理论教育 信息技术革命与大型计算机的起源

信息技术革命与大型计算机的起源

时间:2023-05-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:信息技术革命成为20世纪后期最强大的席卷全球的创新浪潮,并一直持续到21世纪。早期的大型计算机由军方资助建造以满足军事需求。美国空军得知该信息后备受刺激。美国国防高级研究计划局的设立是为了引领高风险、革命性的技术挑战,同时避免“技术突袭”。美国国防高级研究计划局合作发起与资助了半导体制造技术联盟项目,38五年资助额达50亿美元。

信息技术革命与大型计算机的起源

计算机行业为这种延伸管道创新模式提供了另一个好的范例。信息技术革命成为20世纪后期最强大的席卷全球的创新浪潮,并一直持续到21世纪。始于第二次世界大战期间及战争刚刚结束后,在冷战过程中,国防部门领导创建和支持了电子计算、半导体、超级计算、软件个人计算机互联网。这些领域覆盖了庞大的经济范围,自身内部也有广阔的技术进步空间,因此值得特别关注。但有别于前面提到的“延伸管道”前体,如可互换的机制部件、航空业,计算机行业中有一个例外,那就是半导体制造技术联盟(Sematech)。半导体制造技术联盟较少关注生产技术、工艺流程和工业化。以下部分是对信息技术创新浪潮主要内容的剖析,以及政府支持在各行业所扮演角色的总结。

早期的大型计算机由军方资助建造以满足军事需求。由美国陆军支持的计算机——电子数字积分器和计算器(ENIAC),是约翰·莫克利(John W.Mauchley)和普鲁斯泊·埃克特(Prosper Eckert)在宾夕法尼亚大学开发的。该计算机的概念来自普林斯顿大学的约翰·冯·诺依曼(John Von Neumann)。ENIAC用于协助陆军弹道实验室对精确火炮所需要的弹道射程和瞄准表的大量计算,比以前的机械式计算机快了1 000倍以上。氢弹弹道导弹的发展需要更强大的计算能力,并导致了大型计算机的进步和模型化,即“冯诺依曼结构”——一个中央处理器、一个内存存储,以及能处理数据并将其返回到存储器的程序。这些变体创造了庞大的计算机。

但是计算机也需要实时运行,而不仅仅作为计算工具。第二次世界大战结束时隶属美国海军的海军研究办公室支持了麻省理工学院的旋风计算机的实时运行,以实现飞行模拟。正当美国海军即将削减资助时,苏联率先具备了携带原子武器的打击能力,可以通过飞越北极的新型远程轰炸机发动攻击。美国空军得知该信息后备受刺激。美国没有针对苏联这种攻击的防御能力。军方科学顾问、麻省理工学院教授乔治·威利(George Valley)敲响了警钟,并成功地施压空军组织了一个防卫系统。威利知道,他需要系统核心的计算能力,因此招募了杰伊·佛雷斯特(Jay Forrester)。佛雷斯特将他正在主持的旋风计算机项目转变成了SAGE防空体系的核心[2]

接收来自遍布北极和北大西洋的雷达装置发出的传输信号,经由电话线传输后,分析这些信号,并在苛刻的时间范围内将之提供给战斗机和防空导弹作出反应,这要求实时计算。佛雷斯特主持了磁芯存储器的研发制造,这是第一个有效的计算机存储器系统,是实时运行的关键推动力量。正是通过旋风计算机和SAGE,计算开始呈现出现代化的面貌,操作员坐在阴极射线管(显像管)前面,用键盘输入,并用显示屏幕显示数据。一台计算机是不够的。由于麻省理工学院不想自己生产其原型计算机,以装备整个SAGE系统,所以它招募了IBM来做这件事。SAGE计算机成为IBM的第一个主要计算机产品线,即7 000系列。SAGE系统随后成为美国计算机产业发展背后的主要推动力量。一项国家研究委员会的重要研究指出,在计算机关键的前20年发展过程中,这项新技术的前沿研究得到了军方的支持,包括支持大学研究,支持其他实验室和研究机构,以及支持私营部门从事研发和生产。

