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ARPA

  ARPA (Advanced research project agency,美国国防部高级研究计划暑),该局在20世纪60年代提出要研制一种崭新的、能够适应现代战争的、生存性很强的网络,目的是对付来自前苏联的核进攻威胁。开发的ARPANET是互联网的雏形。起初APRANET的目的是方便联网的学校能够方便的交流信息,共享资源。
  ARPANET利用了数据包这一新概念,能够使数据经过不同路径到达目的地,重组后得到原数据。70年代的TCP/IP协议成功的扩大了数据包的大小,进而组成了互联网。
  由于ARPA的名字1971年被更改为美国国防部高级研究计划署,人们习惯将DARPANET称为ARPANET。

DARPA

  DARPA(Defence ARPA)
  INTERNET的前身是ARPANET,是由美国国防部高级研究项目机构(ARPA,Advanced Research Projects Agency)研究开发的。1975年,ARPANET由实验室网络改制成操作性网络,整个网络转交给国防部通信署管理,同时ARPA更名为DARPA(Defence ARPA)。

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简介编辑本段回目录

DARPA成立于1958年2月,当时叫高级研究计划局,1972年改为现在的名称。就在该局成立前4个月,苏联发射的人造卫星震惊了整个美国。毫无疑问,成立该局的目的,就是要与苏联拼科技,不仅不想落在苏联的后面,五角大楼还想在军事科研方面把苏联远远地甩开。

现任美国通用电气公司航空部门的副主任罗伊·约翰逊,曾是高级研究计划局第一任局长。他透露,成立高级研究计划局的初衷是希望将它作为国家安全的重要组成部分,进行基本理论的研究工作。约翰逊在就任高级研究计划局局长后做的第一件事,便是邀请物理学、信息技术、材料学和其他领域的顶尖专家加入这个机构,然后给予他们大量的资金和充分的自由。高级研究计划局成立初期的研究重点主要集中在火箭、宇宙空间探索、弹道导弹防御以及核试验的探测等方面,直到后来才逐渐扩大了研究范围。

过去50年,DARPA不显山,不露水,一直给人一种神秘感。然而,这家机构的很多重大发明对现代社会的影响非常深刻。像互联网、卫星全球定位系统、隐形技术以及计算机鼠标等世界上最具革命性的发明都应归功于DARPA。 本年度,DARPA的160个项目负责人将得到27亿美元的巨额资金支持,这些钱分别用于计算机、太空武器、反恐、无人驾驶飞机、生化防御等领域共200多个项目以及一些机密项目的研究。

DARPA的简报称,今年预算为1200万美元的一个项目是设计一个“脑-机接口”,士兵可以通过这个接口将自己的想法“变成由机器执行的行为”。现在,这个项目已经取得阶段性突破,在实验中,猴子可以通过意念,使机器人手臂移动。

DARPA还计划在明年3月赞助洛杉矶-拉斯维加斯机器人拉力赛,以推动高级机器人的开发速度。参加明年比赛的机器人是第一种地基全自动无人驾驶机器,能够在地面和沙漠中连续行走500千米。

美国国防部高级研究计划署(DARPA)是许多影响深远的技术发明的推动者,上周的《纽约时报》介绍了Michael Belfiore的新书《The Department of Mad Scientists》。

 从互联网雏形Arpanet到受争议的全面扫描通信数据的“Total Information Awareness”计划,DARPA的本质特点是:大胆,创性,灵活,实用和高效。五角大楼需要能减少伤亡的无人驾驶汽车,DARPA就开始举办名为Grand Challenge的挑战赛。自2004年以来,参与Grand Challenge的汽车性能改进了很多,AI已完全不逊于人类驾驶员,依靠激光测距仪等设备,机器的反应比人类更快,而且没有盲点。在无人驾驶汽车之后,DARPA的下一步研究则是真正减少战场上军人的死亡。他们研究冬眠技术,以阻止受伤处的血液流失;他们为身体残疾的士兵安装电子假肢,把士兵变成电子人。

解密DARPA的机制与文化编辑本段回目录

 这个机构可以被打上太多的标签,比如“神秘”、“疯狂”或者“先驱”。知道它的人并不多,但是搞科研的人多少会对其有所耳闻。“哦,DARPA!”几个科技工作者聚在一起谈起它,总有人会这么反应——或艳羡,或疑惑。

  DARPA天生的浓厚军事色彩容易让人产生距离感,甚至误解。人们总以为它离普通人的生活太远,不论怎么样,它的名字里带着一个“Defense”(国防)——这个词语听起来总是太过严肃。

  不过,爱DARPA的科学家也不在少数,他们给出的理由是:DARPA能让少数梦想家才会相信的想法变为现实。DARPA的确有这种力量,“你可能不知道DARPA,但是你绝对知道互联网、鼠标、GPS、隐形战斗机……”

  DARPA究竟是什么?又是谁,赋予它这种魔力?

  花钱却不养人的地方

  DARPA的总部设在位于弗吉尼亚州阿灵顿北非尔法克斯大街3701号的一幢普通建筑里,外墙裹着红石和烟色玻璃。全球为数不多的有机会接触DARPA的记者麦克·贝尔菲奥尔如此描述它:“它与这条街上其他相邻的办公大楼没有任何区别,平淡无奇,甚至连一个标志或者牌子都没有”。

  但就是以这个地方为核心,在DARPA五十四年的历史中,诞生了一系列伟大的发明创造。互联网的前身在这里孵化,无线通讯芯片的核心材料在这里被催生,甚至现在每个网民都离不开的即时通讯工具,都离不开DARPA的推进。

  但奇怪的是,在这幢十层高的建筑中,却并不设任何实验室,也没有穿着工作服出出进进的科研人员。也许在门口你能看到一两个低声交谈的保安。事实上,这里看起来有点冷清。

  DARPA自成立开始就是这样,原因跟设立它的科学家和政客们的愿景有点关系。冷战期间,三军对于国防科研项目的争夺白热化,导致了大量的“荒谬而代价高昂的重复劳动”,时任总统的艾森豪威尔认为,派系繁殖、官僚主义、资源争夺对科研来说不是好事。所以他不希望这个新设的部门变成一个复杂的“军事部门”或者一个庞大的“研究单位”。

  “能否将他当做行政部门来使用?进行诸如准备和签署合同、调拨资金等辅助活动?”

  这个问题,DARAP后来的实践给出了肯定的回答,它的运作结果良好——甚至是出色。时至今日,DARPA仍然以最少的雇员,驱动着世界上最先进的科研项目——这些项目都不在DARPA的实验室里诞生,但它们却的确是DARPA的成果。

  管理者们希望最大程度地使用外部科研力量,通俗点说,就是今天常见的“外包”。他们想真正把DARPA当“行政单位”用,雇佣一些项目经理,这些项目经理就是DARPA各个项目最直接也是最重要的管理者——他们会为DARPA带来灵光一闪的想法、前沿新奇的科研项目,并为这些可能有些疯狂的项目寻找一些合适的“东家”,也就是“承包商”来实现。

  而项目经理的雇佣并不是难事儿,像上校军医杰弗里·林那样被一通神秘电话召入DARPA的情况也不在少数。这很好理解,有时候顶尖科学家的世界很小,如果你有一两个熟悉的朋友曾为DARPA工作,那就更快了——他们或有意或无意的推荐会让DARPA的高层们格外上心。又或者,还有另一种情况——有一天你的朋友在喝咖啡,间隙里他毫无征兆地向你发出邀请:嘿,兄弟,我现在正在做一个DARPA的项目,你有没有兴趣加入?

  如此一来,DARPA便成为了一个低成本运作的灵敏的中枢机构,它自己不做研究,却控制着研究,它自己不直接接触项目,自有人为它来管理。

  在DARPA那幢普通得不能再普通的总部大楼里,现在只有200个左右的工作人员。而DARPA每年的经费却不在少数,即使是在美国大幅削减国防预算的当下,DARPA在2013年的研发经费还是保持在28亿美元的水准。

  在外包的机制导向和作用下,这些钱绝大部分都会被划拨到各个大学的实验室、大型公司的研发中心,也可能是一些名不见经传的小型科技公司,用于各式各样的前沿研究。繁冗人员会带来的行政开支庞大、管理困难、官僚主义滋生的负面效应被最大程度地削减,而一小批精英人员汇集在一起,倾注在这个机构的核心能力的塑造上。

  只花钱却不养人,这听起来是个不错的主意。

  一个“啊哈”的想法

  虽说DARPA的行政雇员极简,但若要算上所有项目所涉及的研究人员,那DARPA可就像一个包罗万象的乐园了。DARPA的项目经理和承包商们可能来自工业界、大学、实验室、军方,各式各样。麦克·贝尔菲奥尔用“疯狂科学家的大本营”形容DARPA,倒是没有夸张。上至局长,下到一个项目的执行者,DARPA那些五花八门的科学家们却出奇一致地有一个共性——他们都是有着“疯狂”想法的人。

  陆军上校医生查理?萨塔瓦就是这其中的一个代表。他与DARPA的缘分源于一次DARPA例行的技术研讨会,在会上他遇到了来自斯坦福研究所的菲尔?格林,后者正在进行一个受DARPA资助的生物医药工程项目,和远程手术有关。他们相谈甚欢,彼此都为“把手术带到远距离的患者身边”这个想法感到兴奋。

  到了1992年,萨瓦塔被正式聘为DAPRA的项目经理。他来到DARPA之后,发现他少年时代读到的科幻小说中的东西很多都在DARPA里被实现了!于是他开始不断地从科幻小说中寻找灵感,甚至频繁地与一些科幻小说作家联络。“我那时与科幻小说的作家们开过几次会,倾听他们对于未来医疗保健的畅想。外伤救治舱 的想法就是从中而来,还有智能T恤,后者用来监控受伤战士的重要生命体征。”

  从科幻小说中寻找灵感?这听起来就已经够科幻了,遑论实现。但DARPA却对这些照单全收,甚至引以为傲。DARPA没有一条特定的口号,但它对热情与想象力极力推崇,用“创意就是一切”来为它注脚,似乎也不为过。

  这也难怪。纵观整个DARPA的历史,有太多那种在当时听起来稀奇古怪甚至是荒诞不经的想法被实现的例子,把17磅重的背包式GPS接收机缩小到一个烟盒大小?DARPA的科学家们已经实现了它。假肢能像长在你身上一样听从大脑的指令工作?DARPA的科学家们已经取得突破性进展。

  华裔上校医生杰弗里?林是智能假肢项目的项目经理,他在2004年被神秘电话召入DARPA,与来自的约翰?霍普金斯大学应用物理实验室的团队合作,试图把能够直接读取大脑信号并发送指令的人机接口打包塞进人的胳膊。“有研究人员在猴子身上进行验证,结果证明人机接口的方案可行。但是…就好比现在的机器人根据指令已经能做出非常灵敏的动作,但你知道操作机器人的装置却是一个庞然大物…而我们现在想把一个本应该是庞然大物东西放到人的胳膊里去。”

  “我们想做的是轻便的人工手臂,跟天生的手臂差不多…你会认为世界上没有哪个疯子敢于构想和完成这样的目标。”林说。

  DARPA一贯着眼于未来的需求,对某些新技术的研究往往比实际应用提前数十年。在DARPA的宪章中,你可以发现他们强调的是要做“高风险、高回报”的项目。

  事实上,前沿科研的确有这样的特性。你永远无法准确地判断它将成功或者失败,而一旦成功,将可能把人类科技的进程快速推进。如果因为害怕失败就拒绝这些优秀的创意,那么科学进展将被无限拖后。“我们进行的这些项目通常都会产生巨大的效果,但是几乎没有数据能证明这些想法一定能实现……DARPA这个角色的独特性就是我们会在别人不会做的创意上进行博弈。”曾长期担任过DARPA局长的托尼?特瑟这样说。

