浅谈产业界与学术界的合做研究(转)

［编者注：原文可参阅： http://blog.sciencenet.cn/blog-414166-795432.html ］

最近网络上有一个流传甚广的微故事：“某企业引进了一条香皂包装线，结果发现常常会有空盒流过。厂长聘请一个博士后花了200 万设计出一个全自动分检系统。一个乡镇企业遇到了一样的问题，民工花90 元买了一台大电扇放在生产线旁，一有空盒通过便会吹走。”这个微故事不断出如今笔者的视线中，想必在网络上获得了公众的承认、引发了共鸣，因此你们争相转发。平心而论，大多数人的心里实际上是崇尚知识的，而用这个故事来揶揄以博士后为表明的科研人员，也许更多的是想表达对国内科研现状的不满。

其实在国内不只是普通民众对学术界不承认，即便在同一领域，产业界与学术界之间也存在明显的隔阂，这在信息技术领域彷佛尤其突出。产业界认为学术界的研究是自娱自乐、毫无用处，纯粹浪费国家资源，而学术界则认为产业界的研发是山寨复制、水平低下，没有技术含量。

相比较而言，美国信息技术的产业界与学术界则融洽得多，既相互尊重又互惠互利，既有分工又有合做，共同推进信息技术的发展。面对中美两国产业界与学术界关系的巨大差别，咱们不由会产生不少疑问——美国是否也经历过中国这样的阶段？他们今天的模式是如何造成的？美国的产业界与学术界之间是如何分工合做的？中国该如何改变产业界与学术界的关系？美国有哪些经验教训能够借鉴？

本文将就这些问题谈一下笔者的我的观察和粗浅见解，因为一我的的视角有限，不免有片面与不当之处，因此但愿抛砖引玉，能引发更多对这个话题感兴趣的朋友的探讨，为改善我国信息技术领域产业界与学术界之间的关系提供一些建言。

1、美国学术界的探索

美国的学术界在与产业界互动过程当中的分工是比较清晰的。为产业界输送人才是学术界最重要的目标之一。从美国高校整个范围来看，实习生模式是链接学术界与产业界的一种最广泛而又有效的方式，几乎全部学校都容许和鼓励学生到企业去实习。可是每所大学在具体的人才理念、培养方式、流动模式等方面又有所不一样，或者说是各具特点。因而不一样学校培养出来的人才也会有一些比较鲜明的特色，好比斯坦福大学的学生更喜欢创业，麻省理工学院的学生则更热衷于攻克技术难题。这些模式是各大学不断探索逐渐造成的。

斯坦福大学的硅谷之路【1】

今天的硅谷是名副其实的世界信息技术中心，是产业界与学术界有机融合的典范。斯坦福大学在硅谷的诞生和崛起过程当中起了决定性的做用。正是20 世纪60 年代斯坦福大学工程学院院长特曼的天才创意——将1000 英亩校园象征性地廉价长期租给企业，才奠基了今天硅谷的辉煌。

然而，斯坦福大学与硅谷企业之间的合做模式也是在经历了屡次转型和探索后才逐渐发展起来的。斯坦福大学成立于1891年，在最初的几十年效仿了欧洲大学的“象牙之塔”理念，认为大学应该从事高雅的、形而上的研究，而开展应用研究则被认为是功利的、物欲的。

二战期间，斯坦福大学调整了办学理念，认为大学不该当是“不吃烟火食的象牙塔”，而应该是为社会公众服务的机构，因而斯坦福大学积极参与美国联邦政府与军工企业的一些科研项目。然而这种转变并非一路顺风，毕竟大学和企业关注的侧重点有所不一样，双方的作事方式与文化也有很大区别，因此在合做过程当中不可避免地产生了一些矛盾。好比在20 世纪30 年代末，斯坦福大学曾经和企业有过一次不成功的合做。当时斯坦福大学物理系教师发明了微波电子管，美国斯佩里公司看中了该技术的市场前景，支付经费但愿联合产业化。但在合做过程当中，斯佩里公司彻底掌控了实验室，干涉实验方向，强制加快实验速度，甚至限制教师发表学术论文，最终致使双方不欢而散。此次失败的经历促使斯坦福大学反思到底该如何与企业合做。

