DARPA的顛覆性技術創新及其啟示

曹曉陽，魏永靜，李莉，張科，苗紅波，安向超，劉安蓉

（1. 中國工程科技創新戰略研究院，北京 100088；2. 中國工程物理研究院，四川綿陽 621900）

一、前言

顛覆性技術被稱為“改變游戲規則”“重塑未來格局”的革命性力量[1]，對人類社會有廣泛且深刻的影響：推動人類文明的演進發展、影響世界強國的更替興衰、決定一個組織的生死存亡、改變人們的生產生活。近代社會以前，雖然顛覆性技術不斷誕生，并一直改變人類生產和生活方式，推動著人類社會的進步，但人們還沒有形成主動識別、培育顛覆性技術的意識，顛覆性技術經歷了漫長的“自然發展階段”。

隨著技術發展和美蘇競爭，促使美國政府率先介入顛覆性技術創新，把顛覆性技術推進了發展的“快車道”。第二次世界大戰后，蘇聯相繼進行了核試驗并成功發射人造衛星，震驚美國。美國政府反思軍事科技創新體系，開始意識到需要有意識、系統性地培育高風險高回報的技術，以防止蘇聯的技術突襲。在此背景下，1958年美國創建了先進研究計劃局（ARPA），1972年更名為美國國防高級研究計劃局（DARPA）。DARPA的宗旨就是開展“改變游戲規則”的高風險、高回報技術研發，“避免技術突襲并謀求對對手的技術突襲”。事實表明，通過DARPA模式培育了大量顛覆性技術，例如互聯網技術、全球定位技術、隱身戰機技術等，對保持美國軍事技術領先優勢，維護國家安全發揮了重要作用[2,3]。

DARPA模式逐步成熟，影響不斷擴大，在美國政府、企業獲得推廣，并被世界大國、強國爭相效仿。美國政府在國土安全、能源部等眾多領域成立類DARPA的先進研究項目局，并形成相應獨特的計劃支持體系。近年來以互聯網為代表的信息技術發展，使知識積累和技術創新加速，顛覆性技術層出不窮，顛覆性技術受到越來越多的企業、公眾的重視。眾多企業參與到主動培育顛覆性技術的行列。在“國家引導、技術推動、市場牽引”的共同作用和長期磨合下，美國形成了發端于國防戰略需求，扎根于國家創新土壤，延展到國民經濟體系，充分遵循顛覆性技術的規律特點的顛覆性技術創新體系，而DARPA正是這一體系的核心與精髓。本文從演化論的角度，分析DARPA顛覆性技術創新管理模式形成的歷史過程，探討了DARPA成功的原因，獲得了相關啟示。

二、DARPA概況

（一）使命定位

DARPA是美國國防部屬下的一個行政機構，其使命是負責“改變游戲規則”的高風險、高回報技術研發，“避免技術突襲并謀求對對手的技術突襲”，保持美國在最新軍事技術方面的領先地位。該局成立于1958年，現有工作人員200余人，其中多為各學科一流的專家、學者[3,4]。

（二）組織模式與運行機制

DARPA是典型的扁平化項目管理組織，以項目經理人制度為重要基礎，采用“專業領域部門-技術項目經理人”的兩級決策為核心的組織結構，具有高度的靈活性。在人事方面，DARPA采用常任專職、常任兼職、聘任專職和聘任兼職等4種方式，并以項目經理與項目同進退的“有限管理”原則開展項目經理人的管理。在項目實施中，采用“招聘-制定愿景-啟動項目-組合管理-技術轉化”的方式開展項目管理，尤其是其在項目決策、投資、推進和退出流程中秉承的技術創新導向原則，采取頭腦風暴會議等政策創新[3～6]。

DARPA設有 7 個技術項目辦公室，100名左右項目經理人，每年大概有 30億美元的預算分配給 200多個研究項目。DARPA的經費只占國家研究及開發（R&D）資金的不到1%，以及國防部研究、開發、試驗及評估（RDT&R）預算的不到4%。DARPA的組織結構如圖1所示[4]。

