במשך רוב המאה ה־20 הפעילו תאגידים אמריקניים מעבדות מחקר שבהן מדענים יצרו ידע בסיסי לצד טכנולוגיות חדשות. מאז שנות השמונים עבר התפקיד לאוניברסיטאות ולחברות הזנק – מודל שמצליח בתוכנה ובביוטכנולוגיה, אך מתקשה בתחומי דיפ־טק המחייבים השקעה ארוכת טווח ותשתיות גדולות
אמריקה במבחנה | פרק 4 מתוך 8
כתבה זו היא חלק מסדרת „אמריקה במבחנה” לציון 250 שנה לארצות הברית, הבוחנת כיצד נבנתה המעצמה המדעית הגדולה בעולם ואת היחסים בין מדע, מדינה, תעשייה ודמוקרטיה.
לפרק הקודם: המלחמה שבנתה את מערכת מימון המדע האמריקנית | לכל פרקי הסדרה
בפרק הקודם בסדרת „אמריקה במבחנה” ראינו כיצד מלחמת העולם השנייה חיברה בין הממשל הפדרלי, האוניברסיטאות והתעשייה ויצרה את מערכת מימון המחקר האמריקנית. אלא שכסף ממשלתי ואוניברסיטאות מחקר אינם מספיקים כשלעצמם כדי להפוך תגלית מדעית למוצר שאפשר לייצר, להפיץ ולתחזק.
במשך עשרות שנים מילאו את התפקיד הזה מעבדות המחקר התאגידיות. חברות גדולות לא הסתפקו ברכישת פטנטים או בשיפור מוצרים קיימים. הן העסיקו פיזיקאים, כימאים, מתמטיקאים ומהנדסים, אפשרו להם לחקור שאלות לטווח ארוך ולעיתים אף יצרו ידע בסיסי שלא היה קשור ישירות למוצר מסוים.
המערכת הזאת הגיעה לשיאה במעבדות כמו Bell Labs, IBM Research, מעבדות ג׳נרל אלקטריק ודופונט. אך שורשיה מצויים במעבדה שהקים תומס אדיסון במנלו פארק שבניו ג׳רזי בשנת 1876 – באותה שנה שבה נפתחה גם אוניברסיטת ג׳ונס הופקינס.
ההמצאה החשובה של אדיסון הייתה המעבדה עצמה
„מפעל ההמצאות” של אדיסון ייצר יותר מ־400 פטנטים, ובהם הפונוגרף ומערכת תאורה חשמלית מסחרית. אולם הכלכלנים אשיש ארורה ושרון בלנזון טוענים במאמר ב־Science כי החידוש החשוב ביותר של אדיסון לא היה מכשיר יחיד, אלא צורת ארגון חדשה של עבודת ההמצאה.
במקום להסתמך רק על ממציא העובד לבדו, אדיסון הקים צוות שכלל מכונאים, כימאים, מתמטיקאים, מנפחי זכוכית ובעלי מלאכה. המעבדה אפשרה לפרק בעיה טכנולוגית למרכיבים, להריץ ניסויים רבים במקביל ולחבר בין ידע מדעי, כישורים טכניים ויכולת ייצור.
אדיסון גם לא הסתפק בהמצאת מוצרים ומכירת הזכויות עליהם. הוא הקים חברות שנועדו למסחר חלק מן ההמצאות ולבנות את המערכות הדרושות להפעלתן. הנורה החשמלית, למשל, הייתה חסרת ערך מעשי בלי תחנות כוח, רשתות הולכה, מדי חשמל, מתגים ובתי מנורה. החדשנות לא הסתיימה בהמצאת המוצר; היא חייבה בניית מערכת שלמה סביבו.
כשהממציא והיצרן היו בעלי מקצוע נפרדים
במחצית הראשונה של המאה ה־19 התקיים בארצות הברית שוק פעיל של ממציאים עצמאיים. הממציאים פיתחו רעיונות ורשמו פטנטים, ואילו חברות יצרניות רכשו מהם רישיונות והפכו את ההמצאות למוצרים.
