على مدار معظم القرن العشرين، أدارت الشركات الأمريكية مختبرات بحثية حيث كان العلماء يطورون المعرفة الأساسية جنباً إلى جنب مع التقنيات الجديدة. ومنذ ثمانينيات القرن الماضي، انتقل هذا الدور إلى الجامعات والشركات الناشئة، وهو نموذج حقق نجاحاً في مجال البرمجيات والتكنولوجيا الحيوية، ولكنه واجه صعوبات في مجالات التكنولوجيا المتقدمة التي تتطلب استثمارات طويلة الأجل وبنى تحتية ضخمة.
أمريكا في أنبوب الاختبار | الفصل 4 من 8
هذا المقال جزء من سلسلة "أمريكا في أنبوب الاختبار" بمناسبة الذكرى الـ 250 لتأسيس الولايات المتحدة، والتي تتناول كيفية بناء أعظم قوة علمية في العالم والعلاقات بين العلم والدولة والصناعة والديمقراطية.
الفصل السابق: الحرب التي أسست نظام تمويل العلوم الأمريكي | لجميع حلقات المسلسل
في الجزء السابق من سلسلة "أمريكا في المختبر"، رأينا كيف ربطت الحرب العالمية الثانية بين الحكومة الفيدرالية والجامعات والصناعة، وأرست نظام تمويل البحوث الأمريكية. لكن الأموال الحكومية والجامعات البحثية وحدها لا تكفي لتحويل الاكتشاف العلمي إلى منتج قابل للتصنيع والتوزيع والصيانة.
لقد لعبوا هذا الدور لعقود. مختبرات الأبحاث التابعة للشركاتلم تكتفِ الشركات الكبيرة بالحصول على براءات اختراع أو تحسين المنتجات الحالية، بل وظفت علماء الفيزياء والكيمياء والرياضيات والمهندسين، مما أتاح لهم استكشاف مسائل طويلة الأجل، بل وأحيانًا ابتكار معارف أساسية لا ترتبط مباشرة بمنتج معين.
بلغ هذا النظام ذروته في مختبرات مثل مختبرات بيل، وأبحاث شركة آي بي إم، ومختبرات جنرال إلكتريك، وشركة دوبونت. لكن جذورها تكمن في المختبر الذي أسسه توماس أديسون בمينلو بارك في نيو جيرسي عام 1876 - وهو نفس العام الذي افتتحت فيه جامعة جونز هوبكنز.
كان أهم اختراع لإديسون هو المختبر نفسه.
أنتج "مصنع الاختراعات" الخاص بإديسون أكثر من 400 براءة اختراع، بما في ذلك الفونوغراف ونظام الإضاءة الكهربائية التجارية. لكن الاقتصاديين أشيش أرورا وشارون بلينزون يجادلان في مقال نُشر فيعلوم لأن أهم ابتكارات إديسون لم تكن جهازًا واحدًا، بل شكلًا جديدًا لتنظيم عملية الاختراع.
بدلاً من الاعتماد كلياً على المخترع العامل، شكّل إديسون فريقاً ضمّ ميكانيكيين وكيميائيين ورياضيين وصانعي زجاج وحرفيين. وقد مكّن المختبر من تحليل المشكلة التقنية إلى عناصرها، وإجراء العديد من التجارب في وقت واحد، والجمع بين المعرفة العلمية والمهارات التقنية والقدرة التصنيعية.
لم يكتفِ إديسون باختراع المنتجات وبيع حقوقها، بل أسس شركاتٍ لتسويق بعض اختراعاته وبناء الأنظمة اللازمة لتشغيلها. فعلى سبيل المثال، ما كان للمصباح الكهربائي أن يكون ذا قيمة عملية لولا محطات توليد الطاقة، وشبكات النقل، وعدادات الكهرباء، والمفاتيح، وهياكل المصابيح.ابتكار لم ينته الأمر باختراع المنتج؛ بل تطلب بناء نظام كامل حوله.
عندما كان المخترع والشركة المصنعة مهنيين منفصلين
في النصف الأول من القرن التاسع عشر، كان هناك سوق نشط للمخترعين المستقلين في الولايات المتحدة. قام المخترعون بتطوير الأفكار وتسجيل براءات الاختراع، بينما اشترت شركات التصنيع تراخيص منهم وحولت الاختراعات إلى منتجات.
