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DARPA究竟是什么

2012-08-29
DARPA成立,DARPA机制,DARPA文化,DARPA是怎么做的,DARPA的影响
DARPA究竟是什么
2012-08 千人杂志 文/本刊记者 方令

解密DARPA的机制与文化


引言: 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。

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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的前世今生

DARPA的前世今生
时间: 2012-08 来源: 千人杂志引言: 很少有这么一个机构,被冠以“伟大”之名,却鲜为人知。何以如此?或许回到历史的最初,才能找寻答案。

成立之初,DARPA主要负责卫星和空间技术的研发

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文/本刊记者 胡新智

54年前,53岁的尼尔?麦克尔罗伊从宝洁公司走进五角大楼,宣誓就任国防部长。彼时,很少有人想到,这个决定会如此深远地影响美国甚至于全世界——在任期间,麦克尔罗伊与总统艾森豪威尔一起缔造了美国“最伟大的科技创新工场”DARPA。

4年前,大约1600名一直在DARPA任职的项目经理、局长以及承包商等参与者一起,在华盛顿的希尔顿酒店参加DARPA五十周年庆典。尽管有副总统迪克?切尼参加,但这场庆典却毫不起眼,异常低调,人们在觥筹交错之后悄然离场,继而消失在夜幕中,没有引起丝毫的注意——恰如DARPA一直以来的风格。

很少有这么一个机构,被冠以“伟大”之名,却鲜为人知,即使在它的家乡美国,知晓它的存在的人也不到2%。何以如此?

或许回到历史的最初,才能找寻答案。

一剂“处方”

1957年10月9日,新任国防部长麦克尔罗伊正式上任。

作为五角大楼的新老板,他拥有美国政府中最大的办公桌,长9英尺、宽5英尺,还有20多个抽屉。在它上面摆着成沓的文件,还有3部电话,当然,也少不了咖啡——新部长每天要喝上12杯。

毕竟,从宝洁总裁到国防部长,对于从未在政府部门任职过的“政治新手”来说,这样一个转身实在有些突兀。上任伊始,麦克尔罗伊不得不花大量的时间来做功课,以最快的速度来跟上新岗位的步伐。

很显然,情势并不允许他慢慢进入角色。就在前几天,1957年10月4日,老对头苏联发射了人类第一颗人造卫星斯普特尼克,这对美国的打击几乎是致命性的。消息一传开,民众便开始歇斯底里,深深忧虑国家安全;科学界捶胸顿足,喋喋不休地抱怨美国本该是第一个发射卫星的国家;总统艾森豪威尔则深陷“噩梦”,不得不召开新闻发布会来应对铺天盖地的质疑。

这个时候的美国,亟需有一个人能在最快的时间内抛出“定心丸”,让整个美国能平静下来,这个任务无疑落在了新上任的麦克尔罗伊身上。

宝洁的旧同事都知道,麦克尔罗伊拥有一项惊人的天赋:在茫茫信息海洋中能快速认清现状,再径直找到问题的症结所在。这项天赋也被麦克尔罗伊用了在他的新岗位上。他快刀斩乱麻,迅速地理出了关键。他认为,美国既需要中程弹道导弹,也需要洲际弹道导弹,还需要尽快装备这些弹道来遏制苏联的同类武器,而这一切的关键就是国家的研发能力。

然而,美国陆军、空军、海军三个军种间正互相较劲,尔虞我诈的政治斗争十分严重。以弹道导弹研究为例,空军认为所有远距离飞行的东西包括导弹在内都应该由他们负责;而陆军则坚持认为导弹应该归自己负责,因为陆军一直在负责炮兵部队的管理,而导弹显然应该被包括在内。除此之外,海军也不忘插一脚,以发射美国第一颗人造卫星为目标的先锋计划被他们掌握着。

