【摘要】傳統(tǒng)舉國體制往往強調(diào)不惜代價集中力量解決“有無”問題，但是面對越來越多領(lǐng)域中的“卡脖子”風險，新型舉國體制將如何解決效率問題？原子鐘是一項大國才需要的關(guān)鍵核心技術(shù)，其中最難的銫原子鐘正是到新時代才取得的突破?；趯鴥?nèi)相關(guān)科研單位和技術(shù)專家近三年的調(diào)研和訪談，發(fā)現(xiàn)銫原子鐘的國產(chǎn)化源于美國、歐洲和本土三條不同技術(shù)路線的競爭，最后都取得了突破，其中北京大學還貢獻了自主創(chuàng)新。這證明市場競爭同樣可以在關(guān)鍵核心技術(shù)的突破中發(fā)揮作用，只是需要搭配一套協(xié)調(diào)型的治理政策，后者正是新型舉國體制所演化出來的關(guān)鍵特征——包括廣泛參與的規(guī)劃引領(lǐng)，分散試錯的競爭和相互交叉的協(xié)作。案例展示了新型舉國體制與市場經(jīng)濟融合的過程和細節(jié)，協(xié)調(diào)多元主體合作、高效配置創(chuàng)新資源的經(jīng)驗，也可以為其他領(lǐng)域的突破提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】新型舉國體制 關(guān)鍵核心技術(shù) 死亡之谷 銫原子鐘 競爭性平衡
【中圖分類號】 F204 【文獻標識碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2023.01.005
史晨，工業(yè)和信息化部賽迪研究院研究員、賽迪研究院融媒體中心總經(jīng)理。研究方向為產(chǎn)業(yè)政策和創(chuàng)新。主要著作有《創(chuàng)新導入的接力賽》（論文）、《應急管理中的敏捷創(chuàng)新》（論文）、《從社會科學到社會工程》（論文）等。
北斗系統(tǒng)充分彰顯了新型舉國體制的優(yōu)勢，它不僅是一套全球定位系統(tǒng)，也讓中國人把時間頻率和空間信息真正掌握在了自己手上。其中，突破“卡脖子”難題的關(guān)鍵——原子鐘，是被國外封鎖限制的主要核心技術(shù)。同高鐵、水電、特高壓等引進消化再創(chuàng)新的案例不同，原子鐘是中國完全獨立自主地走完了整個創(chuàng)新鏈。
小小的原子鐘和宏大的舉國體制，其實有著意料之外的聯(lián)系。在精確打擊的時代，“原子鐘的作用要超過原子彈”，這一關(guān)鍵核心技術(shù)背后體現(xiàn)的效率思維，極大地影響了冷戰(zhàn)時期蘇美不同體制下軍備競賽的結(jié)果。而面對今天的科技競爭，中國的原子鐘也不再是不惜一切代價取得的成功，反而是高效率配置創(chuàng)新資源的典范。
原子鐘背后的突破過程，也可以反映新型舉國體制的關(guān)鍵特征——效率。傳統(tǒng)的大工程觀常常引用“兩彈一星”的案例，強調(diào)集中所有力量不惜代價解決“有無”（宋立豐等，2022），很少考察效率問題。但是在新的地緣政治環(huán)境下，各個領(lǐng)域眾多的關(guān)鍵核心技術(shù)都面臨“卡脖子”的風險，必須提升創(chuàng)新資源的配置效率，否則在科技競爭的長跑中將無以為繼。更重要的是，從黨的十九屆四中全會的決定（《中共中央關(guān)于堅持和完善中國特色社會主義制度 推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化若干重大問題的決定》）、中央全面深化改革委員會第二十七次會議的相關(guān)意見，再到綱領(lǐng)性的黨的二十大報告，都反復強調(diào)新型舉國體制是以社會主義市場經(jīng)濟為前提的，提出充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，“健全新型舉國體制，優(yōu)化配置創(chuàng)新資源”。
研究中國銫原子鐘的突破能夠給出可比較、可驗證的發(fā)現(xiàn)，從而幫助回答一系列宏觀但重大的理論問題：（1）原子鐘不止一種，雖然此前宣傳較多的是北斗星載銣原子鐘，但是補上地面守時短板的銫原子鐘卻是近年才陸續(xù)取得突破。新時期的新案例體現(xiàn)出新型舉國體制有哪些不同以往的特征？（2）此前只有美國擁有銫原子鐘的成熟產(chǎn)品，可以卡住全世界的脖子。歐洲、中國等都在不同的體制支持下嘗試不同技術(shù)路線，有哪些共性的經(jīng)驗值得總結(jié)？（3）作為實用型原子鐘中最難的類型，中國的銫原子鐘恰恰是通過競爭篩選取得的突破，其中新型舉國體制是如何發(fā)揮市場作用，又如何協(xié)調(diào)各個主體聯(lián)合攻關(guān)的呢？