  约翰?霍普金斯实验室为了智能假肢项目,召集了一支由超过20家研究机构和私人公司组成的庞大团队,总研究经费超过1亿美元。这个博弈的牌看起来有些大。

  相比起来,直接推进阿帕网(互联网前身)的信息处理技术办公室主任鲍勃?泰勒的博弈就没那么大盘了,但他的故事同样离奇。

  早在1964年,DARPA的信息处理技术办公室已经能远程监督全国一系列的计算机,这是计算机网络技术在那个年代的最高水平,但随后,泰勒发现,他的办公室里的每台计算机都有自己的语言,需要不同的终端、不同的登陆程序,无法和其他计算机通信。因此,泰勒相信,他需要一种能使计算机之间互相连接和通信的方式。

  泰勒把他的提案形容成一个“啊哈”的想法。好似在千头万绪中忽然寻到了一条线索,喉咙发出一声惊喜而短暂的感叹。

  “当时,我来到五角大楼的时任局长的查理?赫兹菲尔德的办公室,向他讲述了这个想法。局长听着,问了几个问题,然后——他几乎立刻就改变了机构预算,从其他办公室挪了一百万美金给我,让我开始研究工作。”

  可以想象,在那个充斥着电传打字机和批处理的年代,这个“啊哈”的想法在泰勒的脑海里就像一个一闪而过的火花,“呲拉”一下擦亮,如果赫兹菲尔德对此不理不睬,或者说上一句“你的想法很好,但是你知道,这实现起来很难……我建议你等一等”这样的话,这个火花一下子就会熄灭。好在泰勒只花了二十分钟,就把这把火烧了起来,并为自己争取了一笔重要的钱,这笔钱对后来阿帕网的组建至关重要,而那次神奇的推销会议,也成为了催生今日的互联网的一个重要节点,被载入史册。

  DARPA的“秘密金矿”

  像泰勒这样的人和事例在DARPA的历史上层出不穷。DARPA推崇创意至上的文化,将创新演绎到极致,而在这个过程中,项目经理无疑是最重要的一种存在。他们是这些“创意”最直接的提出者和“创新”最重要的驱动者,他们被喻为DARPA的无价之宝,是“秘密金矿”。

  事实上,不少人认为,DARPA之所以能够如此成功地运作,大部分应归功于DARPA一直以来推行的项目经理制——这个机构既不是以最高行政领导也不是以开展具体研究的主持人为核心——前者负责统全局战略把握,后者埋头做研究,而DARPA真正的灵魂,则是在中间起着协调作用的那一群人:项目经理。

  正如泰勒游说局长的案例,在DARPA,无论是合作者的选择还是项目的确定,典型方式就是快速营销会议。花几个小时甚至是几十分钟的时间向那些具有决定权的人“推销”你的想法。没错,是推销。你最好是有些口才,能把那些超前沿的、极富想象力的项目的前世今生一股脑儿讲清楚——因为你必须要在很短的时间内,抓住你对面的那个人的注意力。

  DARPA经常举行技术研讨会,将项目经理、高级军官、承包商、合作商家以及一些愿意为DARPA工作的研究人员聚集到一起,向众人展示那些非机密项目的最新进展,这样的研讨会还承担着另外一个任务——这是一个招募和推销的绝佳平台,也是新的项目经理和承包商们与DARPA碰撞火花的极好机会。

  可以想得到,项目经理们需要多么强大的综合实力。他们要有突出想象力和足够灵敏的科学嗅觉,又要具备一定的研究背景和技术深度。更重要的是,他们必须得是出色的组织者。如果说想象力是为提出项目构思准备,研究深度用于验证方案可行性,那么组织能力则是让他们能够快速地整合一个强大的科研队伍的关键——由于DARPA的项目通常需要解决跨学科的的复杂问题,所以一个项目通常会由众多的实验室、研究所或者公司同时承担。项目经理需要游走于这些团队之间,负责解决整个项目各个团队中间大大小小的问题、把握项目整体进度,甚至还要操心采购和财务上的工作,此外,DARPA单个项目的经费使用也是由项目经理分配的。

  “DARPA招聘的项目经理通常具备很高的素质,他们必须拥有丰富的项目投资经验,要对科研项目的长期应用愿景有灵敏的嗅觉,甚至是直觉。在寻找潜在的好项目、好人才方面,他们一定是一把好手。”国家“千人计划”专家王献昌长期从事计算机科学和人工智能方面的研究,从不同的层面上对DARPA都有一些了解。

  有人曾这么描述DARPA项目经理工作的开展:项目招标(非保密性的项目)发出后,项目办公室会收到上百米厚的方案说明书,初步的筛选之后,送到项目经理人办公桌上的方案,将只有数米的厚度,接下来,项目经理人将亲自组织咨询,对方案作进一步甄别,大概将会有三分之一的方案被留下来,这时,项目经理人会向选中的提案人发出通知,要求提案人呈交更详细的方案,在得到新的详细方案之后,项目经理人将组织更为严格的论证,最后中标并获得资助的,大约也占第二轮详细提案总数的三分之一。在多数情况下,项目经理人会将属于同一课题领域的不同方案的优点集合起来,集合成同一个资助项目,然后安排经费。

 在DARPA内部,项目经理往上,只设项目办公室主任和局长两层进行管理,并平行设置了诸如审计办公室、合同管理办公室等行政辅助部门,进行“扁平化”的管理。而朝外看,DARPA从起初对国防部长负责到现在直接向国防部国防研究和工程主管报告,DARPA都摆脱了行政掣肘——这是DARPA杜绝官僚主义和派系繁殖的一个关键。

  这样的环境给了项目经理们非常大的施展空间。“他们不用对各式各样的人进行大量的重复性文书汇报,而把有限的时间和精力放在项目跟进和源源不断地产生新奇的点子上。”在经费的管理和安排上,项目经理的权限很大。“他们可以削减没有取得进展的团体的经费,并将资源重新分配给更有希望实现技术突破的团体等方面。这么说起来,项目经理有点类似于公司总经理的职权,自主性非常强。这可以帮助提高决策的速度,当然,他们也得为决策承担责任。”王献昌说。

  “在阶段性的例行会议上,项目经理有权当场挪动预算,比如从一个组划到另一个组。他甚至可以当场启动或者叫停一个子项目。”国家“千人计划”专家潘今一曾在上世纪90年代参与过DARPA的MONET(Multi-wavelength Optical Networking)项目,在他印象中,项目经理的权限足够自由。彼时,包括贝尔实验室、贝尔通信研究院、美国国家安全局、海军研究室和AT&T等在内的机构都被纳入这个项目。

  当然,项目经理的权力也不是没有限制的,他们所有的工作都需要在一个有限的时间内完成——一个典型的DAPRA项目经理将为DARPA工作3~4年,最长不能超过6年。这相当于给他们的自由设了一个限。

  有限的任期带来的最大好处就是:这些人不会花时间在机构里扶植派系势力,因为他们很快将要离开。这是DARPA与官僚主义绝缘的另一个关键,离任的项目经理“不带走一片云彩”,在有限的任期内,“人们更关心如何完成机构任务,而不是保住他们的饭碗或者获得升迁。”

  同时,不断更迭的人员也最大程度地为DARPA带来了新鲜的血液。这个机构总是生机勃勃,令人兴奋。每年25%的更换率让这个机构一直保有独立性和前瞻性,永远向前走,从不回头看。

  开放的DAPRA

  像流水一样更换的项目经理让这个机构和它的雇员们总是显得行色匆匆。他们必须快速行动、展现成果。压力来自四面八方,因为竞争无所不在。

  “由于具有国防属性,DARPA的一些项目是秘密进行的,但是对于绝大多数项目,大家都可以申请并参与竞争,公开招标的比例很大。”王献昌表示。

  公开招标意味着同一目的的项目,DARPA有可能接收到两个完全不同的方案。而在一些时候,DAPRA也会在同一个项目上资助不同的承包商,降低“把鸡蛋全放进一个篮子里”的风险。

  实际上,DARPA从事大量的跨学科的前沿研究,而这些项目的风险性与其前瞻程度往往成正比。“这样的项目只有通过各种方式的竞争和合作才能达到最佳发展。”王献昌表示:“在具体操作层面,根据每个竞争者的项目进展来进一步决定加大支持或终止或引进新的竞争者,这样一来,从项目管理的角度更有效地保证了项目的成功。”

  因此,DARPA的项目常常是分阶段进行的,并在项目进行的全程实行开放的执行文化。只要新的技术方案超过现有的方案,有利于项目目标的实现,原来的方案可能立刻被取消。DARPA每年大约有20%的技术方案被取代。

  田纳西大学在超级计算机项目上的案例佐证了这一点,该校曾在DARPA超级计算机项目第一期申请经费未果,但在项目二期,由于设计方案和测试结果的优越表现,田纳西大学如愿得到了一笔六千万美元的赞助。

  “前沿科技的研究正是需要各种方式的介入和协调合作,前沿科研本身、项目经理外包制度,这些东西都存在固有的风险,但DARPA强调管理风险,而不是逃避风险。”王献昌说:“我们国家现在的很多科研项目具有计划经济时代的特点,这不利于科研的展开。DAPRA则鼓励首创,因而他容忍失败。”

  DARPA战术技术办公室的一位项目经理大卫?卢西亚在DARPA官方网站(www.darpa.mil)的招聘视频里动情说道:这是一个不可思议的机构,你在这里有机会尝试任何想做的事情,你每年要出差50次,十分疲惫却十分开心,当你在这里的日子行将结束的时候,你会说,啊,也许,我做了一些很棒的事情。

  得益于优秀的机制与文化,DARPA得以拥有五十年的荣耀,这个在全球来说都是殿堂级的科研机构,不仅在军事应用和国防领域为美国创造了诸多奇迹,更为现代科技的不断革新打下了重要的基础。当然,建立初期利益纷争和权利制衡也曾让DARPA经历一段惨淡的日子,直到它重新从可能扩展的领域中找回了自己的定位,比如信息技术。

  值得庆幸的是,在这个过程中,DARPA自由、包容、开放的精神始终不曾走远,凭借着扁平化的管理和开放竞争的外包机制,DARPA承载着一批科学家独立思考的理念和大胆创新的梦想努力生存,并在历史长河中不断地证明着自己。

DARPA的辉煌历史编辑本段回目录

  DARPA是美国国防部高级研究计划署简称。50年前,苏联抢先发射人造卫星。受到刺激的美国总统艾森豪威尔决定创立DARPA,目的是开发最前沿的革命性军事技术。50年后,DARPA取得了惊人成就:包括创造全球卫星定位系统、发明互联网先驱。另一方面,它也在许多荒唐的项目上浪费了大量资金。

  1957年,苏联发射世界第一颗人造卫星Sputnik,让美国人大惊失色,从此拉开太空时代序幕。美国总统艾森豪威尔的反应之一就是创建国防部高级研究计划署(DARPA),目标明确:“避免再发生类似让人措手不及的状况。”艾森豪威尔希望,该机构将帮助创造革命新技术,从而确保美国军队再不会在技术方面被人羞辱。现在,50年过去,美国国防部高级研究计划署(DARPA)创造了一系列傲人的成就。除在早期美国太空计划中扮演关键角色,DARPA还一手创造了全球卫星定位系统、隐形飞机和互联网的前身。因此,可以说,该机构已经没让艾森豪威尔失望。但是,另一方面,半个世纪里,DARPA也并非没有失误。它屡次因为在荒唐项目上浪费纳税人的金钱而受到指责。这些草率项目包括预测暗杀企图的“期货市场”、可以驰骋丛林战场的机器大象,等等。

