硬科技的过去、现在和未来

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Rahul Rana 加入 Not Boring 讨论硬科技的历史和未来！

信息来源：Not Boring 作者 Packy McCormick

嗨，朋友们

周末愉快！我相信，在纯软件（比特）主导创业公司的20年后，我们正在进入一个原子的黄金时代。今天，Not Boring研究分析师Rahul Rana将解释是什么在推动，哪些类别最有前途，以及为什么我们需要更多的月球。

Rahul 是一名金融和天体物理学双专业的高年级学生，他在 Lux Capital 实习了一年，然后在学校里建立了几个月的 Arcadia Science 并写了一本书，《Making Moonshots》。今年夏天，除了加入 Not Boring 专注于硬科技之外，Rahul 还在价值 840 亿美元的增长巨头 General Atlantic 实习。

从与该领域最好的投资者一起工作，并从字面上写下关于该主题的书，Rahul对制造月球的过程有了深刻的理解。

让我们开始吧！

Making Moonshots

第一部分：宇宙级的计划

在经历了数十年政府主导的科学进步之后，现在是硬科技初创公司引领潮流的时候了。这些初创公司将依靠学术研究和政府，利用其庞大的预算和实际需求。但是，硬科技初创企业推动创新议程的要素已经到位。

我的论点是：硬科技初创企业与学术界对科学进步同样重要。

研究提供了基础性的知识，而初创企业则将这些知识扩展到普通大众。我们同时需要学术界和工业界，这是毫无疑问的。但是，追溯到二战：美国智慧的最重要的转折点之一，公共资金和指导实际上是大规模科学进步的必要条件。今天，美国需要依靠其竞争优势——自下而上的创新来赢得下一个世纪。

在过去的70年里，当涉及到硬科技和科学进步时，政府领导，然后将军事应用以外的技术移交给公共部门进行商业化。例如，曼哈顿计划直接创造了原子弹，并间接地开启了使核电成为可能的见解。今天，核能是能源丰富的一个关键因素，也是应对气候变化的有力武器。具有讽刺意味的是，原子弹可以帮助拯救或摧毁这个星球。

围绕核物理的军事研发也促进了我们对生物学的理解，放射性同位素作为治疗癌症、诊断和了解代谢途径的工具得到普及。战争的努力（通过用于破译德国军事密码的密码学的方式）甚至孕育了第一台通用计算机ENIAC。

宾夕法尼亚大学 ENIAC

战争引发了一个被称为大科学时代的时期，其特点是大型项目通常由国家政府或政府集团资助。当时，在Arthur Rock向飞兆半导体公司开出风险支票的十多年前，联邦的、自上而下的协调和资金是手头项目的巨大规模所必需的。如果没有政府的直接干预，我们可能无法抗击艾滋病的流行，无法团结起来抗击癌症，无法奠定互联网的开端，甚至无法发现生物学、化学和物理学的基本概念：比如发现DNA双螺旋、核磁共振成像机器和现代天体物理学的大部分科学。

这些科学上的巨大飞跃可以追溯到一位英雄—— Vannevar Bush。当全球向不可避免的世界大战迈进时，他清楚地知道，过去的军事技术将被敌人的武器库所淘汰。科学在将战争的趋势转向盟国方面起着至关重要的作用，但当时的政府对这一点的理解并不直观。

了解Bush：麻省理工学院的教授和微分分析器的发明者，这是最早的实用计算机制之一。Bush是硬科技的热心支持者，因为他作为麻省理工学院的工程院长和副院长，亲眼看到了一战后政府和学术研究的不足之处。在德国入侵波兰之前，他离开了岗位，在华盛顿特区作为国家航空咨询委员会的主任建立了国家对研究的重视。入侵后，他的任务的紧迫性变得更加明显。Bush承担了说服罗斯福总统对科学进行投资的艰巨任务，这不仅仅是大规模杀伤性武器，而且是掌握可持续胜利的钥匙的无尽疆域。令人惊讶的是，它成功了。