بدأ إديسون مسيرته المهنية أيضاً بهذه الطريقة، حيث كان يبيع براءات الاختراع لشركات التلغراف. واعتمدت شركات السكك الحديدية على اختراعات موظفيها أو مخترعين خارجيين. كان تقسيم العمل واضحاً نسبياً: فرد أو ورشة صغيرة تخترع، وشركة تمتلك مصانع وقوة تسويقية تنتج وتبيع.
لكن مع ازدياد تعقيد التكنولوجيا واعتمادها على العلم، أصبح هذا الفصل إشكاليًا. فقد تطلّب تطوير الأصباغ الاصطناعية والمواد وأنظمة الاتصالات والأجهزة الكهربائية والمستحضرات الصيدلانية معرفةً لا يمكن اكتسابها ببساطة من خلال براءة اختراع جاهزة. وكان على المُصنِّع أن يفهم العلم، وأن يواصل تطويره، وأن يُكيِّفه مع عمليات التصنيع.
كانت الشركات الألمانية متقدمة على الشركات الأمريكية
بدأ التحول إلى البحث الصناعي المنظم جزئياً في الصناعة الكيميائية الألمانية. ففي وقت مبكر من ستينيات القرن التاسع عشر، قامت الشركات الكيميائية الألمانية بتوظيف باحثين من الجامعات وأنشأت مختبرات مرتبطة مباشرة بالعالم العلمي.
لم تكتفِ هذه المختبرات باختبار مواد جديدة أو تحسين عمليات قائمة، بل أنتجت معارف كيميائية يمكن الاستناد إليها في تطوير عائلات كاملة من المنتجات. وهكذا أصبح المجتمع مستهلكًا للعلم ومنتجًا له في آن واحد.
في عشرينيات القرن الماضي، تبنت الشركات الأمريكية الكبرى المبدأ نفسه. فقد أدركت أنه لكي تعمل في طليعة التكنولوجيا، كان عليها أن توظف علماء قادرين على نشر أبحاث عالمية المستوى - وليس مجرد مهندسين يقومون بتعديل منتج وصل بالفعل إلى السوق.
في شركة جنرال إلكتريك، عمل باحثون مثل تشارلز شتاينميتز وإيرفينغ لانغمير؛ وفي شركة إيه تي آند تي، عمل الفيزيائي كلينتون دافيسون؛ وفي شركة دوبونت، طور الكيميائي والاس كاروثرز العلم الذي مكّن من إنتاج مواد بوليمرية جديدة. وقد جرى البحث العلمي والتطوير التجاري داخل نفس المؤسسة.
العصر الذهبي لمختبرات أبحاث الشركات
بعد الحرب العالمية الثانية، تعزز هذا النموذج. فقد جعل الاستثمار الفيدرالي الجامعات الأمريكية رائدة عالميًا، في حين أن الحرب الباردة وسباق الفضاء والإنفاق الدفاعي خلقت طلبًا على التقنيات المتقدمة في الإلكترونيات والاتصالات والمواد والحوسبة والطب.
كانت مختبرات الأبحاث التابعة للشركات بمثابة جسر يربط بين العلوم التي تُنتج في الجامعات والمنتجات والبنية التحتية. بل إنها في بعض الأحيان كانت تُنتج العلوم بنفسها. وكان بإمكانها الحفاظ على فرق كبيرة متعددة التخصصات، وبناء مرافق باهظة الثمن، والانتظار لسنوات حتى تتحول الأبحاث إلى تكنولوجيا مفيدة.
تُعدّ مختبرات بيل المثال الأشهر. فقد استفادت من الهيكل الفريد لشركة AT&T، التي كانت تحتكر قطاع الاتصالات الهاتفية تحت نظام تنظيمي. امتلكت الشركة موارد ضخمة، وسوقًا مستقرة، وحافزًا لتطوير شبكة الاتصالات باستمرار. في ظل هذه الظروف، كان من الممكن تمويل أبحاث لا تضمن تحقيق ربح في الربع التالي.
كان الهيكل التنظيمي لا يقل أهمية عن موهبة العلماء. فالبحث طويل الأمد يتطلب هيئة قادرة على استيعاب الإخفاقات، والحفاظ على الخبرة، وربط الفيزيائيين والكيميائيين والمهندسين والعاملين في الإنتاج ومديري المنتجات.
لماذا بدأ النموذج بالانهيار؟
ابتداءً من ثمانينيات القرن العشرين، تغيرت بنية الابتكار الأمريكي.
