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第四次工业革命,已经悄然而至

第四次工业革命,已经悄然而至

作者:许成钢,长江商学院经济学教授、人工智能与制度研究中心主任


在今年两会的诸多热点之中,“人工智能”连续三年出现在政府工作讲演中。


这让我想起一则旧闻:去年10月,麻省理工学院(MIT)宣布投资10亿美元建设一个计算学院,以应对人工智能的崛起所带来的挑战。


这是迄今为止美国学术机构在计算和人工智能领域最大的单笔投资,其中黑石(Blackstone)董事长、首席执行官兼联合创始人苏世民(Stephen A. Schwarzman)为该学院捐款3.5亿美元。谈及这个动议,苏世民对媒体暴露说,正是几年前与阿里巴巴创始人马云长时间的谈话,让他对人工智能带来的机遇和挑战的争论越来越着迷,促使他最终做出了这个决定。


人类历史上,自从工业革命的出现才使各国经济拉开巨大的差距。工业革命不仅仅是技术创新更是制度创新,制度决定着工业化的进程。制度的落后使中国完全错过了前两次工业革命。改革开放的制度变更,使中国赶上了第三次工业革命的后半期,涌现了以BAT和华为为代表的创新型民营大企业。但是制度的障碍导致中国严重缺少革命性、原创性的创新。


以人工智能和大数据为核心的第四次工业革命已经悄然而至。如果我们想认识它的未来,不妨先回顾一下人类历史上已经发生的三次工业革命。


三次工业革命的起源和主要技术内容


18世纪出现的第一次工业革命,始于英国,其特征是机械化。机械动力的蒸汽机和各种工具机的广泛应用使得大规模生产成为可能。


19世纪中后期的第二次工业革命,始于英美,其特征是以物理学为基础的技术突破:电气化和内燃机,以及以化学为基础的突破:化工、金属冶炼、制药。


20世纪中后期的第三次工业革命,始于美英,其特征是信息化和生物医药,前者是以物理、数学为基础的突破,后者是以生物学为基础的突破。


这三次工业革命的共同特点是,它们都源于发明家和企业家的创新。每次自发发生的新技术的经济都破坏老技术的经济。发明家和企业家得以自由发展的水平取决与所在国的制度。三次工业革命的发源地都是以掩护私有产权和个人自由为核心的英美法系国家。在这些国家,高度自治的大学提供了创新的知识和充沛的人力,金融市场得到充分的发展因为它是资源配置的中心。归纳起来,英美创新制度的特点是为法治基础上的市场和竞争提供创新的激励机制。具体来说,在金融市场、知识产权市场、产品市场、人力市场上提供优胜劣汰的市场机制。


工业革命和任何重大技术创新的特点是熊彼特所说的“创造性破坏”。它不可预测、不可计划,一旦出现对老技术经济的破坏力巨大。制度自身需要有适应创造性破坏的能力,不适应的制度必须退出。容忍和接受创造性破坏能力的制度才有可能持续发展,为社会带来福利。所有不发达国家的根源是制度问题:不发生重大创新,也不能追赶创新。


工业革命的思想来源是教授自治的大学。教授自治是成为世界一流大学的必要条件,没有第一流大学就没有历次工业革命。历次工业革命的革命性创新想法都来自于大学。


第一次工业革命的思想源泉来自于牛顿和瓦特这两位科学家,前者27岁就当上了剑桥大学的教授,后者是英国格拉斯哥大学教授,格拉斯哥大学被誉为全球最为古老的十所大学之一。


第二次工业革命的思想源泉来自于麦克斯韦和赫兹。前者是剑桥大学的教授,后者是创办于1810年的德国柏林洪堡大学的教授。


第三次工业革命的创新想法,在基因方面来自于剑桥大学的沃特森和克里克两位教授;在计算机方面来自于剑桥大学的图灵教授和美国普林斯顿大学的冯诺依曼教授;在人工智能方面来自卡内基梅隆大学的赫伯特ˑ西蒙教授和MIT的麦卡锡和敏斯基。


教授治校是发生创新知识和人力的制度基础,教授治校包含两部分:人事自治和资源自治。校长的招聘、教授招聘及晋升和招生等事务由教授们来决定这是人事自治;以同行评议为基础的资源配置机制来决定学校的研究方向,这是资源自治。


如果我们对决定技术创新的制度进行排序,我们会发现,革命性创新发生于英美法律体系支持的市场制度,每次工业革命都是在这个制度中发生的。欧陆法系支持的市场制度(包含日韩新加坡等)紧跟创新,但从不是工业革命的发源地。这种制度下孕育出的创新,较少处于革命性创新的前沿但能紧跟前沿,发生重要的互补性创新。


曾经,以苏联和中国为代表的国有制计划经济可以快速模仿和追赶领先者但难于自我创新。虽然举国体制可以在某些领域发生个别强项,但是整体水平上则连追赶都困难。在这种制度下,极少孕育出创新想法,而且创新的效率严重低于市场经济。更不要说群众运动和没有法治的市场经济,必定是充满了混乱、浪费、欺骗和灾难。


创新的基本制度问题


创新是在所有活动里最依赖制度的一个活动。创新最难解决的就是激励机制问题,即谁是创新者?他们为什么创新?他们创新的动力是什么?