1940年，国防研究委员会成立，以促进国防工业。大约一年后，Bush担任了科学研究和发展办公室的主席。在他的领导下，围绕我们现在认为理所当然的东西进行了基础研究：火箭、雷达、声纳等等。

Vannevar Bush在1944年登上时代杂志的封面

战争结束后，罗斯福就国家应该如何充分利用为支持军事努力而建立的工业综合体问题咨询了Bush。总统写道：”没有理由不在和平时期有利地利用这一实验中发现的教训”。

你可以在这里找到罗斯福总统那封著名的信。综上所述，他向Bush提出了四个问题：

“在符合军事安全的前提下，并经军事当局事先批准，可以做些什么来尽快让世界了解我们在战争期间对科学知识所作的贡献？”

“特别是在与疾病作斗争的科学战争方面，现在可以做些什么来组织一个计划，以便在未来继续进行在医学和相关科学方面已经完成的工作？”

“政府现在和将来可以做些什么来帮助公共和私人组织的研究活动？应该仔细考虑公共和私人研究的适当作用以及它们之间的相互关系”。

“能否提出一项有效的计划，在美国青年中发现和培养科学人才，以便在与战争期间所做的工作相当的水平上保证这个国家科学研究的持续发展？”

Bush以他著名的《科学，无尽的边疆》一文作为回答，提出了他建议的解决方案。概括地说：投资于科学，在追求研发突破的过程中消除经济和结构上的风险性，同时确保这些先驱者的福祉，振兴研究文化，并培养人才。

他宣称，”无论条件是和平还是战争，科学只有作为团队的一员才能对国家福利产生作用。但是，如果没有科学的进步，在其他方面取得再多的成就也不能保证我们作为一个国家在现代世界的健康、繁荣和安全”。这很简单。一个经久不衰的文明，如果没有在做事方式上的进步，就什么都不是。停滞不前意味着死亡。

Bush的目标让人想起美国更广泛的政策。从历史上看，政府的权限是处理新的边界——西部，然后是阿拉斯加，然后是外太空。技术进步也是如此。多年来，美国政府建立了NASA、DARPA和ARPA-E等代际机构，以解决艰巨的问题并做出发现。他们还建立了大量的官僚筹资机制，对最具创新性的项目进行奖励。小企业创新研究（SBIR）、国家科学基金会（NSF），以及其他许多机构。行政部门和整个大学系统都秉持着同样的目标。

到20世纪60年代，军事工业综合体变成了科学工业综合体，因为美国军方资助的研发占到了全世界所有研发的30%。军方提供了所有大学研发资金的50%和企业研发资金的25%。

然而，这一趋势在70年代和80年代开始翻转。政府立法，如1980年的Bayh-Dole法案，形成了对公共资助的研究的专利保护，使我们在过去40年里积累的大量科技知识得以商业化。因此，私营企业的生产力超过了联邦资助的研究在国内生产总值中的百分比。

这种转变助长了私人和公共研发之间的文化战争。1983年，在贝尔系统资产剥离之后，贝尔实验室的员工用一句话概括了这种情绪：

“在美国有两个巨大的实体在工作，它们都对我们的日常生活有着惊人的影响……一个给了我们雷达、声纳、立体声、电传、晶体管、助听器、人工喉、有声电影和电话。另一个给了我们内战、美西战争、第一次世界大战、第二次世界大战、朝鲜战争、越南战争、两位数的通货膨胀、两位数的失业、大萧条、汽油危机和水门事件。猜猜看，现在哪一个正试图告诉另一个如何经营它的业务？”

尽管政府试图告诉商业部门 “如何经营其业务”，但法规无法阻止美国商业活力的前进。私营的硬科技公司可以将他们的学习成果从实验室带到市场。Teledyne、Genentech、Intel和Apple在这一最初的浪潮中诞生，开启了一个新的进步时代。科学家们无意中取得突破性认识的鼓舞人心的故事成为创始人们冒险进入雄心勃勃的初创公司的故事。