本文采用案例研究方法，筆者在近三年的時間里，調(diào)研訪談了國內(nèi)原子鐘領(lǐng)域主要的科研單位和技術(shù)專家，以便綜合多條證據(jù)鏈形成交叉驗證（triangulation）（Munafò; Davey, 2018）。為了避免回應偏倚，訪談前都聲明了會匿名化，引用時也使用了編碼化處理，同時文中涉及的所有機構(gòu)信息都來自公開報道。本文的發(fā)現(xiàn)是：（1）為了解決創(chuàng)新效率的問題，必須發(fā)揮市場經(jīng)濟配置資源的優(yōu)勢；（2）中國的銫原子鐘提供了一個寶貴案例，其中有三條技術(shù)路線相互競爭最終都完成了突破；（3）市場經(jīng)濟并不意味著沒有計劃與合作，在此前的集中性政策基礎(chǔ)上，新型舉國體制演化出一套協(xié)調(diào)性政策；（4）高水平市場經(jīng)濟和新型舉國體制的結(jié)合有利于形成真正有特色的創(chuàng)新，最終在開放競爭中立足，才標志著核心技術(shù)的真正突破。
效率為何重要
“兩彈一星”是傳統(tǒng)舉國體制下取得的重大成就。雖然主流研究基本認同舉國體制不能泛化為一個一般性的社會運行體制，卻也常常引用作戰(zhàn)理論或者戰(zhàn)時思維，論證為了解決某些領(lǐng)域的“有無”問題而不惜一切代價集中資源的必要性。但即使在作戰(zhàn)理論中，突破“有無”就能扭轉(zhuǎn)局勢的“奇跡武器”（Wunderwaffe）這一觀念已經(jīng)被證偽（Michael Neufeld, 2020）?，F(xiàn)代作戰(zhàn)理論已經(jīng)從絕對的摧毀轉(zhuǎn)向利益的制勝，持續(xù)的對抗中就不僅需要解決有無，還要形成數(shù)量，更進一步還要降低成本提高效率（221206KWX），否則一個直接的后果就是被軍備競賽拖垮。
即使在冷戰(zhàn)時期的原子彈對抗，也是講究效率的。因為核毀傷能力不僅和絕對數(shù)量有關(guān)，也同效率有關(guān)，核彈頭的數(shù)量、當量和精度（圓誤差率）之間存在互補關(guān)系。按照孫昌璞院士的推算，冷戰(zhàn)時期蘇聯(lián)核彈頭的數(shù)量大約是美國的3倍，總當量是美國3～4倍，但精度差距導致最后的核毀傷能力基本等同。如果僅靠增加彈頭數(shù)量和當量，成本將呈指數(shù)級增長，國民經(jīng)濟最終一定不堪重負，相比之下，提高精度的經(jīng)濟效益遠高于此。只是后者需要依靠基礎(chǔ)科學和創(chuàng)新，具體來說就需要大幅提高陀螺儀和原子鐘的精度（220917SCP）。
原子鐘就是這樣一種具有決定性的關(guān)鍵核心技術(shù)，是人類迄今為止能夠制造出來的、有效數(shù)字最多的測量儀器。國際單位制中的7個基本單位中除了摩爾，都可以通過對秒的測量直接或者間接推導出來。能夠大批量制造的實用型原子鐘有三種：銣原子鐘、氫原子鐘和銫原子鐘。通過北斗大工程的拉動，中國在星載銣鐘和氫鐘研制上已經(jīng)取得了突破。但是“秒”的基準定義只能通過銫原子鐘才能給出，它的準確度和長期頻率穩(wěn)定度指標最佳。地面守時用的銫原子鐘在標準時間產(chǎn)生、衛(wèi)星導航系統(tǒng)地面運控站、電力和通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度、工業(yè)計量等領(lǐng)域有著不可替代的作用。
1969年，周恩來同志就作出部署：“我們要加緊研制銫原子鐘。”然而，作為最難的實用型原子鐘，我國雖然從傳統(tǒng)舉國體制時代就給予了支持，但始終沒有突破壽命和可靠性的問題，幾十年來一直沒有成熟的國產(chǎn)產(chǎn)品。在國際市場上，美國的銫原子鐘產(chǎn)品（5071A）占據(jù)90%以上的市場份額，此前國內(nèi)計量部門、電信、電力、金融等行業(yè)都在使用它作為頻率標準或守時設(shè)備。受瓦森納協(xié)議限制，國外高精度產(chǎn)品一直對我國軍事禁運。從2018年開始，民用領(lǐng)域的進口也已受限，成為再也繞不過去的“卡脖子”領(lǐng)域。
這當然不是孤立現(xiàn)象。伴隨著地緣沖突的加劇，在工業(yè)母機、基礎(chǔ)軟件、高端芯片等領(lǐng)域，中國越來越多的“卡脖子”問題開始凸顯。不僅如此，現(xiàn)代工業(yè)是一個復雜的體系，每一個受到大眾關(guān)注的“卡脖子”產(chǎn)品背后，還隱藏著更多像原子鐘這樣“不起眼”的關(guān)鍵核心技術(shù)有待突破，包括但不限于核心零部件、基礎(chǔ)材料、先進基礎(chǔ)工藝，等等。
如何應對這樣的挑戰(zhàn)？新聞報道中常見的敘事，還是集中全國力量、組織大工程攻關(guān)。已有對于舉國體制的一系列研究，也可以概括為“大工程觀”的視角。按照路風等人的概括，表現(xiàn)為由國家牽頭，動員一國之內(nèi)社會分工不同、性質(zhì)不同的行動主體（路風、何鵬宇，2021）。但有不同意見認為，中國進入市場經(jīng)濟后，通過行政指令集中資源的傳統(tǒng)方式很難再適用了（孫祁祥，2020）。尤其是面對諸多領(lǐng)域的全面競爭，就必須考慮資源配置的效率，不能只在一點上不計代價。