半导体和半导体技术联盟则以另一种方式出现。它们的演化基础是贝尔实验室的约翰·巴丁(John Bardeen)、沃尔特·布莱顿(Walter Brattain)和威廉·肖克利(William Shockley)于1949年开发的晶体管集成电路在1958年由得克萨斯州仪器公司的杰克·基尔比(Jack Kilby)发明。仙童半导体公司(Fairchild Semiconductor)的罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)几乎在同时也发明了集成电路。第三项重大进展,即微处理器,于1969年在英特尔公司的罗伯特·诺伊斯的领导之下开发出来(英特尔公司是仙童半导体的继承公司)。半导体的军事潜力立即就被认识到了,无论是用于军事上的计算需求,还是用于导弹的机载导引系统。开发后四年多时间里,集成电路的唯一客户是美国空军和美国宇航局。20世纪70年代,半导体需求继续受到军事需求的主导,这种军事需求包括导弹、计算、航天和核能。

随着美国国防高级研究计划局在1958年的史普尼克危机[3]中脱颖而出,解决了芯片问题的挑战,之后产生了更多的进步。美国国防高级研究计划局的设立是为了引领高风险、革命性的技术挑战,同时避免“技术突袭”。接下来,20世纪70年代中期,美国国防高级研究计划局的罗伯特·卡恩(Robert Kahn)看到当时一小批计算机公司正在渐进从拥有数千个晶体管的芯片转向数百万晶体管的芯片,以跟随残酷的计算机升级摩尔定律曲线,并保持更低成本。37 1977年,美国国防高级研究计划局启动了超大规模集成电路(VLSI)项目,以转型芯片设计。另外一个关键进步出现了。加州理工学院的卡佛·米德(Carver Mead)和施乐帕洛阿尔托研究所(Xerox PARC)的林恩·康威(Lynn Conway)在美国国防高级研究计划局的支持下开发了一套简单的设计原则和相应的“硅代工”模型,即许多芯片设计师提交可编辑到单个芯片上的设计,将之发送到共享的代工厂,几周后就能发货,成本在网络上分摊。美国国防高级研究计划局据此产生的MOSIS项目激发了芯片设计的巨大创造力和大量试验,建立了一个更广阔的设计者社区,大大增强了更大规模芯片的集成过程。20世纪80年代,微型集成电路技术扫清了所有障碍

这不是全部。美国半导体行业面临着来自日本企业的重大挑战,日本企业为获得芯片生产(特别是存储芯片)彼此努力协作。通过更高质量和更高效的生产,日本企业在里根政府视为关键的国防技术领域走在了前列。作为回应,罗伯特·诺伊斯领导的半导体产业于1987年组织了一个协作性公私合作伙伴关系,以大幅提高半导体制造质量和性能。美国国防高级研究计划局合作发起与资助了半导体制造技术联盟项目,38五年资助额达50亿美元。半导体设备制造商的关键制造改进以及微芯片的出现,恢复了美国在半导行业的领先地位。半导体制造技术联盟是一个重要的行业合作伙伴关系,但在1996年,政府退出了资助,半导体制造技术联盟的角色转变为一种行业领导者、一个资助团体,以及一个全球性联盟。半导体制造技术联盟是国防支持转型性生产改进的经典范例,并创建了一个对以后发展有巨大影响的合作伙伴关系模型。从政策角度来看,围绕制造业技术和流程创新,组织创建一个大型全行业协作模式可能比实际支持更为重要。

半导体制造技术联盟是先进制造业的标志性模型。在组建之初,它是一个由大大小小公司组成的联盟,包括半导体制造商和半导体设备设计者,旨在组织起来应对影响行业未来的重大技术挑战——开发更高质量的芯片以满足无情的摩尔定律,以更低的成本实现更强的功能。它与先进的技术机构美国国防高级研究计划局结盟,共同开展这项工作,并且整合了大学研究专家的工作。因此,这是一种围绕技术挑战组织起来的、成本共享的产业-政府-大学联盟合作模式。它的关注点是生产技术和流程,这些对于经济复苏和产业转型起到了关键作用。

