【摘要】傳統(tǒng)舉國體制往往強(qiáng)調(diào)不惜代價(jià)集中力量解決“有無”問題，但是面對(duì)越來越多領(lǐng)域中的“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)，新型舉國體制將如何解決效率問題？原子鐘是一項(xiàng)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(shí)代才取得的突破?；趯?duì)國內(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(jìng)爭(zhēng)，最后都取得了突破，其中北京大學(xué)還貢獻(xiàn)了自主創(chuàng)新。這證明市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(cuò)的競(jìng)爭(zhēng)和相互交叉的協(xié)作。案例展示了新型舉國體制與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)融合的過程和細(xì)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(yàn)，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(jìng)爭(zhēng)性平衡
【中圖分類號(hào)】 F204 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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?yàn)楫a(chǎn)業(yè)政策和創(chuàng)新。主要著作有《創(chuàng)新導(dǎo)入的接力賽》（論文）、《應(yīng)急管理中的敏捷創(chuàng)新》（論文）、《從社會(huì)科學(xué)到社會(huì)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(shì)，它不僅是一套全球定位系統(tǒng)，也讓中國人把時(shí)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(jìn)消化再創(chuàng)新的案例不同，原子鐘是中國完全獨(dú)立自主地走完了整個(gè)創(chuàng)新鏈。
小小的原子鐘和宏大的舉國體制，其實(shí)有著意料之外的聯(lián)系。在精確打擊的時(shí)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(shí)期蘇美不同體制下軍備競(jìng)賽的結(jié)果。而面對(duì)今天的科技競(jìng)爭(zhēng)，中國的原子鐘也不再是不惜一切代價(jià)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(qiáng)調(diào)集中所有力量不惜代價(jià)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(gè)領(lǐng)域眾多的關(guān)鍵核心技術(shù)都面臨“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn)，必須提升創(chuàng)新資源的配置效率，否則在科技競(jìng)爭(zhēng)的長跑中將無以為繼。更重要的是，從黨的十九屆四中全會(huì)的決定（《中共中央關(guān)于堅(jiān)持和完善中國特色社會(huì)主義制度 推進(jìn)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(huì)第二十七次會(huì)議的相關(guān)意見，再到綱領(lǐng)性的黨的二十大報(bào)告，都反復(fù)強(qiáng)調(diào)新型舉國體制是以社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為前提的，提出充分發(fā)揮市場(chǎng)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(yàn)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(bǔ)上地面守時(shí)短板的銫原子鐘卻是近年才陸續(xù)取得突破。新時(shí)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(yàn)值得總結(jié)？（3）作為實(shí)用型原子鐘中最難的類型，中國的銫原子鐘恰恰是通過競(jìng)爭(zhēng)篩選取得的突破，其中新型舉國體制是如何發(fā)揮市場(chǎng)作用，又如何協(xié)調(diào)各個(gè)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(shí)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(yàn)證（triangulation）（Munafò; Davey, 2018）。為了避免回應(yīng)偏倚，訪談前都聲明了會(huì)匿名化，引用時(shí)也使用了編碼化處理，同時(shí)文中涉及的所有機(jī)構(gòu)信息都來自公開報(bào)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)配置資源的優(yōu)勢(shì)；（2）中國的銫原子鐘提供了一個(gè)寶貴案例，其中有三條技術(shù)路線相互競(jìng)爭(zhēng)最終都完成了突破；（3）市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)并不意味著沒有計(jì)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(jìng)爭(zhēng)中立足，才標(biāo)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(rèn)同舉國體制不能泛化為一個(gè)一般性的社會(huì)運(yùn)行體制，卻也常常引用作戰(zhàn)理論或者戰(zhàn)時(shí)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(jià)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(shì)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(duì)的摧毀轉(zhuǎn)向利益的制勝，持續(xù)的對(duì)抗中就不僅需要解決有無，還要形成數(shù)量，更進(jìn)一步還要降低成本提高效率（221206KWX），否則一個(gè)直接的后果就是被軍備競(jìng)賽拖垮。
