淺談產業界與學術界的合做研究(轉)

［編者注：原文可參閱： http://blog.sciencenet.cn/blog-414166-795432.html ］

最近網絡上有一個流傳甚廣的微故事：「某企業引進了一條香皂包裝線，結果發現常常會有空盒流過。廠長聘請一個博士後花了200 萬設計出一個全自動分檢系統。一個鄉鎮企業遇到了一樣的問題，民工花90 元買了一臺大電扇放在生產線旁，一有空盒通過便會吹走。」這個微故事不斷出如今筆者的視線中，想必在網絡上獲得了公衆的承認、引發了共鳴，因此你們爭相轉發。平心而論，大多數人的心裏實際上是崇尚知識的，而用這個故事來揶揄以博士後爲表明的科研人員，也許更多的是想表達對國內科研現狀的不滿。

其實在國內不只是普通民衆對學術界不承認，即便在同一領域，產業界與學術界之間也存在明顯的隔閡，這在信息技術領域彷佛尤其突出。產業界認爲學術界的研究是自娛自樂、毫無用處，純粹浪費國家資源，而學術界則認爲產業界的研發是山寨複製、水平低下，沒有技術含量。

相比較而言，美國信息技術的產業界與學術界則融洽得多，既相互尊重又互惠互利，既有分工又有合做，共同推進信息技術的發展。面對中美兩國產業界與學術界關係的巨大差別，咱們不由會產生不少疑問——美國是否也經歷過中國這樣的階段？他們今天的模式是如何造成的？美國的產業界與學術界之間是如何分工合做的？中國該如何改變產業界與學術界的關係？美國有哪些經驗教訓能夠借鑑？

本文將就這些問題談一下筆者的我的觀察和粗淺見解，因爲一我的的視角有限，不免有片面與不當之處，因此但願拋磚引玉，能引發更多對這個話題感興趣的朋友的探討，爲改善我國信息技術領域產業界與學術界之間的關係提供一些建言。

1、美國學術界的探索

美國的學術界在與產業界互動過程當中的分工是比較清晰的。爲產業界輸送人才是學術界最重要的目標之一。從美國高校整個範圍來看，實習生模式是鏈接學術界與產業界的一種最廣泛而又有效的方式，幾乎全部學校都容許和鼓勵學生到企業去實習。可是每所大學在具體的人才理念、培養方式、流動模式等方面又有所不一樣，或者說是各具特點。因而不一樣學校培養出來的人才也會有一些比較鮮明的特色，好比斯坦福大學的學生更喜歡創業，麻省理工學院的學生則更熱衷於攻克技術難題。這些模式是各大學不斷探索逐漸造成的。

斯坦福大學的硅谷之路【1】

今天的硅谷是名副其實的世界信息技術中心，是產業界與學術界有機融合的典範。斯坦福大學在硅谷的誕生和崛起過程當中起了決定性的做用。正是20 世紀60 年代斯坦福大學工程學院院長特曼的天才創意——將1000 英畝校園象徵性地廉價長期租給企業，才奠基了今天硅谷的輝煌。

然而，斯坦福大學與硅谷企業之間的合做模式也是在經歷了屢次轉型和探索後才逐漸發展起來的。斯坦福大學成立於1891年，在最初的幾十年效仿了歐洲大學的「象牙之塔」理念，認爲大學應該從事高雅的、形而上的研究，而開展應用研究則被認爲是功利的、物慾的。

二戰期間，斯坦福大學調整了辦學理念，認爲大學不該當是「不吃煙火食的象牙塔」，而應該是爲社會公衆服務的機構，因而斯坦福大學積極參與美國聯邦政府與軍工企業的一些科研項目。然而這種轉變並非一路順風，畢竟大學和企業關注的側重點有所不一樣，雙方的作事方式與文化也有很大區別，因此在合做過程當中不可避免地產生了一些矛盾。好比在20 世紀30 年代末，斯坦福大學曾經和企業有過一次不成功的合做。當時斯坦福大學物理系教師發明了微波電子管，美國斯佩裏公司看中了該技術的市場前景，支付經費但願聯合產業化。但在合做過程當中，斯佩裏公司徹底掌控了實驗室，干涉實驗方向，強制加快實驗速度，甚至限制教師發表學術論文，最終致使雙方不歡而散。此次失敗的經歷促使斯坦福大學反思到底該如何與企業合做。