经验启示八:半导体制造技术联盟展示了一个重要的跨行业大学-政府的制造创新组织模式,可应对复杂的、基于生产的挑战,强化各自的优势。这是一个跨大中小型企业、政府和大学研究的公私合作项目,大家分摊成本并组织起来应对主要生产技术挑战,迅速扩大整个行业规模。将协作模型与挑战模型(下面讨论)结合起来,可以满足先进制造需求。这也是面对国外竞争时避免国内产业不必要损失的模式。

半导体制造技术联盟,是用一个创新组织方案来解决一系列重要制造问题的典型范例。对于我们下面要讨论的新一代先进制造研究所来说,半导体制造技术联盟显然是一个先驱。有趣的是,尽管半导体制造技术联盟取得了成功而且明显具有重要意义,国防部却放弃了该模式近20年,直到最近,才通过制造研究所重拾这个模式。

与半导体领域不同,超级计算仍是政府主导的部门,主要为满足国家安全需求。在20世纪50年代,服务于科学需求的计算机与服务于数据处理业务需求的计算机,被视为不同种类。39 IBM离开科学计算,转向后者,其1964年推出的360系列,在不同大小的计算机上使用了相同的程序。这时IBM的科学计算的领先地位被替代了。超越IBM的是数据控制公司(Control Data)西摩·克雷(Seymour Cray)领导的一个团队;之后是他在威斯康星州齐佩瓦瀑布的实验室;再往后的1972年,是他的下一代超级计算机公司克雷研究公司。克雷没有兴趣为科学计算和商业数据处理同时提供服务,他只对为科学计算提供最先进的计算机感兴趣。克雷在1976年的杰出发明创造只有五个真正的客户:国防部、美国宇航局、核武器实验室、国家大气研究中心以及气象局。洛斯阿拉莫斯国家实验室[4]购买了他的第一台计算机。

克雷研究公司建造了四代超级计算机,并采用了大规模并行计算模式,但一直没有什么客户,其继承者于1995年破产。西摩·克雷于1996年死于车祸。但克雷的名字在公司合并和分拆中被保留了下来,后继者在2005年成功地为桑迪亚能源实验室建立了新的“红色风暴”模型,之后在2009年和2012年又为能源实验室建造了新型超级计算机。为了满足能源实验室客户建立美国核储备状态模型的需求,IBM在2004年奋力推出了超级计算机蓝色基因模型,为新架构做出了贡献。截至2012年,IBM的红杉计划和克雷的泰坦计划分别运行于16和17浮点水平。日本和中国近期也进入了世界最快超级计算机领域。考虑到美国超级计算技术的领先地位,美国国防高级研究计划局推出了一系列新项目;在2015年,酝酿每秒能够计算百亿亿次的百万兆级计算机,总统宣布了实现这个目标的战略项目,这将是一项重大技术挑战。40健康研究等新领域出于对“大数据”的兴趣,有望给予支持的同时,其市场机会正在浮现。而且,在安全机构的支持下,量子计算作为一个不同的方法也在不断发展。其中一个基本点仍然是核心:政府对国家安全的关注引领了超级计算机的发展。

软件提供了另一个范例,再一次说明国防体系的初始支持至关重要。第一台电子计算机通过重新布线来编程,计算机的冯·诺依曼架构则把这份工作交给了软件。41但是,硬件和软件仍然紧密相连。旋风计算机和SAGE计算机需要即时输入并持续更新,这迫使软件不断升级发展,导致了对大量早期程序员的培训。这可能是软件和硬件割裂的开始。当IBM创建360系列计算机时,软件和硬件之间的割裂加速,给独立的软件服务公司提供了开发产品并向用户推销产品的机会。微型计算机的发展增加了这样的机会。当IBM于1981年推出个人电脑时,它控制了硬件,却使用了独立的微软操作系统,并允许软件供应商提供软件产品。软件领域从此广泛开放。

