,有更大的自主權。
相較於NASA此後幾十年太空歌劇般的冒險,DARPA的任務更為寬泛,但也更為激進:透過一切方式捍衛美國的技術霸權。
時至今日,這項任務依然直白的寫在DARPA的官方簡介裡:
1958年成立時,DARPA的任務是防止類似斯普特尼克發射的科技突破,因為這標誌著蘇聯在太空領域打敗了美國。
今天,DARPA的任務仍然是防止美國遭受科技突破,同時也針對我們的敵人創造科技突破。
曾擔任DARPA領導人的Kaigham Gabriel對這家機構的定位有一個非常準確的描述:承擔「巴斯德象限」的研究任務。
路易巴斯德(Louis Pasteur)在學術界外的名氣遠不如他所發明的「巴斯德消毒法」。當巴斯德試圖從牛奶中去除細菌時,發現了細菌會導致特定的疾病,這也是「巴斯德象限」的由來:一些基礎研究既可以產生學術成果,也能實現應用層面的產業化。
和DARPA誕生的契機一樣,美國在技術創新這件事上從來沒相信過「萬能的市場」。市場競爭固然能帶動企業的研發熱情,但企業不會投資對業務有威脅的研究項目,這類研究恰恰是許多顛覆式創新的來源。
正如前任局長Kaigham Gabriel所說:市場機制不會自發性地產生顛覆式創新。
因此,DARPA的核心目標是填補學術界和市場化力量的中間地帶,推動技術與研究首先成為一個產業,以商業產品或服務提供給國防部,進而確保美國的技術領先。
一個代表性案例是晶片製造領域經典的FinFET架構的誕生。
90年代,產業界普遍認為晶片製程的極限是25nm,因為伴隨電晶體不斷微縮,閘級控制電子流動的能力也隨之下降,一旦超過25nm就難以控制,摩爾定律也會停滯。
1995年,DARPA資助了加州大學柏克萊分校教授胡正明,希望後者為摩爾定律續約。
1998年,胡正明提出了一種3D立體電晶體結構。由於源級和漏級拉高後,側面看形狀像魚鰭(Fin),因而這種架構被命名為FinFET。
DARPA的「25nm開關」計畫開始時,主流的晶片生產製程還是200nm。直到2011年,英特爾才第一次在22nm製程上採用了FinFET架構。
「25nm開關」計畫很好的反映了DARPA研究計畫的定位:離科研很近,但沒有近到毫無商業價值的基礎研究;離商業也很近,但也沒有近到私營企業願意不計代價的投資。
根據DARPA自己的說法,其資金主要投向三個領域:1.基礎研究(發現新的科學現象);2.應用研究(針對某領域的突破性技術)3.先進技術開發(產出產品原型及方案)。
過去二十年,大部分投資都流入了離應用更近的2、3領域。 2021年,DARPA對基礎研究的投入佔經費比例僅15%,這一比例過去更低,十年前是個位數。
相較於純粹的科學研究成果,DARPA更重視科技的應用落地。石油危機期間,美國國內失業率步步攀升,但DARPA的預算卻逆勢翻了一倍,時任國防部長哈羅德·布朗認為,在通貨膨脹和失業率走高的時期,科學進步是經濟繁榮的關鍵。
用DARPA專案經理、海軍預備隊上尉John Waterston的話來說:DARPA就像一個創投基金。
雖然DARPA也折騰過心靈控制和隔空取物這類特異功能研究,但他們在前沿技術領域的判斷力絲毫不亞於最頂級的VC:
2000年,史丹佛電腦圖形學研究生伊恩·巴克(Ian Buck)將32張英偉達GeForce顯示卡連在一起玩《雷神之鎚》,成功引起了DARPA的注意。在DARPA資助下,巴克用顯示卡搓了一台低成本超級電腦。巴克後來加入英偉達,編寫了CUDA。
DARPA也是SpaceX的第一個客戶。他們很早就想改變洛克希德馬丁這類軍事承包商低效的研發方式,而馬斯克「廉價火箭」的思維適時地闖入了視野。
DARPA內部對馬斯克評價頗高:有遠見的人很多,但既有遠見還懂火箭的只有馬斯克。
也正是基於這份賞識,DARPA向SpaceX下了第一份政府訂單,用當時時八字還沒一撇的「獵鷹1號」火箭發射一枚小型衛星,這筆訂單迅速提高了SpaceX的知名度。
在推動眾多新技術誕生的同時,DARPA花掉的財政支出幾乎可以忽略不計。
刨除通膨因素,DARPA每年的預算在30億美元左右,比較高科技公司每年的研發投入,差不多是英偉達的1/2,華為的1/7,Google的1/16,亞馬遜的1/25。
DARPA的核心運作機制是項目制。
它沒有一間實驗室或研發中心,也不會做具體的研究。算上財務、人事、保全等支援部門,DARPA的全部職員約在120人。作為對比,隔壁NASA有大概17,000名在編公務員,光是部門主管就有244名。
相較於NASA在「要預算」上愈發登峰造極的水平,DARPA反而對規模擴張充滿恐懼。
柯林頓政府一度打算大幅提高DARPA的預算,讓當時DARPA主任Verne Lynn如臨大敵。後者成功說服了國會縮減預算,節約納稅人的錢:“當一個組織變大,它就會變得官僚。”
真正承擔研究工作的是100多名來自企業、大學和研究機構的“專案經理(Program Manager)”,負責DARPA每年開展的200個左右的研究專案。
理論上來說,專案經理是掛靠在DARPA的臨時工,但他們同時是DARPA最核心的資產。
DARPA立項過程極為簡單,既沒有審核答辯流程,也沒有立項評審委員會。專案經理只需要說服DARPA主任和所屬技術辦公室主任,就能獲得資助。
Kaigham Gabriel曾解釋過這樣做的原因:突破性的技術常常是主流學術和工業界不理解的,因此不會存在共識,繁雜的評審只會篩出平庸的項目。
DARPA前主任Heilmeier Catechism總結了一套靈魂八連問,只要專案經理的回答令人滿意,專案就能立刻上馬:
你這個東西,有誰在乎?
它成功搞出來,有什麼用?
目前的方案限制是什麼?你的方法有什麼新穎之處?
有什麼風險?要花多少錢?多少時間?
檢驗它成功與否的期中與期末「考」是什麼?
一旦立項,專案經理對專案有絕對的控制權,不僅要管研究方向與技術細節,還要負責合約與客戶關係。如果專案做不下去,也可以中途停掉,DARPA不會、也很難干涉專案運作。 《Science》曾在一篇文章中形容:
專案經理和研究團隊擁有近乎絕對的權力,這是DARPA招攬人才的核心,因為大部分科學家都希望自己是個有錢的沙皇。
可以用中國人非常熟悉的一個字來概括這種管理模式:管辦分離。
1966年,DARPA資訊處理技術辦公室的主任鮑勃·泰勒提出了電腦互相通信的想法,拿到預算後,泰勒從MIT請來了一位名叫勞倫斯·羅伯茨(Lawrence Roberts)的計算機博士,擔任項目主管.