二战结束后，斯坦福大学开始探索创建新型的与政府和企业需求直接对接的教学科研与人才培养体制，推出了一系列新的措施。表1 列出了一些有表明性的措施，好比调整薪水，热门专业教授的薪水多是冷门专门的两倍。这些措施的目标是让各个院系能得到尽量多的外部企业资助，但这引发了抱怨——“办大学像办公司，教授都成了雇员”。

不过，这些改革措施为斯坦福大学的崛起奠基了坚实的基础，而硅谷的企业和斯坦福大学也实现了深层次融合。由斯坦福大学的教授和学生们创办的信息领域的公司包括惠普(HP)、思科(Cisco)、谷歌(Google)、雅虎(Yahoo)、威睿(VMWare)、贝宝(PayPal)、英伟达(NVidia)、硅谷图形公司(SGI)、MIPS、升阳(Sun)、邻客音(LinkedIn)、网飞(Netflix)、罗技(Logitech)……，还包括已跨入可穿戴设备产业的耐克(Nike)。2012 年的一项研究显示斯坦福大学的毕业生每一年创造2.7万亿美圆的收入【2】。尽管“2.7万亿”这个数字大得让人难以置信，但斯坦福大学确实在以其独特的方式推进信息产业的发展。

“斯坦福- 硅谷”模式是否能够在世界其余地方复制？这个问题相信有不少人都在研究。咱们确定没法全盘复制，但其理念和一些措施也许值得借鉴。

加州大学伯克利分校计算机系的业界交流会

加州大学伯克利分校的计算机研究水平在全世界数一数二，特别是在计算机系统结构方面。该校计算机系诞生了不少推进计算机产业发展的经典之做，例如Berkeley Unix, RISC, RAID,NOW, Berkeley AMP 实验室的Spark。体系结构泰斗、发明RISC 和RAID 的加州大学伯克利分校教授大卫·帕特森(David Patterson) 曾屡次提到这些项目成功的关键，其秘诀就是每一年举办两届为期3 天的业界交流会。

帕特森教授在其最近的文章《如何建设一个糟糕的研究中心》(How to Build a Bad Research Center)【3】 中提到，这种交流会使实验室每位成员都有机会与数十位来自业界的专家交流。专家会对项目的各个方面提出建议，这对项目的理解与研究方向的调整很是重要。而在学术界要获得这样面对面的交流机会是很是可贵的。这种交流会对学生的培养也起到了很是积极的做用。每位博士生在攻读博士期间能够得到至少10 次交流机会，这不只有利于推动学生研究工做的阶段性进展，也有利于培养学生的表达能力，并且还能扩大学生的社交圈，对他们将来择业有很大帮助。一份针对已毕业的加州大学伯克利分校计算机系校友的问卷调查显示，100% 的校友对业界交流会都给予了积极的评价。这样的交流会在加州大学伯克利分校已经实行了近30 年，取得了很是显著的效果，使该校的计算机研究始终处于国际最前沿，推进了计算机产业的发展。

除了每一年按期举行的业界交流会外，帕特森教授在其文章《您的学生是您的财富》(Your students are your legacy)【4】 中提到派学生去工业界实习的重要性。帕特森称，当他的学生在寻找研究问题上遇到困难中止前进时，他就会让这些学生到工业界工做6 个月。他们回来以后就能清楚地了解他们想作什么研究，更重要的是，他们知道了为何要去作这个研究。