二戰結束後，斯坦福大學開始探索創建新型的與政府和企業需求直接對接的教學科研與人才培養體制，推出了一系列新的措施。表1 列出了一些有表明性的措施，好比調整薪水，熱門專業教授的薪水多是冷門專門的兩倍。這些措施的目標是讓各個院系能得到儘量多的外部企業資助，但這引發了抱怨——「辦大學像辦公司，教授都成了僱員」。

不過，這些改革措施爲斯坦福大學的崛起奠基了堅實的基礎，而硅谷的企業和斯坦福大學也實現了深層次融合。由斯坦福大學的教授和學生們創辦的信息領域的公司包括惠普(HP)、思科(Cisco)、谷歌(Google)、雅虎(Yahoo)、威睿(VMWare)、貝寶(PayPal)、英偉達(NVidia)、硅谷圖形公司(SGI)、MIPS、昇陽(Sun)、鄰客音(LinkedIn)、網飛(Netflix)、羅技(Logitech)……，還包括已跨入可穿戴設備產業的耐克(Nike)。2012 年的一項研究顯示斯坦福大學的畢業生每一年創造2.7萬億美圓的收入【2】。儘管「2.7萬億」這個數字大得讓人難以置信，但斯坦福大學確實在以其獨特的方式推進信息產業的發展。

「斯坦福- 硅谷」模式是否能夠在世界其餘地方複製？這個問題相信有不少人都在研究。咱們確定沒法全盤複製，但其理念和一些措施也許值得借鑑。

加州大學伯克利分校計算機系的業界交流會

加州大學伯克利分校的計算機研究水平在全世界數一數二，特別是在計算機系統結構方面。該校計算機系誕生了不少推進計算機產業發展的經典之做，例如Berkeley Unix, RISC, RAID,NOW, Berkeley AMP 實驗室的Spark。體系結構泰斗、發明RISC 和RAID 的加州大學伯克利分校教授大衛·帕特森(David Patterson) 曾屢次提到這些項目成功的關鍵，其祕訣就是每一年舉辦兩屆爲期3 天的業界交流會。

帕特森教授在其最近的文章《如何建設一個糟糕的研究中心》(How to Build a Bad Research Center)【3】 中提到，這種交流會使實驗室每位成員都有機會與數十位來自業界的專家交流。專家會對項目的各個方面提出建議，這對項目的理解與研究方向的調整很是重要。而在學術界要獲得這樣面對面的交流機會是很是可貴的。這種交流會對學生的培養也起到了很是積極的做用。每位博士生在攻讀博士期間能夠得到至少10 次交流機會，這不只有利於推動學生研究工做的階段性進展，也有利於培養學生的表達能力，並且還能擴大學生的社交圈，對他們將來擇業有很大幫助。一份針對已畢業的加州大學伯克利分校計算機系校友的問卷調查顯示，100% 的校友對業界交流會都給予了積極的評價。這樣的交流會在加州大學伯克利分校已經實行了近30 年，取得了很是顯著的效果，使該校的計算機研究始終處於國際最前沿，推進了計算機產業的發展。

除了每一年按期舉行的業界交流會外，帕特森教授在其文章《您的學生是您的財富》(Your students are your legacy)【4】 中提到派學生去工業界實習的重要性。帕特森稱，當他的學生在尋找研究問題上遇到困難中止前進時，他就會讓這些學生到工業界工做6 個月。他們回來以後就能清楚地瞭解他們想作什麼研究，更重要的是，他們知道了爲何要去作這個研究。

加州大學伯克利分校的這些舉措從研究成果與人才培養兩方面來看都是卓有成就的，爲計算機產業不斷輸送動力。與斯坦福大學自上向下的設計不一樣，這些舉措並不須要學校層面上的特殊支持，更容易實施與操做，且不受地域和時間的限制，對咱們國內的大學和研究機構有更大的借鑑意義。