军种之争引起了很多人的厌恶,包括总统艾森豪威尔。在《疯狂科学家大本营》这本书中,麦克?贝尔奥菲尔记录了总统在1958年的国情咨文中对三军的批评:“有一件事情是确定无疑的,那就是不论矛盾在哪里,美国希望将军们停止争执”。在场的国会议员们则以疯狂的鼓掌表达对总统的认同。在回忆录中,艾森豪威尔也写道:“我一直相信,一个国家的国防由单一的管理机构来主导会更加卓有成效,这个机构将整合海、陆、控……像现在这样争来争去,绝对办不好国防。”而如何避开军种政治来发展导弹项目?解决这个让总统无比困扰的问题成为国防部长的当务之急。

办事向来干净利落的麦克尔罗伊做出了决定:在国防部建立一个专项计划局(初步命名为“国防部特别项目管理局”)来负责卫星和空间技术的研发,这个机构直接由国防部长负责。11月20日,在作为国防部长的首次国会听证会上,麦克尔罗伊表达了这个想法,并提交了相关的章程——这就是DARPA的源起。

这个方案赢得了总统以及他新聘的科学顾问——麻省理工大学校长詹姆斯?基利安的认同。在他们看来,这个方案就好比是一剂“处方”,麦克尔罗伊这位称职的医生巧妙地将被军种政治扰乱的美国卫星和空间技术研发体系带入正轨,这能让美国在宇宙空间中更快地战胜苏联。

尘埃落定

几乎是必然的,本已争得不可开交的三军绝不希望再来一个“抢食”的。在国防部设置一个完全独立的研发机构来瓜分他们的研究项目和经费,于他们绝对是一种极大的威胁。几乎是在麦克尔罗伊提出DARPA的想法之后,三军就立刻开始发难。按照贝尔奥菲尔的说法,当时,“海陆空三军和参谋长联席会议对于麦克尔罗伊的计划进行了两天的轰炸式回应。”

然而,新任国防部长显然并不好对付,丝毫未被这些身居高位的将军们吓退,反而更加坚定自己的立场——反正他只准备在五角大楼待2年,无须在此扶植自己的派系势力,也不必顾忌和他们的分歧会给自己带来什么大麻烦。

麦克尔罗伊坚持,他的新机构必须拥有研发项目的自主权和自治权,只有当项目准备好了才能交付三军进行后续研发。在向海陆空三军和参谋长联席会议传发的修订过的章程中,将军们的希望大部分落空了,因为麦克尔罗伊只是对其进行了少许的修改,而且这个机构的名字也被改成了ARPA(Advanced Research Projects Agency)。“这个名字可以涵盖更多的项目,预示了一些未来的潜在情况。”麦克尔罗伊对新名字的说明更是让三军倍感失落。

让他们头疼的不仅是国防部长,力推ARPA这个新机构的总统也开始“动真格”压制三军的反对意见。“三军务必要明确自己的身份,服从通过法定程序组建的文职权力机构的命令”,在这样的强硬表态之下,来自军方的阻碍力量逐渐变弱。

国会的牢骚也让新机构很头疼。他们质疑总统和国防部长越过国会建立新机构的行为是否超出了他们的职权。在各方面的斡旋之下,麦克尔罗伊和他的团队与国会讨价还价,最终在一些法律语句上与立法者们达成一致。他们决定为ARPA向国会提交一份授权法案,授予国防部长根据情况支配资金的权力,但它未特别提及ARPA。

经过多番辗转奔波,1958年2月7日,麦克尔罗伊终于得以签发命令,DARPA的前身ARPA正式成立。通用电器副总裁罗伊?约翰逊被任命为ARPA的首任局长,负责“按照国防部长依据当时的情况而制定的个别项目,进行科技领域各种先进项目的研究与开发”。

一切似乎尘埃落定了。

生死边缘

然而,APPA却命途坎坷,诞生伊始便深陷四面楚歌之境。

危机首先来自于国会的授权法案。这个法案并没有明确提及ARPA,这意味着这个机构的合法性难以保证。成立之初,很多人忧心忡忡,这个机构会不会在某个时间突然消失?以至于曾有一位雇员在接到聘用通知后拒绝上任,直到得到即使ARPA消失,也会给他一份国防部的其他差事的承诺。