即使在冷戰(zhàn)時(shí)期的原子彈對(duì)抗，也是講究效率的。因?yàn)楹藲芰Σ粌H和絕對(duì)數(shù)量有關(guān)，也同效率有關(guān)，核彈頭的數(shù)量、當(dāng)量和精度（圓誤差率）之間存在互補(bǔ)關(guān)系。按照孫昌璞院士的推算，冷戰(zhàn)時(shí)期蘇聯(lián)核彈頭的數(shù)量大約是美國的3倍，總當(dāng)量是美國3～4倍，但精度差距導(dǎo)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(dāng)量，成本將呈指數(shù)級(jí)增長，國民經(jīng)濟(jì)最終一定不堪重負(fù)，相比之下，提高精度的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于此。只是后者需要依靠基礎(chǔ)科學(xué)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(cè)量?jī)x器。國際單位制中的7個(gè)基本單位中除了摩爾，都可以通過對(duì)秒的測(cè)量直接或者間接推導(dǎo)出來。能夠大批量制造的實(shí)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(dòng)，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(zhǔn)定義只能通過銫原子鐘才能給出，它的準(zhǔn)確度和長期頻率穩(wěn)定度指標(biāo)最佳。地面守時(shí)用的銫原子鐘在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)地面運(yùn)控站、電力和通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度、工業(yè)計(jì)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(shí)用型原子鐘，我國雖然從傳統(tǒng)舉國體制時(shí)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(chǎng)上，美國的銫原子鐘產(chǎn)品（5071A）占據(jù)90%以上的市場(chǎng)份額，此前國內(nèi)計(jì)量部門、電信、電力、金融等行業(yè)都在使用它作為頻率標(biāo)準(zhǔn)或守時(shí)設(shè)備。受瓦森納協(xié)議限制，國外高精度產(chǎn)品一直對(duì)我國軍事禁運(yùn)。從2018年開始，民用領(lǐng)域的進(jìn)口也已受限，成為再也繞不過去的“卡脖子”領(lǐng)域。
這當(dāng)然不是孤立現(xiàn)象。伴隨著地緣沖突的加劇，在工業(yè)母機(jī)、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(gè)復(fù)雜的體系，每一個(gè)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(jìn)基礎(chǔ)工藝，等等。
如何應(yīng)對(duì)這樣的挑戰(zhàn)？新聞報(bào)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(duì)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(fēng)等人的概括，表現(xiàn)為由國家牽頭，動(dòng)員一國之內(nèi)社會(huì)分工不同、性質(zhì)不同的行動(dòng)主體（路風(fēng)、何鵬宇，2021）。但有不同意見認(rèn)為，中國進(jìn)入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(duì)諸多領(lǐng)域的全面競(jìng)爭(zhēng)，就必須考慮資源配置的效率，不能只在一點(diǎn)上不計(jì)代價(jià)。
更大的挑戰(zhàn)在于，很多基于引進(jìn)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(shí)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(huì)耗費(fèi)大量資源仍然無法取得突破（EARTO, 2015）。美國政治學(xué)教授斯托克斯按照是否有實(shí)際應(yīng)用導(dǎo)向和是否需要理解基礎(chǔ)原理，把不同的項(xiàng)目分成難度不同的幾類（Stokes, 2011），其中純粹的應(yīng)用工程并不依賴于科學(xué)認(rèn)識(shí)上的突破，普遍認(rèn)為交給產(chǎn)業(yè)界解決即可。而前沿的科學(xué)探索，就需要對(duì)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(shí)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(huì)有越來越多的挑戰(zhàn)來源于這個(gè)領(lǐng)域。
關(guān)鍵核心技術(shù)突破的市場(chǎng)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(yàn)是依靠市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，但是市場(chǎng)機(jī)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(shí)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(jìng)爭(zhēng)又有交叉，最后三條技術(shù)路線都接連取得了突破。
這個(gè)過程中有眾多的主體參與，既包括國家科研機(jī)構(gòu)、高水平研究型大學(xué)、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(chǎng)機(jī)制進(jìn)行協(xié)作，充分發(fā)揮了各自特長并實(shí)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(xué)獎(jiǎng)。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(yùn)行，此前只有美國能夠制造，嚴(yán)格來說這可以卡住全世界的脖子。從20世紀(jì)70年代開始，我國相關(guān)單位在仿制過程中因?yàn)椴牧瞎に噯栴}，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(jì)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(shí)頻項(xiàng)目工作組的牽引下，主管機(jī)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(yù)付款的方式組織上下游協(xié)調(diào)配合，其中4404廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)物理部分，航天203所負(fù)責(zé)電路部分和整機(jī)。主管機(jī)構(gòu)和專家組制定了驗(yàn)收需要達(dá)到的條件，并指出實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后的產(chǎn)品就要靠市場(chǎng)機(jī)制由兩家自行協(xié)商決定。