美歐主流高校的理念轉變

大學最先是在11 世紀的歐洲誕生，其辦學理念與原則逐漸沉澱爲「大學自治、學術自由」。這種理念讓大學在朝代頻繁更替的歷史進程中得以生存並不斷髮展，成爲人類歷史上最有生命力的社會機構。好比英國牛津大學創辦於1096 年，距今已有近千年歷史；劍橋大學創辦於1209年，也有800 年曆史。19 世紀初，德國人洪堡建立了柏林大學，將研究和教學結合，開闢了現代大學新模式，但仍以「大學自治、學術自由」爲原則。一直以來，大學注重的是基礎學科和純粹學術的研究，離社會民生需求很遠。美國早期的大學如哈佛、耶魯等，都是模仿歐洲的大學建起來的，也繼承了這些辦學理念。

現在許多世界著名大學的理念發生了轉變。2011 年， 哈佛大學校長德魯·吉爾平·福斯特教授在哈佛建校375 週年之際接受媒體採訪時談到了哈佛的新治校理念。福斯特校長認爲，「終生的學問始於學校，終於社會」，大學再也不是「象牙之塔」，而應該服務於社會。爲此， 哈佛大學經過一系列措施來踐行這一理念，好比建立了一個新的工程和應用科學院，增強應用技術研究；2011 年又籌建了創新實驗室(ilab)，鼓勵教授、學生參與創業。其餘大學如普林斯頓大學、麻省理工學院，參與創業的教授與學生的比例也在不斷增長，在課程設置上也相應地有所改變。普林斯頓大學計算機系的辛格教授(J.P. Singh) 開設的「技術、商業與市場的跨界創新」【5】 課程會邀請不少風投專家、技術專家和有創業經歷的人士爲學生介紹技術發展趨勢、管理方法、創業經驗等。

歐洲的大學與研究機構的理念也有轉變，好比劍橋大學的計算機實驗室主任安迪·霍珀(Andy Hopper) 教授極力推崇科學家與企業家結合的模式。霍珀教授身體力行，曾與人共同創辦過13家公司， 其中有3 家公司已經上市，包括現在可比肩英特爾的ARM 公司。霍珀教授在管理實驗室時鼓勵研究人員創業，並引入新的管理模式，例如實驗室項目的優先級會根據商業前景來動態調節，提出和實施共同財富創造框架(mutual wealth creation framework) 等。劍橋大學計算機實驗室在這些理念的貫徹下，在過去幾十年研製出了ARM、Xen等對計算機產業起到巨大推進做用的技術，也誕生了200 多家企業，霍珀教授本人則被英國廣播公司譽爲「英國計算機歷史中的一位偶像級人物」。

這些理念的轉變值得學術界思考。一方面，國外頂尖大學的頂尖教授與工業界的聯繫很是密切，這些頂尖教授幾乎都創辦過公司或在一些公司擔任首席科學家或首席技術官職務【6】。另外一方面，許多大學教授在學術休假期間會選擇去企業工做，其中有很多最終選擇留在企業。德州大學奧斯丁分校的道格·伯格(Doug Burger) 教授和凱瑟琳·麥利金(Kathryn McKinley) 教授便前後去了微軟研究院。而哈佛大學的馬特·威爾士(Matt Welsh) 教授在學術休假期間到谷歌工做了一年後，決定從哈佛大學辭職留在了谷歌。

縱觀歷史，人類的研究活動愈來愈多地從探索客觀規律的科學研究向利用客觀規律的技術研究傾斜，而記錄重大技術突破的技術發展史其實就是一部人類社會發展的技術選擇史。這個觀點對於計算機這門應用性很強的學科而言尤爲突出。若是說實踐是檢驗真理的惟一標準，那麼除了少數發現客觀規律的計算機理論工做外，對於絕大多數計算機系統與應用技術而言，市場纔是檢驗其價值的核心標準。

