【量化历史研究】美国企业界科学研究的兴起

美国贝尔实验室

科学创新与技术进步是经济史研究关注的重要命题。20世纪20年代，许多美国企业投入大量资金支持研发并开始从事基础科学研究，既是科学知识的应用者，也是创造者，贡献了“企业的力量”。范内瓦·布什（Vannevar Bush）曾提出“基础研究是技术进步的领跑者”，但由于基础研究的成果：知识具有高度外溢性，很可能被竞争对手习得与模仿，企业投入基础科学研究的原因仍有待研究。

Ashish Arora等2021年发表在NBER上的文章The Rise of Scientific Research in Corporate America，聚焦两次世界大战之间美国公司开始投资基础科学研究的经验事实，区分内部投资与公共科学两种知识生成渠道，运用1926-1940年企业层面基础研究和财务信息数据探究了美国企业界基础研究兴起的原因。作者研究发现，两次世界大战期间，由于技术进步对科学原理日益依赖而美国高校的基础研究相对落后，大企业成为基础研究的重要阵地。那些规模大、创新基础好、产业集中度高的企业倾向于投入基础研究，以获取新的专利授权和高市场估值。大企业在科学创新与技术方面发挥着中流砥柱的作用。

历史背景

20世纪初，科学研究取得飞跃性进展，化学、电气等行业的技术进步越来越依赖基础研究成果。如图1所示，一战前的20年（1900-1919年）发布的专利鲜少引用科学研究成果；而两次世界大战期间（1920-1940年）发布的专利对科学著作的引用量显著增加，尤其是在突破性专利中。

图1 1900-1940年发布专利中引用科学论文的比重（按照突破性专利与专利类别分类）

在早期，企业的研发工作专注于质量控制与解决操作问题，而非基础科学研究。由于技术进步对科学创新的依赖性日益增强，企业最初选择同外部研究机构合作；而后考虑到权责分配与收益分割等合约问题，一些企业经理人选择通过内部投资促进科学创新。作者以电子与无线电技术在通信与电气行业的应用为例，得出如下经验事实：第一，技术对科学原理的高依赖性促使企业开始投资基础研究；第二，靠近技术前沿、具有市场领先地位的企业更可能投资基础研究；第三，由于资金不足，美国高校在电子领域的研究落后于世界前沿，公共科学渠道生成的基础研究成果不足。

理论框架

在历史背景部分的分析中，作者将美国企业基础研究兴起的原因归于具有市场领先地位的企业进行创新的必要性、基础科学在技术进步方面的重要作用以及美国高校科研能力的相对薄弱。为了进一步探究这些因素的作用机制，作者运用Arora等（2021）提出的框架构建理论模型，重点分析不同企业的创新收益以及公共科学对企业研究投入的差异性影响。

模型推导结果显示，领导性企业从创新中获得更高的边际收益，更可能投入基础研究；公共科学进步降低了创新的成本，由此带来的创新增量提高了研究投入的边际收益；而公共科学如何作用于企业领导力对内部研究的影响则相对复杂，取决于公共科学与企业研究之间的关系是互补还是替代。

实证分析

为了验证上述推断，作者构建了1926-1940年工业企业数据库，考察三个问题：第一，什么因素影响企业对基础研究的投资？第二，美国学术界科研的相对落后如何影响企业的研发选择？第三，企业投资基础研究对绩效有何影响？为剔除政府政策对企业投入基础研究的影响，数据的样本期结束于二战前，期内美国政府对企业研发活动几乎没有影响。其中财务数据来自穆迪手册（Moody’s Manual），上市公司市值数据来自CRSP，专利数据来自谷歌的公共专利数据集，科研成果发表数据来自微软学术科学文献及专利（Microsoft Academic Graph, MAG），科学实验数据来自美国工业研究实验室调查（Industrial Research Laboratories of the United States survey, IRL），科学家信息来自美国科学名人录（American Men of Science, AMS）。

作者将企业发表的科研成果、企业实验室和企业雇佣的科学家作为企业内部投资基础研究的代理变量，用专利数据（包括专利对科学基础的依赖性、专利新颖性与专利重要性）刻画企业的技术领导力，引入财务数据、市场份额与行业集中度测度企业的市场领导力。在公共科学方面，作者测度美国学术界与欧洲相比的落后程度，以衡量工业界所需科学基础与美国高校输出科研成果之间的差距，这是企业投入基础研究的需求端条件。作者进一步计算企业与高校的地理距离，以此测度企业是否有可能获得足够的人力资本投入基础研究。

作者首先考察了企业基础研究投资与技术领导力和市场领导力的关系，处于技术前沿且市场领导力强的企业更可能投资基础研究。表1的泊松回归结果显示专利对科学的依赖性、专利新颖性和专利重要性对企业基础研究投资的回归系数都显著为正，说明处于技术前沿的企业更可能投资基础研究。表2的泊松回归结果显示绝对规模（以资产衡量）、相对规模（以市场份额衡量）对企业基础研究投资的回归系数显著为正，而产业集中度（以是否处于竞争性市场衡量）对企业基础研究投资的回归系数显著为负，说明绝对规模大、处于市场领先地位、并在高集中度产业运营的企业更可能投资基础研究。

表1 企业基础研究投资与技术领导力的泊松回归结果

表2 企业基础研究投资与市场领导力的泊松回归结果

其次，作者考察了美国学术界的相对落后是否以及在多大程度上加剧了企业投资基础研究的动机。表3的回归结果显示高校科研的落后程度对企业基础研究投资的回归系数显著为正，第（1）列回归系数表明美国高校落后程度每提升一个标准差，企业将产生两倍的科研成果发表。

作者进一步考察了企业的技术领导力和市场领导力如何影响高校科研落后程度与企业基础研究投资之间的关系。将高校科研落后与企业技术领导力（专利对科学的依赖性、专利新颖性、专利重要性）的交互项纳入回归，结果表明高校科研落后和企业基础研究投资之间的正相关关系主要由处于技术前沿的企业驱动，这些企业的专利对科学原理的依赖性高、新颖性强、重要性大。将高校科研落后与企业规模、市场份额及产业集中度的交互项纳入回归，结果表明最可能对高校科研落后做出反应的企业通常规模大、占有市场份额多、且面临竞争有限，弱竞争环境强化了这些企业创新的动机。

表3 企业基础研究投资与高校科研落后的泊松回归结果

最后，作者考察了企业投资基础研究的成果。如果企业投资科学研究以解决紧迫的技术问题，那么这些企业也应该创造出更好、更有价值的新发明。作者通过投资者对专利价值的判断（Kogan等，2017）和专利引用情况两个衡量标准测度专利的价值。表4回归结果显示两个企业基础研究投资指标（科研成果发表和AMS科学家数量）与高价值专利数量和高引用专利的产生有显著的正相关关系，说明投资于内部科学研究的企业更可能产生高质量的发明。

作者还估计了上市公司基础研究投入（以科研发表衡量）与公司股票市场价值之间的关系，OLS回归结果表明企业对基础研究的投资与其市场价值有正相关关系，这种关系主要体现在与高校科研落后领域密切相关的企业中。

表4 企业基础研究投资与专利价值的泊松回归结果

文章的研究结果表明，技术进步对科学知识的依赖与美国学术界科研的相对落后是两次世界大战期间美国企业投资基础研究的主要原因，处于技术前沿且有市场领导力的企业更可能投资科学研究。这些大企业提供了“弯道超车”的力量，弥补了当时美国高校科研的不足，促成了广泛的科学创新与技术进步。

轮值主编：何石军 责任编辑：彭雪梅