流行的说法是，美国的建设不像以前那样–在二战期间、太空竞赛期间，甚至在20世纪70年代，苹果公司和基因技术公司都是在美国建国200周年那年成立的。1973年左右发生了一些事情；进步放缓了。我们失去了雄心壮志。正如Jeff Hammerbacher所抱怨的，”我们这一代最优秀的人都在考虑如何让人们点击广告”。我认为，这是因为我们看到了公私合作的分歧，因为政府专注于其他国内问题。

Neil deGrasse Tyson在他2012年的演讲《我们停止了梦想》中说得最好

但这种叙述是陈旧的。梦想就在这里；它只是分布不均。

今天，新一波真正令人敬畏的公司正在推动可能发生的事情的前沿发展。这些公司认为资本市场缺乏追求科学风险的动力的说法是一种谬论：商业航天公司正在研究和生产3D打印火箭和空间基础设施（Relativity Space）；生物技术初创公司正在发现药物并建立可扩展的平台以加速这一过程（Enveda Biosciences）；能源企业正在以盈利方式应对气候变化（Tesla）。这些只是私营企业引领社会进步的几个领域，各个领域的硬科技公司正在应对社会最严峻的挑战。

科学进步现在分布在数以千计的由风险投资支持的创业科学家中，他们以经济上可持续的方式集体迭代和推进其领域。

当考虑到美国的科学过去和现在是如何进行的时候，总体趋势是遵循公共和私人研发之间的阴阳关系。然而，鉴于国家的现状，只有公共和私人之间的凝聚力合作才能带来我们需要的结果。

我们需要更多的人重新开始做梦。我们需要更多的创业公司来解决看似不可能的问题，改变历史的进程——那些 “具有宇宙规模的计划”。再有一次成功的登月行动就有可能大幅减少人类痛苦的任何方面，并将我们拉出我们面临的停滞状态。再来一次登月行动可以推动技术进步和社会进步的进程，反过来带来一个新的黄金时代。一场运动从一个人开始。

当以前认为不可想象的事情成为现实时，它就会刺激个人和集体层面的行动。新的公司建立在上一代人的创新之上，扩大了谁可以创建硬科技公司的范围。创新成为基础设施，基础设施成为一个发射台。从极客到多面手，每个人都在发明和创新中发挥着重要作用。

我们需要登月。

第二部分：走向月球

我们需要更多的登月公司：大胆的初创公司，利用前沿技术或科学来解决世界上的一个紧迫问题。而不是另一个广告优化工具。或另一个零效用的NFT项目。我说的是那些像Moderna这样的公司，它正在用RNA疫苗控制整个新冠疫情，或者Commonwealth Fusion，它正在将聚变能源商业化。

“Moonshot”一词诞生于阿波罗任务，特别是阿波罗11号，它在1969年1月将第一个人送上月球。我知道Packy以前分享过著名的肯尼迪 “我们选择登月 “的演讲，但我要再次分享。看吧：

我喜欢阿波罗的故事，因为它发生在两个分支的交汇处。一个分支是NASA和大学，即麻省理工学院之间的私营-公共部门合作。第二个分支是从贝尔实验室的诺贝尔奖得主William Shockley开始的，他在1947年发明了晶体管，并在1955年创立了Shockley半导体。作为计算行业内的关键人物，Shockley广为人知，并吸引了令人难以置信的人才，但他苦口婆心的管理风格使他雇用的一些科学家感到失望。其中有七个值得注意的人。

阿瑟-洛克（Arthur Rock）是硅谷的传奇教父。洛克偶然遇到了其中一些因Shockley的领导而心灰意冷的科学家。他没有让他们受雇于另一家公司，而是推动他们创办自己的公司。根据洛克的建议，这七个人又增加了一名科学家，因此成为 “叛逆八人组”。他们的公司与现有的飞兆相机和仪器公司达成协议，建立一个半导体部门，这就是飞兆半导体。一个行业巨头就这样诞生了。