此外,法案中还有一项条款规定,在高级空间项目研发方面,国防部长获得的授权仅仅是“法案生效之日起1年”。很显然,对于美国来说,ARPA的存在仅仅是为了解决当前的危机,在空间开发方面,美国还有更宏大的计划,但是却不包括ARPA。

在ARPA成立还不到两个月的时候,刚刚在两天前批准ARPA首批空间计划的艾森豪威尔总统即对外宣布:将提请立法机构成立一个新机构负责美国的民用空间计划。1958年4月2日,总统提交法案在原有的国家航空咨询委员会基础上组建NASA(美国国家航空航天局),并要求麦克尔罗伊参与决定,哪些国防部的项目应该移交过去。此外,总统还建议在ARPA局长之上设立一个国防研究与工程主任办公室,以监督国防部的研发工作。

这在刚上任的局长罗伊?约翰逊看来,无异于“是在砍掉正在起步的ARPA的双腿”。尽管他极力奔走争辩,但无人理会,NASA还是接管了ARPA大部分的空间任务。

这时,在约翰逊的带领下,ARPA已经在空间研究方面留下了浓墨重彩的一笔,为后来的火箭运载研发工作做出卓越贡献。此外,ARPA在空间探测方面也成绩斐然,包括设计为现代卫星导航系统奠定基础的海军卫星导航系统。“ARPA不止一次地证明了自己在空间探测研究领域的先锋地位,即使研究任务被人夺走也无法改变这个事实。”贝尔奥菲尔写道。

由于ARPA最重要的任务被剥离出去了,约翰逊心灰意冷,在两年任期还未到时便离开了这个机构;差不多同时,国防部长麦克尔罗伊也宣布回归宝洁。

项目被剥离、定位日渐模糊、两位核心人物同时离开……这些都预示着,遭受重重打击的ARPA似乎走到了生死边缘。此时,它成立还不到两年。

写道这里,贝尔奥菲尔不由在书中慨叹,“看上去似乎无论如何ARPA也不会活过20世纪50年代了”。

走出迷途

力挽狂澜的是赫伯特?约克——约翰逊聘用的ARPA第一位首席科学家。在ARPA成立之初,约克曾与约翰逊、麦克尔罗伊一起确定了这个机构的运行机制。但是不久之后,国防研究与工程主任办公室设立,约克则成了这个新岗位的主人。此后,正是约克主持了ARPA空间项目的划转。

尽管亲手将ARPA几乎所有的空间项目拱手让给NASA和其他机构,但约克却坚信ARPA应该还有其他的使命和存在意义。

其实,在作为ARPA局长的最后日子里,约翰逊也在力所能及地为ARPA寻找出路。他曾指示下属调查:在没有空间项目的情况下,ARPA的角色将是什么。调查人员列出了几种可能的选择,包括撤销机构,但最终重新定义ARPA的使命被认为是最好的选择。

约克也认为,ARPA的特有能力可以被应用在空间技术研发以外的科学和技术问题上。“让ARPA来进行前沿科技的研究,不比让三军自己研究要来得差。而且各个军种方面,一旦预算紧张,他们就会挤掉那些军人没有兴趣的研发项目。”约克曾这样写道。

在五角大楼的权力谱系中,约克的职位处在国防部长和ARPA局长之间,虽然国防部长已经去职,但约克还是有能力让ARPA存活下来。当然,这同样得感谢麦克尔罗伊早期的先见之明,坚持ARPA的使命不应该仅限于空间技术和导弹研发。如此约克才能顺利地赋予ARPA新的使命。此后,从一些非空间技术领域的核心研究项目开始,ARPA极力扩展研究领域,在多个领域都取得非凡的成就,功勋卓著。

