“复制”发明家:德国崛起与企业中央实验室的诞生
2020-12-31 10:10

“复制”发明家:德国崛起与企业中央实验室的诞生

本文来自微信公众号:腾云(ID:tenyun700),作者:林偕(腾云特约作者),头图来自:IC photo


前言:


《发明家是如何被“发明”出来的?》曾提到,以瓦特为典型代表的发明家角色的出现,与第一次工业革命在英国爆发互为因果。


不过,瓦特的出现毕竟是一场意外。他是技艺高超的工匠,难能可贵的接受了大学知识教育,在恰当的时机遇到“天使投资人”,并在当时英国先进的法律保护体系下率先尝到了专利保护的甜头。在那个时代,这种角色寥寥无几。


所以,在他之后,一个尖锐的问题逐渐显现出来:如何批量“复制”瓦特以催生更多的发明?


(这是 “发明”发明家 系列的第二篇。从瓦特开始,我们希望在不同时代中寻找“发明家”的影子,并理解他们改变产业进而影响人类生活的方式。)


以下为正文:


在第一次工业革命将大英帝国推上世界之巅之际,彼岸的德意志还是一个四分五裂的农业国。但随着关税同盟的成立、铁路在全境的铺设和铁血宰相俾斯曼完成统一,一个迫切渴求现代化的国家展露出其勃勃雄心。


相比于彼时的英国,德国简直是富豪河对岸的穷光蛋:既没有富饶的殖民地,也没有本土丰富的煤铁资源。


留给德国的路只有一条:拼人。


如果说英国主导的第一次工业革命催生了瓦特这样的发明家原型,那么德国在第二次工业革命中则建立了一种“发明家”制度——以制度化保证从科学研究、产品发明到量产的全流程运作。


当“瓦特”化身为一种制度而可持续存在,德国终于坐上了创新的快轨。


“复制”瓦特


时间拉回二百多年前,第一次工业革命的璀璨成果刚刚为英国带来了面积庞大的殖民地,那里有充沛的人力、原料和市场,以至于英国完全可以躺在自己构建的大市场里,无需加大技术研发投入。


或许正因如此,工业革命并没有延续到英国的科研体制上。科学依然游离在生产之外,只等待有灵性的工匠叩开他的大门。而当一个经济体没有成建制的培养科学与技术人才的时候,发明家的出现只能是小概率事件。


但在德国,教育正在悄悄发生变化。


柏林大学成立之初,便提倡独立思考能力,提倡通过研究来获取新的知识。柏林大学的倡议得到了政府的支持。鼓励新科学知识的生产,这一功能被前所未有地强调,并成为所有德国大学的通行标准。


而随着大学改革快速推进,“科教兴国”的故事在德国上演。这场改革强调:教授可以教他想教的内容,大学生的学习遵循学期制度,可以自由地在不同学校和教师间流动,在研讨班上,教授与学生教学相长,互相切磋。


于是,大学开始变得“接地气”了。德国大学教育的自由性、流动性和竞争性不断提高,培养出对于工业发明最为重要的能力:科研——在此之前,还没有一个国家系统的在高等教育场所教授这个东西。


科教、科研在大学成体系的落地,这是“发明家制度”的第一步。不久,工程师群体的培养也被迅速提上日程。


当时,主持着贸易工业部、技术委员会和工业知识促进协会的德国官员P.Beuth意识到,工艺学校是推进工业化的强有力工具。柏林工艺学校由此诞生。当那些从工艺学校毕业的具备高级知识的人才逐渐走入工业界并占据领导位置,学界与工业界的联系大大增强。



而为了与大学抗衡,工艺学校的带头人们认识到,即便是教授技术实践,也需要改变教学方法,用科学理论来指导技术问题的解决。渐渐的,技术类课程在工艺学校中被压缩,学生们开始学习更多的高标准理论课程。


大学向科研倾斜,工艺学校向科学靠拢。一个“接地气”的科学家群体,和一群受过严格系统科学训练的工程师群体在德国同时出现,并逐渐成为工业生产链条中的中流砥柱。科学与技术,两个频频错过的双子星也终于绑定在了一起。


这恰逢其时的引爆了德国的合成染料工业。


合成染料本来就是大学实验室的产物,但这个市场竞争太激烈了,企业必须不断地研发推出新技术。不同于英法两个先发国家的是,德企的创办人多是工艺学校出来的大学生,他们从心底里知道科学研究的意义,十分热衷与大学里的化学家合作,从科班学生身上学习先进的科学理论,并对其完成实践转化。


例如,出身工艺学校的德国化工巨头巴斯夫。他在60年代研发出了茜素,为公司带来了滚滚财源。尝到甜头的巴斯夫开始主动向职业的化学家抛出橄榄枝,发出临时项目雇佣的邀请,更多的企业也开始效仿。而这直接催生了企业自建实验室的新制度。


“中央实验室”的诞生


19世纪后期化学工业的发展一日千里。在打通了从科研、工作的一系列流程之后,德国人惊喜地发现,发明像雪球一般滚滚而来。


更重要的是专利制度的进化。1877年,德国政府规定,一个企业如果生产出某种染料,只会保护特定的生产工艺,但别的企业总有其他方法创造出同样的东西并申请新的专利。因此,纠纷的发生再所难免。这大大加剧了企业间的竞争。


为了维持竞争壁垒,化工巨头发现,建立成建制的中央实验室已成为必须,一场以化学家为主角的“抢夺战”就此展开。


巴斯夫继续在研发上砸下重金,花费1800万金马克,建立了由数十位化学家组成的中央实验室,经过十几年的时间,终于合成了日后将通行全世界的“阴丹士林”染料,成为当时的全球第一大化工企业。