现在，这两个部门联系在一起，因为公共资助的美国国家航空航天局（NASA）和麻省理工学院（MIT）的系统需要先进的计算措施–具体来说就是集成电路。阿波罗任务成为私人资助的飞兆半导体公司最重要的早期客户之一，尽管其技术极其新颖，而且没有经过大规模的测试。NASA为飞兆半导体提供了一个急需的压力测试，因为集成电路的质量测试非常痛苦。他们需要做到完美。阿波罗任务的重任就落在飞兆的技术上。这是一项艰巨的任务。

但是，正如（几乎）一直以来，创新是成功的。美国宇航局和麻省理工学院要求，飞兆公司执行，制造的芯片使计算能力、可靠性和内存激增了近1000倍。为了阐明飞兆半导体掀起的新趋势，英特尔联合创始人戈登-摩尔，即摩尔定律背后的理论家，明确地根据NASA的运作提出了指数概念。这是一个完美的环境，可以在真实世界的环境中研究计算能力的上升。

剩下的就是历史了。阿波罗11号是成功的。美国–其政府、机构和私人公司–完成了第一次登月：载人登月并返回地球。不可能的事不再是不可能的事。飞兆半导体公司后来成为一个世代相传的公司，其员工通过创建英特尔和AMD这样的公司来延续这一遗产。

这还不是全部。阿波罗任务最有力的后果之一是对普通人的影响。美国国家航空航天局（NASA）的成立和与太空有关的努力是出于对俄罗斯登月进展的恐惧。然而，肯尼迪通过他著名的登月演讲巧妙地引导了这一点，激发了广大公众支持他们可以参与的崇高目标和未来梦想。人们想成为科学家和工程师。人们希望经济和社会进步。正是太空计划给我们带来的心态–这种充满活力、谨慎乐观的感觉–可能改变了美国的创业环境。

富有想象力和雄心勃勃的创业文化，最前沿的突破，以及这一切的响亮、迷人的影响–这就是登月计划。

今天，新一代的登月公司有着同样的精神，但过程已经改变。私营公司确定机会，将它们与尖端研究的应用结合起来，然后向政府和行业出售。他们承担风险并建立可防御的公司，不是因为它们很容易，而是因为它们很困难。

以Kurion为例，这是一家由Gaetan Bonhomme、John Raymont和Josh Wolfe于2008年创立的核废料管理公司。

当所有人都在追逐太阳能、乙醇和生物燃料的时候，该团队将目光投向了无人问津的能源进步–核能。该小组考虑了不断增加的世界人口和经济增长，这预示着对能源的需求将不可避免地增加。他们问道：”人们在未来现实中会使用哪些能源，我们如何才能为更多可用的、更便宜的选择做出贡献，以及哪里有机会建立一个有利可图的企业？”

专家访谈、科学研究和情报报告都指向利用核能。然而，他们意识到，作为核操作的副产品而产生的废物，无论是炸弹制造还是反应堆，都阻碍了该行业的发展。我们该如何处理这些废物？我们如何才能清理它？如果发生另一个切尔诺贝利事件怎么办？

沃尔夫发现，”美国能源部每花费4美元，就有1美元不是用于’绿色科技’，而是用于核废料清理–每年60亿美元”，而且 “这种清理工作可能需要50年或更长时间才能完成。” 当时，妥善清理和处理核废料需要花费数百亿美元，而且人们发现，如果核废料管理问题得不到解决，”在未来几十年里，全球将花费数千亿美元”。考虑到这一点，Kurion发明了一种玻璃化工艺，通过隔离遗体的放射性成分并将其包裹在稳定的地质玻璃形成中，从而降低了核废料管理的生命周期成本。

然后，Kurion得到了它的重大突破–一个完全的黑天鹅事件。

2011年3月11日。一场9.0级的海底地震震惊了日本，并产生了巨大的海啸，湮没了日本的海岸。房屋、企业、道路等被摧毁，更糟糕的是，福岛第一核电站的电力供应和冷却系统被破坏。没有人看到它的到来；大多数人只能惊恐地看着。