  那些支持DARPA的独特“眼光”的人争辩说,这类冒险举措甚至失败都是DARPA文化的一部分,正是这种文化造就了它的成功。DARPA负责人托尼·特瑟尔说,正是这种“允许失败”的传统使他的手下得以发现真正革命性的新技术。“我们确实会失败,”去年在一次技术研讨会上,他对3000名求职候选人说,“但这没有什么———在把新设想变成现实时,失败是难免的。只有不能从失败中学习,停止尝试才是真的失败———你必须一次、再次、不断尝试。”

  这种态度显然让DARPA有别于其他研究机构。事实上,DARPA没有自己的实验室和科学家。它甚至没有审批项目可行性的同行评议机制。相反,它雇佣众多“项目经理”。这些经理资助大学和企业从事各种大胆研究。目前有140名项目经理负责分配每年29亿美元的经费。项目经理们担任着法官、陪审员的角色。如果研究进展不顺,他们还兼做“侩子手”。这一简单的运作方式,使DARPA能够迅速进入新领域,同样迅速地撤离前途不妙的项目。

  埃弗伦·加西亚是康沃尔大学的机械和航空工程师,曾经参与DARPA资助项目,并在1998年至2002年期间担任项目经理。效力于DARPA期间,加西亚经手了5个项目,包括变形飞机、体外骨骼,每年掌管2000万至3000万经费。

  加西亚说,资助内容的局限是每个项目经理的想象力和他们说服领导的能力。但是领导的日程总是很紧,预约求见非常困难。“你必须时刻准备好腹稿,以防哪天在电梯里和他偶然碰到,争取在25秒甚至更短的时间内把你的观点推销给他。我经常希望我们的办公大楼高一些。”

  1958年,DARPA仅用了3个月时间就建立起来,从此一直沿袭最初的工作模式。唯一的重大改变是,1972年在名称前添加Defense(国防)一词。1993年,Defense被去掉,1996年又重新加上。另一个DARPA目标的微妙变化是,不仅要避免敌国的技术突袭外,用特瑟尔的话说,反过来“还要让敌人措手不及。”然而,让DARPA独树一帜的多数特色保留至今。在接下来的日子里,它似乎也注定延续发明、创造、震惊的传统。在此过程中必然还有失败,还会招致围攻,但这都是过程的一部分,加西亚说,“如果10个投资项目中有一个取得成功,巨大成功,那也是值得的。”  

50年的光荣与耻辱编辑本段回目录

  成功项目

  互联网:到底是谁最先提出把计算机连接起来,形成今天所谓的互联网?这至今是争论不休的话题。然而,如果没有DARPA于上世纪60年代创建的ARPANET,就没有今天的互联网。DARPA的初衷是创造一个可以“自我修复”的通信网络,这样当部分设备被摧毁的情况下还能继续工作。它是第一个用非连续数据块传输数据的网络,导致产生了沿用至今的TCP/IP协议。

  全球卫星定位系统:没有今天的全球卫星定位系统(GPS)我们可能真会迷路。但是,早在今天的GPS导航卫星发射前,DARPA建立了一个由5颗卫星组成的网络Transit.1960年,Transit开始工作,确保美国海军舰船位置每小时更新,误差不超过200米。

  翻译器:虽然现在普通消费者还无法购买,但DARPA投资研究的便携式翻译器已经在伊拉克投入使用。虽然翻译的准确率可能低至50%,但这个设备还是赢得前线部队的一致好评。

  隐形战机:这可能是最符合DARPA创建目标的作品。隐形战斗机是名副其实的“惊慑”技术,甚至美国空军最初听到这个点子时也大吃一惊。隐形战机的第一个原型HavenBlue于上世纪70年代末开始测试,成为F-117夜鹰隐形战机的前身。

  砷化镓:DARPA较不为人知的成就。上世纪80年代中期,半导体砷化镓研究借助一个投资6亿的电脑项目得以推动。虽然比硅昂贵,但这种材料具有高电子迁移率特性,能在更高频率工作,因而成为无线通信芯片的核心材料,广泛用于手机、卫星等各种设备。

  失败项目

  铪弹:上世纪90年代,DARPA投资700万美元,用于研究一种可以释放强大伽马射线,却不会释放放射性尘埃的大杀伤性炸弹。提议者称,用X光轰击贵金属铪的一种放射性异构物(由相同元素以相同比例组成,但因原子的排列上的差异而在性质上相异的物质)将释放巨大能量。但没有任何证据显示,这一设想能够实现。

  机器大象:苦于在丛林中找不到像样的停机坪,越战期间,DARPA萌生建造“机器大象”的点子。现代汉尼拔(古迦太基统帅,曾率战象打败罗马军队)驾驭机器战象的情景永远只是个梦。据说,DARPA负责人听到提议后,赶忙取消了这个“愚蠢”计划,唯恐传到外面成为笑柄。

  灵媒间谍:DARPA最臭名昭著的失误是上世纪70年代的通灵者间谍计划。有报道说苏联在进行此领域研究,DARPA受到刺激,投资几百万美元研究心灵感应和心理运动(用思想影响客观事物,比如用思想移动物体),看他们是否有潜力当遥控间谍。结果当然是不能。

  未来地图:这个计划希望建立某种“恐怖主义期货市场”,预测恐怖运动的发展,甚至预测恐怖袭击。该理论认为,对未来可能发生事件进行市场评估,可以得到它们发生的频率。这个点子备受政客嘲笑,2003年终于被取消。

  “猎户星”:DARPA创建后不久就萌生的项目。“猎户星”计划的目标是造一艘尾部释放核弹、依靠核爆炸强大的反冲力推进的星际飞船。根据设想,这艘飞船将被设计成一个巨大的震波吸收器,尾部包裹着厚厚的防护层,保护里面的乘客。对核泄漏的担忧,加上60年代末《部分禁止核试验条约》的签署导致该计划终结。

  值得期待的项目

  自动汽车:DARPA的自动汽车挑战赛专门为鼓励创造无人驾驶汽车而设立。目标是创造能够在复杂山地和交通拥挤条件下自动行驶的全自动汽车。感谢丰厚的奖金,已经举行3届的比赛上诞生了一些令人瞩目的自动汽车,可以预测,它们驰骋战场的日子不会遥远。

  壁虎人:这个计划的目标是让士兵在没有绳索和梯子的情况下,以每秒0.5米的速度飞跃上墙。科学家从壁虎身上得到启发。壁虎的爪子上密布着细小的刚毛,它们能与物体表面纹理“契合”。采用合成刚毛,一些小型机器人已经能攀爬墙壁。但是,DARPA希望最终能把这一技术运用到人身上。

  水下快递:“鱼雷”以每小时100海里的速度前进,及时把部队运送到需要地方。这得感谢一种叫“超空穴”的现象:当一个物体以极快速度运动时,导致周围的水蒸发,形成一个大泡泡。由于水和“鱼雷”几乎没有接触,阻力减少70%.但迄今为止,试验还止于无人阶段。
  仿生假肢:DARPA希望打造“功能完全,可用人脑控制,具备感觉”的假肢。它资助的科学家已在这个领域取得不俗进展。比如,Segway发明者研制的一个仿生手臂展现了超常的灵敏性。其他小组已经造出能够用思想控制的假肢。
  Switchblade无人飞机:DARPA鼓励开发的无人飞机已经给战场带来革命。Switchblade将更进一步。它是第一架能够远距离飞行的超音速无人飞机。这架投资1030万美元打造的飞机造型非常古怪。飞机翼展61米,加速时可旋转60°,一个机翼指向前,另一个向后,使飞机速度到达2马赫(1马赫=1倍音速)。
  体外骨骼:想象一副可以像衣服一样穿着、全面提高体能的骨骼。DARPA希望通过体外骨骼增加士兵行军的距离和负重。DARPA投资,麻省理工学院研制的一副外骨骼最近证明能让36公斤的负重感觉轻80%.

互联网的前身 -- 阿帕(ARPA)网的产生编辑本段回目录

       互联网发展到今天,已成为现代生活不可分割的一部分。为了加深读者对互联网的认识,本报特约互联网撰稿人万赟先生,在认真考究的基础上,为本报撰写了一批介绍互联网的发展历史及对互联网的发展产生重要影响的历史人物的文章,以飨读者。

    有一个流传甚广的说法是,互联网的前身——阿帕网是美国国防部为抵御前苏联的核打击而建造的通讯网络。事实并非如此。

    从时间上看,阿帕网的产生正好是美苏冷战的关键时期。1957年前苏联第一颗人造卫星(Sputnik)发射成功后,美国政府为了迎头赶上,立即作出两个回应,即创建美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)和国防部高级研究规划署(Advanced Research Projects Agency,ARPA)。前者是为了发展航空技术与前苏联直接竞争,后者是为了研究万一遭受苏联核打击的应急技术准备。而阿帕网就是国防部高级研究规划署支持的一个项目。

    当然,阿帕网的产生并非一蹴而就。在这一过程中,有三个对阿帕网的产生有铺垫性贡献的重要人物值得一提。他们一个是颇有建树的心理学教授,一个是推销员出身的国防部长,还有一个是军人出身的美国总统。可以说没有他们就没有高级研究规划署,当然在某种意义上讲也就没有阿帕网。他们对阿帕网的影响也让我们看到了美国科技政策的实施过程和政府对科技开发的前瞻性思路。

    这位军人出身的美国总统,就是二战期间指挥诺曼底登陆,后来成为美国第34任总统的艾森豪维尔。他非常重视科学家的建议,并且如果有可能,他也总是让他的科学顾问给他提供决策意见。由于艾氏对军方的不信任,所以当他考虑挑选国防部长时,他提拔了一个跟军方毫不相干的商界人才来坐这个位置,这就是前面所提到的推销员出身的国防部长、宝洁公司当时的总裁内尔·麦克罗伊。

    麦克罗伊在宝洁工作的最大收获,是他发现宝洁的研发部门对其研究人员的研究兴趣从不干涉,他们可以随心所欲地研究他们感兴趣的东西。而这种不干涉政策却大大提高了整体研究效率和创新水平,从而使宝洁公司在产品研发方面相对于其它公司一直处于遥遥领先的地位。麦克罗伊就任后通过调查发现军方在研发方面各自为政的情况很严重,许多项目在不同的军种单位被重复立项,导致研究经费浪费严重,而有价值的跨军种的研究项目没有得到很好的重视,于是他给国会打了一个报告,要求划拨经费建立一个由国防部直接领导的研发组织,负责前瞻性的科研项目的开发,从而与前苏联抗衡,这就是国防部高级研究规划署。该署于1958年正式成立,这时距离前苏联的第一颗人造卫星发射成功仅一年。美国政府科技政策的调整能力和国会对他国科技挑战的迅速反应能力及计划实施效率由此可见一斑。

    麦克罗伊把宝洁公司的传统也移植到规划署里来,科研人员基本上可以随心所欲地研究他们认为有价值的项目。同时规划署频频与各大科研院校展开合作,资助的项目五花八门。这就为以后麻省理工学院那位心理学教授的计算机人机共生研究事业,以及阿帕网的立项创造了一个宽松有利的萌发环境。