更大的挑戰(zhàn)在于，很多基于引進消化吸收的大工程，技術(shù)路徑是大體清晰的，有可能通過集中資源實現(xiàn)快速趕超。但如果涉及自主創(chuàng)新就有不確定性，尤其存在從基礎(chǔ)研發(fā)到工程量產(chǎn)之間的“死亡之谷”（Markham, 2002），可能會耗費大量資源仍然無法取得突破（EARTO, 2015）。美國政治學教授斯托克斯按照是否有實際應用導向和是否需要理解基礎(chǔ)原理，把不同的項目分成難度不同的幾類（Stokes, 2011），其中純粹的應用工程并不依賴于科學認識上的突破，普遍認為交給產(chǎn)業(yè)界解決即可。而前沿的科學探索，就需要對基礎(chǔ)原理的深入理解。但是原子鐘這樣的關(guān)鍵核心技術(shù)屬于最難的“巴斯德象限”，需要同時克服工程挑戰(zhàn)并掌握基礎(chǔ)原理才能取得突破——中國發(fā)展到今天，會有越來越多的挑戰(zhàn)來源于這個領(lǐng)域。
關(guān)鍵核心技術(shù)突破的市場路徑
如何高效配置創(chuàng)新資源沖出“巴斯德象限”呢？在一般領(lǐng)域中，普遍的經(jīng)驗是依靠市場競爭，但是市場機制適用于關(guān)鍵核心技術(shù)的突破嗎？國產(chǎn)銫原子鐘的案例提供了印證——其背后雖然有新型舉國體制的持續(xù)支持，但并沒有實施傳統(tǒng)上舉全國之力于一處的大工程，相反卻有三條不同技術(shù)路線，相互之間既有競爭又有交叉，最后三條技術(shù)路線都接連取得了突破。
這個過程中有眾多的主體參與，既包括國家科研機構(gòu)、高水平研究型大學、大型國有科技領(lǐng)軍企業(yè)，也包括軍工轉(zhuǎn)制企業(yè)，民營上市公司乃至初創(chuàng)公司。它們主要基于市場機制進行協(xié)作，充分發(fā)揮了各自特長并實現(xiàn)了優(yōu)勝劣汰。
美國技術(shù)路線。第一條技術(shù)路線是以美國成熟產(chǎn)品為代表的磁選態(tài)路線。其物理部分磁選態(tài)銫束管，背后的基礎(chǔ)原理獲得了1989年諾貝爾物理學獎。電子部分搭配的核心部件電子倍增器需要長壽命穩(wěn)定運行，此前只有美國能夠制造，嚴格來說這可以卡住全世界的脖子。從20世紀70年代開始，我國相關(guān)單位在仿制過程中因為材料工藝問題，一直沒有能夠?qū)崿F(xiàn)突破。
2002年，湖北孝感的一家三線企業(yè)（原電子工業(yè)部的4404廠，現(xiàn)已改制為湖北漢光公司）提出希望能夠參與國家戰(zhàn)略，重啟20世紀80年代以后國內(nèi)完全中斷的磁選態(tài)銫原子鐘研制。在相關(guān)時頻項目工作組的牽引下，主管機構(gòu)提供了生產(chǎn)條件的基本支持，并由某部通過訂貨及預付款的方式組織上下游協(xié)調(diào)配合，其中4404廠負責生產(chǎn)物理部分，航天203所負責電路部分和整機。主管機構(gòu)和專家組制定了驗收需要達到的條件，并指出實現(xiàn)量產(chǎn)后的產(chǎn)品就要靠市場機制由兩家自行協(xié)商決定。
幾年后，另一組也加入了競爭。2005年，此前并無原子鐘研制基礎(chǔ)的航天510所，在通過北斗項目承接了北京大學星載銣原子鐘的技術(shù)轉(zhuǎn)移之后，也表達了繼續(xù)向銫原子鐘攻堅的意愿。鑒于這個技術(shù)路線難度極大，當時主管機構(gòu)的負責人建議慎重考慮，提出需要深入研究合作機制和指標體系。雖然相關(guān)經(jīng)費的總盤子并不大，但主管機構(gòu)在考察后仍然選擇開放支持，并幫助航天510所進行產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)調(diào)：由航天510所負責設(shè)計及整機，4404廠負責提供物理部分，航天203所提供電路部分。
最終競爭勝出的是航天510所，特別是通過與蘭州大學等研究型大學合作，在“卡脖子”部件電子倍增器上有了突破。物理部分重新選擇了市場化的零部件外包生產(chǎn)單位，電路部分最終也選擇了自行研制。這個做法與此前計劃的分工安排不盡相符，傳統(tǒng)習慣一般認為“甩開指定供應商自行選擇不合適”，但是主管部門并沒有太多干預，承認了這種新經(jīng)濟下的“產(chǎn)品內(nèi)分工”（220909WYQ）。最終航天510所成功掌握了全流程技術(shù)，將銫束管、電子倍增器和電路統(tǒng)一由本所組裝整機，并于2019年通過鑒定實現(xiàn)了產(chǎn)品定型（LIPCs-3000）（陳江等，2020）。
歐洲技術(shù)路線。為了向更高的精度沖擊，歐洲此前開創(chuàng)了“光抽運－光檢測”的技術(shù)路線，但多年來一直沒有足夠成熟的產(chǎn)品。主要是受技術(shù)方案的物理原理限制，長期頻率穩(wěn)定度不達標。國內(nèi)相關(guān)單位的研制也遇到了類似難題，這當中同樣有兩組在競爭中尋求突破。
