W ostatnich trzech dekadach XIX w., bardziej niż kiedykolwiek, badania naukowe okazały się czynnikiem potęgi państw. Stało się tak głównie za sprawą Niemiec. Coraz częściej zaczęto łączyć ich sukces gospodarczy i polityczny z poziomem nauki uniwersyteckiej.
Zarówno uczeni uniwersyteccy, jak i koła przemysłowe, zaczęli przejawiać większe zainteresowanie nawiązaniem ze sobą współpracy. Jednocześnie coraz częściej rolę pośrednika w powiązaniach uczonych z przedstawicielami przemysłu zaczęły podejmować państwa pozostające „pod rosnącym wpływem politycznym kształtujących się i rosnących w siłę karteli”. „W latach 1880−1890 społeczeństwo, w którym nauka związana z kulturą humanistyczną dysponowała autonomią względem gospodarki i polityki, zaczęło przekształcać się w takie, w którym nauka jest sprzężona dwustronnymi zależnościami właśnie z gospodarką i polityką, odłączona natomiast – jeśli zgoła nie izolowana – od kultury humanistycznej.”
Przed rokiem 1870 fundusze na rozwój nauki pochodziły głównie od samego środowiska naukowego. Od ostatnich trzech dekad XIX w. coraz większą rolę odgrywały fundusze przemysłu oraz dotacje rządu. Jednocześnie, coraz bardziej prowadzenie badań naukowych „przestawało być wyłącznie prywatną sprawą czy powołaniem duchowym jednostek, a stawało się zawodem, a więc sformalizowanym obowiązkiem wobec instytucji, które badania organizują i finansują”. Nauka przekształciła się w zawód, taki jak prawo czy medycyna.
Kiedy technologie zaczęły być coraz bardziej złożone i coraz ściślej powiązane z nauką, do ich rozwijania konieczne się stało stworzenie nowej formy organizacyjnej (laboratorium przemysłowego), a do jej opanowania – rozwinięcie nowego typu dyscyplin naukowych (inżynierii przemysłowej) oraz nowych form kształcenia i szkolenia, takich jak uczelnie techniczne.
Dla obustronnego transferu pomiędzy nauką i technologiami kluczowy stał się rozwój nauk stosowanych oraz wiedzy inżynieryjnej. Inżynieria chemiczna, przetwarzająca wiedzę matematyczną, chemiczną, fizyczną, biologiczną i ekonomiczną na potrzeby rozwiązywania problemów dotyczących rozwoju produktów i procesów w przemyśle chemicznym i w innych branżach, torowała drogę wielu innym dyscyplinom inżynieryjnym.
Pierwsze laboratorium przemysłowe powołano w Niemczech w przemyśle barwników w latach 70. XIX w. W latach 80. i 90 tego wieku współpraca między inżynierami produkcyjnymi w przemyśle chemicznym i naukowcami rozwinęła się na szeroką skalę.
Jeszcze w I połowie XIX w. w wielu branżach przemysłu amerykańskiego przedsiębiorstwa podjęły prace nad testowaniem, pomiarami i standaryzacją. Z czasem rozszerzono je o monitoring rozwoju technologii, analizę i kontrolę produkcji, usprawnienia technologiczne oraz (pod koniec XIX w.) systematyczne programy badawcze.
Rozwój laboratoriów przemysłowych był wspomagany przez laboratoria rządowe; np. w Stanach Zjednoczonych w r. 1862 powołano laboratorium pracujące na rzecz rolnictwa, w roku 1901 – National Bureau of Standards do wspierania rozwoju przemysłu i handlu oraz różnych sektorów rządu. Obecnie liczbę laboratoriów rządowych w USA określa się (zależnie od definicji) na 500−800.
W Stanach Zjednoczonych inżynieria techniczna wtargnęła do uczelni w latach 40. i 50 XIX w. W roku 1861 założono Massachusetts Institute of Technology. Po wojnie domowej przedsiębiorstwa amerykańskie zatrudniały coraz więcej inżynierów wykształconych w szkołach wyższych. W r. 1910 uruchomiono pierwsze programy współpracy naukowej uczelni i przemysłu (Mellon Institute w Pittsburghu).