    约瑟夫·立克里德在被规划署聘任为信息处理技术办公室主任之前,是麻省理工学院林肯实验室的主任,也是该实验室的创办人。他是个颇富传奇色彩的人物。他从心理学背景出发,很快发现并定位了计算机的发展方向应该是最大限度地对人类行为提供决策支持。计算机发展的最终目标是完全取代人在各个层面的重复性工作,从而把人类彻底解放出来,仅仅作决策。要达到他构想的这个最终目标,一个大前提,就是要消除当时的“巴别塔”现象,即每个型号的计算机都各有一套自己独特的控制语言以及计算机文件的组织方式,而这些结构的差异使任何两台不同型号的机器之间无法展开合作。

    立克里德组织了一个由当时计算机专家组成的,称为“星际网络”的专业人士社团。通过这个社团网络,先进的计算机思想得以传播、批判和实践。立克里德最具划时代意义的构想,就是通过这个星际网络社团传播出去的。他提出:“或许只有在很少的场合(我们才需要)让所有的或绝大部分计算机能够在一个集成网络里相互合作,但即便如此,在我看来,开发集成网络操作功能也是很重要的。”

    这就是阿帕网的产生以及后来的互联网雏形的最初设想。在立克里德卸任之后,他的接班人——罗伯特·泰勒同其他互联网的众多先驱一起具体实施了阿帕网。

    分组交换的思想

    众所周知,互联网上数据的基本传输方式是分组交换(Packet Switching)。简单地说,分组交换就是计算机将要传输的数据分割成一个个标准大小的数据包,然后给每个数据包加上发送地址等传送信息发送出去。在传输过程中,这些数据包被装载到帧(Frame)上,然后从一个路由器被传送到另一个,直至到达目的地为止。

    很多关于互联网的书和文章充分肯定了分组交换思想的重要性和独创性。因为在此之前,信息的电子传输主要是以脉冲信号为主。阿帕网(ARPA)的设计需要第一次使大规模的实验分组交换分布式网络成为可能。事实上,最初阿帕网能够吸引众多科学家和企业界重视,很重要的原因就是想看一看这种想法是否具有可操作性。后来的事实证明了分组交换分布式网络完全可以高效率地传输信息。

    学术界公认分组交换技术是英国人多纳德·戴维斯和美国人保罗·巴兰在20世纪60年代早期分别独立发明的。值得一提的是,他们两个人都不是通讯领域的专家。戴维斯发明分组交换技术的动机是希望增加人机互动性。他在研究分时系统过程中发现信道资源有很大的浪费,他想应该有一个办法可以将整个信道充分利用起来。于是他尝试将用户的传输信息分割成标准大小的信息片,然后通过网络共同传输,每个用户不再单独占用信道。他给这种传输方式命名为“分组交换”。巴兰则从另一个角度出发,他当时主要是研究如果前苏联对美国进行核打击,美国的通讯系统如何自存活。最初,他认为冗余性网络是自存活通讯的最关键技术。换句话说,如何使一个节点与多个节点连接,从而使任何两点之间的通讯可以有多种路径,是通讯网络是否能够自存活的关键。可是,当他在整理自己的这一思想并撰写著作的过程中发现,其实最关键的技术还不是冗余性网络,而是将信息分割开来发散到网络中。这样,即便部分信息被拦截,其他信息还有可能一次到达,而被拦截的信息可以重发,这样整体效率就能得到提高,同时信息的保密性也得到加强。他称这一技术所支持的网络为“分布式自适应消息块网络”。显然这个名字没有“分组交换”来得简洁,有点儿拗口,所以最终被以“分组交换”的名字使用开来了。现在看来,最终的“分组交换”的思想对互联网的成熟发展具有很重要的历史性意义,但它是不是具有独创性的呢?

    分组交换的思想从通讯领域来看,当然具有独创性,因为它标志着一种彻底不同的通信方式。但如果从整个人类社会自产业革命以来的技术革新看,它并不独特,因为它和网络分层技术一样,都是现代工业发展在通讯领域对标准化和高效率分工的必然要求。有趣的是,分组交换的思想在刚刚被提出时遭到当时通信领域很多权威专家的质疑,很多人认为这根本不可能被实现。正像当年福特的大规模生产模式最早在美国推出时,也遭到了当时在欧洲的汽车制造业的权威人士的质疑一样。福特在筹建他的第一个汽车组装工厂时,主流的汽车生产模式依然是欧洲的手工作坊。这种生产方式不可能满足大众需求。福特开创性地发明了流水线生产方式。他把整个汽车的零件标准化,并将尽量多的标准化部件集成为一体,这样一来,整个车的复杂性降低,质量的可控程度提高,更重要的是,标准化的零部件使流水线组装成为可能。仔细对比一下,我们就会发现,福特车生产方式的标准化与分组交换中信息(数据包)传递方式的标准化有着共同的思路,就是通过流程标准化的方式来提高生产或传输效率。

    “期货交易”这一发明可以看做是经济领域里的分组交换,因为它将原来需要买家和卖家一对一进行交易的农产品的质量和数量都标准化,并且设立了一个中介组织(交易所)来统一安排交易。这样,使对货物有不同数量和质量需求的买卖双方不必非要等到找到合适的另一方时才能进行交易。相同质量的产品可以统筹交易,在一起统一运输,因而可以充分利用运输空间,如此种种优势,使大规模交易成为可能。

    除了以上讲的类似性以外,分组交换、汽车的大规模生产和期货交易还有一个共同特点,就是与传统解决方案相比它们更能够满足大量用户的需求,并且,只有在这个前提下,它们所带来的收益才可以超过操作成本。所以从这个角度讲,这些创新其实都是市场在不断扩张过程中,要求对其运作信息载体进行技术更新的历史必然趋势。

美国发展军民两用技术的背景、管理机构编辑本段回目录

重大的战略转变

二次大战后,美国和苏联为了争夺世界霸主的地位,以高昂的代价进行战争准备,这就是旷日持久的冷战时期。然而从60年代中期开始,世界经济进入了高速发展时期,日本、加拿大以及欧洲和亚太一些国家和地区利用美、苏在军事竞争中发展起来的先进技术,以惊人的速度走向经济繁荣。美、苏为了扩军备战,军事工业发展到极其庞大的程度,特别是美国的“星球大战”计划和苏联的空间防御计划带来的经济负担十分沉重,并且使它们在世界上的经济和科技优势地位受到冲击,使它们不得不考虑裁减军费,同时又要解决军事工业军转民问题。

90年代以来,随着苏联解体,世界格局发生了巨大变化,长达40多年的冷战结束了,克林顿上台之后,他在分析美国现状时强调困难与挑战并存,必须“实行变革”,以“重建美国”。他认为美国一切内外政策都要服务于提高美国的经济竞争力,而发展高技术和创造经济增长的环境,则是提高美国经济竞争力的先决条件。正是在这种情况下,克林顿政府于1993年3月宣布了它的国防转轨战略和1993~1997财年国防转轨计划。这个战略的要点是:支持政府各研究机构同工业界合作,大力发展军民两用技术,推动军用技术商业化,促进美国经济增长,同时保护美国的国防工业基础,在武器采购中大量采用民用技术,以降低采购费,加速武器发展。美国国防部高级研究计划局局长加里·登曼指出,美国国防转轨战略的核心是发展军民两用技术。同年5月克林顿政府宣布“星球大战”时代结束。除了继续进行军转民之外,美国政府要求新的军事技术的研究,从一开始就要同时考虑到它的民用可能性,就是说要着重发展既能军用又能民用的两用技术。

二、美国发展军民两用技术的管理机构

美国负责两用技术的管理机构是高级研究计划局(ARPA)。ARPA于1958年建立,是在国防部领导下与三军并立的机构。国防部建立ARPA的目的是要它发展与美国长远安全密切相关的高新技术,例如ARPA在早期发展的先进的计算机结构、分组交换网络和轻型复合材料等不仅能够军用,而且获得了广泛的民用。

在60年代末,随着美国在越南军事行动的逐步升级,军方开始要求ARPA的研究计划与军事任务有更密切的联系。1970年作为防御授权法案(Defense Authorization Bill)一部分的Mansfield 修正案被国会通过,它要求国防部的研究、发展、试验和评估(RDT&E)基金仅用于支持有关军事项目的计划。特别是1972年国防部把ARPA的名字改为国防高级研究计划局(DARPA)之后,DARPA主要从事防御任务。但是到了80年代,国会开始让DARPA越来越多地与工业界合作进行两用技术的研究。第一项合作是建立半导体制造技术联合体(SEMATECH),国会让DARPA 给SEMATECH投资,从1988年开始共5年,每年1亿美元。此后国会还让它进行光刻、高清晰度显示、多芯片模块和高性能计算机等两用技术的研究。例如DARPA领导的高性能计算机和通信倡议(HPCCI),是一个加速发展和利用高性能计算机的长期计划。该计划包括4个部分:高性能计算机系统、先进的软件技术和应用、国家研究和教育网络以及基础研究和人资源。这些计划的实施,使DARPA成为一个支持两用技术的领导机构。

1993年2月克林顿命令在DARPA这个名字中略去防御,使这个机构的名字再次成为ARPA。总预算达52亿美元,主要负责军、民两用技术的研究开发任务。这就进一步表明ARPA是一个两用技术的领导机构。虽然ARPA的规模不大,但是它是国防部中基础研究和应用技术研究的主要部门。这些研究工作几乎都是两用技术。例如,有一项基础研究计划是研究半导体器件中的量子效应,而相应地还有一项应用技术研究是利用量子效应制造新的半导体器件。显然,量子效应的研究结果和新的半导体器件可以民用,也可以军用。ARPA有10个办公室是负责基础研究和应用技术研究工作的,其中有5个明显的是两用技术,它们是微电子技术、电子系统、计算机系统、软件和智能系统以及防御科学;另外5个是海上系统技术、着陆系统、先进系统、核监控和特殊机密任务,它们是为军事服务的,例如制造消音的潜水艇、先进的战术战斗机和灵巧武器系统等等,但是它们的一些副产品也可以民用。
三、实施技术再投资计划(TRP)

技术再投资计划是为落实克林顿政府国防转轨战略、发展军民两用技术而制定的具体计划。技术再投资计划由国防部高级研究计划局(ARPA)、商务部国家标准与技术研究院、国家科学基金会、国家航空航天局(NASA)、能源部和运输部各派一名代表组成的国防技术转轨委员会来管理。高级研究计划局的国防科学办公室主任担任委员会主席。这项计划的经费由高级研究计划局统一调拨,并按法定计划分配。

委员会的具体目标是推动国家军用和民用技术研究和生产一体化,要充分利用现有技术,大力发展新技术,既提供最先进的负担得起的军事系统,也提供最有竞争力的民用产品。该委员会在 ARPA局局长的领导下负责处理日常工作,如接受项目申请,对项目进行审查和鉴定以及与申请项目的企业集团、院校和地方政府洽谈协议等。美国政府对此计划的拨款1993年为4?72亿美元,1994年为5亿美元左右,1995年超过6亿美元。TRP包括3个活动领域:技术开发、技术利用以及制造技术教育和培训。技术开发主要是指两用新技术、新产品和新工艺的开发,另外还包括军用技术转民用(Spin off)和民用技术转军用(Spin on)方面的工作;技术利用是通过建立制造技术推广中心,在中心和接受推广的公司之间建立联系,探索使用新技术研制成的产 品在民用和军用两个方面的应用潜力,并使它们得到广泛的应用;制造技术教育和培训是着眼于提高未来美国的生产能力和竞争能力,为21世纪提供高质量的工作人员。为了达到这个目标,就要为人们提供有关最新的制造工程技术方面的教育和培训机会,提高人们发展两用制造工程技术的能力,具体来说,TRP包括8项法定计划。