加州大学伯克利分校的这些举措从研究成果与人才培养两方面来看都是卓有成就的，为计算机产业不断输送动力。与斯坦福大学自上向下的设计不一样，这些举措并不须要学校层面上的特殊支持，更容易实施与操做，且不受地域和时间的限制，对咱们国内的大学和研究机构有更大的借鉴意义。

美欧主流高校的理念转变

大学最先是在11 世纪的欧洲诞生，其办学理念与原则逐渐沉淀为“大学自治、学术自由”。这种理念让大学在朝代频繁更替的历史进程中得以生存并不断发展，成为人类历史上最有生命力的社会机构。好比英国牛津大学创办于1096 年，距今已有近千年历史；剑桥大学创办于1209年，也有800 年历史。19 世纪初，德国人洪堡建立了柏林大学，将研究和教学结合，开辟了现代大学新模式，但仍以“大学自治、学术自由”为原则。一直以来，大学注重的是基础学科和纯粹学术的研究，离社会民生需求很远。美国早期的大学如哈佛、耶鲁等，都是模仿欧洲的大学建起来的，也继承了这些办学理念。

现在许多世界著名大学的理念发生了转变。2011 年， 哈佛大学校长德鲁·吉尔平·福斯特教授在哈佛建校375 周年之际接受媒体采访时谈到了哈佛的新治校理念。福斯特校长认为，“终生的学问始于学校，终于社会”，大学再也不是“象牙之塔”，而应该服务于社会。为此， 哈佛大学经过一系列措施来践行这一理念，好比建立了一个新的工程和应用科学院，增强应用技术研究；2011 年又筹建了创新实验室(ilab)，鼓励教授、学生参与创业。其余大学如普林斯顿大学、麻省理工学院，参与创业的教授与学生的比例也在不断增长，在课程设置上也相应地有所改变。普林斯顿大学计算机系的辛格教授(J.P. Singh) 开设的“技术、商业与市场的跨界创新”【5】 课程会邀请不少风投专家、技术专家和有创业经历的人士为学生介绍技术发展趋势、管理方法、创业经验等。

欧洲的大学与研究机构的理念也有转变，好比剑桥大学的计算机实验室主任安迪·霍珀(Andy Hopper) 教授极力推崇科学家与企业家结合的模式。霍珀教授身体力行，曾与人共同创办过13家公司， 其中有3 家公司已经上市，包括现在可比肩英特尔的ARM 公司。霍珀教授在管理实验室时鼓励研究人员创业，并引入新的管理模式，例如实验室项目的优先级会根据商业前景来动态调节，提出和实施共同财富创造框架(mutual wealth creation framework) 等。剑桥大学计算机实验室在这些理念的贯彻下，在过去几十年研制出了ARM、Xen等对计算机产业起到巨大推进做用的技术，也诞生了200 多家企业，霍珀教授本人则被英国广播公司誉为“英国计算机历史中的一位偶像级人物”。

这些理念的转变值得学术界思考。一方面，国外顶尖大学的顶尖教授与工业界的联系很是密切，这些顶尖教授几乎都创办过公司或在一些公司担任首席科学家或首席技术官职务【6】。另外一方面，许多大学教授在学术休假期间会选择去企业工做，其中有很多最终选择留在企业。德州大学奥斯丁分校的道格·伯格(Doug Burger) 教授和凯瑟琳·麦利金(Kathryn McKinley) 教授便前后去了微软研究院。而哈佛大学的马特·威尔士(Matt Welsh) 教授在学术休假期间到谷歌工做了一年后，决定从哈佛大学辞职留在了谷歌。

纵观历史，人类的研究活动愈来愈多地从探索客观规律的科学研究向利用客观规律的技术研究倾斜，而记录重大技术突破的技术发展史其实就是一部人类社会发展的技术选择史。这个观点对于计算机这门应用性很强的学科而言尤为突出。若是说实践是检验真理的惟一标准，那么除了少数发现客观规律的计算机理论工做外，对于绝大多数计算机系统与应用技术而言，市场才是检验其价值的核心标准。