Kończyła się epoka romantycznego niezależnego wynalazcy−konsultanta (Siemens), badacza akademickiego, który staje się przedsiębiorcą (Perkin) oraz jednego badacza w fabryce.
Świat, w którym ceni się nowość, inwencję, innowację, odkrycie i oryginalność torował sobie drogę powoli. Europejski XIX wiek był jeszcze w swych wartościach i postawach bardzo silnie zwrócony w stronę przeszłości. W gospodarce dopiero po II wojnie światowej innowacje technologiczne uznano w krajach rozwiniętych za główną funkcję firm, na równi z marketingiem, produkcją i kontrolą finansową. Idea wzrostu jako głównego celu przedsiębiorstwa narodziła się po roku 1900, a idea innowacji technologicznych jako istoty wzrostu upowszechniła się dopiero po II wojnie światowej, a szczególnie – w II połowie lat 70. XX w.
Przed II wojną światową i aż do końca lat 70. dominującym paradygmatem wśród firm była zamknięta innowacja. Badania i rozwój uznawano za „aktywa strategiczne”, których żadną miarą nie powinno się sprzedawać innym firmom. Pozwalały sobie na nie tylko największe firmy, takie jak np. DuPont, Merck, IBM, GE i AT&T. Innowacje wprowadzano w ramach modelu zamkniętego. Prace nad B+R osłaniane były tajemnicą, sądzono, że ten, kto pierwszy dokona wynalazku, zgarnie największą część rynkowego tortu. Ustaleń chronionych patentami nie sprzedawano konkurencji. Firmy prowadziły badania technologiczne na szerokim froncie, w przód (klienci) i wstecz łańcucha wartości (dostawcy), od badań podstawowych ku usprawnieniom poprzedzającym uruchomienie produkcji, a także od narzędzi po materiały i od projektowania po produkcję, a także od B+R po marketing i sprzedaż. W laboratoriach obowiązywała zasada „niewymyślone tutaj” (not invented here), która zanim nabrała wydźwięku ironicznego oznaczała tylko brak zaufania co do sprawności cudzych nieprzetestowanych rozwiązań.
Stopniowo ukształtował się model innowacji nazywany w literaturze „liniowym”, „podażowym” czy też modelem „tłoczenia”. Był to model o wyraźnie wyodrębnionych funkcjach poszczególnych ogniw procesu innowacyjnego. Podejście podażowe, tzw. pchnięcia nauki (tzn. przekonanie o istnieniu ścisłych powiązań pomiędzy wydatkami na badania podstawowe a postępem technologicznym i poprawą wydajności) przedstawiało naukę jako czynnik zewnętrzny, izolowany od rynku i od rozwoju technologicznego. Kładło ono także arbitralnie nacisk na pierwszym ogniwie modelu liniowego – badaniach podstawowych – traktowanym jako inicjator sekwencji działań, które w miarę konkretyzowania przedmiotu nabierały charakteru coraz mniej teoretycznego, a coraz bardziej stosowanego, by z czasem dać początek pracom rozwojowym, a następnie aplikacyjnym, prowadzącym do produktu rynkowego. Podejście to jest do dziś mocno wspierane przez lobby uczonych, którzy twierdzą, że „dzisiejsze inwestycje w badania podstawowe to lepsze warunki życia jutro”.
Zgodnie z ideą tego modelu przedsiębiorstwa zatrudniały wykwalifikowanych specjalistów, pozostawiając ich samym sobie w „kreatywnym”, możliwie odosobnionym miejscu, z nadzieją, że korzystając z najnowszego i najdroższego sprzętu uzyskają oni wybitne wyniki. Strategia ta była powszechna w zarządzaniu B+R w wielkich firmach w latach 50. Oparta była na wierze, że właściwa mieszanina mózgów, pieniędzy, sprzętu i czasu dla rozwinięcia idei pozwoli naukowcom i inżynierom (jeśli tylko zostawi się ich samych) wymyślić nowe wyroby i procesy, które przełożą się na dochody, zarobki i udziały w rynku.