然而,软件的早期开发是由国防需求驱动的,即使到了20世纪80年代初,国防仍占据了软件市场的一半以上。42大学的计算机科学系经常得到美国国防高级研究计划局的支持;到20世纪80年代中期,它们的研发工作有一半以上服务于美国国防部。43

在个人计算机(桌面或微型计算机)的发展中,国防部最初起了直接作用,稍后其作用不再直接但仍然很重要。J.C.R.利克里德(J.C.R.Licklider)是麻省理工学院的心理学教授、声学工程师和计算机狂,他担任了美国国防高级研究计划局信息处理技术办公室(IPTO)第一任主任,是个人计算机的关键发起人。由于对批处理式、吞卡式、“大型计算器”式大型机的“无法干涉”等性质而感到十分沮丧,1960年他写了一篇开创性的文章,展望了个人计算机接下来将要发生的大部分事情。

利克里德的这篇文章非常清晰地将计算机描述为交互式计算的“人机共生”,它是一种机器与人共同作出贡献的、合作的统一体,计算机没有替代人类。他预见到具有丰富图形处理能力的计算机个人工作站、分时共享和计算辅助协作、网络和在线社区、即时检索和普遍接入的知识和信息在线图书馆、计算机语言赋能的新数字媒体表达、信息科学进化成为一个重要的新科学领域、为描绘和理解复杂数据提供新途径、将重复性工作和工作准备转移到计算机上等。44他独特地看到了计算机的富有趣味和令人兴奋的潜质。

1962年,利克里德受聘高级研究计划局(1969年成为国防高级研究计划局),并成立了一个新办公室,将行为与计算联系起来,用以解决美国国防高级研究计划局“指挥与控制”的挑战。45这是最为稀罕的创新时刻——技术梦想家获得了成为技术实施者所需的资源。早期的任务是“分时共享”。那时候计算机是大型机器,非常昂贵。至于小型机,数字设备公司(Digital Equipment Corporation,DEC)和其他一些公司刚刚才有些想法。分时共享使不同组的用户能够获得中央计算机处理时间的碎片,由此个人可以让计算机对自己的特定命令作出响应。这是一个交互式计算的早期版本,众多用户使用中央设备。美国国防高级研究计划局在麻省理工学院推出了MAC项目,在该项目中,分时共享程序实现了以下任务:第一个在线社区、在线公告栏、电子邮件、软件共享(免费软件)、早期电脑游戏,以及黑客46

在利克里德的领导下,美国国防高级研究计划局资助了创新“伟大团队”47,即由他亲自选择的、全国各地的才华横溢的研究小组——随着时间的推移,他们将在个人计算机领域占据一席之地。美国国防高级研究计划局在利克里德和其他早期领导者的带领下,展现出一种独特的创新架构。创新在根本上是高度个人化的和面对面的,应复杂技术水平的需要,创新成员组成“伟大团队”。这些团队需要创新生态系统中的机构提供支持。美国国防高级研究计划局能够独特地连接起了两端:在个人层面支持伟大团队(美国国防高级研究计划局本身就是一个伟大团队),同时在机构层面上运作,发展来自它支持团队的创新。48最令人骄傲的一个伟大团队的实例是斯坦福研究院的道格·恩格尔巴特(Doug Englebart)团队,他们开发了鼠标、屏幕窗口、超文本、全屏文字处理、协作实时编辑、图形和视频会议,并在1968年12月演示了早期的电脑会议——这场演示被后人称为“演示之母”。49虽然斯坦福研究院认为恩格尔巴特很古怪,但利克里德在美国国防高级研究计划局的IPTO任职期间开始支持他。美国国防高级研究计划局的利克里德团队成员鲍勃·泰勒(Bob Taylor)在利克里德之后继任IPTO主任,他于1970年前往施乐帕洛阿尔托研究所组建了一个伟大团队。这个小组每周坐在豆袋沙发上开会,从恩格尔巴特和其他美国国防高级研究计划局项目中获得了一些想法,并创建了第一台个人电脑Alto。50尽管施乐这个著名的产品未能实现商业化,但苹果公司史蒂夫乔布斯看到了Alto模型及其概念后创建了苹果电脑。美国国防高级研究计划局没有创建个人计算机,但是培养和支持了很多优秀团队,系统地建立了个人计算机基础。

