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工業技術研究院

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工業技術與資訊月刊

346期2020年11月號

出版日期:2020/11/15

正方形 Icon 觀念探索 Trend

疫情當前, 科技為什麼救不了我們?

翻譯/連育德

本刊取得美國麻省理工學院Technology Review期刊圖文授權。
本刊取得美國麻省理工學院Technology Review期刊圖文授權。

這場疫情暴露出美國的創新實力不如我們所想。本文提出可能的解方。

科技最大的作用,無非是保障我們的性命與健康,但此時此刻,科技卻讓美國與多數國家都失望了。截至撰稿時間,死於新冠肺炎疫情的總人數超過38萬,全球經濟一片愁雲慘霧,各地仍舊遭到疫情肆虐。在這個人工智慧、基因體醫學與自駕車大行其道的年代,我們面對新冠肺炎疫情的來襲,最有效的因應措施卻是大規模隔離,一項源自中古世紀的公衛技術。

檢測是表現最不及格的科技領域。用於新冠肺炎這類疾病的標準檢測,採用聚合酶鏈鎖反應(PCR)的化學技術,已有30幾年的歷史,是全球各地實驗室的常見技術。去年12月底傳出新冠肺炎病例的幾週內,科學人員便已找出新冠病毒並進行測序,亦即研發出診斷方法的重要一步,但美國與其他國家卻遲遲研發不出全民化的PCR檢測工具。美國疾病管制與預防中心(Centers for Disease Control)礙於能力不足與官僚僵化,研發出一款效果不佳的測試技術,更有好幾週堅稱只能用這種檢測方法。

此外,進行PCR檢測前,必須將6吋長的鼻咽拭子深入民眾鼻腔採樣,但這種棉花棒供應吃緊;用於分析樣本的化學試劑同樣供不應求。疫情爆發後的前幾週相當關鍵,原本還能控制住疫情,但許多美國民眾,甚至是重病患者仍舊無法接受檢測。即使疫情延燒進入第四個月時,美國的檢測量能依舊不足,無法進行大規模與經常性的篩檢,因此無法安全解除封城。

除了檢測不夠之外,公衛數據的蒐集體系既分散又不受重視,導致流行病學家與醫療院所難以掌握疫情的擴散情況。在這個大數據時代裡,Google與亞馬遜等公司蒐集各式各樣的個人資訊,供廣告與購物行銷之用,反觀公衛主管機關卻彷彿盲目下決策。

這麼多人傷病,原因當然不會只是檢測量能不足。呼吸器與口罩的供給短缺,相關製造工廠也不夠。「疫情讓大家看到,美國製造能力大幅外移的程度,」任教於卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)的製造業專家傅科絲(Erica Fuchs)說。

美國的科技產業具有優勢,生物科學產業又大,為何兩者不提供這些設備呢?看到這些問題,很難不讓人直接怪罪川普政府的無所作為。哈佛經濟學家與管理學專家韓黛森(Rebecca Henderson)指出,美國政府過去遇到危機時,向來會調度產業與研發能力,許多企業在等川普政府動員民間物資,指導重點工作。「我一直在想,美國只要把心思聚焦在檢測,就不會有大問題。等了又等卻沒有實現,政府陷入真空狀態,」他說。

然而,韓黛森和其他研究創新的專家認為,除了政府干預不足之外,還存在更嚴重的問題。美國的創新生態系統曾經發展健全,能夠鎖定與研發出有利於全國民眾福祉的科技,但過去幾10年逐漸退步。

一個國家是否有能力創新,又是否能夠部署所需的技術,取決於公共資金與國家政策。美國公共投資的優先重點一直不在製造業、新材料、疫苗與診斷工具;對於許多新型關鍵技術,也幾乎沒有一套系統整合政府輔導、資金援助或技術支援等環節。少了這樣的體系,美國在這次疫情中措手不及。

韓黛森在《重新設想資本主義》(Reima- gining Capitalism)一書寫道,回顧過去50年,美國愈來愈把扶植創新的工作交給自由市場,進而造就出富可敵國的矽谷與科技龍頭業者,讓全球各地的創業家羨慕不已。但這也使得製造業與基礎建設等等關鍵領域的投資力道偏低,乏人支持,偏偏這些技術攸關美國最基本的需求。

韓黛森的著作在疫情傳出前完成,但4月中旬才出版,當時美國許多地方已陸續爆發疫情。他在書中指出,在解決氣候變遷與社會不平等這樣的重大問題時,企業可以居中扮演重要的角色,但他也寫道,政府幾10年來並沒有輔助民間企業做到這點。他說,現在就好像「書中的情境成真」。