2、美國產業界的努力

美國的產業界對基礎研究與前沿研究很是重視，除了產品研發，不少企業還專門設立了從事基礎研究與前沿研究的實驗室。這些研究院與實驗室在必定程度上爲企業提供了技術儲備。但企業內部的小循環並不能讓整個產業持續發展，由於推進整個產業發展不只須要單項技術進步，還須要整個技術生態環境的支持，這包括大量的科研人員和足夠的科研投入。而培養人才與開展研究正是現代大學的社會職責，所以產業界一直以來都很是重視與學術界的聯繫，並不斷探索新模式來增強這種聯繫。

SRC：企業社團模式

20 世紀70 年代末到80 年代初，美國的半導體工業的發展進入了瓶頸期，一方面AT&T、IBM、施樂、西屋公司、通用電氣等大公司因爲經費緊張，已不能像之前那樣繼續維持大規模的企業實驗室，所以都大幅削減了對基礎研究的投入，這致使美國企業在全球半導體產業中的份額和競爭力不斷下滑。另外一方面，由於集成電路的設計和生產成本不斷增長，而聯邦政府投入的研究經費卻不斷減小，致使只有不多的大學開展半導體相關的研究。1982 年，全美上千所大學中只有不到100 位教授和學生從事半導體相關的研究【7】，美國的半導體產業前景一片灰暗。

面對如此嚴峻的局面，有「硅谷市長」之稱的英特爾聯合創始人之一羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce) 自告奮勇，在1982 年給了拉里·桑尼(Larry Sumney) 一張我的支票，委託他負責啓動半導體研究社團(Semiconductor Research Corporation, SRC)。該社團是一個非盈利組織，其目標是定義半導體相關的研究方向、探索重要的潛在新技術、引導大學培養半導體研究方面的人才。

半導體研究社團的運做方式很像美國國家科學基金會(NSF)，但經費來源主要依靠加盟企業的會員費以及政府、軍方的部分支持。在半導體研究社團成立之初，其會員主要有IBM、英特爾、摩托羅拉等11 家企業，現在已經發展到20 多家。半導體研究社團負責收集企業的研究需求，並反饋到大學。大學教授則能夠根據本身的研究興趣與優點向半導體研究社團申請經費，一個項目幾十萬美圓。例如，2011 年，多家企業由於對集成系統設計有研究需求，因而向半導體研究社團提交了一份3 頁長的白皮書，其中包含多核片上系統(system on a chip, SoC) 設計、系統功耗優化等5 大類35 個具體研究需求。大學教授能夠根據該白皮書向半導體研究社團提交與這些需求相配的研究申請，半導體研究社團將會邀請專家對項目申請書進行評審，擇優資助。

在具體項目管理方式上，半導體研究社團根據不一樣的研究方向制定相應的研究計劃，每一個研究計劃包含5~6個研究中心。筆者在普林斯頓大學時開展的PARSEC項目就獲得了半導體研究社團的資助，隸屬於FCRP(Focus Center Research Program) 研究計劃中的GSRC(Gigascale System Research Center) 研究中心【8】。圖1 左側列出了參與GSRC 的大學教授，這些教授幾乎都是來自加州大學伯克利分校、斯坦福大學、麻省理工學院、卡耐基梅隆大學、普林斯頓大學、伊利諾伊大學香檳分校等頂尖大學。隨着時間的推移，有的教授在項目結束後退出，同時又會有新的教授加入。以GSRC 爲例，該研究中心啓動於2008 年，2013 年結束。5 年期間共有來自25 所大學的84 位教授、561 位學生參與。GSRC的主管是普林斯頓大學電子工程系的沙拉克·馬利克(Sharad Malik) 教授。在他的精心組織下，GSRC 的教授與學生幾乎每週均可以經過網絡視頻會議系統WebEx 參加學術報告，瞭解其餘研究小組的最新研究進展。此外，GSRC 每一年還有兩次爲期3 天的面對面交流會，會上各個大學的教授都會帶領學生參加，同時還有不少企業表明參加。在過去5年，GSRC 一共發表了3318 篇學術論文，12 項專利得到了受權。參與資助的企業會員不只能夠共享這些研究成果，並且也吸引了不少學生加入企業。