2、美国产业界的努力

美国的产业界对基础研究与前沿研究很是重视，除了产品研发，不少企业还专门设立了从事基础研究与前沿研究的实验室。这些研究院与实验室在必定程度上为企业提供了技术储备。但企业内部的小循环并不能让整个产业持续发展，由于推进整个产业发展不只须要单项技术进步，还须要整个技术生态环境的支持，这包括大量的科研人员和足够的科研投入。而培养人才与开展研究正是现代大学的社会职责，所以产业界一直以来都很是重视与学术界的联系，并不断探索新模式来增强这种联系。

SRC：企业社团模式

20 世纪70 年代末到80 年代初，美国的半导体工业的发展进入了瓶颈期，一方面AT&T、IBM、施乐、西屋公司、通用电气等大公司因为经费紧张，已不能像之前那样继续维持大规模的企业实验室，所以都大幅削减了对基础研究的投入，这致使美国企业在全球半导体产业中的份额和竞争力不断下滑。另外一方面，由于集成电路的设计和生产成本不断增长，而联邦政府投入的研究经费却不断减小，致使只有不多的大学开展半导体相关的研究。1982 年，全美上千所大学中只有不到100 位教授和学生从事半导体相关的研究【7】，美国的半导体产业前景一片灰暗。

面对如此严峻的局面，有“硅谷市长”之称的英特尔联合创始人之一罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce) 自告奋勇，在1982 年给了拉里·桑尼(Larry Sumney) 一张我的支票，委托他负责启动半导体研究社团(Semiconductor Research Corporation, SRC)。该社团是一个非盈利组织，其目标是定义半导体相关的研究方向、探索重要的潜在新技术、引导大学培养半导体研究方面的人才。

半导体研究社团的运做方式很像美国国家科学基金会(NSF)，但经费来源主要依靠加盟企业的会员费以及政府、军方的部分支持。在半导体研究社团成立之初，其会员主要有IBM、英特尔、摩托罗拉等11 家企业，现在已经发展到20 多家。半导体研究社团负责收集企业的研究需求，并反馈到大学。大学教授则能够根据本身的研究兴趣与优点向半导体研究社团申请经费，一个项目几十万美圆。例如，2011 年，多家企业由于对集成系统设计有研究需求，因而向半导体研究社团提交了一份3 页长的白皮书，其中包含多核片上系统(system on a chip, SoC) 设计、系统功耗优化等5 大类35 个具体研究需求。大学教授能够根据该白皮书向半导体研究社团提交与这些需求相配的研究申请，半导体研究社团将会邀请专家对项目申请书进行评审，择优资助。

在具体项目管理方式上，半导体研究社团根据不一样的研究方向制定相应的研究计划，每一个研究计划包含5~6个研究中心。笔者在普林斯顿大学时开展的PARSEC项目就获得了半导体研究社团的资助，隶属于FCRP(Focus Center Research Program) 研究计划中的GSRC(Gigascale System Research Center) 研究中心【8】。图1 左侧列出了参与GSRC 的大学教授，这些教授几乎都是来自加州大学伯克利分校、斯坦福大学、麻省理工学院、卡耐基梅隆大学、普林斯顿大学、伊利诺伊大学香槟分校等顶尖大学。随着时间的推移，有的教授在项目结束后退出，同时又会有新的教授加入。以GSRC 为例，该研究中心启动于2008 年，2013 年结束。5 年期间共有来自25 所大学的84 位教授、561 位学生参与。GSRC的主管是普林斯顿大学电子工程系的沙拉克·马利克(Sharad Malik) 教授。在他的精心组织下，GSRC 的教授与学生几乎每周均可以经过网络视频会议系统WebEx 参加学术报告，了解其余研究小组的最新研究进展。此外，GSRC 每一年还有两次为期3 天的面对面交流会，会上各个大学的教授都会带领学生参加，同时还有不少企业表明参加。在过去5年，GSRC 一共发表了3318 篇学术论文，12 项专利得到了受权。参与资助的企业会员不只能够共享这些研究成果，并且也吸引了不少学生加入企业。