גם אדיסון החל את דרכו בדרך זו ומכר פטנטים לחברות טלגרף. חברות רכבת הסתמכו על המצאות שהגיעו מעובדיהן או מממציאים חיצוניים. הייתה זו חלוקת עבודה ברורה יחסית: אדם או סדנה קטנה המציאו, וחברה בעלת מפעלים וכוח שיווקי ייצרה ומכרה.
אלא שככל שהטכנולוגיה נעשתה מורכבת ומבוססת יותר על מדע, ההפרדה הזאת נעשתה בעייתית. פיתוח צבעים סינתטיים, חומרים, מערכות תקשורת, מכשירים חשמליים ותרופות דרש ידע שלא ניתן היה לרכוש רק באמצעות פטנט מוכן. היצרן נדרש להבין את המדע, להמשיך לפתח אותו ולהתאים אותו לתהליכי ייצור.
החברות הגרמניות הקדימו את אמריקה
המעבר למחקר תעשייתי מאורגן החל בחלקו בתעשייה הכימית הגרמנית. כבר בשנות השישים של המאה ה־19 גייסו חברות כימיה גרמניות חוקרים מן האוניברסיטאות והקימו מעבדות שהיו קשורות ישירות לעולם המדעי.
המעבדות האלה לא הסתפקו בבדיקת חומר חדש או בשיפור תהליך קיים. הן ייצרו ידע כימי שעליו ניתן היה לבסס משפחות שלמות של מוצרים. החברה נעשתה גם צרכנית של מדע וגם יצרנית של מדע.
בשנות העשרים של המאה ה־20 אימצו חברות אמריקניות גדולות את אותו עיקרון. הן הבינו שכדי לפעול בחזית הטכנולוגית עליהן להעסיק מדענים המסוגלים לפרסם מחקר ברמה עולמית – ולא רק מהנדסים המתקנים מוצר שכבר הגיע לשוק.
בג׳נרל אלקטריק פעלו חוקרים כמו צ׳רלס שטיינמץ ואירווינג לנגמיור; ב־AT&T עבד הפיזיקאי קלינטון דייוויסון; ובדופונט פיתח הכימאי וולאס קרותרס את המדע שאפשר לייצר חומרים פולימריים חדשים. המחקר המדעי והפיתוח המסחרי התקיימו בתוך אותו ארגון.
תור הזהב של מעבדות המחקר התאגידיות
לאחר מלחמת העולם השנייה התחזק המודל. ההשקעה הפדרלית הפכה את האוניברסיטאות האמריקניות למובילות עולמיות, ואילו המלחמה הקרה, מרוץ החלל וההוצאות הביטחוניות יצרו ביקוש לטכנולוגיות מתקדמות בתחומי האלקטרוניקה, התקשורת, החומרים, המחשוב והרפואה.
מעבדות המחקר התאגידיות פעלו כגשר בין המדע שנוצר באוניברסיטאות לבין מוצרים ותשתיות. לעיתים הן יצרו את המדע בעצמן. הן יכלו להחזיק צוותים גדולים ורב־תחומיים, לבנות מתקנים יקרים ולהמתין שנים עד שמחקר יהפוך לטכנולוגיה שימושית.
Bell Labs היא הדוגמה המפורסמת ביותר. היא נהנתה מן המבנה המיוחד של AT&T, שהייתה מונופול מפוקח בתחום הטלפוניה. החברה החזיקה משאבים גדולים, שוק יציב ותמריץ לשפר את רשת התקשורת לאורך זמן. בתנאים האלה היה אפשר לממן מחקר שלא הבטיח רווח ברבעון הבא.
המבנה הארגוני היה חשוב לא פחות מכישרונם של המדענים. מחקר ארוך טווח דורש גוף שמסוגל לספוג כישלונות, לשמר מומחיות ולחבר בין פיזיקאים, כימאים, מהנדסים, אנשי ייצור ומנהלי מוצר.
מדוע המודל החל להתפרק?
החל בשנות השמונים השתנתה הארכיטקטורה של החדשנות האמריקנית.