受到巴斯夫的刺激,阿道夫·冯·拜耳在1889年建立了中央实验室,供科学家全天开展研究工作。为了给这些化学界最为重要的发明家提供一个好的环境,拜耳甚至在实验室建立了一个大型图书馆,以便让化学家们能够自由地获取所有最新的化学知识。例如,在一位知名的化学家去世后,拜耳专门买来了这位大师的7000册书籍供大家学习。


阿道夫·冯·贝耶尔(Adolf Von Baeyer),德国有机化学家,1835年10月31日生于柏林。由于合成靛蓝,对有机染料和芳香族化合物的研究作出重要贡献,获得1905年诺贝尔化学奖。


即便对于巨型企业,中央实验室也是一项奢侈的开支:昂贵的科研设备、训练有素的科学家、屡见不鲜的失败。而企业之所以愿意承担这样高昂的成本,是因为中央实验室内嵌于整个工业体系中,发挥了不可替代的作用——


首先是大规模工业生产带来的质量控制问题。


中央实验室的化学家们的大部分工作是对已被验明原理的染料做实验检测,这种系统的科学检测相当于大生产的“守门员”,在产品被大规模投放市场前,保证品质维持在公司声誉的水平。


其次是为公司增长提供新的产品。


尽管实验室的创新大部分都没有成功,但少数成功的创新便可以为公司创造新的“现金牛”。而为了刺激新发明的诞生,拜耳逐渐完善了对化学家的管理制度:金钱刺激,学术交流会,科研进展汇报。借助于新设立的科研主管,拜耳掌握了一套管理激励发明家的制度,这间接导致公司在短短十几年间超越了巴斯夫。


德国化工产业的集体性崛起,产生了一个意想不到的后果:英国东方的殖民地印度生产的天然靛蓝被快速的取代了。


由于德国的内需很小,但生产的合成染料产能如此之大,不得不在全球寻找市场。其实,在19世纪的大部分时间,印度的天然靛蓝出口还处于持续增长之中。但当德国化工巨头开发出碾压性的染料后,英国的好日子就到头了。


德国一跃成为世界实力最强的工业国之一,但殖民地势力范围的割裂实际上把全球市场分成了几块,在巨大产能和利润的驱动下,德国先后发起了两次全球大战,并催生了一个意想不到的结果。


发明家制度的“全球秩序”


两次世界大战,让美国意识到了德国制度的优越性。


二战后,范内瓦·布什发表的科学宣言被美国朝野上下广泛接受,从此美国政府大力投资基础研究。同时,IBM等大型私营企业在战后纷纷成立中央实验室,这标志着德国首创的中央实验室制度,开始在发达国家中传播开来。


中央实验室制度在全球的传播,逐渐由化工扩展到IT、消费品、育种等几乎所有工业门类。这里仅列举两个比较具有代表性的案例。


一个案例是英国的农业科学。


二战后,英国从中央到地方设立了专门的农业科研机构,承担农业技术的开发、培训和扩散。在地方上设立了多所农业综合大学和农校,分别培养学术和技术型人才。除此之外,在英格兰和威尔士甚至还分植物病理、昆虫和兽医设立了中央实验室。可见,英国在农业科学领域的作为与德国体制有着非常高的相似性。从科学体制化、技术科学化到中央实验室的建立,基本囊括了所有环节。


另一个案例是日本的母婴用品老牌品牌商贝亲。


二战后,贝亲的创始人周游日本6年,到处询问处于哺乳期的母亲是否可以吮乳房,他的这一做法,是为了收集最多的样本以造出真正接近乳头的奶嘴。后来贝亲沿袭了这种广泛实验的做法,设立了产品实验室,以专门招募母婴并对其做出观察和研究。除此之外,贝亲的产品出厂前必须接受中央实验室的质量检测。可见,贝亲实际上是把新品研发和质量检测两项职能分别放在了两个部门。


作为发明家制度的最佳载体,中央实验室在二战后的二三十年间达到了顶峰。但美国率先建立中央实验室的IBM,在研发IT产品的过程中很快发现了这种制度的弊病。


IBM发现,一些发明最初不是实验室驱动的,而是客户给他们的需求。大量的大型企业,如AT&T和西门子也发现,中央实验室的投资回报率越来越低,大量发明被闲置了,技术转移显得困难。


还有一种现象是,原创性发明似乎没那么重要了。医疗器械商百代率先联合医院研发了CT扫描仪,颇费周章的教育了一番市场,到头来却发现市场被通用电气捷足先登,原因是通用的品牌和客户网络更加强大。


如果原创发明的结果是这样,那投资于中央实验室还有意义么?


当然还有,只是这样的意义越来越难以体现在自己身上。施乐公司的研究部门施乐帕克开发出了划时代的图形操作系统,但对于复印机打印机主业却没有太大意义,于是被束之高阁。后来,乔布斯发现了这一革命性发明,并将施乐的研究人员“挖”到苹果工作。


再后来的事情我们都知道了,乔布斯推出了带图形操作系统的Mac电脑,这颠覆了整个计算机工业,但施乐公司并没有从代价不菲的原创性发明中获得暴利,而仅仅是可以忽略不计的专利费。


如此看来,中央实验室制度注定是要经历变革,那么,路在哪里?



本文来自微信公众号:腾云(ID:tenyun700),作者:林偕(腾云特约作者)

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