這個計畫的初衷是搭建一個「去中心化」的通訊網絡,避免蘇聯人炸掉通訊總部後,整個網路一併癱瘓。 DARPA將計畫定名為ARPANet。
勞倫斯羅伯茲最突出的貢獻是ARPANet設計構想的論文:Multiple Computer Networks and Intercomputer Communication(多電腦網路和電腦之間的通訊),同時建立了一個擁有四個節點的網路。設備商BBN Technologies為ARPANet生產了第一批IMP-即路由器的雛型。
這個小型區域網路成為了現代網路的前身。勞倫斯·羅伯茨後來成為了DRAPA資訊處理技術辦公室主任,也被稱為「網路之父」。
許多專案經理都來自產業界,在專案結束後也會回歸產業界。胡正明在完成「25nm開關」計畫時,剛離開高校下海創業。
2001年,為摩爾定律續完命的胡正名和自己的學生梁孟松會師台積電,成為台積電的第一位CTO。
也有許多專案經理留在了DARPA,例如在DARPA做了14年的物理學家Jane Alexander。她本來打算去大學任教,時任DARPA主任Arati Prabhakar告訴她:
你去大學,只有研究生為你工作;你來DARPA,教授們會為你工作。
根據美國政府問責局評估,DARPA的科學研究計畫轉換率大概在50%左右。
除了網路和GPS這類耳熟能詳的技術革命,DARPA大部分科學研究成果集中在軍事領域,例如隱形轟炸機、精確導引飛彈、無人機和紅外線夜視。美國龐大的軍工複合體可以讓DARPA的孵化成果迅速商業化,或成為第一批客戶。
在1960年代,DARPA曾主導了一個名為Project AGILE的計劃,用來研究如何系統性的破壞水稻生長,阻斷假想敵的食物供應。
這個計畫最臭名昭著的產物,是越戰期間用來對付遊擊隊的「橙劑」。
開放的市場競爭推動了許多新興產業在美國的出現。但美國科技霸權的底色,是維吉尼亞州阿靈頓戒備森嚴的DARPA總部,是推進核威懾理論的蘭德公司,是承接了曼哈頓計畫的洛斯阿拉莫斯國家實驗室,也是對斯普特尼克1號未盡的恐懼。
在1980年代末,美國晶片產業面對日本的後來居上,進行了一系列專家會診。參與美日半導體談判的Clyde Prestowitz一邊指責日本人的做法“違背自由貿易原則”,一邊在國內對日本模式讚賞有加,號召美國要用日本人的方式打敗日本:
“我們雖然指責日本政府的產業政策不合理,但作為國家的大政方針,這個政策是完全正確的。所以我對美國政府說,我們要採取和日本相同的政策措施。”
1987年,美國國防部牽頭,聯合14家晶片公司製定了一個名為「SEMATECH」的計畫。
SEMATECH可謂像素級模仿日本通產省的VSLI計劃,由國防部提供預算,英特爾創始人羅伯特·諾伊斯主持工作,各家公司分別派出研發人員,集中攻克大家都用得上的“基礎科研項目」。
從結果來看,美國的半導體產值也在90年代迅速超越了日本,也成功逆轉了巨大的貿易逆差,1996年,完成歷史使命的SEMATECH計畫被關停。
雖然在這個過程中,SEMATECH的角色一直爭議相當多,例如美國國家科學院的調查顯示,成長最快的半導體公司,大部分都不是SEMATECH的成員。
但它的短暫存在依然在證明,一旦美國的領先地位遭到挑戰,國家意志的代言人們就如同配合無間的齒輪迅速咬合。
2020年5月,民主黨人在國會發起了《無盡前沿法案》(Endless Frontier Act),計畫讓國會向國家科學基金會NSF投入1000億美元,用於高新技術領域研究。
無論是名稱還是內容,這項法案都是對範內瓦布希《科學:無盡的前沿》的精神延伸。不同之處在於,《無盡前線法案》強調對DARPA模式的效仿。美國情報高級研究計劃(IARPA)和能源高級研究計劃局(ARPA-E)的建立和運作,都參考了DARPA的創新模式。
正如自由市場有多種詮釋的角度,以國家意志推動技術創新也從來不是某個經濟體的專屬。隨著DARPA不再神秘,它的模式開始被整個美國政府、乃至其他經濟體推崇。