幾年后，另一組也加入了競(jìng)爭(zhēng)。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(xiàng)目承接了北京大學(xué)星載銣原子鐘的技術(shù)轉(zhuǎn)移之后，也表達(dá)了繼續(xù)向銫原子鐘攻堅(jiān)的意愿。鑒于這個(gè)技術(shù)路線難度極大，當(dāng)時(shí)主管機(jī)構(gòu)的負(fù)責(zé)人建議慎重考慮，提出需要深入研究合作機(jī)制和指標(biāo)體系。雖然相關(guān)經(jīng)費(fèi)的總盤子并不大，但主管機(jī)構(gòu)在考察后仍然選擇開放支持，并幫助航天510所進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)調(diào)：由航天510所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)及整機(jī)，4404廠負(fù)責(zé)提供物理部分，航天203所提供電路部分。
最終競(jìng)爭(zhēng)勝出的是航天510所，特別是通過與蘭州大學(xué)等研究型大學(xué)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(chǎng)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(gè)做法與此前計(jì)劃的分工安排不盡相符，傳統(tǒng)習(xí)慣一般認(rèn)為“甩開指定供應(yīng)商自行選擇不合適”，但是主管部門并沒有太多干預(yù)，承認(rèn)了這種新經(jīng)濟(jì)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(jī)，并于2019年通過鑒定實(shí)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(yùn)－光檢測(cè)”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(dá)標(biāo)。國內(nèi)相關(guān)單位的研制也遇到了類似難題，這當(dāng)中同樣有兩組在競(jìng)爭(zhēng)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(yùn)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(fù)責(zé)物理部分，航天203所負(fù)責(zé)電路部分，北京大學(xué)負(fù)責(zé)整機(jī)，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(shí)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(shí)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(qǐng)北京大學(xué)王義遒教授，為技術(shù)人員進(jìn)行銫原子鐘技術(shù)培訓(xùn)，大部分集中于光抽運(yùn)技術(shù)路線。雖然這標(biāo)志著天奧也想加入這一技術(shù)路線的競(jìng)爭(zhēng)，但北京大學(xué)在分享知識(shí)時(shí)并無保留。
2011年，天奧電子聯(lián)合中科院國家授時(shí)中心等單位正式提出立項(xiàng)，同樣取得了某部支持開始進(jìn)入預(yù)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(xiàng)目獲得科技部重大科學(xué)儀器專項(xiàng)支持，這也是針對(duì)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(yīng)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(fèi)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(xué)和科技企業(yè)通過市場(chǎng)機(jī)制分工協(xié)作的亮點(diǎn)。
北京大學(xué)主導(dǎo)的這一技術(shù)路線，在2018年經(jīng)過22家應(yīng)用單位32位代表的評(píng)審，完成鑒定并定型（BD1024）。其最終性能不僅比肩美國標(biāo)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(shì)，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(shí)現(xiàn)這樣的原創(chuàng)性貢獻(xiàn)，既需要對(duì)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(xué)60年多來有三代人的團(tuán)隊(duì)一直在堅(jiān)持自主的理論探索。面對(duì)銫原子鐘的挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)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(cè)”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(shí)解決壽命與性能的問題。但是挑戰(zhàn)也在于落地實(shí)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(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)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(jì)實(shí)現(xiàn)鎖定？所有這些技術(shù)細(xì)節(jié)不僅需要光學(xué)、電子學(xué)、真空技術(shù)等學(xué)科的理論，還需要工藝團(tuán)隊(duì)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(xiàng)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(jī)、工程樣機(jī)，到最后產(chǎn)品化落地和國家標(biāo)準(zhǔn)編制的全過程。在產(chǎn)業(yè)落地端，這個(gè)項(xiàng)目組更多依靠市場(chǎng)機(jī)制組織上下游，而并沒有依賴主管部門進(jìn)行協(xié)調(diào)。自主談判選擇的合作伙伴摩擦更少，基于市場(chǎng)議價(jià)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)規(guī)則的合作生態(tài)也更加健康，每個(gè)環(huán)節(jié)不必?fù)?dān)心被強(qiáng)行整合集中，就會(huì)樂意從自己的比較優(yōu)勢(shì)出發(fā)把專業(yè)化分工做到極致，這降低了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的成本。舉例而言，雖然北京大學(xué)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(qiáng)大的電子制造產(chǎn)業(yè)集群，北京大學(xué)在工藝迭代和市場(chǎng)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(yīng)用生態(tài)，響應(yīng)國家重大戰(zhàn)略需求在多個(gè)領(lǐng)域不斷迭代。