(1)国防两用关键技术合作计划——支持私营企业与国立研究所合作,研究和开发既能满足国防需求又有商业前景的关键技术和工艺;

(2)两用一体化合作计划——支持国防部同高技术公司合作,发展具有市场竞争力和潜在军用前景的两用技术,并使其商业化;

(3)防御先进制造技术合作计划——支持有关公司和国立研究所合作,研究和开发具有广阔前景的两用先进制造技术;

(4)制造工程教育补助金计划——资助大学及其它教育机构发展制造技术教育;

(5)制造技术专家授课计划——支持大学中有经验的制造技术专家参与教学和有关活动;

(6)制造技术推广计划——帮助小型制造企业提高制造技术水平以满足商业和国防需要;

(7)国防两用技术援助推广计划——帮助在经济上依赖国防部资助的企业取得两用能力;
(8)地区技术联盟援助计划——支持特定地区的州政府和有关企业合作,开发和应用两用关键技术,并使其商业化。

技术再投资计划优先发展以下11个关键两用技术领域里的应用技术:

(1)信息基础设施技术——包括建立使光纤、电缆、卫星及无线电等通信手段相结合的通信网络、射频和红外无线通信、软件开发及多用数据库,供用户使用。

(2)电子设备设计与制造技术——包括电子设备生产工艺控制、多芯片集成、光电组件技术与制造,以开发顾客买得起的先进电子设备。

(3)机械设计与制造技术——开发一体化设计系统、精密机床与机器人、光学部件制造、激光精密加工,以提高电力机械系统的设计与制造水平。

(4)材料和结构制造技术——开发先进的复合材料和新的成形工艺。

(5)保健技术——包括保健信息系统、创伤治疗、生命信息感测和人体化学, 把先进的信息技术和电子技术应用于医疗保健, 以降低军、民保健费用。

(8)航空技术——包括两用推进技术和发动机技术、光传操纵系统、先进材料以及创新飞行器结构设计。

(9)车辆技术——开发对环境无害的清洁动力源和车辆系统使用的先进传感器和电子设备及车辆总装技术。

(10)造船工业基础设施技术——开发创新的船舶设计、造船工艺和船舶系统技术(如推进系统和辅助系统),以增强美国造船工业在国际市场上的竞争力。

(11)先进电池技术——开发便于个人携带的高能电池。

这11项两用技术领域既能满足关键的国防需要,又能大大促进商业产品开发。它将使美国能在今后10年,为其军品和民品开辟一个3650亿美元的国内市场和1万亿美元的国际市场。

DARPA将加强军事航天研究编辑本段回目录

  [美国《防务新闻》网站2003年5月23日报道]美国防高级研究计划局(DARPA)恢复了中断几年的航天技术工作,并将以保护军事卫星免受未来威胁为目的的改进工作列为重点。

  几年来,美国部分军事官员和专家的呼声不断,他们发出警告,美国仰仗的航天系统将成为敌人关注的攻击目标。自2001年1月拉姆斯菲尔德担任美国防部长后,这些观点开始引起美国政府高层的关注。拉姆斯菲尔德就职前指派一个独立的、由国会委任的调查团评审美
国军事空间管理机能。在《授权评估美国安全空间管理组织的报告》中指出,美国军方在空间的作战能力将被敌方先发制人的攻击大大削弱。多数专家承认地面站攻击或地基干扰设备的使用是近期对卫星造成威胁的因素,而对卫星的直接攻击可能会出现在遥远的将来。对付近期威胁的工作主要由军方的各个实验室负责,未来对卫星造成威胁的潜在因素大多可由DARPA实施管理。

  针对前苏联成功发射首枚人造卫星事件,美国于1958年开始研究航天项目,DARPA专攻技术。目前,DARPA从事的各种研究项目主要关注对美国卫星的潜在威胁的探测、鉴定,其中包括小型预警卫星,地基望远镜以及具有定位、跟踪功能并可提供地球轨道上微小物体详细信息的雷达系统。许多国家对分辨率在10厘米的小卫星颇感兴趣,美国防部希望能够掌握其他国家的发展动向。目前,地基系统能够跟踪未知轨道的目标,但对探测新目标却无能为力。

  地基系统正在由DARPA负责设计,该系统包括航天监视望远镜,它是用来探测突然出现在地球同步轨道上微小目标的光电系统,地球同步轨道是世界上多数通信卫星的首选轨道,DARPA预计于2006年或2007年初对该系统进行测试。DARPA正在从事的工作还有名为"深度观察"的地基雷达,该雷达可提供航天目标更多详细的资料,计划2008年进行演示。近期,DARPA计划进行3次航天飞行演示,演示中,微型卫星将在对地同步轨道为美国空间平台提供近地空间态势感知。此次卫星保护/空间感知演示将测定卫星是否正在被定向能光源如激光或是无线发射器瞄准。该项任务预计2006年进行,同时DARPA还要进行"轨道快车"项目演示,即对一种可为卫星延长一天使用寿命的在轨加燃料和维修系统进行验证。

  近期计划进行的飞行演示项目为:应答存取(Responsive Access);小型货运飞船(Small Cargo);经济可承受发射系统;机载卫星发射平台,2006年将进行在外大气层发射载有小卫星的火箭的测试。下一步计划进行的可能是基于天线技术的创新空间试验,这将为大型雷达卫星在中等高度轨道实现跟踪地面移动目标能力做好铺垫。DARPA已完成对天线的初步可行性研究,包括测试轻量级的空间材料,今年将继续进行设计工作及硬件测试,预计2009年在空间进行天线演示。

  在最近美国的军事作战中,卫星发挥了重要的作用,从而使之成为未来的攻击目标,对卫星的保护措施就更加重要了。已退休的美国空军中将查尔斯,现任佛罗里达州国家安全顾问,他赞同拉姆斯菲尔德的"空间委任",呼吁DARPA将空间作为工作重点,同时兼顾导弹防御研究。

美国DARPA模式的成功经验 编辑本段回目录

 赵刚 来源:《学习时报》 

  在历史上,美国凭借一个特殊的机构——DARPA的运作,成功地应对了苏联及其他国家的挑战,成为无可争议的科技、军事、经济超级大国。时至今日,美国对这一机构的作用仍然是推崇备至,特别是在金融危机的背景下,美国将其作为重要推手,大力发展新兴技术,藉此巩固自己的竞争地位。

  DARPA是国防高级研究计划局的简称,是美国国防部重大科技攻关项目的组织、协调、管理机构和军用高技术预研工作的技术管理部门,主要负责高新技术的研究、开发和应用。

  DARPA是典型的扁平化项目管理组织,但其组织结构并不是一成不变的,经常随着时代的变化和需求进行调整。DARPA本身并不从事科研,其作用在于利用其监督作用成为连接不同研究和开发领域思想、资源和人员的建设性纽带。

  目前DARPA由7个技术办公室和5个职能办公室组成,共有大约100个项目管理者,每年的预算大约30亿美元。其中,技术办公室包括适应性执行办公室、国防科学办公室、信息处理技术办公室、微系统技术办公室、战略技术办公室、战术技术办公室和转换性技术整合办公室。职能办公室包括管理运营办公室、审计办公室、合同管理办公室、总顾问办公室和小企业项目办公室。

  DARPA的项目主管多半不是终生雇用的,而是用短期合约方式聘用,一般为3—5年。这些项目主管有四大任务:了解美国在目前和未来面临着哪些军事挑战;识别有助于应对上述挑战的新兴技术;推动从事新兴技术研究的科研人员所构成的社区不断发展壮大;确保将这些技术的进一步开发任务移交给军方或商业部门。DARPA没有任何可用于保障长期项目的试验设施和基础设施,所有进行的项目都是借助军种实验室和工业部门乃至国防工业的研究机构,因此也不存在基础设施重复建设的情况。

  自1968年起,DARPA成立了材料研究理事会,后更名为国防科学研究理事会(DAR-PA-DSRC),该理事会由20—30名全国最出色的科学家和工程师组成,此外还包括20名左右DARPA技术办公室的项目官员。每年7月,DSRC都要召开为期一个月的会议。每次会议的主题(拟讨论的技术方向)由7个人组成的DSRC指导委员会确定。开完这个会后成立几个工作组,进一步讨论会议确定的几个具体题目。每隔两年,DARPA出台一个新版战略规划,全面介绍 DARPA的任务、管理机制、组织机构、技术转化策略、与各军兵种的合作、关注的战略重点领域和核心基础技术。

  纵观DARPA成立五十多年的项目运作,催生了许多重大技术,对整个美国经济、军事等领域的进步功不可没。与其他科研管理模式相比,DARPA的经验主要体现在以下几方面。

  1.前瞻性。DARPA着眼于未来需求,强调出主意、出概念,而不是出对于现实问题的解决方案,“思想的闪光”是DARPA研究项目的起点,其主要责任是感知军方的未来潜在需求,而不是去验证军方提出的现实需求。因此,它对某些新技术的研究往往比其实际应用提前数十年。例如,DARPA从1969年开始进行ARPAnet的研究,而ARPAnet后来逐步发展成为了现在的国际互联网;从1973年开始,DARPA开始进行无人机方面的研究,时至今日,无人机已经成为美军装备体系中不可或缺的关键系统。

  2.独立性。虽然DARPA归属于国防部,但却独立于各军种,与美国海、陆、空军都是客户关系,具有很强的独立性。它招聘富有远见的技术人员、顶级科学家和工程师,组成一系列小型科研机构,为那些旨在克服具体技术难关的大学、公共部门和企业建立起科研群体,并在研究经费使用方面赋予他们非常高的自主支配权,支持有可能实现的想法。一位项目官员要决定是否资助某个项目,通过只需要说服两个人:所在技术办公室的主管和DARPA局长。

  3.敏锐性。对于DARPA来说,相较于公平性,它更关注的是敏锐性(agile)。它招聘的很多项目主管需要具备很高的素质,他们必须拥有项目投资的丰富经验,对于科研项目的长期应用远景有很敏锐的嗅觉,他们到处寻找潜在的好项目、好人才。DARPA鼓励其工作人员削减没有取得进展的团体的经费,并将资源重新分配给更有希望实现技术突破的团体;而且,出于提高决策速度等方面的考虑,其项目资助过程可以不采用同行评议方式。

  4.效益性。DARPA将资金提供给大学的研究人员、刚刚起步和在业内稳步立足的公司,以及工业集团等机构,由于其在诸多项目上获得的技术成果只有向军种和工业部门转移才能最终形成产品,进而形成美军的作战能力,可见它的最终目标是为了推动应用技术的进展,任务便自然地延伸到帮助企业把其产品商业化阶段,因此该机构提供给公司的资助远远超过资助经费。

  5.效率性。DARPA通过科学计量学指标的数据挖掘分析,若发现有两位科学家同时在攻克同一问题,但采取的技术路线不同,会对他们分别给予资助,从而防止两人今后潜在的重复研究,而两人也省去了繁复的经费申请过程,双方各得其所。若最后两人中只有一人拿到了DARPA的资助,双方都必须在DARPA组织的研讨会上与大家分享研究思路与工作进展。通过这种方式,DARPA培育出一个研究者社区,推动了社区成员间的协调合作,提高了整体的科研效率。

  6.风险宽容性。DARPA宪章强调进行的是“高风险、高回报”研究,因此它容忍失败,实行开放式学习,形成了一种风险承担的文化。它强调管理风险,而不是逃避风险。因此,它在组织、管理和人事政策方面鼓励个人责任和首创精神,并在项目界定上具有高度的灵活性。DARPA高层的一个重要决策就是筛选出那些勇于承担风险、思想驱动的项目主管。