2013年,日本啟動了“顛覆性技術創新研究計畫(ImPACT)”,不僅攻關軍事技術,醫療、環境、人口議題也被納入其中。這個機構誕生的機會來自安倍政府高級顧問的建議:
“日本在與美國的創新競賽中落敗,因為它缺乏一個像DARPA那樣具有戰略管理能力的機構。”
俄羅斯也仿照DARPA成立了先期研究基金會(FPI),負責高新技術的研發與管理工作,每年同時實施25~35個創新研發項目,確保國防安全與武裝力量現代化。在歐洲,英國也開始推動歐洲版DARPA建立。
關稅壁壘、財政補貼和產業政策並非只適用於工業化的追趕期,在科技與科學綿延的邊境線上,總有國家意志如影隨形。
它時常隱藏在市場經濟和自由貿易的敘事裡,但它永遠不會缺席。
90年代初,伴隨蘇聯解體,美國牢牢站穩了全球之巔。對DARPA而言,斯普特尼克1號發射34年後,令西方世界寢食難安的紅色巨人和那顆衛星一樣成為了歷史。
1993年,柯林頓政府拿掉了DARPA裡的Defense(防衛),將機構名稱改為ARPA。原因之一是DARPA對軍事和戰爭深度介入,讓社會輿論的質疑越來越大。例如越戰期間,DARPA曾將一位精神分析家派往西貢,研究越共的「抵抗動機」。
但三年後,蘇聯騰出來的位置似乎有了新的人選。 1996年的台海危機留下無數野史和傳說,也促使美國重新審視了這個80年代蜜月期的夥伴。同一年,Defense的D重新成為了DARPA的首字母。
如今DARPA依然是捍衛美國科技霸權最核心的存在,在冷戰後的三十年餘間實踐著《Inventing the Future》這本書裡的話:未來無法預見,但未來可以被發明。
伊拉克戰爭與阿富汗戰爭期間,複雜的中東戰場讓美軍對無人機與機器人的需求急遽上升。 DARPA代表美國國防部非常及時地出場,發起了全球首個無人駕駛長途挑戰賽DARPA Grand Challenge。
首屆比賽在和中東戰場地貌非常類似的莫哈維沙漠舉辦,誰能在規定的10小時內第一個走完就能拿走100萬美元獎金,還可能獲得國防部的技術採購訂單。日後如Google等許多無人駕駛公司的工程師,都來自DARPA自動駕駛參賽團隊。
面對如火如荼的人工智慧革命,DARPA也從未缺席。 2018年,DARPA啟動了“下一代人工智慧計畫(AI Next)”,2022年,DARPA發布第三波人工智慧探索計畫公告,包含了一系列高度前瞻的研發項目。
二戰結束至今,美國的決策層會系統性的解剖每一個對其科技領先地位產生威脅的對手,然後運用國家意志、市場競爭和雄厚的人才供給與之對抗。
80年代,日本從產業到經濟的全方位崛起,讓忙著對付蘇聯的美國人既充滿興趣,又深感不安。面對這個產業界的勁敵,美國人並沒有輕視,反而放下身段進行了一系列系統性拆解。
加州大學教授約翰遜(Chalmers Johnson)在1982年出版了《通產省與日本奇蹟》(MITI and the Japan Miracle)一書,詳細介紹了通產省如何為日本工業發展勾勒藍圖,並用嚴密的頂層設計引導大公司在競爭中進步。
約翰遜將日本稱作“資本主義發展型經濟體(Capitalist Developmental State)”,他在書中不無擔憂的說:“市場化的企業和政府計劃相結合的模式,正在被韓國等其他快速增長的亞洲國家效法。
當後發國家在高科技領域向先發國家發動全面攻擊時,無論後者對自由貿易和市場經濟多麼標榜,最終都會演變為政府主導下的全方位遏制。
過去一百年間,即便是自己的盟友,一旦威脅到美國的技術霸權與貿易收支,都會被美國的貿易炮火狂轟濫炸。
每個高舉自由市場大旗的經濟體都無比清楚市場的優點與缺陷,然後再善加利用。
DARPA或許並非經典意義的舉國模式,也很難被定義為產業政策,但它自誕生起,一直是美國國家意志的延伸,和對斯普特尼克1號懷抱恐懼的象徵。
1958年1月4日,在太空中飛行了7,000萬公里後,斯普特尼克1號電池耗盡,進入地球大氣層燒毀。但它在地球夜空中閃爍的光亮和透過短波接收器發出的細碎聲響,依然在華盛頓的上空盤旋。
對美國人來說,蘇聯從未遠去。(鈦媒體)