早在2001年，為了避開“卡脖子”的電子倍增器，國家相關(guān)部門就支持了光抽運技術(shù)路線的探索。最早一組的三家合作單位中，由中國電科12所負責物理部分，航天203所負責電路部分，北京大學負責整機，后續(xù)由于協(xié)作上的問題，4404廠代替了中電科12所繼續(xù)參與，但最后由于種種原因，這一組的成果未能跨越“死亡之谷”實現(xiàn)批量產(chǎn)品化。
另一組由上市公司成都天奧電子牽頭，其合并了原星華時頻公司，是國內(nèi)最大的原子鐘生產(chǎn)企業(yè)。2008年天奧公司就邀請北京大學王義遒教授，為技術(shù)人員進行銫原子鐘技術(shù)培訓，大部分集中于光抽運技術(shù)路線。雖然這標志著天奧也想加入這一技術(shù)路線的競爭，但北京大學在分享知識時并無保留。
2011年，天奧電子聯(lián)合中科院國家授時中心等單位正式提出立項，同樣取得了某部支持開始進入預研。此前，從上一組退出的中電科12所重新加入了這一組，繼續(xù)提供物理部分。2012年，此項目獲得科技部重大科學儀器專項支持，這也是針對銫原子鐘研發(fā)數(shù)額最大的一筆資金支持。最終在2018年完成產(chǎn)品定型（TA1000），并在2020年布局批量生產(chǎn)，在華為、中國聯(lián)通等客戶中得到了應用（趙杏文等，2022）。
中國本土創(chuàng)新。同樣是為了繞過美國技術(shù)路線的材料和工藝難題，中國的銫原子鐘研發(fā)還誕生了一條國際上首創(chuàng)的技術(shù)方案。雖然其也源于國家的持續(xù)支持，但它在所有三條技術(shù)路線中花費的資源投入最少，依托于本土的產(chǎn)業(yè)鏈最具中國特色，也是新型舉國體制下研究型大學和科技企業(yè)通過市場機制分工協(xié)作的亮點。
北京大學主導的這一技術(shù)路線，在2018年經(jīng)過22家應用單位32位代表的評審，完成鑒定并定型（BD1024）。其最終性能不僅比肩美國標桿產(chǎn)品（5071A），而且同歐洲方案相比在穩(wěn)定性上更有優(yōu)勢，成為中國原子鐘產(chǎn)業(yè)中唯一具有本土特色的品種。要實現(xiàn)這樣的原創(chuàng)性貢獻，既需要對基礎(chǔ)理論的深入理解，又需要有精益求精的工匠精神，產(chǎn)業(yè)化鏈條中不能有任何短板。
這一技術(shù)路線的原理來源于長期基礎(chǔ)科研的積累。從造出中國第一批量產(chǎn)原子鐘開始，北京大學60年多來有三代人的團隊一直在堅持自主的理論探索。面對銫原子鐘的挑戰(zhàn)，團隊沒有選擇仿制，而是從底層原理出發(fā)提出了“磁選態(tài)＋光檢測”的原創(chuàng)路線，規(guī)避了材料工藝的瓶頸，一旦成功可以同時解決壽命與性能的問題。但是挑戰(zhàn)也在于落地實現(xiàn)，沒有任何現(xiàn)成方案可以借鑒參考。如何維持銫束管的長期高真空？如何保證激光探測系統(tǒng)穩(wěn)定運行？如何抑制微波的功率頻移？如何創(chuàng)新數(shù)字電路設(shè)計實現(xiàn)鎖定？所有這些技術(shù)細節(jié)不僅需要光學、電子學、真空技術(shù)等學科的理論，還需要工藝團隊快速迭代，并協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈上下游聯(lián)合攻關(guān)——要度過從基礎(chǔ)科研到批量生產(chǎn)的“死亡之谷”，不依靠新型舉國體制是做不到的。
在基礎(chǔ)科研端，得益于某部10多年來一系列科研項目的層層篩選和接力支持，這一技術(shù)路線走過了可行性研究、原理樣機、工程樣機，到最后產(chǎn)品化落地和國家標準編制的全過程。在產(chǎn)業(yè)落地端，這個項目組更多依靠市場機制組織上下游，而并沒有依賴主管部門進行協(xié)調(diào)。自主談判選擇的合作伙伴摩擦更少，基于市場議價和知識產(chǎn)權(quán)規(guī)則的合作生態(tài)也更加健康，每個環(huán)節(jié)不必擔心被強行整合集中，就會樂意從自己的比較優(yōu)勢出發(fā)把專業(yè)化分工做到極致，這降低了整個產(chǎn)業(yè)鏈的成本。舉例而言，雖然北京大學已經(jīng)能夠自產(chǎn)銫原子鐘物理部分，但仍維持向4404廠的采購合作，將更多的精力投入創(chuàng)新研發(fā)。而得益于中國強大的電子制造產(chǎn)業(yè)集群，北京大學在工藝迭代和市場推廣上都選擇了更有活力的合作伙伴，產(chǎn)品因此得以快速鋪開應用生態(tài)，響應國家重大戰(zhàn)略需求在多個領(lǐng)域不斷迭代。
新體制下的協(xié)調(diào)型政策