新體制下的協(xié)調(diào)型政策
關(guān)于市場(chǎng)機(jī)制的作用，此前對(duì)舉國體制的研究，雖然基本都認(rèn)可通過競(jìng)爭(zhēng)可以有效配置資源并鼓勵(lì)自主創(chuàng)新，但仍有很大一派觀點(diǎn)認(rèn)為市場(chǎng)未必適用于關(guān)鍵核心技術(shù)的突破。其中，以路風(fēng)等學(xué)者的看法為代表：“市場(chǎng)機(jī)制不能自動(dòng)帶來重大突破，不能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所要求的結(jié)構(gòu)性重大變化。”（路風(fēng)、何鵬宇，2021）這多少反映了對(duì)市場(chǎng)機(jī)制的不信任，或者雖然認(rèn)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(shí)現(xiàn)的那些目標(biāo)。確實(shí)，在市場(chǎng)化改革的初期，簡(jiǎn)單推給市場(chǎng)或者“造不如買”的思想，導(dǎo)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(jì)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(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠家紛紛轉(zhuǎn)行（王義遒，2020），只有北京大學(xué)等少數(shù)團(tuán)隊(duì)仍在勉強(qiáng)維持。
但這與其說是市場(chǎng)機(jī)制的內(nèi)在缺陷，不如說是特定歷史時(shí)期目標(biāo)選擇的問題。更重要的是，現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)學(xué)研究其實(shí)很少聲稱“市場(chǎng)可以自動(dòng)帶來突破”，相反強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)取得的成就都是源于其中的參與主體，市場(chǎng)只是作為一種手段，保證各方面都能參與、通過競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)效率。
澄清這一點(diǎn)非常重要。關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，源于中國共產(chǎn)黨實(shí)現(xiàn)科技高水平自立自強(qiáng)的堅(jiān)強(qiáng)決心。而從星載銣原子鐘引入競(jìng)爭(zhēng)開始，中國在時(shí)間頻率領(lǐng)域接二連三的突破，證明市場(chǎng)機(jī)制同樣能夠落實(shí)執(zhí)政黨的決心和遠(yuǎn)見，中國特色社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)尤其如此。銫原子鐘更是提供了一個(gè)難能可貴的案例，三條不同的技術(shù)路線不約而同地實(shí)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(chǎng)中，所有人都會(huì)競(jìng)爭(zhēng)，但并不是所有人的目標(biāo)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(dǎo)力發(fā)揮作用的機(jī)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(dǎo)力很大程度上來源于某部在2000年就成立的時(shí)間頻率工作組，其成員除了相關(guān)各個(gè)主管機(jī)構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)，還包括科技型企業(yè)和研究型大學(xué)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(duì)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(yuǎn)。傳統(tǒng)“任務(wù)帶科研”的管理方式，往往是從眼前最緊急的事項(xiàng)出發(fā)。雖然時(shí)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(dú)立自主的時(shí)間頻率體系來謀劃布局的。這是因?yàn)樵隅姺譃楹芏喾N，如同武器有手槍、步槍、機(jī)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(jiǎn)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(jì)量院以及其他單位時(shí)頻計(jì)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(fù)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(gè)時(shí)間頻率體系就還會(huì)存在受制于人的短板。
開放的格局，吸引了社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中各類主體的積極參與，既包括國有研究所和航天機(jī)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(dǎo)機(jī)構(gòu)具備更加科學(xué)的過程管理和服務(wù)能力：參與項(xiàng)目的企業(yè)可以“拍胸脯”積極申請(qǐng)，工作組則依據(jù)大量協(xié)調(diào)后達(dá)成的共識(shí)，定好指標(biāo)管理驗(yàn)收程序，實(shí)現(xiàn)能進(jìn)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(shí)地參與產(chǎn)業(yè)組織，邀請(qǐng)相關(guān)專家就共性問題給各個(gè)主體培訓(xùn)，深入一線“當(dāng)參謀、做咨詢”，提供實(shí)際幫助（220917HCH）。