شجع قانون باير-دول الجامعات على تسجيل براءات اختراع وترخيص الاختراعات التي تم ابتكارها من خلال البحوث الممولة اتحادياً. وفي الوقت نفسه، نشأ سوق أكثر تطوراً للتكنولوجيا: حيث أصبح بإمكان الشركات ترخيص الشركات الناشئة أو الاستثمار فيها أو شرائها بالكامل، بدلاً من الاحتفاظ بمختبرات بحثية كبيرة خاصة بها.
كما أدى انتهاء الحرب الباردة إلى انخفاض الطلبات الحكومية في مجالات مثل الليزر والاتصالات والمواد وأنظمة الفضاء. وتراجع الطلب الشعبي الذي كان يبرر الاستثمارات البحثية طويلة الأجل.
تمثلت مشكلة أخرى في تسريب المعرفة. إذ يمكن استخدام ورقة علمية أو اكتشاف أساسي من قِبل شركة ما من قِبل منافسيها. فالشركة التي تتحمل تكلفة البحث ليست بالضرورة هي التي ستجني كل الأرباح. ومع ازدياد سهولة انتقال المعرفة بين الشركات والدول، تضاءل الحافز الخاص لتمويل البحوث الأساسية داخل الشركات.
لا تزال الشركات ترغب في الحصول على "البيض الذهبي" للابتكار، كما كتب أرورا وبلينزون، لكنها أصبحت أقل استعدادًا لتمويل الدجاجة التي تبيضها.
تُجري الجامعة الأبحاث، وتقوم الشركة الناشئة بالترجمة، ثم تشتري الشركة الكبرى.
تم إنشاء نظام موزع بدلاً من المختبر المؤسسي الكبير.
تُنتج الجامعات جزءًا كبيرًا من المعرفة العلمية. ويؤسسها الباحثون أو رواد الأعمال. الشركات المبتدئة لتحويل المعرفة إلى تكنولوجيا. التمويل رأس المال الاستثماري قم بتمويل المراحل المبكرة. إذا نجحت التقنية، تستحوذ شركة كبيرة على الشركة الناشئة، أو ترخصها، أو تدمج المنتج في أنظمتها.
بمعنى ما، عاد الاقتصاد إلى العالم الذي عمل فيه إديسون في بداية مسيرته المهنية: عاملٌ للاختراع وآخر للتجارة. لكن التشابه جزئي فقط. فالعلم اليوم أكثر تعقيداً بكثير، وتعتمد الشركات الناشئة على الجامعات والمعدات المتطورة وقواعد المعرفة والكوادر العلمية المدربة على مر السنين.
يتمتع النظام الجديد بمزايا واضحة، فهو يسمح بتأسيس الشركات بسرعة حول فكرة محددة، وتقاسم المخاطر بين المستثمرين، وتجربة العديد من المناهج في آن واحد. وقد أسهم هذا النظام في خلق بيئة ابتكارية نشطة للغاية في مجالي البرمجيات وعلوم الحياة.
ومع ذلك، فهو ليس مناسبًا بنفس القدر لكل مجال.
لماذا لا تُعتبر التكنولوجيا المتقدمة مثل تطبيق؟
في مجالات التكنولوجيا المتقدمة - وهي التقنيات التي تعتمد على البحث العلمي المتقدم وتتطلب رحلة طويلة من المختبر إلى السوق - لا تكون الشركات الناشئة ورأس المال الاستثماري كافية دائمًا.
قد يتطلب تطوير بطاريات جديدة، ومواد متطورة، وتقنيات طاقة نظيفة، أو الاندماج النووي، مرافق اختبار ضخمة، ومحطات تجريبية، وسلاسل إمداد معقدة، واستثمارات تمتد لسنوات عديدة. وحتى بعد إثبات ذلك علمياً، لا يزال الطريق طويلاً أمام إنتاج موثوق، ورخيص، وعلى نطاق صناعي واسع.
يمكن لشركة ناشئة أن تثبت نجاح فكرة ما في المختبر، لكنها لا تستطيع بالضرورة تأسيس صناعة كاملة بمفردها. قد لا يرغب المستثمرون في الانتظار عشر أو عشرين عامًا، وقد تجد شركة كبيرة تخلت بالفعل عن قدراتها البحثية الداخلية صعوبة حتى في تقييم التكنولوجيا المعروضة.
هذه مفارقة: انسحبت الشركات من البحث لأنها تستطيع شراء الابتكار من الخارج، ولكن بعد سنوات من الانسحاب قد تفقد المعرفة اللازمة لتحديد الابتكار الذي يستحق الشراء والتنفيذ.