互联网是个人计算机不可或缺的应用。利克里德预见到了互联网的发明。在1963年4月美国国防高级研究计划局给所资助的一个研究团体的备忘录中,他提到“星际计算机网络的成员和附属机构”,概述了通过计算机将它们全部连接到一个可以跨越大陆的单一网络的必要性。他想要一个电子公地作为“政府、研究所、公司和个人信息交互的主要的和必要的媒介”。它将支持电子商务银行、数字图书馆、“专业化领域的信息传播,以及文化体育和娱乐盛事的发布”,等等。52

利克里德建立了一个议题。在他的另一个继任者拉里·罗伯特(Larry Roberts)的领导下,美国国防高级研究计划局选定了BBN(一家位于剑桥的麻省理工学院附属公司,利克里德早先开始其计算机研究的地方)与弗兰克·哈特(Frank Heart)手下的一个团队共同在1969年启动了ARPAnet。它涉及了越来越多的美国国防高级研究计划局最早资助的大学计算机科学院系,随着新的互联网功能在美国国防高级研究计划局研究人员鲍勃·卡恩(Bob Kahn)和文顿·瑟夫(Vint Cerf)所贡献的基础网络协议TCP/IP之上被添加进来,用户社区规模迅速扩大。53随着美国国防高级研究计划局灵活地把ARPAnet分拆,形成了NSFnet,以及负责NSFnet的经理史蒂夫·沃尔夫(Steve Wolff)作出了增加主干网的关键性决策,互联网的真正规模化到来了。沃尔夫和同事们帮助发展了“互联网服务提供商”商业模式,增加了主干网,最终在1995年分拆了NSFnet。54之后,蒂姆·伯纳斯·李(Tim Berners Lee)将超文本和浏览器整合到万维网中,然后……

1990年,在利克里德去世的时候,由“利克的孩子们”首先发起的计算机个人化革命全面展开,信息技术在20世纪末成为一波经济创新浪潮,正如本章开始所指出的那样,这是美国历史上最强劲的持续增长时期之一。很不错!

来自国防创新体系的一条重要的附加规则:

经验启示九:技术创新的挑战模式。由美国国防部机构领导的信息技术革命并非是由好奇心驱动的研究发展而来,而是演化自解决一系列相关部门在创新过程每个阶段精心构建的一系列技术挑战的解决。这种“挑战”模式带来了非常显著的成果,并代表了围绕挑战组织创新的模式。

国防部在信息技术革命主线背后扮演的角色对制造业意味着什么?最重要的是,信息技术革命不是关于制造业的。数字技术肯定会影响制造业,但防卫研发的创新引擎(除了对半导体制造技术联盟的五年支持)不是针对制造业,而是针对新一代产品。

可以假设,制造业根本不在国防部的创新议程上。到19世纪末,美国已经取得了世界生产的领先地位,这种领先地位令美国不需要关注制造业。

因此,一个伟大的新创新引擎的创建,来自在第二次世界大战中为技术进步而创建的制度,来自万尼瓦尔·布什战后倡导的持续发挥联邦在研究领域的作用——联邦政府资助了研究型大学,也来自冷战防卫技术的投资。但美国眼中的创新并未涵盖生产技术和工艺流程。就像穷人和税收的关系一样,美国只是假定制造业总是与我们同在;制造业被排除在创新议程之外。这是理解美国制造业后来衰退历史的关键。