三、DARPA開展顛覆性創新的經驗分析

在“Everybody loves DARPA”的背景下，中外咨詢機構、智庫、學術界以及DARPA自身也開始探索DARPA的創新源泉、項目管理、組織模式或轉化機制等問題，求證復制DARPA的可行性。一些部門或企業甚至聘用DARPA原局長或項目經理負責籌建和管理新成立的機構，如國土安全高級研究計劃局（HSARPA）的首任副局長Jane Alexander（原DARPA副局長），以及Google的先進科技與計劃部（ATAP）的負責人Regina Dugan（原DARPA局長），但是至今為止鮮有能與DARPA相匹配的成就，特別是建立已有10余年的HSARPA就飽受詬病?？傮w來講，對于如何才能再建一個輝煌的DARPA還沒有共識，也無例可循。

從最近十幾年各類主體模仿DARPA的實踐經驗來看，DARPA顯性化的組織結構和運行機制是DARPA成功的基礎，但不是精髓。在閱讀大量資料的基礎上，筆者嘗試從環境、戰略的視角解讀DARPA成功的原因。

圖1 DARPA的組織結構

（一）惡劣的生存環境是 DARPA創新求變的主要驅動力

環境塑造組織，DARPA也不例外。特別是在DARPA創辦的最初十幾年里，面臨嚴重的生存挑戰。

一是面臨三軍激烈的生存競爭。20世紀50年代，是美國三軍內斗最激烈的時期，導致美軍重復建設、不成體系等問題十分嚴重，研發效率低下。時任美國總統艾森豪威爾對三軍內斗深惡痛絕，并借蘇聯成功發射衛星給美國上下造成的巨大震撼，成立了DARPA，用意之一就是破解各軍種間的利益之爭。這為DARPA和三軍之間的沖突埋下了種子。在與三軍的競爭中確保自身的生存也成為DARPA的核心利益，后續歷史也表明，DARPA險些因此而被撤銷。

二是成立初期失去安身立命的業務。1958年10月美國航空航天局（NASA）成立，國防部隨即把DARPA的軍用航天任務（該局的一項核心工作，占經費近2/3）劃給NASA。DARPA首次面對生存挑戰。

三是生存環境惡化。首先是受越戰影響，軍方與學術界的關系也日益緊張，以致多數高校科研人員對國防部和國家安全政策的幻想漸漸破滅而拒絕參加國防科研項目。其次是在經濟環境方面，美國聯邦政府與工業界薪資差距顯著擴大，聯邦政府機構人才外流嚴重；加之高失業率也促使業界或高校人才流動減少，DARPA吸引不到人才。再次是國防部科技管理政策轉向和高層變動，使DARPA地位不斷弱化，其項目不再為國防部長所關注、也不再介入主要國家政策問題。這些因素交織到一起，使得DARPA不再是美國的“科研高地”。

DARPA成立最初的十幾年經歷了多次生存危機，數次面臨被撤銷的險地。面對巨大環境壓力，促使該局進行三大轉變：

一是，促使最初領導者思考和堅守DARPA的獨特性。時任DARPA局長盧卡西克認為，這就像擁抱“死亡之吻”，因為獨特性很難被認可。但正是這樣的堅持種下DARPA的創新基因，才引起一大批想改變世界、實現自我的“科學狂人”的價值認同，并欣欣向往之。

二是，做其他軍種不愿承擔的高風險、挑戰性任務。失去主業后，該局不得不尋找出路，開始從事其他軍種不愿意觸碰的高難度、跨軍種、與國家安全關系重大的項目，并最終確立了業務定位與自身地位。

三是，弱化了本位主義，使DARPA打破自身的利益屏障，不斷改善與三軍、工業界、科學界之間的關系，適時改進管理。正是這個艱難過程，造就了DARPA打破各種束縛顛覆性技術創新要素匯聚的顯性和隱性之墻的能力，包括利益之墻、學科之墻、學派之墻、選才之墻、成敗之墻。