历史上,突破性发现的发生,其原始动力都是以好奇为目的的科学探索。比方说电,电的发现纯粹是好奇发生的。19世纪,法国物理学家安培,英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家法拉第、德国物理学家韦伯分别发现了电和磁的一些规律。后来剑桥大学的物理学家麦克斯韦将他们发现的规律合在一起,形成以麦克斯韦方程组为中心的、统一的电磁学理论。


麦克斯韦方程推导出来的一个预言是,当电磁回路里有变更的时候,就会有能量跑出去。这个预言被洪堡大学的博士研究生赫兹在实验中检测到。凭借这个发现他在二十多岁的年纪就获得了诺贝尔奖。在赫兹实验的基础之上,马可尼发展了可以商业化的无线电技术。第二次工业革命的核心技术之一是电气和无线电,而所有这些内容都是在麦克斯韦方程的科学指导之下发生出来的。


第三次工业革命的核心技术是半导体、计算机、互联网,以及医药,包含在量子力学、固体物理、半导体和集成电路等领域的基础理论的诞生、DNA/RNA的发现、测定人类基因组图谱等革命性的创新。所有这些工作的基础,都是在好奇心的推动之下发生的。


回顾历史上的三次工业革命,我们可以发现所有革命性的变更、所有突破性的创新,原始的想法,都发生于出自好奇的探索。具体而言,创新可以分成三个档次。


第一个档次是基础科学中的革命性的变更。在此之后,追随着这些革命性的基础变更,便有了第二层的创新:应用性和跟随性的研究工作。这个阶段的工作,由于其好奇部分下降,所以需要为创新的工作者提供外来的激励机制,主要的激励是名利方面的,比方获得诺贝尔奖、在著名学府任职、成为身披光环的著名学者、在顶尖杂志发表论文等等。


接下来的第三个档次的创新,是以实用为目的。这种创新必须依赖强大的外来激励,即商业利益。在这种激励下,胜利的创新者可能成为创新的企业家,比方瓦特、爱迪生、特斯拉、马可尼和乔布斯。


创新需要激励机制,不同层面的创新需要不同的激励机制。激励机制解决的是创新的动力的问题。而激励机制自身是制度决定的。


总而言之,所有的创新都严重依赖制度。当我用制度这个词的时候,我概括为以下三项:法治、市场和自治的大学。在法治层面,一个特别突出的因素就是产权,当我们讲到自由的时候,法治是掩护自由非常重要的基本条件。


制度:谁拥有资源?谁决定资源配置?


一个基本领实是,人类历史上所有科学技术的重大突破,都不是来自于计划或者政府命令。所有的重大突破首先发生于想法,发生于无数自由的探索,最后才在商业上获得结果。也就是说,这些都是在市场优胜劣汰的过程中发生出来的。只有在竞争中取胜,人们才知道它是最好的。为什么计划会在创新的过程中失效?因为计划只对已知的目标有效,而真正意义上的创新,是一种革命性的突破,与其相关的人、目标、方法在事先是全部未知的。


保障自由探索的制度需要法治的环境和自治的大学,需要自由、宽容的社会氛围和资源,包含选人和经费。所有的研究、创新活动都需要资源,例如资金。


当我们讨论工业革命的时候,它不是一个完美的图像,而是随同着巨大的破坏。工业革命是一个大规模优胜劣汰的过程,有大量企业被残暴淘汰。优胜劣汰的过程只有市场可以做,政府没有方法复制,政府最不能复制的就是破坏,尤其不能复制创造性的破坏,而工业革命恰恰一个是创造性破坏的过程。


市场制度为发明家、企业家提供的激励是工业革命的基础。比方,知识产权是对发明的掩护和一段时期的垄断权。技术垄断、行业尺度的话语权等是知识产权的衍生物。市场自身的优胜劣汰筛选机制可以在大量个人发明中筛选出最受欢迎的发明,具有灵活性和市场判断的民间投资可以进一步让个人的发明实用化。政府是无法复制这些激励机制的,而且政府的强行推动往往起反作用。