關(guān)于市場機制的作用，此前對舉國體制的研究，雖然基本都認可通過競爭可以有效配置資源并鼓勵自主創(chuàng)新，但仍有很大一派觀點認為市場未必適用于關(guān)鍵核心技術(shù)的突破。其中，以路風等學者的看法為代表：“市場機制不能自動帶來重大突破，不能自動實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展所要求的結(jié)構(gòu)性重大變化。”（路風、何鵬宇，2021）這多少反映了對市場機制的不信任，或者雖然認可其可以解決“短期”的效率問題，但并不適用于新型舉國體制所要實現(xiàn)的那些目標。確實，在市場化改革的初期，簡單推給市場或者“造不如買”的思想，導致某些關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)一度陷入中斷，原子鐘也是如此。在20世紀80年代，隨著國際關(guān)系的緩和，國內(nèi)原子鐘相關(guān)研究機構(gòu)和生產(chǎn)廠家紛紛轉(zhuǎn)行（王義遒，2020），只有北京大學等少數(shù)團隊仍在勉強維持。
但這與其說是市場機制的內(nèi)在缺陷，不如說是特定歷史時期目標選擇的問題。更重要的是，現(xiàn)代經(jīng)濟學研究其實很少聲稱“市場可以自動帶來突破”，相反強調(diào)市場經(jīng)濟取得的成就都是源于其中的參與主體，市場只是作為一種手段，保證各方面都能參與、通過競爭實現(xiàn)效率。
澄清這一點非常重要。關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，源于中國共產(chǎn)黨實現(xiàn)科技高水平自立自強的堅強決心。而從星載銣原子鐘引入競爭開始，中國在時間頻率領(lǐng)域接二連三的突破，證明市場機制同樣能夠落實執(zhí)政黨的決心和遠見，中國特色社會主義市場經(jīng)濟尤其如此。銫原子鐘更是提供了一個難能可貴的案例，三條不同的技術(shù)路線不約而同地實現(xiàn)了突破，背后源于新型舉國體制演化出的一套全新的協(xié)調(diào)型政策。
廣泛參與的規(guī)劃。在市場中，所有人都會競爭，但并不是所有人的目標都一致，因此，需要搭配規(guī)劃引領(lǐng)，或者說構(gòu)建一套讓領(lǐng)導力發(fā)揮作用的機制。在銫原子鐘的規(guī)劃中，管理部門沿用的并不完全是傳統(tǒng)自上而下的規(guī)劃，相反展現(xiàn)了極大的開放，吸納了自下而上的廣泛參與。其中的領(lǐng)導力很大程度上來源于某部在2000年就成立的時間頻率工作組，其成員除了相關(guān)各個主管機構(gòu)的領(lǐng)導，還包括科技型企業(yè)和研究型大學的代表。工作組首席專家王義遒在1965年就主持研制了中國第一代原子鐘，對于不同技術(shù)路線有全面的理解和判斷。
廣泛的參與可以讓規(guī)劃的視野更加長遠。傳統(tǒng)“任務帶科研”的管理方式，往往是從眼前最緊急的事項出發(fā)。雖然時頻工作組最早是為了突破北斗星載原子鐘而成立的，但一開始就是從建設(shè)獨立自主的時間頻率體系來謀劃布局的。這是因為原子鐘分為很多種，如同武器有手槍、步槍、機槍等不同種類，需要搭配起來才能形成作戰(zhàn)能力。在結(jié)構(gòu)最簡單的銣原子鐘剛剛重啟的2000年，專家組就開始了銫原子鐘的規(guī)劃，按照“生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、探索一代”的眼光來培育。牽頭的某部技術(shù)基礎(chǔ)局把科技部、中科院、計量院以及其他單位時頻計量的人員和資源都組織到一起，使原子鐘的研究開發(fā)生產(chǎn)“形成了熱氣騰騰的整體局面”（220917WHQ）。如果沒有這樣的提前布局，更為復雜的銫原子鐘無法在十多年之后陸續(xù)取得突破，中國的整個時間頻率體系就還會存在受制于人的短板。
開放的格局，吸引了社會主義市場經(jīng)濟中各類主體的積極參與，既包括國有研究所和航天機構(gòu)，也包括國企轉(zhuǎn)制企業(yè)、上市公司乃至私營的初創(chuàng)企業(yè)。這就要求規(guī)劃領(lǐng)導機構(gòu)具備更加科學的過程管理和服務能力：參與項目的企業(yè)可以“拍胸脯”積極申請，工作組則依據(jù)大量協(xié)調(diào)后達成的共識，定好指標管理驗收程序，實現(xiàn)能進能出、優(yōu)勝劣汰。為了打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游，管理者的工作方式不是書面論證，而是大量實地參與產(chǎn)業(yè)組織，邀請相關(guān)專家就共性問題給各個主體培訓，深入一線“當參謀、做咨詢”，提供實際幫助（220917HCH）。