  7.广泛联系性。为提高决策水平,推动技术创新和转化,DARPA与外界有着广泛的联系,定期与国防部的文职官员和领导人会面,了解需要研究的问题:定期对军事基地、司令部、训练中心和其他军事机构进行参访、调研,收集情况;广泛征求高级军事领导人的意见,了解他们最关心且难以解决的问题:研究最新的军事行动战例,找出限制美军能力的薄弱环节和问题;与军内外涉及国家安全的诸多部门共同研讨相关专业领域的技术发展问题,探索以创新军事技术、武器装备为手段解决所面临挑战的可行性。 

DARPA模式对中国科学管理的启示编辑本段回目录

 DARPA(美国国防高级研究计划局的简称)模式具有突出的优越性,在美国国内引起了效仿的浪潮,如1998年美国情报部门成立了预研与开发局(ARDA),2002年国土安全部成立了预研项目局(HS-ARPA),2009年能源部成立了预研项目局(ARPA-E)。这些科研管理机构均在一定程度上吸收了DARPA模式的精髓。

  相较之下,目前中国的科研管理还存在不少不甚合理的地方,如急功近利,不注重科研的质量和科学意义;偏重行政管理,导致科学家缺乏独立申请经费的关系或影响力,无法真正安心科研工作本身;产学研结合不够通畅,技术产业化的程度偏低;条块分割、多头管理,使同一类课题重复设置,造成资源浪费等。可见,DARPA模式的一些优势恰恰是中国科研管理的劣势。

  有鉴于此,尽管中国与美国实行的经济社会体制不同,但也可以吸收DARPA的决策方式和资助方式,对自身的科研管理模式实施革新,以聚焦重点领域、提高决策水平,提高创新能力。

  第一,建议在国内成立若干职能类似DARPA的机构,可以挂靠在国防部、国家能源局等国家部委的下面,或由科技部主管、联合相关的部委共同管理。这些机构保持一定的独立性,对具有重大战略价值但短期难以见效的技术项目,或未来有重大需求的前瞻项目,进行多学科交叉研究和管理。2006年,《国家“十一五”科学技术发展规划》明确指出,要建设军民结合、寓军于民的国防科技创新体系,这是中国国家创新体系的重要组成部分。因此,有必要设置专门的机构实施专业化的管理。要使此类机构发挥重要作用,高层领导必须给予始终一贯的有力支持,巩固并提高其战略地位。

  第二,建议赋予此类科研管理机构充分的自主权利,通过招募对科技发展具有敏锐洞察力的项目管理人员来寻找前瞻性的科研项目,取代原来的行政指派方式,充分发挥他们的预见性和聪明才智,招揽国内外顶尖的科学家组成科研团队,并提供充足的资金保障,充分激发科学家的探索精神,将从事同类研究的科学家召集在一起,促进他们间的交流与合作,从而在一些重大、前瞻的科技领域形成和谐、进取的科研社团。

  第三,建议设立部门联动机制,强化此类机构与军方、科技界、产业界等的关联,为这些科研管理人员与各部门的交流与合作创造各种便利条件,方便他们获取前沿信息,了解军方、产业界的技术需求,利用已有的军种实验室和工业部门乃至国防工业的研究机构的试验设施和基础设施,推动取得的科研成果快速转化,从而切实提高军事实力和产业竞争力。但在这个过程中需要注意的是,必须做好情报保护工作,防止军事敏感信息的外泄。

美国国防部高级研究计划局的启示编辑本段回目录

我国的中长期科技规划制定发展科学技术的总方针是“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”,这个十六字方针是一个整体战略,但“引领未来”意味着什么?怎样才能做到“引领未来”?

支撑发展、重点跨越和引领未来可以理解为自主创新的三种不同层次。“引领未来”看似虚无缥缈,但若没有“引领未来”,所谓“支撑发展、重点跨越”也就是一句空话。

中国工程院院士李国杰曾有评论:“我们很少提前5~10年有选择地开展换代技术的研究,往往是每个可能的方向都布置课题,投入又不到位,因此总是广种薄收。例如,我国的显像管彩电产业曾居全世界第一,但由于前瞻部署未抓住主要方向集中投入,当平板电视兴起时就陷入困境。对看准了的换代技术的研究开发,也是犹犹豫豫,在各种‘杂音’的干扰下,支持一下又停一下,往往贻误战机。几年前的TD-SCDMA就是这种局面。”过去几十年来,信息领域有数十项重大的技术发明,如集成电路、RISC体系结构、Internet、Web浏览器、UNIX和Linux操作系统、图形界面、鼠标等,没有一项是中国人发明的。

再以能源领域为例。在我国传统能源领域,例如煤电设备,尽管国内企业掌握了100万千瓦等大型设备的技术,但核心技术还在跨国企业手里。无怪乎美国商务部《清洁能源出口指南》指出,虽然中国2009年清洁能源领域投资总额已超过美国,居世界领先地位,但中国现在仍掌握不了能效核心技术,中国能源管理人才稀缺。联合国开发计划署在其发布的《2010年中国人类发展报告——迈向低碳经济和社会的可持续未来》中也指出,中国实现未来低碳经济的目标,至少需要60多种骨干技术支持,其中有42种是中国目前不掌握的核心技术。

他山之石,可以攻玉。放眼世界,美国国防部下设有一个著名的研究机构——高级研究计划局(DARPA),专事于“科技引领未来”。DARPA的宗旨是“保持美国的技术领先地位,防止潜在对手意想不到的超越”。秉持这一信念,DARPA的创新业绩有目共睹:互联网、半导体、个人计算机操作系统UNIX、激光器、全球定位系统(GPS)等许多重大科技成果都可以追溯到DARPA资助项目。到底是什么样的运行机制或文化基因使得DARPA能够孕育出这些“颠覆性”的科技创新果实?

1.感知未来的技术探索机制。这要从DARPA的独特定位说起。DARPA虽然归属于美国国防部,但却独立于各军种,与美国陆、海、空三军都是客户关系,它并不以满足军方的现实需求为目标,而是以感知军方的未来潜在需求,探索国防科技的新概念而著称。凭借着独立评估需求所收获的对前沿技术的高度敏感性,辅之以科学的管理模式、高效的执行机构及严格的评审机制,DARPA锁定了许多高风险、高价值、高收益的项目,始终将精力放在对未来的探索上,确保了创新果实的不断涌现。

2.感知未来的扁平化组织机制,小巧而灵活。DARPA目前有约100名项目官员,他们都是从学术界或产业界“借调”过来的,任期3到5年。由于他们不进入公务员系列,因此,在DARPA内不存在一般政府机构内普遍存在着的等级森严的决策体制。项目官员有非常大的自主权去识别和资助本人所负责领域内的相关技术项目。一位项目官员要决定是否资助某个项目,只需要说服两个人:自己所在技术局的局长和DARPA署长。由于项目官员的决策权很大,那么,其判断是否准确,眼光是否长远,项目资助效果是否令人满意,也是很容易识别的。而在我国动辄采取集体决策方式的情况下,一旦发生决策失误,谁都可以推卸责任。

3.搜罗世界级的项目管理者和技术人员的人才机制,“DARPA最好的项目管理者总是追求其目标的随心所欲的狂热分子”。DARPA从产业部门、高等学府以及政府实验室和研究中心里广为搜罗杰出人才,兼备各个学科的理论及试验特长。DARPA主要搜集两类人才。第一类是项目领导者。一直以来,DARPA主任最重要的工作便是招聘才能卓著的项目领导者,然后发挥他们的创造力,围绕重大进步组建大团队。在成果尤为丰硕的领域中,DARPA造就了一大批前赴后继的项目领导者,用DARPA的话讲,有时这种超前的探索理念也会被认为是“疯狂”的。如在20世纪90年代DARPA提出无人机作战理念时,就曾被一些人讥讽为“DARPA的幻想”。而当DARPA提出启动在高空飘浮5年甚至10年的无人机或飞艇项目时,再一次被嘲笑为“匪夷所思”。

太阳计算机系统公司创始人之一、硅谷最活跃的替代能源领域风险投资人维诺德·科斯拉评论道:“DARPA能以长远眼光看待相关研发是值得肯定的。”DARPA告诉我们:要想改变世界,就得有放眼未来的远大目标,更要在技术、组织和人才机制上不断探索和突破。 

疯狂科学家大本营:世界顶尖科研机构的创新秘密 编辑本段回目录

  美国最棒的创意工场不是贝尔实验室,不是硅谷,也不是麻省理工学院的媒体实验室,而是由五角大楼领导的绝密军事机构DARPA——国防高级研究计划局。DARPA是由美国前总统艾森豪威尔建立的军事部门,创建的目的是为了回应苏联的太空计划。
  虽然DARPA属于政府机构,但是没有冷冰冰的氛围和官僚做派,那里的科学家偏爱牛仔裤和运动鞋。不过他们最爱的还是在各个领域寻找颠覆性创意。从能源、IT,到航空航天领域,DARPA无时无刻不在为人类制造惊喜。
  本书是第一次公开DARPA运行模式的著作,从DARPA的创新科技成果——互联网、全球定位系统、高超音速飞机、无人驾驶汽车等,到科研项目的管理方法和其历任领导的行事风格,都做了详尽的解读,旨在为读者揭示,为何DARPA可以长期引领科技创新并不断地把二十世纪的科学幻想转变为二十一世纪的技术现实。
  如果你致力于创新产业、从事科研管理、关注前沿科技,或者你对智能机器人、无人驾驶汽车、取之不尽的新能源感兴趣,那么请跟随本书立刻穿越到未来50年吧!

<p>  美国最棒的创意工场不是贝尔实验室,不是硅谷,也不是麻省理工学院的媒体实验室,而是由五角大楼领导的绝密军事机构DARPA——国防高级研究计划局。DARPA是由美国前总统艾森豪威尔建立的军事部门,创建的目的是为了回应苏联的太空计划。<br />  虽然DARPA属于政府机构,但是没有冷冰冰的氛围和官僚做派,那里的科学家偏爱牛仔裤和运动鞋。不过他们最爱的还是在各个领域寻找颠覆性创意。从能源、IT,到航空航天领域,DARPA无时无刻不在为人类制造惊喜。<br />  本书是第一次公开DARPA运行模式的著作,从DARPA的创新科技成果——互联网、全球定位系统、高超音速飞机、无人驾驶汽车等,到科研项目的管理方法和其历任领导的行事风格,都做了详尽的解读,旨在为读者揭示,为何DARPA可以长期引领科技创新并不断地把二十世纪的科学幻想转变为二十一世纪的技术现实。<br />  如果你致力于创新产业、从事科研管理、关注前沿科技,或者你对智能机器人、无人驾驶汽车、取之不尽的新能源感兴趣,那么请跟随本书立刻穿越到未来50年吧!</p>
作者简介

  迈克尔·贝尔菲奥尔
  美国著名科技作家、记者、演讲家,主要关注前沿科技领域改变游戏规则的突破性技术,为《纽约时报》、《大众科学》、《大众机械》、《新科学家》、《金融时报》、《连线》等世界著名媒体以及新兴高科技公司撰写科技文章。
在撰写本书的过程中,曾获得史无前例的采访权,踏进仅有百分之二的美国人熟知的神秘机构DARPA(国防高级研究计划局),并参观了DARPA分布在全国各地的研究场所,采访了那些与DARPA合作或为DARPA工作的科学家、管理者以及政府要员。