عندما تحتفظ شركة كبيرة بقدرات علمية وهندسية داخلية، يمكن للنظام الموزع أن يعمل بكفاءة. تُنتج الجامعة المعرفة، وتُطوّر الشركة الناشئة نموذجًا أوليًا، وتُحوّل الشركة الكبرى التكنولوجيا إلى منتجٍ تجاري. أما عندما تختفي هذه القدرات الداخلية، يضعف الربط بين العلم والتجارة.
لا يمكنك ببساطة إعادة بناء مختبرات بيل.
الحل ليس بالضرورة إعادة خلق الستينيات. لقد نشأت مختبرات بيل من ظروف تاريخية فريدة: احتكار منظم، وإيرادات مستقرة، وطلب حكومي كبير، ونظام تكنولوجي وطني استغرق عقودًا لتطويره.
من المستحيل أن نأمر مجتمعاً حديثاً بإنشاء مثل هذا المختبر ونأمل أن تعود الظروف نفسها.
يقترح المؤلفون التركيز على المجالات التي يكون فيها الجسر بين العلم والتجارة ضعيفاً وتجربة مجموعة متنوعة من المؤسسات: منظمات البحث المتخصصة، وبرامج على غرار وكالة البحوث المتقدمة، ومعاهد البحوث التطبيقية العامة، والشراكات الهجينة بين الحكومة والصناعة.
بإمكان مؤسسة بحثية متخصصة أن تجمع فريقًا متعدد التخصصات لمعالجة مشكلة لا تتناسب مع منحة أكاديمية عادية، ولكنها في الوقت نفسه غير مهيأة لتأسيس شركة ناشئة. كما يمكن لمعهد ترجمة الأبحاث أن يأخذ اكتشافًا واعدًا ويطوره عبر مراحل الهندسة والاختبار والتطبيق العملي. ويمكن للتمويل الحكومي أن يتحمل جزءًا من المخاطر التي يصعب على السوق الخاص تحملها.
لا يوجد حل واحد يناسب جميع القطاعات. الهدف ليس الاختيار بين الجامعات والشركات الناشئة والشركات الكبرى، بل تعزيز الروابط فيما بينها.
العلم ليس منتجاً يمكن طلبه في اللحظة الأخيرة.
تُعلّمنا قصة مختبرات الأبحاث التابعة للشركات أن الابتكار ليس سلسلة تلقائية. فالاكتشاف العلمي لا يتحول تلقائياً إلى منتج، والمنتج الناجح لا يولد فقط من براعة رائد أعمال واحد.
هناك حاجة إلى مؤسسات قادرة على حفظ المعرفة، وربط المجالات، وبناء البنية التحتية، وتحمّل المخاطر على المدى الطويل. قد تكون هذه المؤسسات جامعة، أو مختبرًا تابعًا لشركة، أو شركة ناشئة، أو هيئة عامة. وفي أغلب الأحيان، يكون الجمع بينها ضروريًا.
لا تزال الجامعات البحثية الركيزة الأساسية التي يقوم عليها النظام، ولكن لا يمكن أن تنتهي كل مهمة بنشر مقال أو تسجيل براءة اختراع. فلكي تتحول المعرفة إلى تكنولوجيا، لا بد من امتلاك القدرات التطبيقية: الهندسة، والتصنيع، والاختبار، والتوحيد القياسي، وفهم السوق.
كان مصنع إديسون للاختراعات محاولة مبكرة لجمع كل هذه الخطوات تحت سقف واحد. أما النظام الحالي فقد شتتها بين مؤسسات عديدة. ويكمن التحدي الذي يواجه العلوم والسياسة الصناعية في ضمان متانة الروابط بينهما، وعدم وجود فجوة بين المختبر والمصنع لا يرغب أحد في تمويلها.
بالنسبة للمقال العلمي: فتح المقال العلمي
المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم
- أمريكا في المختبر – الفصل الأول – 250 عامًا من الوعود: العلم الأمريكي يولد كجزء من الفكرة الديمقراطية
- 250 عامًا من تاريخ الولايات المتحدة: هكذا بُنيت أعظم قوة علمية في العالم - وكيف يُهدد ذلك مستقبلها
- سباق التسلح في مجال الذكاء الاصطناعي: لماذا تريد شركة أنثروبيك التوقف؟
- يحذر باحثون مجريون من التأثير طويل الأمد لانقطاع التواصل مع برامج البحث التابعة للاتحاد الأوروبي في عهد أوربان
- الذكاء الاصطناعي في إسرائيل بين التحديات المحلية والاتجاهات العالمية: لوحة بيانات مؤشر نيمان تعرض قياسات مستمرة