חוק בייה–דול עודד אוניברסיטאות לרשום פטנטים על המצאות שנוצרו במחקר במימון פדרלי ולהעניק רישיונות לשימוש בהן. במקביל התפתח שוק משוכלל יותר לטכנולוגיה: חברות יכלו לרכוש רישיון, להשקיע בחברת הזנק או לקנות אותה בשלמותה, במקום להחזיק מעבדת מחקר גדולה משלהן.
גם סיום המלחמה הקרה צמצם את ההזמנות הממשלתיות בתחומים כמו לייזרים, תקשורת, חומרים ומערכות חלל. הביקוש הציבורי שסייע להצדיק השקעות מחקר ארוכות טווח נחלש.
בעיה נוספת הייתה זליגת הידע. מאמר מדעי או תגלית בסיסית של חברה אחת יכולים לשמש גם את מתחרותיה. החברה שנושאת בעלות המחקר אינה בהכרח זו שתיהנה מכל הרווחים. ככל שהידע נעשה נייד יותר בין חברות ומדינות, פחת התמריץ הפרטי לממן מחקר בסיסי בתוך התאגיד.
החברות עדיין רצו את „ביצי הזהב” של החדשנות, כותבים ארורה ובלנזון, אך נעשו פחות מוכנות לממן את האווזה המטילה אותן.
האוניברסיטה חוקרת, הסטארט־אפ מתרגם והתאגיד קונה
במקום המעבדה התאגידית הגדולה נוצרה מערכת מבוזרת.
האוניברסיטאות מייצרות חלק גדול מן הידע המדעי. חוקרים או יזמים מקימים חברות הזנק כדי להפוך את הידע לטכנולוגיה. קרנות הון סיכון מממנות את השלבים הראשונים. אם הטכנולוגיה מצליחה, חברה גדולה רוכשת את הסטארט־אפ, מעניקה לו רישיון או משלבת את המוצר במערכותיה.
במובן מסוים חזרה הכלכלה לעולם שבו פעל אדיסון בתחילת דרכו: גורם אחד ממציא וגורם אחר ממסחר. אך הדמיון חלקי בלבד. המדע כיום מורכב הרבה יותר, וחברות ההזנק נשענות על אוניברסיטאות, מכשור מתקדם, מאגרי ידע וכוח אדם מדעי שהוכשר במשך שנים.
למערכת החדשה יש יתרונות ברורים. היא מאפשרת להקים במהירות חברות סביב רעיון ממוקד, לחלק סיכונים בין משקיעים ולנסות במקביל גישות רבות. בתחומי התוכנה ומדעי החיים היא יצרה מערכת חדשנות פעילה מאוד.
אולם היא אינה מתאימה באותה מידה לכל תחום.
מדוע דיפ־טק אינו דומה לאפליקציה?
בתחומי דיפ־טק – טכנולוגיות הנשענות על מחקר מדעי מתקדם ודורשות דרך ארוכה מן המעבדה אל השוק – לא תמיד די בסטארט־אפ ובהון סיכון.
פיתוח סוללות חדשות, חומרים מתקדמים, טכנולוגיות אנרגיה נקייה או היתוך גרעיני עשוי לדרוש מתקני ניסוי גדולים, מפעלי הדגמה, שרשראות אספקה מורכבות והשקעות שנמשכות שנים רבות. גם לאחר הוכחה מדעית מוצלחת נותר מרחק גדול עד לייצור אמין, זול ובהיקף תעשייתי.
חברת הזנק יכולה להוכיח שרעיון עובד במעבדה, אך לא בהכרח להקים לבדה תעשייה שלמה. המשקיעים עלולים שלא לרצות להמתין עשר או עשרים שנה, וחברה גדולה שכבר ויתרה על יכולת המחקר הפנימית שלה עלולה להתקשות אפילו להעריך את הטכנולוגיה המוצעת לה.
זהו פרדוקס: התאגידים נסוגו מן המחקר משום שיכלו לקנות חדשנות מבחוץ, אך לאחר שנים של נסיגה הם עלולים לאבד את הידע הדרוש כדי לזהות איזו חדשנות ראויה לרכישה ולהטמעה.