（二） 不忘初心，是DARPA避免陷入體系固化，保持創新活力的良藥

在三軍巨大競爭壓力和科學家堅持的共同作用下，DARPA始終不忘初心，圍繞“開發未來武器系統”“保持美國的技術領先地位，防止潛在對手意想不到的超越”的使命定位開展工作，避免組織陷入體系固化，永葆創新活力。

一是，不忘初心，使DARPA堅守獨特的事業定位，有效防止體系固化。一方面DARPA始終堅持最具挑戰性的S&T階段國防預算中6.1～6.3項的工作，也被統稱為國防部“科學與技術計劃”工作，項目成功或驗證后即移交給軍方進行進一步研發和最終使用。這種成熟一個放手一個的工作模式，避免DARPA陷入創新路徑固化，保持創新活力。另一方面能堅守組織的獨特定位，不唯利擴張。例如，在20世紀60年代到70年代初期，不時有聲音建議將國防部的基礎研究集中起來，劃歸DARPA統一管理，遭到幾任局長的強烈反對。雖然早期因其偏向資助基礎研究的情結，導致 DARPA差點被撤銷，但是他們清楚DARPA不是國防部的自然科學基金委員會。

二是，不忘初心，使DARPA有效抑制組織的自我膨脹，避免復雜組織對創新的吞噬。DARPA沒有實驗室或科研設施。但是，美國國防部關于DARPA的指令是授予了其相關權限，DARPA也的確根據項目需要建造和擁有過一些相應設施。但是不同的是，DARPA的實驗室或設施不會長期保留，而是隨著項目的技術轉化而轉移出去?？词怯秀３＠淼呐e措，卻抑制了組織做大，防止組織因過多的自身利益和體系固化對創新活力的吞噬。

三是，不忘初心，使DARPA堅定信念，保持遠見卓識，支撐眾多重大顛覆性技術發展。顛覆性技術創新牽引的作戰概念和裝備，會嚴重沖擊現有使用習慣或作戰條令，在軍種阻力巨大，需要DARPA引領顛覆性技術研發并完成演示才能得到軍方的接受。同時由于技術不成熟，配套不完備，研發過程會面臨嚴峻挑戰和眾多挫折。例如在隱身飛機方面，DARPA頂住了美國空軍的反對意見，克服眾多困難，研發了“海弗蘭”隱身驗證機。正是由于堅定信念和遠見卓識，才使美軍率先擁有了隱身技術，并逐漸改變了空中作戰樣式。

（三）超越軍種、行業、領域的格局和前瞻的戰略視野是顛覆性技術創新的重要支撐

DARPA項目發展的基本路徑是問題-思想-人才-項目（群）。問題是DARPA顛覆性技術創新的重要支撐。DARPA的獨特定位使其能超越軍種、行業、領域，甚至學科學派，在國家安全戰略大格局下思考重大需求問題，更易催生顛覆性技術的視野和遠見，推動顛覆性技術創新所需新思想、新理念的開拓。在20世紀50年代末，美國軍方的共識是，其指揮與控制系統不能滿足日益復雜和快速多變的軍事環境下快速決策的緊迫需求，1961年肯尼迪總統要求軍隊需要改善指揮與控制系統，在該國防安全重大問題提出以后，國防部指派DARPA負責此項目。為此DARPA成立了信息處理技術辦公室（IPTO），并邀請麻省理工學院約瑟夫·利克萊德（J.C.R. Licklider）教授出任首任主任。雖然是軍方的迫切需要和總統欽定的問題，但是DARPA沒有陷入軍種的眼前需求和具體問題，而是基于利克萊德提出“人機共生”的思想，認為人機交互是指揮與控制問題本質，并就此開展長期、持續的研究工作。此后，IPTO遵循著利克萊德的思想逐漸開辟出計算機科學與信息處理技術方面的很多新領域，培育出ArpaNet等跨時代性的顛覆性技術，產生了深遠的影響。