分散試錯的競爭。關(guān)鍵核心技術(shù)的攻關(guān)和單純的大工程管理有一個重要區(qū)別：前者需要對基礎(chǔ)原理的深入理解，研發(fā)不確定性更大，產(chǎn)業(yè)鏈也尚未完善。這就需要針對不同的方向分散試錯，并且培育產(chǎn)業(yè)鏈上下游。中國銫原子鐘的三條技術(shù)路線都獲得了國家的扶持，這是典型的分散競爭，而且采取的政策主要表現(xiàn)在扶持研發(fā)、培育生態(tài)方面，這與跟隨趕超階段常用的選擇性補貼明顯不同，更偏向陳瑋、耿曙等人界定的普惠性創(chuàng)新政策（陳瑋、耿曙，2017）。
扶持研發(fā)表現(xiàn)在有序的梯度支持，既有針對早期階段的扶助，也有適時的退出安排。銫原子鐘物理部分的關(guān)鍵零部件銫束管，三個不同的技術(shù)路線都需要，第一家研發(fā)的難度極大，但一旦成功之后經(jīng)驗就會外溢擴散，體現(xiàn)出典型的正外部性，初期企業(yè)往往不敢投入。在4404廠嘗試突破銫束管的研制階段，主管機構(gòu)就通過課題的形式予以支持。在小批量生產(chǎn)階段，仍然通過預先簽署訂貨合同和預付款的政策，繼續(xù)扶持企業(yè)度過量產(chǎn)前的“死亡之谷”。成熟之后更大量的訂貨，則就不再干預而是交給市場協(xié)商選擇。此后中電科12所、航天510所、北京大學等也相繼突破了銫束管制造技術(shù)，相互競爭優(yōu)勝劣汰。
培育生態(tài)表現(xiàn)在并不挑選贏家強行整合，而是維持一種機會相對均等的“競爭性平衡”（competitive balance）——這種狀態(tài)下既能維持競爭又能整體做大市場，在高水平市場化的領(lǐng)域，比如世界頂級職業(yè)體育聯(lián)賽中已經(jīng)有充分的體現(xiàn)（Sanderson, 2003）。中國的銫原子鐘不僅一直有三條技術(shù)路線相互比拼，在美國方案和歐洲方案下都還有兩組在內(nèi)部競爭。這也符合經(jīng)典創(chuàng)新文獻的論述：探索性的科學能否成功是不可預測的，集中指定某個方向存在重大的失敗風險（Bonvillian, 2014）。更加難能可貴的是，針對北京大學提出的國際上并無先例的方案，主管機構(gòu)仍然給予試錯機會，從基礎(chǔ)科研，研發(fā)工程化到量產(chǎn)的各個階段，十年來每過一個關(guān)口都會追加相應的支持，既沒有“孤注一擲”也不是“放手不管”，體現(xiàn)出新型舉國體制下極強的過程管理能力。
相互交叉的協(xié)作。要突破“巴斯德象限”下的關(guān)鍵核心技術(shù)，只有競爭是不夠的，還需要各個主體的充分協(xié)作。銫原子鐘的產(chǎn)業(yè)組織過程有一個顯著的特征，就是上下游企業(yè)看似紛亂的進進出出、相互交叉。因為在新型舉國體制下，不同技術(shù)路線的選擇、不同合作伙伴的組合，主要都是平等談判自主選擇的結(jié)果。微觀上各個主體根據(jù)自己的比較優(yōu)勢，不斷調(diào)整最適合自己的策略，反映在宏觀上就是更有效率的產(chǎn)業(yè)組織。
傳統(tǒng)的舉國大工程中，各個主體的角色常常是自上而下指定的，并不利于處理復雜協(xié)作中必然伴生的摩擦。以銫原子鐘的零部件配套和總裝為例，初期上級協(xié)調(diào)的分工中其實存在不少沖突。比如，航天510所作為國有航天單位有一整套質(zhì)量管理規(guī)范，即使是一顆螺絲也有嚴密的技術(shù)要求。而參與配套的民營企業(yè)4404廠則埋怨，總體單位提出的規(guī)格要求不合理，市場上的設(shè)備不可能實現(xiàn)如此高精度的加工。雖然通過市場經(jīng)濟組織協(xié)作面對的沖突可能更多，但是不同主體的多元訴求，就為通過談判各取所需留下了充分空間，后續(xù)4404廠和北京大學的協(xié)作就順暢得多。
更為重要的是，新型舉國體制下的這套協(xié)調(diào)型政策，可以促進知識的共同分享。涉及關(guān)鍵核心技術(shù)，已有的知識往往是不完備的，分散在從科學界到工程界的不同領(lǐng)域，必須多方協(xié)作才有可能取得突破。黨的二十大報告特別強調(diào)，強化國家戰(zhàn)略科技力量，健全新型舉國體制。國家戰(zhàn)略科技力量，包括國家科研機構(gòu)、高水平研究型大學和科技領(lǐng)軍企業(yè)，它們在銫原子鐘的突破中都有參與。例如，2006年，4404廠生產(chǎn)的零部件遇到質(zhì)量穩(wěn)定性問題。即使當時航天510所已經(jīng)計劃獨立研制銫原子鐘了，但在新型舉國體制的協(xié)調(diào)下仍然專門給4404廠講課，分享有關(guān)真空技術(shù)的關(guān)鍵知識。通過無數(shù)類似的產(chǎn)業(yè)服務，科研機構(gòu)和民營企業(yè)向航天系統(tǒng)學習到一套質(zhì)量管理體系，特別是關(guān)鍵的“歸零原則”（定位準確、機理清楚、故障復現(xiàn)、措施有效、舉一反三），最終帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈水平的大幅提升。