“按照所有的衡量标准,ARPA焕发了新的活力。作为美国第一个空间科学研发机构ARPA,从首要任务和使命被剥夺后的迷失中找到了自己的方向。”正如贝尔奥菲尔所说,历经坎坷的ARPA终于走出了迷途。互联网、鼠标、合金材料、无人驾驶汽车、智能义肢……这个机构奉献出来的创新产品,深刻地影响并改变着世界。

不可思议的“创新机器”—DARPA部分项目与成果介绍

不可思议的“创新机器”—DARPA部分项目与成果介绍
时间: 2012-08 来源: 千人杂志引言: DARPA究竟做了哪些贡献?让我们通过这些听起来或不可思议的项目,进一步认识神奇的DARAP。

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DARPA成立之初的目的是使美国能在人造地球卫星和探索太空等研发领域对抗苏联,不再重蹈人造卫星落后于苏联的覆辙。随着NASA的成立,DARPA在一番摸索之后最终将其研究方向确定为:前瞻性的高科技关键技术研发,决心以先发制人的战略建立起美国的科技战略领先优势。

54年以来,DARPA在前沿领域的探索取得了辉煌的成就,为现代科技的快速推进打下了坚实的基础,深刻地影响了美国甚至全世界的科技发展。DARPA究竟做了哪些贡献?让我们通过这些听起来或不可思议的项目,进一步认识神奇的DARAP。

口译机器

这是DARPA在2003年推出的项目,主要为在海外执行任务的士兵提供的翻译解决方案。虽然现在还不能在市场上买到,但DARPA已经研制出翻译器成品,在伊拉克投入使用。尽管它无法提供实时的语音翻译,暂时只支持离线翻译,但在实际使用时,这款设备可以根据个人需要识别各种不同的语言,准确率达到70%。

砷化镓——无线通信芯片的核心材料

砷化镓是DARPA一项不为人知的重大成就,1972年开始的这个项目主要是寻找传统的基于硅元素的IC材料的替代品,电子迁移率高、功耗低且更适应高频工作的砷化镓材料成为DARPA的新目标。但是砷化镓材料价格高昂,直到80年代中期,DARPA借助一个巨大的计算机研发项目才真正地推动了砷化镓的研究。现在,砷化镓已经成为无线通信芯片的核心材料,手机、卫星等都要使用这种新型半导体材料。

仿生手臂

DARPA希望打造“功能完全,可用人脑控制,具备感觉”的仿生手臂,先后已经有两个研发项目在为之努力,现在取得了不俗的成绩。DARPA资助的科学家已经研制出能够向肌肉发送指令,并处理肢体回馈信息的手臂,安装在人身上后,该手臂可以弹钢琴,甚至能感知到外界的刺激。

F-117隐形战机

F-117隐形战机是世界上第一架可以正式作战的隐身战斗机,在战争中能够避开雷达的侦测。DARPA的这项成果参加了巴拿马战争、海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争等实战行动。F-117是DARPA在军事科技创新方面带给美国的惊喜,此后,洛克西德马丁、波音等公司运用这项成果制造了独步世界的军工产品。可以说,美国在战机隐身技术上能够取得如此长足的发展,DARPA功不可没。

互联网前身——阿帕网

阿帕网诞生于DARPA的“维拉”项目。40多年前,美苏冷战,各国频繁进行秘密的核爆试验。为了监测这些地下核爆试验,DARPA在全球建设了130个监测中心,而“维拉”项目的任务就是要通过一个特殊的网络协议把这些分散在世界各地的监测中心连接起来,实现数据共享和软件漫游。这个网络协议后来被命名为“TCP/IP”,沿用至今,而联网的数据中心则发展成为阿帕网,进而发展成现在人所皆知的互联网。

GPS

GPS源于DARPA在1958年开始资助研制的一种子午仪卫星定位系统,1964年投入使用。尽管该系统在定位精度方面尚不尽如人意,但是它验证了由卫星系统进行定位的可行性,也为DARPA在卫星定位方面的研究积累了经验。70年代,DARPA又投资了一项将GPS接收终端体积缩小、重量减轻的研发项目,最终将其缩小至只有一个小烟盒大小,这又为GPS的民用和普及奠定了基础。时至今日,这项技术已经被应用于人类生活的多个领域,市场价值每年高达几百亿美元。(整理/胡新智)