DARPA多位局長就強調過問題的重要性。例如，羅伯特·斯普羅爾（Robert Sproull）在2006年的一次訪談中就認為，缺乏大問題限制了其他機構效仿DARPA模式[7]。同時，從問題轉化為解決問題的思想是顛覆性技術創新的關鍵。DARPA的偉大之處正是它總能夠在恰當的時機推倒一堵堵阻礙思想匯聚之墻，打破禁錮思想的藩籬，造就了其識別好思想的能力，這點甚至比具備想出好思想的能力更重要。

（四）高流動性是保持創新活力的源泉

DARPA保持平均每年大約25%的人員流動率，其中局長崗位流動更大，至今局長的實際平均任期大約為30個月左右。思想來自于人才，這種高流動性，首先，不斷流入新鮮血液，帶來新思想、新碰撞成為創新的源泉。其次，高流動率打破創新的天敵——思維慣性和惰性。DARPA認為人的思維慣性和惰性是創新的天敵，因而無人可以持續創新，通過人員的輪換才能不斷帶來新思想。最后，高流動性從某種程度上避免了官僚主義滋生。為避免官僚主義、保持結構精簡，DARPA 對研究人員的聘用期一般不會超過6年。

（五）技術信仰是DARPA創新的精神支撐

一是基于技術信仰的價值認同，是DARPA的核心凝聚力。DARPA是一個追求創新夢想的平臺，而不是謀取高薪的地方。對于“瘋狂的科學家們”在 DARPA 的短暫工作所期望獲得的是將想法變為實際的顛覆性成功，是能在某種程度上影響歷史的成就感，獎勵的多少并不能成為他們進行“無窮想象與創造”的直接評判。正是基于這種技術信仰，DARPA還是吸引了大量優秀人才不計薪酬差異或降薪加入，在某種程度上將一些以利益為目的的人士擋在了門外。

二是在技術信仰的基礎上允許失敗，激發起DARPA 研究人員的創新熱情。在論及 DARPA 的顛覆性技術的創新文化上，都會想到其“允許失敗”的創新態度[8]。的確 DARPA 在投資上的失誤率與它在歷史上所締造的輝煌相比，是“毫不遜色”的，但不能簡單對此歸結為“允許失敗”。DARPA對失敗的寬容是建立在緊隨時代的戰略眼光與超乎尋常的創造能力基礎上，是不過分聚焦成敗，關注短暫的、平庸的結果。這樣更能激發研究人員的創新熱情和挑戰欲，營造良好的創新文化氛圍。

三是在技術信仰基礎上“強調信任”的創新精神對于團隊創新研究的“有序開展”起到了至關重要的作用。相較于傳統研究機構，DARPA 授予了項目經理與項目研究人員較大的自主權利。當研究人員對某一項目產生一個大膽的想法時，他可以將這種想法平等地與同事或者項目經理交流；而項目經理也能夠將“大腦風暴階段”所形成的成熟的概念有效地傳達給DARPA局長，并爭取他的支持。在 DARPA“強調信任”的創新精神的影響下，項目研究人員更自主地愿意成為 DARPA 這個“利益同盟”的推動者。

四、相關啟示

DARPA的成長歷程太值得回味，歷史上DARPA是非常不起眼的“小機構”，存在諸多問題，面臨嚴峻的生存挑戰，長期徘徊在“生死邊緣”。比如，失去核心業務不得不去啃“硬骨頭”；和三軍有嚴重競爭很長時間找不到業務定位；待遇不好，招不到優秀人才（20世紀六七十年代DARPA的項目經理平均年齡在30歲左右），甚至局長的位置都長期空缺；還被國防部趕出五角大樓，變成了遠赴西伯利亞的“流放者”，這和當前閃耀明星的形象格格不入。但是看似“有悖常理”才是事實真相；正是“有悖常理”才能做好顛覆性技術創新。從DARPA的故事可以得到以下重要啟示。