Uniwersytety hołdowały ideałom autonomii, więc nie oczekiwano od nich pomocy. Pracę na rzecz przemysłu określano w nich nieraz drastycznie jako prostytuowanie się, a ludzi takich jak Edison nazywano w najlepszym razie „druciarzami”. Pewien wyjątek stanowiły doświadczenia amerykańskie (np. Frederick Terman i William Shockley, Uniwersytet Stanforda, uznawani za ojców Doliny Krzemowej). Uczeni powtarzali jak mantrę, że badania podstawowe są owocne dla społeczeństwa wtedy, gdy nie są hamowane przez obowiązek uzyskiwania krótkoterminowych lub określonych wyników. Jeśli tylko rządy pozostawią decyzje o badaniach samym uczonym, nauka znajdzie sposób służenia gospodarce i społeczeństwu. Idee te znalazły wyraz w głośnym raporcie Vannevara Bussha Science, The Endless Frontier (1945).
Zgodnie z opisywanym modelem B+R było traktowane w koncernach jako koszty narzutu, jako pozycja w budżecie. Pieniądze na B+R dzielono według dyscyplin, a nie według planowanych zadań. Postęp i wyniki monitorowano na podstawie rutynowego opisu wykonywanej pracy. Nie stosowano późniejszych technik ewaluacji przemysłowego B+R. Podobne podejście dominowało w stosunku do badań naukowych finansowanych z funduszy publicznych.
Dominacja badań podstawowych w liniowym modelu innowacji (1945−75) zbiegła się w czasie z dominacją USA w rozwoju nauki i techniki, fizyki wśród dyscyplin naukowych, wielkich korporacji jako głównego motoru innowacji technologicznych, a także z wciąż wielką siłą oddziaływania programu Manhattan oraz zimną wojną. USA były dostatecznie duże i bogate, aby prowadzić badania we wszystkich dziedzinach i górować na wszystkich frontach. Amerykanie potrafili spożytkować technologicznie i rynkowo własne odkrycia naukowe.
Wzrost gospodarczy po II wojnie światowej odbywał się w ramach paradygmatu węgla i stali (standaryzowane produkty masowe, ekonomia skali oraz dominacja wielkich przedsiębiorstw). Neokeynsizm królował jako doktryna polityki makroekonomicznej, „zawodność rynku” (po wciąż żywych doświadczeniach wielkiego kryzysu) budziła większą troskę niż „zawodność państwa”, a jako środek ograniczania „zawodności rynku” uznawano nacjonalizację oraz działania antymonopolowe. Uniwersytety kształciły nadal przede wszystkim elitę – głównych menedżerów, służbę cywilną, wolne zawody. Przemysły bardziej zaawansowanych technologii opierały się na wielkich laboratoriach badawczych, rządowych albo koncernów, rozwijających odkrycia dokonane w badaniach podstawowych od końca XIX w. (np. w przemysłach chemicznym i farmaceutycznym). W korporacjach współpracujących z uczelniami przeważał liniowy model innowacji. Stały wzrost umożliwiał nieprzerwane zwiększanie publicznych inwestycji w B+R. Znakiem czasu, zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych i Europie, były wielkie programy badawczo−technologiczne, wojskowe i cywilne, realizowane przez centralnie koordynowane wielkie zespoły badawcze pracujące na aparaturze wielkiej skali.
Załamanie opisanego układu następowało stopniowo, choć powszechnie wskazuje się na przełom lat 60. i 70., z podkreśleniem katalitycznej roli kryzysu naftowego 1973−74. Okazało się, że łatwe korzyści z przyjęcia i przyswojenia istniejących technologii zostały wyczerpane. Wiele zrazu rewolucyjnych technologii, jak półprzewodniki, weszło w okres dojrzałości. To, co było kiedyś produktem innowacyjnym, stało się towarem powszechnego użytku. Branża po branży popyt spadał lub zanikał, a wzrost konkurencyjności obniżał wcześniejszą skalę zysku. Gdy technologie stały się szeroko dostępne, a potrzebna wiedza – skodyfikowana, nowo uprzemysławiające się kraje Azji, posiadające wykształconą i tanią siłę roboczą, bez trudu rozwijały teraz tradycyjne przemysły (np. tekstylny, hutniczy, stoczniowy i samochodowy) u siebie. Reakcją była ucieczka w wyższą jakość, specjalizację, zastępowanie pracy kapitałem, outsourcing. Pozwalało to na zachowanie dotychczasowej stopy zysku, ale kosztem zatrudnienia.