从DARPA看我国前沿研究机构该怎么做

从DARPA看我国前沿研究机构该怎么做
时间: 2012-08 来源: 千人杂志引言: 从DARPA的成功经验看,构建协同创新环境,一方面需打造透明开放的科研信息共享平台;另一方面,需建立可分阶段介入的、动态决策的良性科研竞争模式。

DARPA能为中国前沿研究机构带来怎么样的启示?

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扁平化的机构框架

DARPA是怎么做的:

DARPA机构的主体,由一系列平行设立的项目办公室组成。这些项目办公室相互之间并无任何行政上的隶属关系,这就避免了机构内部互相牵制的现象。DARPA的最高行政首长是局长,但DARPA局长通常只负责战略性的规划和协调,而不干预各个项目办公室的日常工作。对外,从起初的直接向国防部长报告到现在直接向国防部国防研究和工程主管报告,DARPA都没有来自外部的任何部门或者个人的牵制。虽然在项目中需要和其他军事机构或研发机构协调合作,但DARPA也始终保持着自己对于项目决策、执行和管理的独立性。

对我国科研机构组织和运行机制上的启示:

科技创新需要土壤,做引领世界科技革命的创新更是如此。DARPA特立独行的、精简的机构设置,缩短了决策流程,同时授予项目经理足够的自主权利,从而释放了科学家的能量,充分发挥组织机构对于科研工作的支撑作用。更值得一提的是,它将官僚体系对创新的影响降至最低。

因时因需而变的内部设置 DARPA是怎么做的:

在DARPA,不存在终身的或全程式的技术办公室,每隔一定时间都会根据DARPA的总体战略进行调整,以保证DARPA在决定未来科技发展的重点领域进行创新研发。例如,在上世纪最后的二十年,DARPA将主要的战略方向调整到信息技术、航天技术领域;目前DARPA又在战略发展方向上增加了电子技术和材料技术的内容。

对我国科研机构设置的启示:

前沿科技研发机构的架构设置应简单明确、与时俱进。确保研发机构管理层从总体上把握的战略和运行规则可以得到有效执行。

“偏爱”前瞻性的项目 DARPA是怎么做的:

DARPA着眼于未来需求,强调创新思想、概念,而不是简单地解决眼前的现实问题。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1960年开始进行Arpanet的研究,而Arpanet后来才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。DARPA宪章强调进行的是“高风险、高回报”研究,对于前沿研究中潜在的的高风险,DARPA强调科学管理风险,而不是逃避风险。

对我国构建科研文化的启示:

一个国家的尖端科研机构,一定要将眼光放在未来具有战略意义和变革作用的项目上,以产业化结果为导向,力求输出成果改变游戏规则,创造出新的概念或产业。因此,我国机构应在组织、管理和人事政策方面鼓励个人责任和首创精神,而且要最大限度地包容失败。

有限任期的项目经理 DARPA是怎么做的:

和任何传统的政府机构不同,DARPA真正的灵魂和核心,既不是DARPA任何级别的行政领导,也不是主持承担具体研究课题的科学家,而是项目经理。项目经理在组建团队、经费使用等方面,具有极高的自主权利。而出于责任感和使命感,项目经理会谨慎地行使他所管理项目的权利。同时,被雇佣的项目经理一般签署短期聘用合同,任期大约在3-5年。

对我国科研机构用人机制的启示:

前沿科技的研发风险大、变化多,需要更多地依赖于有经验、有技术背景的专业人士的分析和判断,因此,研发的责任主体应从团体转向个人,更多的依靠个人的能力和责任感。而这些个人应采用短期聘用制,这有利于保证团队拥有鲜活的观点及思想。