（一）顛覆性技術創新最大的阻力是組織自己

作為能使傳統行業“投資、產業、技術、人才、規則”歸零的革命性力量，顛覆性技術不是單純的技術本身，而蘊含了管理和技術兩大沖突。一方面，作為新生變軌技術，顛覆性技術往往與現有的配套技術體系、產業體系，甚至商業基礎、商業模式不適應，在它成長過程中和現有技術體系存在巨大沖突；另一方面，現有的管理體系是阻礙甚至排斥顛覆性技術發展。一是現有價值網絡扼殺新興顛覆性技術的萌芽。新顛覆性技術會重構現有模式和格局，在組織內面臨資源、流程、價值觀的嚴重沖突[9]，幾乎不可能獲得成長空間。二是利益沖突使內部無法厚植顛覆性技術創新的土壤。組織內部利益固化形成的思想之墻、利益之墻、部門之墻、團派之墻，使組織內部沒有接納新興顛覆性技術的土壤。三是機構僵化抹殺顛覆性技術創新活力，組織機構的固化，運行模式的僵化，形成嚴重的路徑依賴，在組織內很難激發顛覆性技術的創新活力。

由于技術和管理兩大沖突，顛覆性技術難以在傳統組織內部孕育成長。面對顛覆性技術變革，在原有軌道上越優秀、管理越好的企業失敗得越快。在人才、技術、資金各方面占優的行業巨頭，往往是顛覆性變革的失敗者。如柯達公司“發明了數碼相機，卻被數碼相機顛覆”。

DARPA的故事也印證了這一判斷，DARPA在成立時美國軍工復合體已經面臨利益固化、創新僵化的問題，難以培育“改變規則”的顛覆性技術，為了應對蘇聯的技術突襲，美國在軍工復合體之外成立了DARPA。而DARPA成功的重要原因，就是在極端環境下實施了自我革命，壓制了本位主義、破除了各種阻礙、防止組織的僵化，克服了傳統組織的一些固有缺點，保持創新的活力。DARPA的故事告訴我們，顛覆性技術創新最大的阻力是組織自己，要成功開展顛覆性技術創新需要深刻的自我革命。

（二）加快顛覆性技術發展需要獨特的管理方式——“體外”特區

從DARPA的成功經驗來看，一個組織成功開展顛覆性技術創新需要獨特的管理模式——“體外”特區（DARPA是國防部的“體外”特區），即需要建立一個不受組織現有價值網絡禁錮的特區?，F實確實如此，當前面對顛覆性創新，無論國家、行業巨頭都選擇在現有體系之外設置新的管理架構，如DARPA、GoogleX以及當下流行的XLab。從DARPA的經驗來看，“體外”特區有以下特點。

使命定位：以創新為使命，以調動全社會的資源為手段，把創新建立在整體生態之上。

業務定位：超越所有業務、部門，不陷入具體方向。只做萌芽段，項目得到驗證便轉到其他部門，不被創新鏈捆死。

體制機制：成立專門“機構”，運行不進入現有的價值網絡（資源、流程、價值觀）。機構規模要小、管理要扁平化、項目要靈活。

實施保障：“削去屁股”，壓制本位主義，不把位置坐在具體業務方向和部門上，培養大格局和長距視野。“砍掉手腳”，不做大實體，保持靈活性，避免陷入機構固化?！巴频垢魤Α保频垢鞣N阻礙思想、人才匯聚之墻，包括思想之墻、利益之墻、部門之墻、業務之墻、團派之墻。

致謝

本文引用的史料主要來自清華大學黃四民教授整理的DARPA故事和黃四民教授執筆的咨詢報告《DARPA的顛覆性技術創新之路》，在文章撰寫中也得到了黃四民教授的指導與幫助，在此表示衷心的感謝！