分散試錯(cuò)的競(jìng)爭(zhēng)。關(guān)鍵核心技術(shù)的攻關(guān)和單純的大工程管理有一個(gè)重要區(qū)別：前者需要對(duì)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(duì)不同的方向分散試錯(cuò)，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(jìng)爭(zhēng)，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(bǔ)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(duì)早期階段的扶助，也有適時(shí)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(gè)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(yàn)就會(huì)外溢擴(kuò)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(jī)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(yù)先簽署訂貨合同和預(yù)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(yù)而是交給市場(chǎng)協(xié)商選擇。此后中電科12所、航天510所、北京大學(xué)等也相繼突破了銫束管制造技術(shù)，相互競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勝劣汰。
培育生態(tài)表現(xiàn)在并不挑選贏家強(qiáng)行整合，而是維持一種機(jī)會(huì)相對(duì)均等的“競(jìng)爭(zhēng)性平衡”（competitive balance）——這種狀態(tài)下既能維持競(jìng)爭(zhēng)又能整體做大市場(chǎng)，在高水平市場(chǎng)化的領(lǐng)域，比如世界頂級(jí)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(jìng)爭(zhēng)。這也符合經(jīng)典創(chuàng)新文獻(xiàn)的論述：探索性的科學(xué)能否成功是不可預(yù)測(cè)的，集中指定某個(gè)方向存在重大的失敗風(fēng)險(xiǎn)（Bonvillian, 2014）。更加難能可貴的是，針對(duì)北京大學(xué)提出的國際上并無先例的方案，主管機(jī)構(gòu)仍然給予試錯(cuò)機(jī)會(huì)，從基礎(chǔ)科研，研發(fā)工程化到量產(chǎn)的各個(gè)階段，十年來每過一個(gè)關(guān)口都會(huì)追加相應(yīng)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(qiáng)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(jìng)爭(zhēng)是不夠的，還需要各個(gè)主體的充分協(xié)作。銫原子鐘的產(chǎn)業(yè)組織過程有一個(gè)顯著的特征，就是上下游企業(yè)看似紛亂的進(jìn)進(jìn)出出、相互交叉。因?yàn)樵谛滦团e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(gè)主體根據(jù)自己的比較優(yōu)勢(shì)，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(gè)主體的角色常常是自上而下指定的，并不利于處理復(fù)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(jí)協(xié)調(diào)的分工中其實(shí)存在不少?zèng)_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(yán)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(chǎng)上的設(shè)備不可能實(shí)現(xiàn)如此高精度的加工。雖然通過市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)組織協(xié)作面對(duì)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(xué)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(jìn)知識(shí)的共同分享。涉及關(guān)鍵核心技術(shù)，已有的知識(shí)往往是不完備的，分散在從科學(xué)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(bào)告特別強(qiáng)調(diào)，強(qiáng)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(jī)構(gòu)、高水平研究型大學(xué)和科技領(lǐng)軍企業(yè)，它們?cè)阡C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(dāng)時(shí)航天510所已經(jīng)計(jì)劃獨(dú)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(shí)。通過無數(shù)類似的產(chǎn)業(yè)服務(wù)，科研機(jī)構(gòu)和民營企業(yè)向航天系統(tǒng)學(xué)習(xí)到一套質(zhì)量管理體系，特別是關(guān)鍵的“歸零原則”（定位準(zhǔn)確、機(jī)理清楚、故障復(fù)現(xiàn)、措施有效、舉一反三），最終帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈水平的大幅提升。
研究型大學(xué)由于相對(duì)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(dú)特的作用，在不同的技術(shù)路線之間相互交叉共享知識(shí)。原子鐘研制中，物理部分和電路部分由于相互影響，局部?jī)?yōu)化往往導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng)配套的經(jīng)驗(yàn)，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(biāo)準(zhǔn)的清單，極大促進(jìn)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(xué)的專家進(jìn)入規(guī)劃工作組擔(dān)任“裁判員”后，就按照管理機(jī)構(gòu)的要求退出了對(duì)自己項(xiàng)目的具體領(lǐng)導(dǎo)。在沒有偏袒的公平競(jìng)爭(zhēng)中，北大的第三代團(tuán)隊(duì)反而找到了獨(dú)特的定位，發(fā)揮原理創(chuàng)新上的優(yōu)勢(shì)貢獻(xiàn)了一個(gè)中國特色的銫原子鐘突破。