公开透明的良性竞争模式 DARPA是怎么做的:

DARPA在全社会潜在的信息资源体系,例如各类政府府机关、院校、研究所、企业、智库等之间,建立了完备的信息交流渠道。在这个过程中,DARPA坚持向所有潜在的参与者提供同等的信息,并采取开放的项目执行方式,形成永不间断的竞争态势。在分阶段的项目执行过程中,则随时可以从外部吸纳更新、更有效的技术方案,而这正是DARPA强大生命力的源泉之一。

对我国构建协同创新环境的启示:

我国最新颁布的国家中长期《科技规划纲要》中指出:目前,我国各方面科技力量自成体系、分散重复,整体运行效率不高,科技宏观管理各自为政已经不能适应科技发展新形势的要求。从DARPA的成功经验看,一方面需打造透明开放的科研信息共享平台;另一方面,需建立可分阶段介入的、动态决策的良性科研竞争模式。如此一来,才可形成开放并包的具有生命力的协同创新环境。(供稿/“千人计划”专家联谊会ICT专委会 编辑/方令)

亲历者视角:从MONET项目看DARPA的影响力


亲历者视角:从MONET项目看DARPA的影响力
时间: 2012-08 来源: 千人杂志引言: 在硅谷的每一轮高科技浪潮背后都可以看到DARPA的影子。以进行前沿研究著称的DARPA似乎总是站在潮头,为后来者开拓方向。

硅谷的每一轮高科技浪潮背后都可以看到DARPA的影子

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文/潘今一

相信不少光通信业内人士至今还记得,上世纪末业内曾经上演“疯狂”一幕:从1998年开始,华尔街和风险投资以无可比拟的热情进入光通信行业,短短三年之间,他们共投进800亿美元的风险资金。同一时间,行业内掀起创业浪潮,一个个在研究室埋首耕耘的科学家们纷纷转型成为企业家。而Sycamore和Avanex两家公司更是分别以712%和500%的涨幅开盘上市,创下了纳斯达克的纪录,市值则分别达到140亿美元和100亿美元。

但很少有人意识到,彼时光通信行业大爆发的真正推手是DARPA——其资助了一个代号为MONET的超级大项目,这个项目让投资者们看到了光通信网络的商用前景,同时也为这个行业培养出大量优秀人才。

由此,DARPA再一次证明了自己无与伦比的影响力,尽管它可能并不为人所知。笔者则有幸参与了这个项目,亲眼见证了MONET如何为光通信行业的高速发展打下基础。

1993年暑假,我的博士生导师莫哈默得?阿里告诉我,贝尔实验室可以为我提供一个工作机会,参与它们一个有关光通信的研究项目,但是没有薪水。当时我正忙于博士论文,参与实际的项目对我的论文有利,再加上我并不需要在暑假赚钱(读书期间,我已经在做二手医疗仪器修复、转卖的生意),于是欣然应允。

当时的贝尔实验室还处于鼎盛时期,里面聚集了大批光通信领域内的泰斗级人物。第一天前去报道时,我就见到了许多大牌科学家,比如厉鼎毅博士、李天培博士、林清龙博士、张继坤博士等。尽管当时我还不知道自己即将要参与的是什么项目,但从这些科学家们颇为兴奋的言谈间,我察觉到这必定是一个十分重要的项目。第二天,在一个比较大的部门会议上,Dr.Bert Hui揭晓了“谜底”:这是一个由DARPA资助并领导的超级大项目“下一代超高速波分复用光通信传输网”,代号MONET(Multiwavelength Optical Networking)。而Dr.Bert Hui本人正是这个项目的项目经理。

之所以称之为超级大项目,一是因为MONET由多家研究所、公司、运营商和政府机构组成的联合项目组共同推进,包括贝尔实验室、贝尔通信研究院、美国最大的电信公司AT&T、美国国家安全局NSA、美国海军研究室NVL、以及部分高校;二是因为这个项目投资额大,除了美国国防部出资一亿多美元外,贝尔实验室、AT&T等运营商也共同投资一亿多美元。