美國在疫情期間的癱瘓無助,不但已經導致10幾萬人早逝,重創全球第一大經濟體,也暴露出一個嚴重而基本的問題:美國的創新觀念有瑕疵。

製造所需資源

經濟分析師衡量創新的影響力時,喜歡觀察生產力成長幅度,特別是總要素生產力(Total Factor Productivity),也就是投入同樣的資源(如勞力與資本),能不能得到更多產出。先進國家長期之所以更富足、更繁榮,正是拜生產力增加所賜。但對美國與多數富裕國家而言,這項創新指標在過去近20年表現低落。

創新力道為什麼會轉弱,各界有不同的詮釋。可能是現在不再有翻轉經濟的發明,例如以前有電腦和網路,更久之前則有內燃機。又或者,是我們尚未學會讓先進科技(如人工智慧)有更好的發揮,進而改善許多產業的生產力。然而另一個可能的原因是,許多國家從80年代以來陸續大砍科技投資預算。

根據麻省理工學院經濟學家范瑞南(John Van Reenen)的說法,美國的政府研發預算在60年代中期達到高峰,占國內生產毛額(GDP)的1.8%,如今已經掉到0.7%。各國政府往往資助一般企業負擔不起的高風險研究,也常常從中催生出顛覆傳統的新科技。

只讓民間企業推動創新的問題在於,資金會偏向最有利潤的市場。以人工智慧為例,最廣泛的用途在於優化,包括網路搜尋、定向廣告、語音與臉部辨識、零售營收等等。藥物研究則集中在發掘潛在的新款暢銷藥。至於目前亟需的疫苗與診斷測試,相對利潤不高。政府若是投資更多資金,或許能夠激勵這方面的研究工作。

光是研發出新技術還不夠,必須有民眾支持,才有助於企業採用新技術。進展緩慢的大型產業尤其如此,例如醫療保健與製造業,這些也正是美國在疫情期間能力最明顯不足的領域。

網路先驅與矽谷重量級人物安德森(Marc Andreessen)不久前寫了一篇高人氣部落格文章,文中抨擊美國沒有能力「建造」與生產口罩這類必要物資,聲稱「我們選擇放棄能夠製造這些東西的機制、工廠與系統,」他這番指控讓很多人心有戚戚焉。在製造實力愈來愈弱的情況下,美國似乎無法生產出口罩和呼吸器等物資,反觀製造業堅強又具研發力的國家,如中國大陸、日本、臺灣與德國,情況好許多。

安德森把不願扶植製造業看成是故意的選擇,其實不對。美國的製造能力也不能說擴大就擴大。美國製造業式微是存在多年的幾個現象所致,包括金融市場壓力、政府坐視不管、低工資經濟體的競爭。

2000年到2010年期間,美國的製造業人口減少近三分之一,後來也很少再回溫。近年的製造業生產力尤其低落,流失的不只是工作機會,還有建造堅強的製造業背後所需的專業知識,因此也愈來愈沒有能力研發新產品,以及發想出更先進、更有彈性的製造方式。過去幾年,美國將具有優勢地位的製造專業拱手讓給中國大陸與其他國家,包括太陽能板與先進電池等等,從目前情況看來,美國連棉花棒與診斷測試的製造能力也沒了。

傅科絲說,一個國家不應該以製造每個東西為目標,但「有些技術攸關國家安全、經濟穩定與全民健康,美國有必要培養找出這些關鍵技術,乃至於相關物資與人資的能力,基於策略考量投資在這些技術與資產。」

傅科絲說,不管製造據點在哪裡,製造商都必須加強全球供應鏈的合作與彈性,這樣比較不會受限於少數幾個生產來源。這個現象在疫情期間更加明顯。舉例來說,熔噴不織布是防病毒N95口罩的主要原料,先前供給量有限,導致美國口罩廠紛紛搶貨。

雪上加霜的是,製造業者為了節省成本而把庫存壓到最低,常常依賴單一供應商即時出貨。「這次疫情讓大家學到寶貴的一課,」麻省理工學院政治學家、也是先進製造專家的貝嘉(Suzanne Berger)說:「就是我們為了追求低成本與即時生產,犧牲了製造彈性。」

貝嘉指出,政府應該鼓勵製造業加強彈性,支持國內生產,做法例如投入資金於勞動力培訓、基礎與應用研究、扶植像2010年代初期建立的先進製造機構,讓企業有機會接觸最新的製造技術。「我們要支持製造業不只生產口罩和呼吸器等關鍵產品,也要體認到製造與創新必須有所交集,才能促進生產力成長。生產力增加了,經濟就會成長,」他說。