半導體研究社團自成立以來不只向學術界累計輸送了來自產業界的超過20 億美圓的研究經費，並且還幫助產業界將需求及時有效地反饋到學術界，引導了學術界的研究方向，培養了大量半導體技術人才。20 世紀80 年代初全美高校不足100 人蔘與半導體研究的尷尬歷史一去不復返。在過去30 多年間，半導體研究社團累計資助了上萬名高校的學生參與半導體相關的項目，任什麼時候候都有1200~1500 名學生參與到半導體研究社團項目中，並且絕大多數都是博士生。正是因爲半導體研究社團在學術界與產業界之間扮演了重要的橋樑做用，推進了半導體產業的發展，2005 年美國聯邦政府授予半導體研究社團美國科技界的最高榮譽——國家技術創新獎章(National Medal of Technology and Innovation)。

企業聯合資助模式

企業聯合資助模式是一種定向資助模式，通常由若干公司聯合起來直接資助某個大學的實驗室，資助的力度達數百萬甚至上千萬美圓。例如，2007 年3月，英特爾與微軟宣佈聯合出資2000 萬美圓，分別資助加州大學伯克利分校的「並行計算實驗室PARLab」與伊利諾伊大學香檳分校的「通用並行計算研究中心UPCRC」開展多核並行計算方面的研究工做。2011 年2 月，加州大學伯克利分校得到了來自亞馬遜、谷歌和SAP 的聯合資助，成立了AMP(algorithm, machine, people) 實驗室，開展面向數據中心與大數據挑戰的研究。此後，AMP 實驗室又吸引了包括蘋果、微軟、臉譜、雅虎、英特爾、三星和華爲等十幾家企業的資助。

企業聯合資助模式更像是一種捐贈模式，企業會對被資助的實驗室提出一些要求，好比研究人員投入力度、相應的匹配經費等，也能夠分享研究成果。這種模式是創建在互惠互利的基礎上的，從實驗室角度來看，既得到了經費又保留了學術自由度以及成果的支配權，這樣能夠吸引更多更好的學生加入，開展一些富有挑戰的研究項目；從企業角度來看，經過這種方式與頂尖實驗室創建密切的聯繫，能夠參與到實驗室的研究過程和交流活動中，提供前沿需求信息，及時反饋實驗室研究工做中的不足，分享實驗室研究成果，同時還有利於從這些頂尖實驗室招募到優秀的畢業生。好比，資助AMP 實驗室的企業會被邀請參加實驗室內部每一年兩次爲期3天的交流會，而實驗室的畢業生也大都去了這些企業工做。

開源社區模式

近年來，開源已成爲愈來愈流行的開發模式，世界各地的開發者根據本身的興趣逐漸造成各個開源社區，好比Linux 開源社區、Hadoop 開源社區等，促進了技術生態系統的快速發展。現在，愈來愈多的企業加入到開源社區，如雅虎發起和推進了Hadoop社區，IBM 投入了不少資源到Linux 社區。而臉譜更是打出「開源一切」(open source everything)的口號，公開了一系列內部項目，包括關於數據中心設計的開放計算項目(open compute project)、NoSQL 數據庫Cassandra、數據倉庫平臺Apache Hive等。

企業開源對學術界有很大的吸引力，能吸引大量的科研人員參與到開源項目的完善和優化中， 實現共贏。一方面大學的教授和學生能夠從開源項目中找到有意義的研究問題，作出好研究、發表好文章或找到好工做；另外一方面，企業也能從大學研究成果中直接受益，將學術界提出的優化方案應用到產品系統中，同時還能吸引參與開源項目研究的博士生畢業後加入到企業。華人學者、俄亥俄州立大學的張曉東教授就是參與開源項目研究的典範。他的團隊經過對Apache Hive 存儲系統的研究，發現了其低效存儲的根源，提出了RCFile優化技術，該技術很快被臉譜採用，並在此基礎上做了改進應用到產品中。張曉東的團隊也所以在VLDB、SIGMOD 等頂級會議上發表了一系列文章，參與研究的學生在臉譜工做期間也獲得了可觀的收入。對於臉譜而言，他們的系統性能獲得了大幅提升，產生了巨大的經濟效益，並且還發表了頂級論文，吸引了更多博士畢業生加入企業，提高了企業的技術競爭力。這些正是得益於臉譜的開源計劃。