重申一下,当万尼瓦尔·布什创建以战后基础研究为主的战后联邦研发体系时,制造业不在这个议程上,因为美国已经有了惊人的制造业领先优势;美国已经开始大规模生产,在全球没有能够接近其生产规模的竞争对手。相反,布什希望继续建设前期研究——一个在美国相对较新的项目。这个项目在战争期间规模迅速扩大,创建了联邦资助的研究型大学模式和联邦资助的研发中心(FFRDCs)模式。当国防部在战后建立了与之平行的创新系统时,与民用部门研发机构相比,这个系统对创新后续阶段的关注度更高,但制造业仍不是要旨。56联邦研发体系的两个方面——国防和民用——侧重于科学和新技术领域的开发,制造业不在其中任何一个议程上。

丹·布雷兹尼茨(Dan Breznitz)和彼得·考伊(Peter Cowhey)认为,美国需要更好地把处于创新体系中心的联邦研发与生产创新联系起来。57美国的创新和突破性产品/技术创新系统包括由政府研发机构支持的大学研究——它通常被称为“管道”系统,并使用“技术推动”来实现进步。58美国工业追求一种渐进式创新系统,强调对产品和技术的工程改进,包括产品制造、销售和维修的方式;这是由产业主导和支配的。59研发和生产创新都是至关重要的,但目前美国的技术政策模式重视前者,而不是后者,第一个系统很少用来协助第二个系统。由于美国的制造业创新被交给工程/流程和产业主导,美国的制造业已经从历史上的第一梯队跌入第二梯队,尽管如上所述,过去的几十年已经反复证明,它也可以是全新的和突破性的。自19世纪初以来,制造业一直不是联邦政府重大研发工作的重点。这部分解释了为什么美国持续在技术上创新,但产品进化却发生在国外。

经验启示十:生产与创新是相互联系的。认识到生产是创新的关键特征,并将生产整合到创新系统中,构成了我们一连串经验启示中的第十个。这正是本书其余部分的核心话题。

假设美国致力于整合这些创新系统和生产系统,并用前者中的卓越创新能力支持后者,就像对前者做的那样,结果会如何?如果美国要引入一种新的制造技术范式,那么变革创新组织是美国必须要完成的任务之一。

注释

1.The account that follows is drawn from Robin McKie,James Watt and the Sabbath Stroll That Created the Industrial Revolution,The Guardian,May 29,2015,http://www.theguardian.com/technology/2015/may/29/jameswatt-sabbath-day-fossil-fuel-revolution-condenser;William Rosen,The Most Powerful Idea in the World(New York:Random House,2010),115-134.

2.Rosen,The Most Powerful Idea in the World,36.

3.Ibid.,116-117.

4.Merritt Roe Smith,Harpers Ferry Armory and the New Technology(Ithaca,NY:Cornell University Press,1977),28.

5.Letter,Eli Whitney,to Treasury Secretary Oliver Wolcott,Jr.,May 1,1798,Eli Whitney Collection,Yale University Archives,https://www.eliwhitney.org/7/museum/eli-whitney/arms-production.

6.Merritt Roe Smith,Military Enterprise and Technology Change(Cambridge,MA:MIT Press,1985),47.

7.Merritt Roe Smith,Eli Whitney and the American System of Manufacturing,in Technology in America:A History of Individuals and Ideas,2nd ed.,ed.Carroll W.Pursell,Jr.(Cambridge,MA:MIT Press,1990),47.

8.Letter of Eli Whitney,III,March 20,1890,from New Haven,CT,reprinted in Edward Craig Bates,The Story of the Cotton Gin,New England Magazine,May 1890,republished by Westborough,Massachusetts Historical Society,1899,19,https://ia902308.us.archive.org/17/items/storyofcottongin00bate/storyofcottongin00bate.pdf.

9.Smith,Eli Whitney and the American System of Manufacturing,48.

10.Eli Whitney,The Manufacture of Firearms,1812 memoir,Eli Whitney Collection,Yale University Archives,https://www.eliwhitney.org/7/museum/eli-whitney/arms-production.