Dominacja USA, tak w gospodarce, jak i w technice oraz badaniach, malała. Europa i Japonia doganiały Stany Zjednoczone na drodze adaptacji technologii. Nauki biologiczne i medyczne zajęły miejsce fizyki w rządowych wydatkach na badania. Świat został powiązany mocniejszymi niż dotąd więziami. Awans Europy i Japonii zrodził pytania co do słuszności wspierania przez państwo badań naukowych, których wyniki są publicznie dostępne i które mogą zostać wykorzystane przez inne kraje. Nowe, kolejno awansujące obszary badań technologicznych, określane skrótowo jako „info” i „bio” (rozwijane szczególnie od lat 70.) oraz „nano” (od połowy lat 90.), miały inny charakter od dotąd dominujących technologii. Charakteryzowały się one nie tyle powolnym rozwojem jednego dominującego paradygmatu, dzięki czemu proces innowacji miał charakter kroczących, drobnych usprawnień, co raptownym następstwem różnych wzorców, wymagały nie tyle koncentracji i centralizacji wokół wielkiej aparatury, co wielości wysiłków badawczych podejmowanych przez różne zespoły działające w różnych ośrodkach, połączonych ze sobą nie tyle wspólnym wyposażeniem, co stałą wymianą informacji.
Jednocześnie zmieniły się wzorce konsumpcji i produkcji. Nowe wzorce wymagały odmiennych form organizacji przemysłowej. Wyższe standardy wykształcenia i zmieniające się preferencje konsumentów pobudzały popyt na produkty mniej standaryzowane, lepiej skrojone na miarę indywidualnych potrzeb klientów. Motorem wzrostu nie była już skala produkcji, ale jej zawartość. Gdy Europa zbliżyła się pod koniec lat 60. do frontu technologicznego, akumulacja kapitału i adaptacja importowanych technologii przestały napędzać wzrost, a stało się to w chwili, gdy zaczął się chwiać paradygmat węgla i stali, ustępując technologiom informatyczno−telekomunikacyjnym. Innowacje stały się znacznie ważniejszym niż poprzednio czynnikiem wzrostu. Wymagały one nowych form organizacyjnych.
Od lat 70. zmniejszała się miażdżąca dotąd przewaga wielkich korporacji w badaniach naukowych biznesu. Nowym graczem na polu badań przemysłowych okazały się małe i średnie przedsiębiorstwa, które, w przeciwieństwie do wielkich korporacji, nie były w stanie rozwijać szerokiego frontu badań, a bardziej koncentrowały się na niszach i korzystaniu z dostępnej wiedzy. Większego znaczenia w gospodarce nabrały: integracja pozioma, elastyczność organizacyjna, mobilność personelu (wewnątrz i pomiędzy firmami), rozszerzanie form i skali finansowania rynkowego, popyt na B+R oraz wyższe wykształcenie, które stawało się coraz bardziej masowe. Wszystkie te przemiany wcześniej i na większą skalę zaszły w Stanach Zjednoczonych.
Były też i inne czynniki erozji nakreślonego wcześniej modelu, zwłaszcza od lat 80.:
• wzrost kosztów B+R oraz skrócenie cyklu technologicznego produktów i usług, które zmuszały do korzystania z dostępnych rozwiązań bez czekania aż wymyślą je zatrudnieni w firmie wynalazcy;
• wzrost znaczenia dostawców i klientów jako źródeł innowacji;
• rozwój rynku kapitału ryzyka oraz związany z nim wzrost liczby małych firm technologicznych;
• spadek rządowego finansowania uniwersytetów i laboratoriów publicznych (związany m.in. ze starzeniem się społeczeństw i kryzysem państwa dobrobytu), zmuszający je do poszukiwania nowych źródeł utrzymania;
• wzrost mobilności wysoko wykwalifikowanych ekspertów, którzy opuszczając firmy, zabierali ze sobą pilnie strzeżone tajemnice;
• upowszechnienie wiedzy, m.in. dzięki nowym narzędziom elektronicznym (bazy danych, Internet), mierzone m.in. przez wzrost liczby posiadaczy patentów, wśród nich małych i średnich przedsiębiorstw oraz przez wzrost liczby absolwentów uczelni i doktorów.