研究型大學由于相對寬泛的視野和中立的角色，也在新型舉國體制中發(fā)揮了獨特的作用，在不同的技術(shù)路線之間相互交叉共享知識。原子鐘研制中，物理部分和電路部分由于相互影響，局部優(yōu)化往往導致整體性能還不如以前。王義遒教授考察了俄羅斯原子鐘企業(yè)為歐洲伽利略導航系統(tǒng)配套的經(jīng)驗，給磁選態(tài)技術(shù)路線的上下游制定了一套包含眾多接口標準的清單，極大促進了后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)作。為了保證公平公正，北京大學的專家進入規(guī)劃工作組擔任“裁判員”后，就按照管理機構(gòu)的要求退出了對自己項目的具體領(lǐng)導。在沒有偏袒的公平競爭中，北大的第三代團隊反而找到了獨特的定位，發(fā)揮原理創(chuàng)新上的優(yōu)勢貢獻了一個中國特色的銫原子鐘突破。不僅如此，北京大學團隊主筆并聯(lián)合不同技術(shù)路線的代表，起草了中國銫原子鐘領(lǐng)域第一個國家標準（全國北斗衛(wèi)星導航標準化技術(shù)委員會，2020），極大方便了下游應用單位，為整個行業(yè)推進國產(chǎn)化發(fā)揮了重要作用。
邁向中國特色的自主創(chuàng)新
“原子鐘是只有大國才需要的戰(zhàn)略武器”（210324WYQ），不僅本身會決定制勝的效率，其背后實現(xiàn)突破的經(jīng)驗，也可以為新型舉國體制如何提升創(chuàng)新效率帶來啟發(fā)。本文通過梳理中國銫原子鐘的突破，論證了以下三個發(fā)現(xiàn)。
（1）原子鐘這樣的關(guān)鍵核心技術(shù)挑戰(zhàn)，今后會越來越多地出現(xiàn)。這不僅是因為全球化趨勢和地緣政治的變化，更根本原因在于從跟隨趕超進入創(chuàng)新發(fā)展的階段后，“死亡之谷”的考驗就普遍存在（Hudson; Khazragui, 2013），必須形成自主創(chuàng)新的能力。
（2）新型舉國體制不僅要突破“有無”的問題，更要解決創(chuàng)新效率的問題，市場和競爭同樣可以在關(guān)鍵核心技術(shù)的突破中發(fā)揮作用。
（3）市場并不聲稱可以“自動實現(xiàn)”突破，還需要搭配一套協(xié)調(diào)型政策——廣泛參與的規(guī)劃引領(lǐng)、分散試錯的競爭和相互交叉的協(xié)作，這是新型舉國體制在社會主義市場經(jīng)濟條件下演化出來的特征，傳統(tǒng)舉國體制下的各種“法寶”也都可以繼續(xù)發(fā)揮作用。
這一發(fā)現(xiàn)還有助于回答一個更普遍的關(guān)切：如何更好地認識過去？傳統(tǒng)舉國體制的研究敘事中，常常表露出一種對過去的留戀。這并不是沒有根據(jù)的，根源在于純粹的狀態(tài)下協(xié)調(diào)合作相對簡單：那個時代并沒有太多利益的干擾，老一輩科學家無私分享多年的科研心得；企業(yè)也都是國有屬性，負責人更容易在上級的協(xié)調(diào)下達成一致。
但這樣的純粹已經(jīng)不復存在，今天利益的訴求越發(fā)多元化，研發(fā)人員有自己的合理訴求，多元主體也有不同的目標和考核?；氐竭^去既不可行，也不必要。這些因素并不一定是干擾，反而是走向成熟的契機。因為最終科研創(chuàng)新還是要走出單純的象牙塔，通過和社會的對接互動才能實現(xiàn)更好的發(fā)展。在銫原子鐘的案例里，既有從國家大局觀出發(fā)的無私分享，又有對利益的直接面對和平衡處理。市場機制吸引進來更多的利益相關(guān)方，并把利益做大、做透明，實現(xiàn)了有競爭的平衡。這樣更高水平的市場經(jīng)濟，也是新型舉國體制的應有之義。
如果回望過去，進一步深化市場經(jīng)濟改革是一條困難但不得不走的路，那么面向未來，又如何健全新型舉國體制，突破類似高端芯片這樣更難的關(guān)鍵核心技術(shù)呢？這有賴于更廣泛的討論，銫原子鐘的案例還可以貢獻兩點啟示。
一是需要繼續(xù)完善評價體系。作為執(zhí)政黨戰(zhàn)略決心的體現(xiàn)，評價體系會引導競爭的方向，最終決定市場的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)大工程的評價體系下，往往做出終端產(chǎn)品的主體更容易拿到支持和榮譽，導致競爭的目標偏向追求“大而全”的垂直整合，創(chuàng)新研發(fā)、專業(yè)配套等環(huán)節(jié)則少人問津。這在體育競爭領(lǐng)域有著更直觀的體現(xiàn)：在初級市場化階段，往往會出現(xiàn)你死我活的內(nèi)卷和贏家通吃的壟斷。但受眾偏好有對抗又不失懸念的比賽，要實現(xiàn)整個市場價值的最大，需要更復雜的制度安排。高水平職業(yè)聯(lián)賽中競爭性平衡的設(shè)計，往往經(jīng)過數(shù)十年的長期演化（Zimbalist, 2002），這方面跨領(lǐng)域的研究應該可以帶來更多啟發(fā)。