创新无捷径。工业革命是创造性破坏的过程,想要后来居上的企业只有依赖创造革命性的新产品取代已有体系从而赢得市场份额,Android/iOS 逐渐取代 Windows、苹果战胜IBM、谷歌战胜其他搜索引擎都是如此。没有基本创新,靠行政、计划、仿制、改进,只能缩小部分差距,不可能在市场中战胜已有体系。试图用行政及山寨方式打破所谓“技术封锁”、“技术垄断”,争夺“话语权”,这些做法不仅侵犯产权,而且破坏了创新机制,更不可能全面创新。


历次工业革命的发源地都是固定的,都只发源于英国和美国,这不是偶然现象,因为英美是同一类型的制度:高度法治的自由市场经济。在近一个世纪中的百余项革命性发明中,除了因为军事项目而发生的人造橡胶诞生在苏联,其他全部发生于市场经济。过去100年里,如果排一下顺序,哪些国家革命性的发明最多?应该是美国、英国、德国、法国、日本。因此,工业革命与政府主导的研发是不相容的。任何政府依赖的基本机制都是上级对下级的奖励处分,而政府的奖惩机制破坏了创造性研究的基本环境。


从第三次工业革命以来,所有大规模投资在实际应用上的革命性技术,其应用性的研发,都始于风险投资,而不是自上而下的大规模投资。一个具体的例子,国内投入巨资的量子通讯,其实质是量子密钥分配,而不是通讯自身。但是量子密钥分配在学术上是有争议的问题。


2013年,美国西北大学Horace Yuen教授发表的论文《量子密钥分配的保险证据缺乏基本要素》(Essential elements lacking in security proofs for quantum key distribution)指出,量子密钥分配的保险性有致命问题。在他的研究背景下,美国、英国政府都有正式文件要求政府不在这个领域投资。日本政府也在其科学家的跟随研究的基础上,认为不适合在这个领域投资。


改革不适应创新的制度


举国体制可以和市场竞争一分高下吗?答案是否定的。


国有制下的苏欧经济体也就是今天26国和中国都极其重视创新。苏欧曾以世界最高的R&D开支比例费力追赶欧美,却无力缩小在电子、电脑和生物等核心领域与世界前沿的差距,被迫改革,但仍不能解决问题,直至放弃原有制度开始转轨。日本通产省80年代超级计算机项目的失败,表明国家计划的研发无力与市场中所有企业家的创新竞赛,这就是押宝选中的项目与大量独立竞争项目之差别。


国有制下的制度依赖官僚决策,与企业家创新不相容,而以私有制为基础的市场依赖独立司法维持秩序,给了企业家独立创新的空间。


改革开放40年来,中国的要素生产率有很大提高,其主体来自制度改革与创新带来的市场、民企大发展,以及对先进管理理念和技术的模仿。这种模仿可以解释成广义的创新。技术追赶和模仿对多要素生产率提高有重要贡献,但是技术创新整体上对GDP和全要素生产率(TFP)增长的贡献比例很小。中国有大量模仿基础上的商业创新,但是没有基本理论和方法上的创新。 


在即将发布的《中国人工智能指数2018》中,我们的数据表明,中国虽然在人工智能的许多应用领域快速追赶,最近几年在规模上已经大体与美国相似,某些领域甚至规模更大,但在最具创新性的研究工作方面,中国与美国的差距仍然非常大。


正在发展的科学和技术使我们可以预期,在基础科学发展的带动下,人工智能的基本算法、计算力(例如量子计算)、传感器等方面,都会有新的突破。而这些突破会使人工智能领域发生非常不同于今天的巨大的变更,会进一步改变所有行业,改变整个经济和社会的步调。中国唯一的正确做法是,接受历史上闭关锁国的惨痛教训,在制度、学术、技术和市场合有方面,一直学习发达国家。


突破性的创新来源于自由的探索。创新的动力来源于科学家的好奇心。没有这些,政府的计划和政府设计的激励机制都无能为力。


爱因斯坦说:“如果我们早知道我们(的研究)在做的是什么,我们做的就不能称为研究了,对吧?”(If we knew what it was we were doing, it would not be called research, would it?)


他还曾经说过:“如果人们努力仅仅是因为他们害怕处分、渴望回报,那我们真是一群无可救药的人了。”(If people are good only because they fear punishment, and hope for reward, then we are a sorry lot indeed.)


技术和商业的突破性创新,来源于市场配置资源和残暴的优胜劣汰。政府无法模仿工业革命中的创造性破坏,政府也无法模仿市场的资源配置和激励的能力。改革不适应创新的制度,是中国不重蹈历史覆辙,跟上正在兴起的第四次工业革命的基本保障。

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