其餘傳統模式

產業界與學術界之間的互動，除了上述新興模式，還有很多傳統模式：

1. 不少企業設立一些面向大學教授的研究資助項目(faculty research program)，大學教授能夠向企業提交項目申請，經過評審後能得到資助。這些項目經費額度並很少，每每只有幾萬美圓，但企業對項目管理很寬鬆，教授在研究內容與經費支配上有很大的自由度。

2. 不少企業將一些最早進的產品免費捐贈給大學實驗室，但願實驗室能基於這些產品開展研究。例如，英特爾推出衆核芯片Xeon Phi 後，向普林斯頓大學李凱教授的腦科學課題組免費提供了60 顆Xeon Phi 芯片以及一批配套的Xeon 芯片，用於搭建一個基於Xeon Phi 的機羣系統；英特爾爲加州大學伯克利分校的並行計算實驗室提供一套搭載了支持硬件緩存劃分的Sandy Bridge處理器原型系統，用於評估緩存劃分效果。這些實驗芯片對研究很是有價值，但在市場上卻買不到，因此基於該實驗芯片的相關研究成果很快發表在2013 年度的國際體系結構頂級會議ISCA 上。

3. 企業面向大學招收實習生。學生在企業實習的過程當中能夠直接接觸企業的前沿需求，從而反饋到學術界。當他們回到大學後，不少人仍是會繼續開展與實習相關的研究工做。

3、中國的機遇

筆者相信本文開篇的「博士後與民工」的故事是杜撰的，中國目前正面臨着產業升級，大多數企業是相信知識的力量、尊重知識的。事實上，中國的企業對前沿技術的需求愈來愈強。以華爲公司爲例，2013 年營業額高達2400 億元，利潤爲210 億元，已經成爲全球最大的通訊公司。華爲的4G 產品已經在全球佔有最大市場份額，而對於5G 通訊技術，更是處於全球領跑者的地位，這使得華爲有着更強烈的掌握前沿核心技術的需求。國內互聯網企業擁有與國際一流企業至關的30% 左右的高利潤率，具有探索前沿新技術的經濟基礎。

事實上，國內的學術界與產業界之間的合做已經愈來愈密切了，合做的模式也越發豐富，不少企業也在嘗試與學術界的各類合做模式。例如，華爲公司與中國科學院計算技術研究所達成了合做協議，華爲投入研究經費資助計算所研製面向雲計算的高通量數據中心技術；騰訊公司不只經過中國計算機學會設立「CCF- 騰訊犀牛鳥科研基金項目」，還出資3000 萬元與清華大學成立聯合實驗室；而淘寶公司則一直在積極地推進開源社區的發展。

與國外相比，國內學術界的觀念轉變彷佛稍慢一些，科研人員不多主動與產業界交流。這種局面的打破須要科研人員與企業多交流，多向企業請教，多與企業合做。只有更深刻地瞭解企業，科研人員才能獲取真正的產業前沿需求，才能作出真正有價值、有影響力的研究工做，才能贏得企業的信任與尊重，經過更普遍深刻的合做研究，共同推動信息技術發展。

參考資料：

【1】《南大教授龔放談斯坦福大學崛起之路：從象牙塔走向社會軸心》，南京大學新聞網，2012年2月27日。

【2】http://blogs.wsj.com/digits/2012/10/24/study-stanford-entrepreneur-companies-generate-2-7-trillion-in-revenue-annually/。

【3】Communications of the ACM, Vol. 57 No. 3, March 2014。

【4】 Communications of the ACM, Vol. 52 No. 3, March 2009。

【5】 Princeton Computer Science 448, Innovating Across Technology, Business, & Markets, J.P. Singh。

【6】包雲崗，誰推進了信息產業發展？中國計算機學會通信，2012年9月。

【7】SRC: Celebrating 30 Years, 2012。

【8】https://www.src.org/program/fcrp/gsrc/

 

連接： http://www.valleytalk.org/