二是需要更好扶持自主創(chuàng)新參與開放競爭。在解決“有無”問題、提升效率之后，關(guān)鍵核心技術(shù)的終極挑戰(zhàn)在于能否在開放競爭中勝出。由于關(guān)鍵核心技術(shù)往往都是非常細分小眾的領(lǐng)域，相關(guān)企業(yè)要真正實現(xiàn)自立自強，往往需要成長為基于全球市場規(guī)模的“單項冠軍”。但如果只是跟隨模仿別人的技術(shù)路線，同一個賽道上其實很難實現(xiàn)趕超。即使依靠更大的投入強度實現(xiàn)了后來居上，也難以突破對方提前構(gòu)筑的知識產(chǎn)權(quán)壁壘。只有擁有自主的知識產(chǎn)權(quán)才能進入更廣闊的國際市場，創(chuàng)新反而有利于構(gòu)建自己的應用生態(tài)。案例中北京大學貢獻了中國原子鐘領(lǐng)域唯一有本土特色的方案，更深入的研究可以給其他領(lǐng)域有志于自主創(chuàng)新的單項冠軍企業(yè)提供借鑒。
（本文的調(diào)研受到了中央廣播電視總臺重大歷史題材項目《山河歲月》的支持，并受益于和易劍東、劉天星、康文興、韓春好、高旭東等學者的討論）
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責 編／張 曉
How the New System for Mobilizing Resources Nationwide Enhances Innovation Efficiency
—The Case of China's Cesium Atomic Clock Breakthrough
Shi Chen
Abstract: The traditional system for mobilizing resources nationwide, which emphasizes concentrated efforts to solve problems at any cost, may not be effective in addressing the growing issue of efficiency in an increasingly complex world. The atomic clock, a key technology only needed by large countries, serves as a case study in the effectiveness of the new system. Through nearly three years of research and interviews with domestic research institutions and technical experts, it was found that the breakthrough of cesium atomic clocks in China was the result of competition between three different technical approaches: the US, the European, and the local approaches. This demonstrates both the potential for market competition to drive the development of key technologies, and the importance of coordinated governance policies, such as broad participatory planning and leadership, decentralized trial-and-error competition and cross-collaboration in the new system mobilizing resources nationwide. This provides a valuable example of how the new nationwide system can effectively integrate with a socialist market economy and efficiently allocate innovation resources, with potential lessons for breakthroughs in other areas.
Keywords: new system for mobilizing resources nationwide, key technologies, Valley of Death, atomic clock, competitive balance
