【量化历史研究】第二次世界大战与美国的技术创新
本文为“量化历史研究”第524篇推送
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美国无疑是首屈一指的技术创新大国。回溯其科学技术发展史，其技术创新能力，除了与国力、经济制度息息相关之外，其实与政府活动也有着密切联系。第二次世界大战是一个重要的时机，美国在战前战后技术水平发生了巨大的跃升。为了备战，罗斯福总统在1940年批准建立了国防研究委员会（The National Defense Research Committee, NDRC），后来发展成为科学研究与发展办公室（The Office of Scientific Research and Development, OSRD）。
在范内瓦·布什（Vannevar Bush）的领导下，OSRD为赢得战争发展了多种关键技术，包括武器开发、通讯与雷达、电气工程学、喷气动力学、光学、化学、医药和原子能。OSRD与学界、业界展开广泛合作，合约超过2200项，价值近乎现在的80亿美元，比美国政府之前所有科学投资总和的两倍还多。
一篇2020年的工作论文试图衡量二战期间美国联邦科研投入对战后美国创新经济的影响。利用OSRD研究合约的档案资料，Gross和Sampat探索了几方面的影响：发明的方向，科技的集聚效应，和研究发生地的经济效益。他们发现，OSRD支持的研究对美国发明创新的方向和位置有大规模、长时段的影响。战争扩大了不同地区在专业生产力方面的差距。1940年前就专利集聚的地方，在战后经历了专利的爆发式增长。这种差距进而导致不同区域的经济表现也越来越两极化。区域经济水平反过来又影响了高新技术产业的布局。
在实证的部分，第一个问题是战时研究是否真的改变了美国科技发展的轨迹。以专利数量作为科技创新的衡量标准，作者做了两组比较。第一组是把美国和同盟国的其他国家比较。作者用了三重差分法，比较美国和英国及法国在战前和战后、不同专利类别的增长趋势。结果发现：美国在那些战争期间申请专利最多的技术类别，在战后的专利数也高于英国百分之四十，高于法国百分之六十。即使那些在战时不是最受重视的类别，出产专利也分别高于英国百分之二十五、法国百分之四十。而在战前，美国的专利数量是略逊于英国和法国的（见图一）。由此可见，战争的确改变了美国在科技创新方面的国际地位。
图一 美国与其他国家在战前战后专利变化的对比（在战时最受扶持的技术类别中）。左图为美国vs.英国，右图为美国vs.法国。纵轴为战争前后专利数变化趋势的差距（log）
另一组是比较美国的不同地区。用类似的差分法，作者发现那些战时OSRD集中投资的地区，在战后专利数出现了腾飞，与其他地区拉开了差距。以马萨诸塞州为例，在12个最大的郡中，米德尔塞克斯郡——哈佛大学和麻省理工学院的老家——的专利数在战前略高但较平稳，在战后却一骑绝尘遥遥领先于其他各郡（见图二）。回归分析显示，如果一个地方在战时OSRD专利的比例翻一倍，那么战后到1970年它的专利数将多出百分之三十。
图二 马萨诸塞州最大的12个郡年专利数，黄色线为米德尔塞克斯郡
这种由短暂冲击导致的长期影响是如何发生的呢？作者探讨了几种可能的机制。首先，没有证据表明那些直接参与了OSRD研究的发明家或者公司是构成战后专利井喷的主要因素。更有可能的是OSRD资助的研究产生了一系列后续研究，或是在当地形成了利于创新的社会生态。渠道之一是大学这样的基础设施成了研究的孵化器和科学家的诞生地。渠道之二是OSRD资助的研究中心后续发展为战后联邦资助研发中心网络（FFRDCs）。还有一种渠道是冷战期间的研发投入，延续发展了之前的资源。
作者继而讨论高新技术行业对就业以及地方经济总体发展的影响。他们集中关注了与战时研发关系最紧密及战后发展最迅猛的电子电气工业。OSRD战时投入对各产业战后发展的长期影响见图三。回归分析表明，1940年代的OSRD专利数的确与战后的电子电气工业的就业成正相关，平均OSRD专利数翻一倍，1970年和1980年的就业就高60-65%。
图三 OSRD战时投入对各产业战后发展的长期影响。Category 1-6分别是化学，计算机，医药，电子电气，机械和其他。可以看出对电子电气和机械的影响最明显
这篇文章回应了许多政策和学术上的争论。比如关于联邦研发投入集中性的得失，大多OSRD支持是通过精英大学和实验室实现的，这是否是一种最有效的支持方式呢？显然集中扶持造成的区域间差距会长期维持。另外，关于战争对经济发展的长期影响，这篇文章证明了国防科研投入有“溢出效应”。关于美国科技发展的历史是转折性多一点，还是延续性多一点，这篇文章也提供了自己的答案：OSRD投资对那些战前就专利多的地区有更大的影响，但它也转变了这些地区的发展势头，使得这些地区与其他地区进一步拉开差距。
文献来源: Gross, Daniel P., and Bhaven N. Sampat. Inventing the endless frontier: The effects of the World War II research effort on post-war innovation. No. w27375. National Bureau of Economic Research, 2020.