半导体研究社团自成立以来不只向学术界累计输送了来自产业界的超过20 亿美圆的研究经费，并且还帮助产业界将需求及时有效地反馈到学术界，引导了学术界的研究方向，培养了大量半导体技术人才。20 世纪80 年代初全美高校不足100 人参与半导体研究的尴尬历史一去不复返。在过去30 多年间，半导体研究社团累计资助了上万名高校的学生参与半导体相关的项目，任什么时候候都有1200~1500 名学生参与到半导体研究社团项目中，并且绝大多数都是博士生。正是因为半导体研究社团在学术界与产业界之间扮演了重要的桥梁做用，推进了半导体产业的发展，2005 年美国联邦政府授予半导体研究社团美国科技界的最高荣誉——国家技术创新奖章(National Medal of Technology and Innovation)。

企业联合资助模式

企业联合资助模式是一种定向资助模式，通常由若干公司联合起来直接资助某个大学的实验室，资助的力度达数百万甚至上千万美圆。例如，2007 年3月，英特尔与微软宣布联合出资2000 万美圆，分别资助加州大学伯克利分校的“并行计算实验室PARLab”与伊利诺伊大学香槟分校的“通用并行计算研究中心UPCRC”开展多核并行计算方面的研究工做。2011 年2 月，加州大学伯克利分校得到了来自亚马逊、谷歌和SAP 的联合资助，成立了AMP(algorithm, machine, people) 实验室，开展面向数据中心与大数据挑战的研究。此后，AMP 实验室又吸引了包括苹果、微软、脸谱、雅虎、英特尔、三星和华为等十几家企业的资助。

企业联合资助模式更像是一种捐赠模式，企业会对被资助的实验室提出一些要求，好比研究人员投入力度、相应的匹配经费等，也能够分享研究成果。这种模式是创建在互惠互利的基础上的，从实验室角度来看，既得到了经费又保留了学术自由度以及成果的支配权，这样能够吸引更多更好的学生加入，开展一些富有挑战的研究项目；从企业角度来看，经过这种方式与顶尖实验室创建密切的联系，能够参与到实验室的研究过程和交流活动中，提供前沿需求信息，及时反馈实验室研究工做中的不足，分享实验室研究成果，同时还有利于从这些顶尖实验室招募到优秀的毕业生。好比，资助AMP 实验室的企业会被邀请参加实验室内部每一年两次为期3天的交流会，而实验室的毕业生也大都去了这些企业工做。

开源社区模式

近年来，开源已成为愈来愈流行的开发模式，世界各地的开发者根据本身的兴趣逐渐造成各个开源社区，好比Linux 开源社区、Hadoop 开源社区等，促进了技术生态系统的快速发展。现在，愈来愈多的企业加入到开源社区，如雅虎发起和推进了Hadoop社区，IBM 投入了不少资源到Linux 社区。而脸谱更是打出“开源一切”(open source everything)的口号，公开了一系列内部项目，包括关于数据中心设计的开放计算项目(open compute project)、NoSQL 数据库Cassandra、数据仓库平台Apache Hive等。