所幸,美國在之前的危機就曾經有類似討論,有實際做法可供參考。

向新冠肺炎宣戰

1940年6月,時任華府卡內基科學研究所(Carnegie Institution for Science)所長的布許(Vannevar Bush),前往白宮會見羅斯福總統。當時歐洲正值第二次世界大戰,羅斯福心知美國不久即將捲入戰事。正如麻省理工學院經濟學家強森(Simon Johnson)與格魯柏(Jonathan Gruber)在近期新書《美國再啟動》(Jump-Starting America)所言,當時的美國毫無備戰能力,連製造坦克車都有困難。

布許向總統提出一項戰力堅實計畫,希望由科學家與工程師帶頭,最後催生出國防研究委員會(National Defense Research Committee)。二戰期間,布許帶領約30,000名專家負責美國的技術發展工作,其中有6,000人是科學人員。他們的發明無人不知、無人不曉,有雷達也有原子彈。

但正如強森與格魯柏在書中所說,政府對科學與工程的投資力道一直延續到戰後。「1945年後那段時期給世人最重要的、也最常被遺忘的一課是,政府如果大力支持基礎與應用科學,推動創新科技的商用化,現代民間企業能夠發揮更高的營運成效,」兩人寫道。

強森說,政府加大科技投資力道,「顯然是我們目前需要做的事。」這樣可能會產生立即的效果,除了促進研發有助於控制疫情的關鍵技術(如測試與疫苗)之外,也能創造新的工作機會,帶動經濟復甦。強森坦誠,許多工作機會主要集中在科學研究,但許多受過訓練的技師與專業人員也能夠受惠,因為有了他們,才能打造與維護大規模的科學基礎建設。

他說,這點在現在尤其重要,因為美國政府逐漸退出全球化,再加上消費支出疲弱,創新將成為推動經濟成長的少數引擎之一。「政府必須再把科學投資當成是重點策略。美國已經喪失這項優勢,科學投資變成小項目。不能再這樣下去,」強森說。

強森的看法並非例外。5月中旬,一群不分黨派的國會議員提出《無盡前沿法案》(Endless Frontier Act),計畫擴大研發資金,用於「未來科學領域的發現、創造與商用化」。他們認為,美國對新冠肺炎疫情的因應能力不足,疫情也「暴露出長期未能投資科學研究的後果」。這群議員呼籲政府在未來5年投入1,000億美元資金,成立專屬「技術局」,藉此資助人工智慧、機器人、自動化、先進製造等關鍵技術。

約在同時,西北大學的經濟學家瓊斯(Ben Jones)與麻省理工學院的經濟學家艾佐雷(Pierre Azoulay)在《科學》期刊(Science)發表了一篇論文,呼籲成立大規模的「疫情研發計畫」(Pandemic R&D Program),由政府主導,資助與協調防疫相關工作,包括疫苗與材料科學等。瓊斯指出,這類計畫的潛在經濟與健康利益龐大,即使加速研發疫苗與其他技術需要大筆資金,但最終能夠回本。

瓊斯說,布許在戰時的做法證實這個策略是可行的,只是必須要有龐大的資金來源。但他也指出,加碼資金只是必要條件之一。就跟布許當年成立國防研究委員會一樣,這項計畫也需要有一個主管機關,決定有哪些新科技需要扶植,美國目前的防疫工作正是缺乏這點。

值得注意的是,上述幾項提議都把目標放在解決短期與長期問題,一方面呼籲政府立即擴大對科技的公共投資,一方面要求政府扮演更重要的角色,指導科學研究方向。能不能做到這點,關鍵將在於,政府推出大規模財政刺激方案時,能否除了振興經濟之外,將一部分資金用於活絡冷門科技產業(如先進製造)的創新,同時促進新興領域(如人工智慧)的研發。「既然都要花這麼多錢了,能不能花得更有效果?疫情已經造成社會重大傷害,我們能不能把這次經驗當成一個警訊?」哈佛大學的韓黛森說。

「歷史能夠找到許多成功經驗,」韓黛森點出,除了二戰之外,其他例子還包括80年代的半導體製造技術產業聯盟(Sematech)。當時,日本在科技領域逐漸坐大,美國半導體產業眼看日益沒落,但在該聯盟推動技術創新與投資之下而起死回生。

那美國能夠再次力挽狂瀾嗎?韓黛森說他「有期望,但不見得樂觀。」

對美國的創新體系而言,未來幾個月的考驗將是能不能研發出疫苗、療法與檢測工具,又是否能夠大規模生產,最終打敗疫情。「問題還是存在,」卡內基美隆大學的傅科絲說:「展望未來15個月、30個月,全球疫情將會成為生活常態,為美國帶來一個寶貴機會,可以重新思考供應鏈彈性、國內產能,以及相關創新。

如何運用人工智慧與其他新科技,解決急迫問題,也需要美國重新思考。但要做到這點,政府必須扮演領導的角色,以社會最迫切的需求為依歸,指引研發方向。此時此刻的美國政府並非如此。

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