11.Eli Whitney Museum and Workshop,Arms Production at the Whitney Armory,Mechanization in the Early Period,The Factory,https://www.eliwhitney.org/7/museum/eli-whitney/arms-production,and https://www.eliwhitney.org/7/museum/about-eli-whitney/factory.

12.Eli Whitney Museum and Workshop,Arms Production at the Whitney Armory,Mechanization in the Early Period,https://www.eliwhitney.org/7/museum/eli-whitney/arms-production.

13.Smith,Harpers Ferry Armory,201-202.

14.Merritt Roe Smith,John H.Hall,Simeon North and the Milling Machine:The Nature of Innovation among Antebellum Arms Makers,Technology and Culture 14,no.4(October 1973):573-591.

15.Smith,Harpers Ferry Armory,199.

16.Smith,John H.Hall,Simeon North and the Milling Machine,578.

17.Ibid.,582.

18.Smith,Harpers Ferry Armory,200-208.(www.daowen.com)

19.See the discussion of the role of defense technology investment at Harpers Ferry and in twentieth-century sectors in Vernon Ruttan,Is War Necessary for Economic Growth?Military Procurement and Technology Development(New York:Oxford University Press,2006).

20.Ibid.,25-27.

21.Nathan Rosenberg,ed.,The American System of Manufactures(Edinburgh:University of Edinburgh,1969).

22.An exception was the Brunel-Bentham factory in Portsmouth,which made wooden ship's blocks.It was operating by 1805 and involved 45 machines.See Charles R.Morris,The Dawn of Innovation(New York:Public Affairs,2012),70-74.

23.Ibid.,x.

24.Ibid.,x-xi.

25.Alexis de Tocqueville,Democracy in America,trans.Gerald Bevan,introduction by Isaac Kramnick(London:Penguin,2003,originally published 1835 and 1840),pt.I,chaps.2-3;Morris,The Dawn of Innovation,284 286.Slavery created a tragic exception to the American middle class for African Americans.

26.Morris,The Dawn of Innovation,189,274.

27.Ibid.,280.

28.Ron Chernow,Titan(New York:Vintage,1997).

29.This discussion of Ford's production system draws on Ruttan,Is War Necessary for Economic Growth?,29 30.

30.Ibid.,33.

31.G.Pascal Zachary,The Endless Frontier:Vannevar Bush,Engineer of the American Century(Cambridge,MA:MIT Press,1999),85-86,96-97,98-101,103,106.

32.William F.Trimble,William A.Moffett,Architect of Naval Aviation(Annapolis,MD:U.S.Naval Institute Press/Bluejacket Books,2007),166-199.

33.David Zimmerman,Top Secret Exchange:The Tizard Mission and the Scientific War(Montreal:McGill-Queen's University Press,1996),119-120,192.(Frank Whittle's turbojet engine designs were transferred to the U.S.Army Air Corps initially in 1940 through the Tizard Mission and through subsequent 1941 discussions.)

34.William B.Bonvillian and Charles Weiss,Technological Innovation in Legacy Sectors(New York:Oxford University Press,2015),9-11,181-186,244-246.

35.Robert D.Atkinson,The Past and Future of America's Economy:Long Waves of Innovation That Power Cycles of Growth(Cheltenham:Edward Elgar,2004);Carlota Perez,Technological Revolutions and Financial Capital:The Dynamics of Bubbles and Golden Ages(Cheltenham:Edward Elgar,2002).

36.Regarding models of innovation dynamics,see Bonvillian and Weiss,Technological Innovation in Legacy Sectors,181-196.

37.The discussion of VLSI draws on M.Mitchell Waldrop,The Dream Machine,Sloan Technology Series(New York:Viking,2001),418-419.

38.Larry D.Browning and Judy C.Shetler,Sematech:Saving the U.S.Semiconductor Industry(College Station:Texas A&M Press,2000);Leslie Berlin,The Man behind the Microchip:Robert Noyce and the Invention of Silicon Valley(New York:Oxford University Press,2005),281-305.

39.The discussion of supercomputing draws on Ruttan,Is War Necessary for Economic Growth?,105-106.