在这个项目中,除了Dr.Bert Hui外,还有来自贝尔实验室的知名科学家Adel Saleh(光放大器数学模型奠基人)和来自贝尔通信研究院的一位高级主管一起担任具体的项目负责人。在此之下,项目又被分为几个研究工作组,包括激光器、光器件、网络架构、硬件开发、驱动软件、系统集成、网络管理以及实际运营系统,每一个研究工作组都有直接的负责人。按照相互关联性,这些工作组又被分为几个子系统组,子系统之间、各个参与机构之间建立了联络官机制(liaison officer),以便相互之间的及时沟通与交流。在研究组内,每周都有内部讨论会,及时地修改试验和运算结果;每月则有一次子系统碰头汇报会,研究组互相交流研究结果,有些结果还要交给其他工作组整合,同时工作组还要听取其他组对自己研究模块的反馈,然后再在下一版中根据反馈意见做出必要的修改。

我当时被分配到了网络架构组,这个组的具体课题是研究当16波长或32波长在同一光通信网络中通过多少个全光节点后,光信号的信噪比、信号均衡性、误码率可以继续支持万兆速率的信号要求,而我的任务就是将网络组提出的网络架构通过计算机仿真模拟出来。我的研究工作进展得颇为顺利,研究结果也得到了认同。三个月暑假之后,贝尔实验室的老板希望我转为正式员工,因为项目进入了非常重要的阶段,我负责的整体系统设计的仿真工作需要继续进行。如此一来,我便真正地进入了MONET体系。

成为正式员工后,我可以参加每季度召开的联席会议。联席会议的主要内容是DARPA项目经理Dr.Bert Hui听取各个研究组的汇报,然后制定出下一阶段的研究计划。项目经理的权力特别大,在联席会议上,他可以当场砍掉一个子项目,也可以新增一个子项目,还可以当场挪动各个工作组的预算。因此,每次季度联席会议之前,包括贝尔实验室最大的老板在内的所有参与者都非常紧张,以至于贝尔实验室的副总都要亲自参与会议的前期准备,甚至亲自出马,在会上向Dr.Bert Hui汇报进展。

每周内部讨论会、每月子系统碰头汇报会、每季度联席会议……就这样,DARPA主导的这个项目有条不紊地推进,直至1998年和1999年间项目逐渐结束。至此,MONET项目基本实现了它最初的愿景:定义和演示最佳的实现多波长国家主干光网络的方式,以服务于美国政府需求和其他商业需求。

DARPA的研究发现让光通信网络的前景变得十分诱人。从1998年开始,嗅到机会的华尔街以及风险投资商携带大量资金涌入下一代光网络,这个领域内的技术专家和科学家则成为他们的主动投资对象,尤其是参与过MONET项目的人。那时,我的同学、同事、领导都纷纷投入创业洪流,从科学家变成企业家。

MONET项目的贡献还在于为光通信行业培养了大量的优秀人才。那几年,行业内比较有名的公司,如Sycamore、Avanex、ONI、Cerent、Xeros、Qtera、JUSU、SDI等等,其创始人都是MONET项目的参与者。我自己也在1999年带着2000万美元投资创业,创建Sorrento Networks (神通网络公司),16个月后在纳斯达克上市。

其实,除了这次的MONET项目直接带动了光通信行业的新发展,在硅谷的每一轮高科技浪潮背后都可以看到DARPA的影子。以进行前沿研究著称的DARPA似乎总是站在潮头,为后来者开拓方向。(编辑/胡新智)

潘今一,国家“千人计划”入选者,上海弘视通信技术有限公司董事长,美国纽约市立大学博士;先后在美国贝尔通信实验室、诺基亚中央研究院从事研究工作,拥有12个国际专利,是著名的通信专家;曾三度创业,每次都取得成功;现在也是活跃的天使投资人和创业导师,投资了多家高科技公司。

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