כאשר חברה גדולה שומרת על יכולת מדעית והנדסית פנימית, המערכת המבוזרת יכולה לפעול היטב. האוניברסיטה מייצרת ידע, הסטארט־אפ מפתח אב־טיפוס, והתאגיד מביא את הטכנולוגיה לייצור ולשוק. כאשר היכולת הפנימית נעלמת, הגשר בין המדע למסחר נחלש.
אי אפשר פשוט להקים מחדש את Bell Labs
הפתרון אינו בהכרח לשחזר את שנות השישים. Bell Labs צמחה מתוך תנאים היסטוריים מיוחדים: מונופול מפוקח, הכנסות יציבות, ביקוש ממשלתי גדול ומערכת טכנולוגית לאומית שנדרשה להתפתח במשך עשרות שנים.
אי אפשר לצוות על חברה מודרנית להקים מעבדה כזאת ולקוות שאותם תנאים יחזרו.
המחברים מציעים להתמקד בתחומים שבהם הגשר בין מדע למסחר חלש ולנסות מגוון של מוסדות: ארגוני מחקר ממוקדים, תוכניות בסגנון סוכנויות המחקר המתקדם, מכונים ציבוריים למחקר תרגומי ושותפויות היברידיות בין הממשלה לתעשייה.
ארגון מחקר ממוקד יכול לרכז צוות רב־תחומי סביב בעיה שאינה מתאימה למענק אקדמי רגיל אך גם אינה בשלה לחברת הזנק. מכון תרגומי יכול לקחת תגלית מבטיחה ולהעביר אותה דרך שלבי ההנדסה, הבדיקות וההדגמה. מימון ציבורי יכול לשאת בחלק מן הסיכון במקום שבו השוק הפרטי מתקשה להמתין.
אין פתרון יחיד המתאים לכל ענף. המטרה אינה לבחור בין אוניברסיטאות, חברות הזנק ותאגידים, אלא לחזק את החיבורים ביניהם.
המדע אינו מוצר שאפשר להזמין ברגע האחרון
הסיפור של מעבדות המחקר התאגידיות מלמד שחדשנות אינה שרשרת אוטומטית. תגלית מדעית אינה הופכת מעצמה למוצר, ומוצר מוצלח אינו נולד רק מהברקה של יזם יחיד.
נדרשים מוסדות שמסוגלים לשמר ידע, לחבר בין תחומים, לבנות תשתיות ולשאת סיכון לאורך זמן. לעיתים זו אוניברסיטה, לעיתים מעבדה תאגידית, לעיתים חברה צעירה ולעיתים גוף ציבורי. ברוב המקרים נדרש שילוב ביניהם.
אוניברסיטאות המחקר נשארות הבסיס שעליו נשענת המערכת, אך לא כל משימה יכולה להסתיים בפרסום מאמר או ברישום פטנט. כדי שהידע יהפוך לטכנולוגיה נדרשת יכולת תרגום: הנדסה, ייצור, בדיקה, תקינה והבנת השוק.
מפעל ההמצאות של אדיסון היה ניסיון מוקדם לרכז את כל השלבים האלה תחת קורת גג אחת. המערכת של ימינו פיזרה אותם בין מוסדות רבים. האתגר של המדיניות המדעית והתעשייתית הוא לוודא שהקשרים ביניהם חזקים מספיק – ושבין המעבדה למפעל לא נותר חלל שאיש אינו מוכן לממן.
למאמר המדעי: פתיחת המאמר המדעי
עוד בנושא באתר הידען
- אמריקה במבחנה – פרק 1 – 250 שנות הבטחה: המדע האמריקני נולד כחלק מן הרעיון הדמוקרטי
- 250 שנה לארצות הברית: כך נבנתה מעצמת המדע הגדולה בעולם — וכך היא מסכנת את עתידה
- מרוץ החימוש של הבינה המלאכותית: למה אנתרופיק מבקשת ללחוץ על הברקס
- החוקרים בהונגריה מזהירים מהשפעה ארוכת טווח בעקבות ניתוק מתוכניות המחקר של האיחוד האירופי בתקופת אורבן
- בינה מלאכותית בישראל בין אתגרים מקומיים למגמות עולמיות: דשבורד מדד נאמן מציג מדידה רציפה