40.President Barack Obama,Executive Order—Creating a National Strategic Computer Initiative,July 29,2015,https://obamawhitehouse.archives.gov/the-press-office/2015/07/29/executive-order-creating-national-strategiccomputing-initiative.See also Thomas Kalil and Jason Miller,Advancing U.S.Leadership in High Performance Computing,White House Blog,July 29,2015,https://obamawhitehouse.archives.gov/blog/2015/07/29/advancingus-leadership-high-performance-computing.

41.The discussion of software draws on Ruttan,Is War Necessary for Economic Growth?,197-209.

42.David C.Mowrey,The Computer Software Industry,in Sources of Industrial Leadership:Studies of Seven Industries,ed.D.C.Mowrey and R.R.Nelson(Cambridge:Cambridge University Press,1999),145.

43.R.N.Langlois and David C.Mowrey,The Federal Government's Role in the Development of the U.S.Software Industry,in The International Computer Software Industry,ed.David C.Mowrey(New York:Oxford University Press,1996),71.

44.Waldrop,The Dream Machine,175-187;J.C.R.Licklider,Man-Computer Symbiosis,IRE Transactions on Human Factors in Electronics 1(March 1960):4-11,http://groups.csail.mit.edu/medg/people/psz/Licklider.html.

45.Waldrop,The Dream Machine,198-203.

46.Ibid.,4-5.

47.Warren Bennis and Patricia Ward Biederman,Organizing Genius(New York:Basic Books,1997),196-218.

48.William B.Bonvillian,The Connected Science Model for Innovation:The DARPA Model,in 21st Century Innovation Systems for the U.S.and Japan,eds.Sadao Nagaoka,Masayuki Kondo,Kenneth Flamm,and Charles Wessner(Washington,DC:National Academies Press,2009),206-237.

49.Waldrop,The Dream Machine,5.

50.Bennis and Biederman,Organizing Genius,63-86.

51.Michael A.Hiltzik,Dealers of Lightning:Xerox PARC and the Dawn of the Computer Age(New York:HarperCollins,1999);Douglas K.Smith and Robert C.Alexander,Fumbling the Future:How Xerox Invented,Then Ignored,the First Personal Computer(New York:William Morrow,1988);Waldrop,The Dream Machine,331-394,407-410.

52.Waldrop,The Dream Machine,5-6.

53.Ibid.,375-380.

54.Ibid.,462-465.

55.Ibid.,465.

56.William B.Bonvillian,The New Model Innovation Agencies:An Overview,Science and Public Policy 41,no.4(2014):425-437.

57.Dan Breznitz and Peter Cowhey,America's Two Systems of Innovation:Recommendations for Policy Changes to Support Innovation,Production and Job Creation,report(San Diego,CA:Connect Innovation Institute,February 2012).

58.For a general discussion,see Peter L.Singer,FederallySupported

Innovations:22 Examples of Major Technology Innovations that Stem from Federal Research Support(Washington,DC:Information Technology and Innovation Foundation[ITIF],February 2014),http://www2.itif.org/2014-federally-supported-innovations.pdf?_ga=1.194445550.2108411368.1483563653.

59.Both systems are delineated in Bonvillian and Weiss,Technological Innovation in Legacy Sectors,206-217.See also Charles Weiss and William B.Bonvillian,Structuring an Energy Technology Revolution(Cambridge,MA:MIT Press,2009),13-26.

【注释】

[1]1765年,詹姆斯·瓦特在格拉斯哥格林公园散步时,无意间构思了蒸汽机独立冷凝器的想法,工业革命自此为起点。——译者注

[2]SAGE是美国第一个国家防空防御体系。——译者注

[3]苏联人造卫星史普尼克1号,是第一颗进入地球轨道的人造卫星,于1957年10月4日发射。此时正值冷战,卫星发射在美国引发了一连串事件,如史普尼克危机。自此美苏两国的太空竞赛开始。——译者注

[4]即核武器实验室。——译者注

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