不僅如此，北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)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(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)（全國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，2020），極大方便了下游應(yīng)用單位，為整個(gè)行業(yè)推進(jìn)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(huì)決定制勝的效率，其背后實(shí)現(xiàn)突破的經(jīng)驗(yàn)，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(gè)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(huì)越來越多地出現(xiàn)。這不僅是因?yàn)槿蚧厔?shì)和地緣政治的變化，更根本原因在于從跟隨趕超進(jìn)入創(chuàng)新發(fā)展的階段后，“死亡之谷”的考驗(yàn)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(chǎng)和競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)并不聲稱可以“自動(dòng)實(shí)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(cuò)的競(jìng)爭(zhēng)和相互交叉的協(xié)作，這是新型舉國體制在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(gè)更普遍的關(guān)切：如何更好地認(rèn)識(shí)過去？傳統(tǒng)舉國體制的研究敘事中，常常表露出一種對(duì)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(duì)簡(jiǎn)單：那個(gè)時(shí)代并沒有太多利益的干擾，老一輩科學(xué)家無私分享多年的科研心得；企業(yè)也都是國有屬性，負(fù)責(zé)人更容易在上級(jí)的協(xié)調(diào)下達(dá)成一致。
但這樣的純粹已經(jīng)不復(fù)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(biāo)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(jī)。因?yàn)樽罱K科研創(chuàng)新還是要走出單純的象牙塔，通過和社會(huì)的對(duì)接互動(dòng)才能實(shí)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(duì)利益的直接面對(duì)和平衡處理。市場(chǎng)機(jī)制吸引進(jìn)來更多的利益相關(guān)方，并把利益做大、做透明，實(shí)現(xiàn)了有競(jìng)爭(zhēng)的平衡。這樣更高水平的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，也是新型舉國體制的應(yīng)有之義。
如果回望過去，進(jìn)一步深化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(xiàn)兩點(diǎn)啟示。
一是需要繼續(xù)完善評(píng)價(jià)體系。作為執(zhí)政黨戰(zhàn)略決心的體現(xiàn)，評(píng)價(jià)體系會(huì)引導(dǎo)競(jìng)爭(zhēng)的方向，最終決定市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)大工程的評(píng)價(jià)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(yù)，導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)的目標(biāo)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(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域有著更直觀的體現(xiàn)：在初級(jí)市場(chǎng)化階段，往往會(huì)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(duì)抗又不失懸念的比賽，要實(shí)現(xiàn)整個(gè)市場(chǎng)價(jià)值的最大，需要更復(fù)雜的制度安排。高水平職業(yè)聯(lián)賽中競(jìng)爭(zhēng)性平衡的設(shè)計(jì)，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(yīng)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(jìng)爭(zhēng)。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(jìng)爭(zhēng)中勝出。由于關(guān)鍵核心技術(shù)往往都是非常細(xì)分小眾的領(lǐng)域，相關(guān)企業(yè)要真正實(shí)現(xiàn)自立自強(qiáng)，往往需要成長為基于全球市場(chǎng)規(guī)模的“單項(xiàng)冠軍”。但如果只是跟隨模仿別人的技術(shù)路線，同一個(gè)賽道上其實(shí)很難實(shí)現(xiàn)趕超。即使依靠更大的投入強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)了后來居上，也難以突破對(duì)方提前構(gòu)筑的知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘。只有擁有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)才能進(jìn)入更廣闊的國際市場(chǎng)，創(chuàng)新反而有利于構(gòu)建自己的應(yīng)用生態(tài)。案例中北京大學(xué)貢獻(xiàn)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(xiàng)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(tái)重大歷史題材項(xiàng)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(xué)者的討論）
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責(zé) 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