企业开源对学术界有很大的吸引力，能吸引大量的科研人员参与到开源项目的完善和优化中， 实现共赢。一方面大学的教授和学生能够从开源项目中找到有意义的研究问题，作出好研究、发表好文章或找到好工做；另外一方面，企业也能从大学研究成果中直接受益，将学术界提出的优化方案应用到产品系统中，同时还能吸引参与开源项目研究的博士生毕业后加入到企业。华人学者、俄亥俄州立大学的张晓东教授就是参与开源项目研究的典范。他的团队经过对Apache Hive 存储系统的研究，发现了其低效存储的根源，提出了RCFile优化技术，该技术很快被脸谱采用，并在此基础上做了改进应用到产品中。张晓东的团队也所以在VLDB、SIGMOD 等顶级会议上发表了一系列文章，参与研究的学生在脸谱工做期间也获得了可观的收入。对于脸谱而言，他们的系统性能获得了大幅提升，产生了巨大的经济效益，并且还发表了顶级论文，吸引了更多博士毕业生加入企业，提高了企业的技术竞争力。这些正是得益于脸谱的开源计划。

其余传统模式

产业界与学术界之间的互动，除了上述新兴模式，还有很多传统模式：

1. 不少企业设立一些面向大学教授的研究资助项目(faculty research program)，大学教授能够向企业提交项目申请，经过评审后能得到资助。这些项目经费额度并很少，每每只有几万美圆，但企业对项目管理很宽松，教授在研究内容与经费支配上有很大的自由度。

2. 不少企业将一些最早进的产品免费捐赠给大学实验室，但愿实验室能基于这些产品开展研究。例如，英特尔推出众核芯片Xeon Phi 后，向普林斯顿大学李凯教授的脑科学课题组免费提供了60 颗Xeon Phi 芯片以及一批配套的Xeon 芯片，用于搭建一个基于Xeon Phi 的机群系统；英特尔为加州大学伯克利分校的并行计算实验室提供一套搭载了支持硬件缓存划分的Sandy Bridge处理器原型系统，用于评估缓存划分效果。这些实验芯片对研究很是有价值，但在市场上却买不到，因此基于该实验芯片的相关研究成果很快发表在2013 年度的国际体系结构顶级会议ISCA 上。

3. 企业面向大学招收实习生。学生在企业实习的过程当中能够直接接触企业的前沿需求，从而反馈到学术界。当他们回到大学后，不少人仍是会继续开展与实习相关的研究工做。

3、中国的机遇

笔者相信本文开篇的“博士后与民工”的故事是杜撰的，中国目前正面临着产业升级，大多数企业是相信知识的力量、尊重知识的。事实上，中国的企业对前沿技术的需求愈来愈强。以华为公司为例，2013 年营业额高达2400 亿元，利润为210 亿元，已经成为全球最大的通讯公司。华为的4G 产品已经在全球占有最大市场份额，而对于5G 通讯技术，更是处于全球领跑者的地位，这使得华为有着更强烈的掌握前沿核心技术的需求。国内互联网企业拥有与国际一流企业至关的30% 左右的高利润率，具有探索前沿新技术的经济基础。

事实上，国内的学术界与产业界之间的合做已经愈来愈密切了，合做的模式也越发丰富，不少企业也在尝试与学术界的各类合做模式。例如，华为公司与中国科学院计算技术研究所达成了合做协议，华为投入研究经费资助计算所研制面向云计算的高通量数据中心技术；腾讯公司不只经过中国计算机学会设立“CCF- 腾讯犀牛鸟科研基金项目”，还出资3000 万元与清华大学成立联合实验室；而淘宝公司则一直在积极地推进开源社区的发展。

与国外相比，国内学术界的观念转变彷佛稍慢一些，科研人员不多主动与产业界交流。这种局面的打破须要科研人员与企业多交流，多向企业请教，多与企业合做。只有更深刻地了解企业，科研人员才能获取真正的产业前沿需求，才能作出真正有价值、有影响力的研究工做，才能赢得企业的信任与尊重，经过更普遍深刻的合做研究，共同推动信息技术发展。

参考资料：

【1】《南大教授龚放谈斯坦福大学崛起之路：从象牙塔走向社会轴心》，南京大学新闻网，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】包云岗，谁推进了信息产业发展？中国计算机学会通信，2012年9月。

【7】SRC: Celebrating 30 Years, 2012。

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

 

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