 为中国科技发展插上创新的翅膀    全国政协副主席、科技部部长 万钢
  创新是国家强盛的源泉,是人类社会进步的根本动力,也是当今世界综合国力竞争的关键。从20世纪50年代以来,美国等发达国家就坚持依靠创新带动经济社会发展,在科技创新方面积累了宝贵的经验。这本由科学出版社引进出版、中国移动通信研究院组织翻译的《疯狂科学家大本营》,就讲述了美国科技创新方面的一个典型案例。
  本书的作者是一位知名的美国科普作家。书中以通俗易懂的语言,描述了以往很少为外界知晓的美国国防高级研究计划局(DARPA)独特的创新模式。在这本书中,我们可以看到,DARPA在科技领域进行的基础研究和前沿探索,如何深刻影响了美国乃至全世界的未来发展。最突出的就是,现在已经被广泛采用的一些科技成果,如互联网、智能义肢、全球卫星定位系统(GPS)、远程医疗、即时通信、合金材料等,都是由DARPA率先开发出来的。DARPA不仅在科研方面始终坚持先发先行,而且对科研成果的管理和转化也十分高效,从而成为了支撑和引领经济社会发展的一个重要力量。
  当前,我国正处在加快推进建设创新型国家的关键时期,迫切需要进一步发挥科技创新对经济社会的支撑和引领作用。和发达国家相比,我国科研实力还存在一定的差距,特别是把科技成果转化为现实生产力方面,迫切需要改革体制、创新机制。他山之石,可以攻玉。在全球知识流动和技术转移加速发展的今天,我们更需要兼容并蓄,了解世界科技强国科技研发的经验教训,结合我国的实际,为科技研发和产业化插上创新的翅膀,走出一条有中国特色的自主创新道路。
  我认为,这本书可以带给我们很多的思考和启示。
  推荐序二
  创新营地巡礼    中国工程院院士 邬贺铨
  2001年2月美国工程院将代表美国工程科技最高荣誉奖励的Draper奖授予劳伦斯?罗伯茨(LawrenceRoberts)、罗伯特?卡恩(Robert Kahn)、伦纳德?克莱恩罗克(LeonardKleinrock)和文顿?瑟夫(VintonCerf)四人,表彰他们对互联网所做的贡献,他们都是美国工程院的院士,在1968~1972年先后加入ARPA计划的ARPANET项目,他们的工作奠定了互联网的基础,互联网成为20世纪后期对人类社会影响最大的发明之一,至今互联网上的创新仍层出不穷。但互联网仅是ARPA以及其后来的DARPA的重要发明之一,GPS、航天飞机、新能源、新材料、机器人医生等也都出自DARPA。
  《疯狂的科学家大本营》一书选取了DARPA诸多研究领域中有限的几个,从摘取的几滴浪花中透视大海的内涵,作者用其笔尖将DARPA的神秘面纱掀开一角,让我们跟着作者去探究承担DARPA项目的几个研究团队。很多人都想知道这些重大发明的题目出自哪里?是上面主管部门下达的还是仅凭研究人员的个人兴趣?该书更多介绍的是自下而上提出,奇思妙想并非心血来潮,而是源于对未来需求的判断。选题不是可行性优先而是重要性优先,立项之初的任务似乎都是可望而不可及的,挑战极限会激起研究人员的兴趣,当然也需要上级主管的魄力来支持,需要具有能够从貌似疯狂的想法中总结出真正可行方法的洞察力。在研究方法上,研究人员宁愿采取风险很大的新路也不愿走保守的技术路线,敢于另辟蹊径缘于跨学科的团队,得益于不急于求成和宽容失败的创新环境,才能鼓起研究团队攀登的勇气。在用人机制上,慧眼识才至关重要,DARPA的管理者知道难题不仅要用非常规的手段解决,而且要由非常规的人员来实现,前述获得Draper奖的四位互联网科学家当年在刚拿到博士学位或还在攻读研究生阶段就因其研究内容符合需要而被委以重任,牵头ARPANET项目。知人善任还表现在充分发挥老科学家的经验和学识上,一些年过60的科学家仍然活跃在前瞻性的项目中。在考核机制上,该书并未过多着墨,但不以短期成果论英雄,研究人员得以心无旁骛、锲而不舍。另外,四位拔尖的互联网科学家协同创新终成互联网大业的例子,从一个侧面也反映了考核机制有利于凝聚群英。关于研究经费,书中讲到如何游说主管部门争取经费的例子,但项目经费并非都来自政府,也有其他投资者,项目管理者知道如果一开始就有太多钱的话就可能永远也不知道节省,有太多的钱可能比没有钱更会让公司失败。另外,大多数投资者都要求快速回报,而急功近利与潜心研究相矛盾,项目的管理者为解决流动资金短缺,努力寻找需要这些技术的民用客户,吸引客户资助研究,从这一意义上促成成果的商业化。在研究成果的推广上,尽管DARPA计划是国防导向,但研究人员始终没有忘记推动成果的民用,寓军于民在这里得到很好的体现。另外,成果不是以报奖作为目的,而是力求精益求精可靠好用低成本服务于大众,正如XCOR航天公司的总工程师所说:“你必须相信这一信仰能够实现,你必须保持乐观,很显然,如果我们单纯想赚钱的话,我们会去做其他更加容易的事情。”
  “说它疯狂,是因为只有少数的梦想者才敢相信一切皆有可能。说它疯狂,是因为这些疯狂的创新点子最终都被实现。”当然,DARPA计划运行几十年来肯定也有过一些失败案例,本书鲜有涉及,即便列出也瑕不掩瑜。他山之石尚可攻玉,而他山之玉可以为镜,希望此书能对探索我国科技管理体制与机制的改革有所帮助。此书不仅适于科技人员和科技管理人员阅读,而且其中所含的创新思维对青年学子也颇有启迪,书中提到的让计算机输入像钢琴“五指和弦键盘”那样可同时按多个键的键集就是一例,而让计算机通过被使用而学习并了解人的行为和思考方式,达到成为人的知心助手的创意也充满挑战和极富想象。
  推荐序三
  从DARPA的成功中能学习到什么    中国工程院院士 李国杰
  为了学习美国人如何进行科技创新,如何组织、管理科技创新项目,科学出版社引进并出版了《疯狂科学家大本营》。这本书的内容是破解美国国防部领导下的DARPA(国防高级研究计划局)的创新密码。
  科学出版社希望我为此书写篇推荐序,我欣然同意。同意的原因一是向广大读者,特别是科研人员和科技官员推荐一本很有价值的好书;二是想借此机会谈几句学习DARPA科技管理的体会,对政府在科技发展中的作用发表一点意见,对科技体制机制改革的方向提一点建议。
  我国科技界对DARPA并不陌生,我们天天在使用的互联网的前身就是DARPA支持的ARPANET。大到卫星全球定位系统、小到计算机的鼠标都是DARPA支持的科研成果,美国的超级计算机、集成电路、高超音速飞机、手术机器人等尖端技术的发展都离不开DARPA的支持。光是DARPA支持MOSIS实验室就为美国培养了成千上万的集成电路设计师。极而言之,没有DARPA,就没有美国今天领先的高技术。
  美国是崇尚“市场自由主义”的国家,为什么一个政府部门会起到这么大的作用。2008年美国学者弗雷德?布洛克在《政治学和社会》期刊上发表了一篇重要论文,2010年我国刊物《国外理论动态》翻译发表了该论文的中文版,名为《被隐形的美国政府在科技创新中的重大作用》。这篇文章认为:“过去30年来,尽管新自由主义思想在美国政治意识形态中一直起主导作用,但是事实上联邦政府在资助和支持私营企业新技术商业化方面依然大大加强了自身的干预作用。”文章详细论述了DARPA、国家卫生研究院(NIH)等政府机构如何在技术创新中发挥巨大干预作用而又在主流的公开辩论中被隐形。
  DARPA不是美国创新技术的唯一源泉,更多的原始发明来自大学的基础研究。许多有重大影响的新产品和新服务模式来自创业的小企业(startups),比如仙童、Apple、微软、Yahoo、Google、Facebook等。从根本上讲,新的市场需求是牵引企业发展的动力。但企业的前瞻研究总是有限的,有些风险较大或者需要多个企业竞争前合作的前瞻研究多半需要政府来组织和引导,政府在发展科学技术的作用不能忽视。看得见的手与看不见的手都要起作用,而且两手都要硬。
  美国共和党右派为了反对克林顿政府对DARPA组织的先进计算计划的支持,曾喊出“政府不是出路,政府是问题”的口号。国际上也有一种看法:中国的科技发展不尽人意是因为政府干预太多。外国评论家只说出了我国政府存在科技管理上“越位”的弊端,我国科技部、财政部等部门确实对科技项目管得过细。但很少人认识到,我国缺少DARPA这样的引领高科技发展的管理机构。我们的国家重大科技专项特别需要像DARPA一样的内行专家去组织与监督,但我们有些重大专项却采取了863计划,甚至自然科学基金的管理办法。DARPA不是一般的行政管理机构,而是由顶级科学家和工程师组成有预算自主权的小型科研机构,他们能深入扎根于他们所资助的具体科研团队中。1966年,时任ARPA(DARPA的前身)信息处处长的泰勒以其独到的眼力认准麻省理工林肯实验室的罗伯茨有能力主持ARPA网的研究,不惜以削减整个林肯实验室经费的“威胁”迫使他上任。这和今天我国众多单位围着科技部申请课题多么不一样。如何培养这种识人的眼力是我国发展科技急需解决的问题。
  在这篇简短的推荐序中,我无意为DARPA评功摆好。在小布什当政的几年里,我也曾听到许多在美国大学当教授的朋友抱怨DARPA减少了对大学科研的支持。我只想鼓励读者认真从这本书中吸取有益的营养,在科技体制改革中,找到适合我国科技发展的正确道路,而不是简单地把自然科学基金的管理办法延伸到所有的科技项目。DARPA的经验不光对国防科研有价值,我国民口科研管理部门也应认真学习DARPA的管理方法。我国的高技术产业与国外最大的差距是缺少自主可控的基础技术平台,发展云计算和移动计算最需要的也是构建与Apple、Google和微软公司的平台类似的产业生态环境。在建立这样的产业生态环境的过程中,类似DARPA这样的引领者和组织者是不可缺少的,我国需要具有中国特色的DARPA。
  推荐序四
  创新从哪里来    中国科学院院士、北京航空航天大学校长 怀进鹏
  近日,科学出版社策划编辑文戈向我推荐他们即将出版的引进版新书《疯狂科学家大本营》,并邀请我为这本书写一篇序。当看到这本书后,我注意到封面书名下方的两行字——“说它疯狂,是因为只有少数的梦想家才敢相信;说它疯狂,是因为这些疯狂新点子最终都被实现”。正如我所料到的,这是一本可以引发我们思考和行动的书籍。
  《疯狂科学家大本营》的作者贝尔菲奥尔先生通过讲述DARPA(国防高级研究计划局)的故事,第一次向全世界公开了这个世界顶级科研机构的创新秘密。作者曾获得史无前例的采访权,近距离接触到了DARPA——在美国也只有2%的国民十分了解这个神秘的科研创新机构;他亦参观访问了DARPA分布于美国各地的研究场所,还采访了与之合作的科研机构及其科研团队的管理者与科学家,以及相关的政府官员。作者通过详实的采访素材、生动的笔法写就的创新故事,读起来既引人入胜,又令人深思。
  我想,许多读者阅后会和我一样,掩卷沉思一个问题:创新到底从哪里来?
  创新到底从哪来?我们不妨从微观和宏观两个层面来探讨一下这个问题。
  《纽约时报》的书评中,根据全书内容提炼出DARPA的5个本质优点:大胆、创新、灵敏、务实和迅速。如果把其中的“创新”改为“简约”,再加上“坚韧”,那么这新6点也许就是微观上的创新要素。
  如果没有大胆的想象,就称不上“疯狂”,不“疯狂”,也就难以有令人惊奇的重大发现、发明和创造。
  IT领域的各类创新一再证明KISS(Keep it simple andstupid)法则是成功的关键之一。可以说,不论是体系结构还是网络协议的设计,抑或是各类软硬件的优秀设计都是“简约”这个创新要素的明证。我们最为熟知的例证莫过于史蒂夫?乔布斯从iPod到iPhone再到iPad的三连胜,他一再用简约的法则去重新定义MP3播放器、手机和平板电脑这三类产品。早在苹果公司推出自己的产品之前国际市场上就已经有了成熟的产品(MP3播放器和手机)或者失败的商业应用案例(平板电脑)。但简约却像杠杆一样使得苹果公司撬动了硬件生产板块,震动了软件领域,甚至颠覆了内容生产行业,瓦解了运营商在某些方面的垄断地位。
  灵敏即灵活敏锐,用敏锐的洞察力去发现潜在的用户需求(包括军事应用需求和民用市场需求),用灵活的方式去跨过或者绕过创新中遇到的各种障碍;坚韧,则是取得成功所需要的必要的坚持;而务实则是以用户需求为出发点,从众多问题中遴选出要解决的现实问题,务实也意味着以当下条件为基础去分解目标并攻破子目标,这往往意味着要用高频率迭代的方式去不断完善解决方案并最终解决问题,而这样才是迅速的。
  显然这6点是紧密结合的。敏锐地发现需求,大胆构想愿景,务实地去选择要解决的问题,设计出简约的原型或试验样品(或初级产品),迅速迭代,不断解决出现的新问题,务实、敏捷地去想方设法不断逼近总目标,不断逼近问题的最佳解决方案。
  然而,美国国内长期的创新领先优势暗示我们,创新绝非是一个微观层面的问题,绝非是一个个体或者一个小范围的团体的事情,它亦有着宏观的一面,正是这宏观的一面使得美国能够源源不断地涌现出影响世界的创新成果。
  那么,在宏观层面上创新从哪里来呢?DARPA的成功经验告诉我们创新来自高效的科研创新管理机制。而且,若是结合DARPA的经验与问题来看,宏观层面的创新也依然是那6点。政府需要去引导、促进长远的科技研发,为此政府本身需要大胆去支持有远见的科学家及其团队;政府领导下的科研管理机构需要大胆去挑战高难度的科研项目,但同时也需要敏锐而务实地遴选出需要解决的问题,务实地去挑选可获得资助的务实的科研团队;整个管理机制必须简约、灵活,抛弃官僚主义和臃肿的组织架构,对资助团队的引导、敦促、支持必须敏捷,双方间的反馈要迅速;政府最好能够在长远项目上有所坚持……
  要保证机制的简约、灵活,也许在某些研发领域及其组织机制上,我们也应该大胆考虑借助市场的力量,利用市场分配资源的敏捷性去引导、管理团队进行科研创新——把资金投给有潜力的科研团队,以市场运作的方式进行操作。这意味着,获得资助的科研团队不论是在企业还是在学校,都应具有小型公司运作的那种高效性与灵活性。若科研团队借鉴现代小微企业的运作模式进行项目运营,那么这种通过市场竞争充分利用市场机制进行资源配置的方式将使科研团队以创业的心态与精神,务实、灵敏、迅速地进行科技研发,并尽可能地释放出科研人员的创新能量。这样的创新成果也往往因为能够满足大众的需求,而具备很好的商业价值,并能够迅速进行产业转化和商品化。
  关于创新,要思考,更要行动!
  推荐序五
  创新从哪里来    中国移动通信公司研究院院长 黄晓庆
  美国最伟大的科技创新工场在哪里?
  贝尔实验室?硅谷的斯坦福、伯克利还是(施乐公司)帕洛阿尔托研究中心(PARC)?抑或是麻省理工学院媒体实验室?
  都不是!而是DARPA!美国的国防高级研究计划局。
  这是一个由艾森豪威尔在20世纪50年代建立的隶属于五角大楼的国家级研发机构。当时苏联抢在美国之前发射了世界上第一颗人造卫星,这极大地刺激了美国政府和军队以及民众,于是美国政府成立了DARPA,它成立的最初目的是在人造地球卫星和探索太空的研发计划领域对抗苏联,以不再重蹈人造卫星落后于苏联的覆辙,美国人决心要在科技领域取得前瞻性的突破,成为创造游戏规则和改变游戏规则的科技领先者。
  DARPA把那些军事长官、穿着牛仔裤和运动鞋的疯狂的科学家集合在一起,在极具前瞻性的科技领域,包括机器人、远程手术医疗、智能义肢、无人驾驶汽车、高速飞行器、航天火箭和新材料及新能源等诸多方面,寻求创新研发突破。
  DARPA,以其特立独行的高效方式,天才般地、神奇地发明创造不仅是在军事应用领域,而更多的是在向民用领域进行技术迁移的过程中为人类的今天和明天塑造了现代科技的核心。
  我阅读了这本书的原文,被极大地震撼,我似乎是真切地感受和理解着一个大国应如何从科研体制创新上走出一条最能激发研发创新潜力,最具前瞻性和战略高度并且最能促进研发成果的生产力转化的科技研发道路。这条道路此前犹如隐没在北京早晨冬日的大雾中,读完此书,似乎阳光照耀穿透浓雾,让这条模糊不清的道路豁然清晰起来,蜿蜒伸展,可以看到它通向的远方。
  我想,一如DARPA曾经走过的坎坷和辉煌。对于国家级的研发机构,也包括国家企业的研发机构,我们相信国家唯有给予这些机构其应得的支持,并留出茁壮成长所需的良性空间,这些研发机构就一定会成为国家科技创新的巨大财富!
  DARPA从一开始的构想和运作,就是一个以在科技领域取得突破性研发进展并遏制世界其他力量对美国造成威胁为首要使命的机构,多年来一直保持这种定位。其使命是使用让对手望尘莫及的下一代高科技来武装军队,这个使命让DARPA有了一个与众不同的锋利焦点;而且它强调快速将项目从概念推进至工程原型,且尽可能有效地利用资金,这理应成为我们可以借鉴的国家研发创新的典范。
  其值得借鉴之处还在于真正的创新不需要依赖大量的资金花费和大群的官僚军团。DARPA仅仅使用美国国防预算资金的0.5%来运转,它的员工在一个普通大小的独栋建筑里办公。但DARPA的确已经促成了一些人类历史上最伟大的科技创新(例如,互联网和GPS)。它成功的关键,除了将官僚系统压缩到最小之外,就是它的项目经理们只有有限的任职期限。任职期限限制保证了替DARPA做最重要工作的人们更关心如何完成机构的任务,而不是保住他们的工作。DARPA一开始就决定不亲手管理自己的实验室,而是把项目外包给其他研发机构或团队来做,这个决定让它一直在高效快速开发新的技术,并在需要时任合约研发机构或团队自由发展,从而使得自身一直处于科技的前沿。
  DARPA的了不起,其实并不仅仅是那些摆在我们面前的科技创新的成功,更加给力的是它持续为人类奉献着一道道科技盛宴。这本书会为读者展现这些科技创新的过去、现在和未来,更重要的是,让我们得以学习和借鉴他们的成功经验,得以思考和践行他们的成功方法,并由此改善我们的工作和人生。

现有项目与历史项目编辑本段回目录

Active projects

ACTUV: A project to build an unmanned Anti-submarine warfare vessel.

Adaptive Vehicle Make: Revolutionary approaches to the design, verification, and manufacturing of complex defense systems and vehicles.

ALASA—Airborne Launch Assist Space Access—a rocket capable of launching a 100-pound satellite into low Earth orbit for less than $1 million.

ArcLight: Ship-based weapon system that is capable of striking targets nearly anywhere on the globe. It is based on the Standard Missile 3.

Atlas: A humanoid robot.

Battlefield Illusion

BigDog/Legged Squad Support System: legged robots.

Boeing X-37

Integrated Sensor is Structure

Boomerang (mobile shooter detection system): an acoustic Gunshot Location Detection System developed by BBN Technologies for detecting snipers on military combat vehicles.

CALO or "Cognitive Assistant that Learns and Organizes": software

Combat Zones That See: "track everything that moves" in a city by linking up a massive network of surveillance cameras

Cognitive Technology Threat Warning System

DARPA XG: technology for Dynamic Spectrum Access for assured military communications

EATR An autonomous tactical robotic system

Experimental Spaceplane 1 first stage of a reusable space transport

FALCON

High Energy Liquid Laser Area Defense System

High Productivity Computing Systems

Human Universal Load Carrier battery-powered human exoskeleton

MAHEM Molten penetrating munition

MEMS Exchange MEMS[clarification needed] Implementation Environment[citation needed]

MeshWorm, an earthworm-like robot.

Mind's Eye: A visual intelligence system capable of detecting and analysing activity from video feeds.

Persistent Close Air Support

Phoenix: A satellite project with the aim to recycle retired satellite parts into new on-orbit assets. Launches in 2016 or 2017.

Protein Design Processes

Proto 2: a thought-controlled prosthetic arm

Remote-controlled insects

DARPA Silent Talk: A planned program attempting to identify EEG patterns for words and transmit these for covert communications.

Satellite Remote Listening System: a satellite mounted system that can eavesdrop on a targeted area on the surface of the planet in coordination with satellite cameras.[citation needed] This project is in its infant stage.[when?]

SyNAPSE: Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics

XOS: powered military exoskeleton

Transformer: flying armoured car

UAVForge

VTOL X-Plane

Vulture

WolfPack

XDATA: Processing and analyzing vast amounts of information.

XS-1: Reusable Launch Vehicle Program


Past projects

Project AGILE

ARPANET, earliest predecessor of the Internet

Aspen Movie Map

ASTOVL, precursor of the Joint Strike Fighter Program

Boeing X-45

CPOF: the command post of the future—networked information system for Command control.

DAML

DARPA Grand Challenge: driverless car competition

DARPA Network Challenge

DEFENDER

High Performance Knowledge Bases

HISSS

Hypersonic Research Program

I3 (Intelligent Integration of Information),[37] supported the Digital Library research effort through NSF

Project MAC

Luke Arm, a DEKA creation

MOSIS

MQ-1 Predator

Multics

NLS/Augment: the origin of the canonical contemporary computer user interface

Northrop Grumman Switchblade: an unmanned oblique-wing flying aircraft for high speed, long range and long endurance flight

Onion routing

Passive radar

Policy Analysis Market

POSSE

Rapid Knowledge Formation

Sea Shadow

DARPA Shredder Challenge 2011 – Reconstruction of shredded documents

Strategic Computing Program

Synthetic Aperture Ladar for Tactical Applications (SALTI)

System F6—Future, Fast, Flexible, Fractionated Free-flying Spacecraft United by Information Exchange—technology demonstrator: a 2006–2012 US$226 million technology development program. Cancelled in 2013 before the notionally planned 2015 launch date.

SURAN (1983–87)

Project Vela (1963)

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标签: ARPA 高级研究计划局 国防部高级研究规划署 美国国防部高级研究计划暑 DARPA 国防部高级研究项目机构

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同义词: 美国国防部高级研究计划暑,美国国防部高级研究项目机构,高级研究计划局,国防部高级研究规划署,国防部高级研究计划暑,DARPA,国防部高级研究项目机构

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