Wszystkie te czynniki pociągnęły za sobą zmianę modeli innowacji w gospodarce. Jako reakcja na model „pchnięcia nauki” pojawił się inny model liniowy, odwracający sekwencję zdarzeń („podejście popytowe”), nazywany najczęściej modelem „ssania”. Ogniwem decydującym o kierunku rozwoju byli w nim producenci lub sprzedawcy, którzy określali potrzeby nowych produktów, usług, sposobów działania oraz formułowali wstępne wyobrażenia o wyrobie finalnym. Ich zapotrzebowania i wyobrażenia przekazywane były ogniwom konstrukcyjnym, projektowym, a w razie konieczności badawczym.
Obydwa modele – „popytowy” i „podażowy” – miały podobny charakter. Opierały się na „wiązaniu” ze sobą wyodrębnionych uczestników procesów innowacyjnych, którzy występowali w stosunkowo dobrze określonych rolach i pełnili jasno określone funkcje w ramach stosunkowo zamkniętego układu. Niezależnie od kogo pochodziła inicjatywa ich organizowania, ideą było tworzenie systemów poddających się planowaniu i kontrolowaniu. Ale tego rodzaju sposób myślenia, zgodny z logiką działania producentów i sprzedawców samochodów, produktów spożywczych czy farb i lakierów, tracił wartość w okresie wzrostu znaczenia produktów i usług informatycznych, telekomunikacyjnych i biotechnologicznych. Schemat liniowy innowacji coraz częściej ustępował schematowi interaktywnemu i otwartemu, w którym różni twórcy innowacji stale się konsultowali i współpracowali ze sobą i w którym punktem wyjścia do innowacji najczęściej były nie tyle odkrycia naukowe, co projektowanie technologiczne.
W koncernach zmieniały się praktyki zarządzania B+R. Zyskały znaczenie metody oceny ilościowej kosztów i korzyści projektów oraz monitoring postępów prac w stosunku do projektowanych zadań, z początku w odniesieniu do poszczególnych projektów, z czasem (gdy uświadomiono sobie, że choć każdy poszczególny projekt może mieć swoje racje, zespół projektów może nie pasować do strategii przedsiębiorstwa) w odniesieniu do całego ich pakietu.
Zmiany te miały swoją analogię w podejściu do finansowania badań ze środków publicznych. Ustał stały nieprzerwany wzrost rządowych dotacji na badania. Obszar dawnej samodzielności w doborze tematyki i metod skurczył się, a na wpół feudalne stosunki mistrza i ucznia stawały się coraz rzadsze. Nauka stała się szczuplejsza, bardziej zracjonalizowana, zarządzanie instytucją naukową upodobniło się do zarządzania firmą, z indywidualnego przedsięwzięcia przekształciło się w przedsięwzięcie zbiorowe. Proceduralizację, oceny efektywności itd. potraktowano jako antidotum na prace ciągnące się w nieskończoność, źle zaprojektowane, niekonkluzywne, na badania nierokujące szans zastosowań nawet w odległym horyzoncie czasu, na dublowanie aparatury itd. W efekcie wszystkich opisanych zmian, ministerstwa oraz agencje rządowe finansujące badania przeszły od prostego podziału funduszy do ich profesjonalnego zarządzania. Nauka publiczna ewoluowała od względnej autonomii w okresie powojennym, poprzez stadia wzrastającej presji na rozliczanie (finansowe i społeczne) i zgodność z priorytetami rządowymi, aż do dzisiejszej sytuacji, gdy większość badaczy zachęca się do ukierunkowania badań na tematy, które mają znaczenie gospodarcze i społeczne.
Zmieniło się uzasadnienie i formy finansowania badań podstawowych. Dostrzeżono, że należy je finansować nie tylko ze względu na odkrycia i ustalenia prowadzące – poprzez etapy badań stosowanych i prac rozwojowych – do nowych produktów i usług, ale także dlatego, że uprawianie ich kształci w umiejętności stawiania problemów, uczy technik badawczych, wprowadza badaczy do sieci zawodowych, pociąga za sobą rozwój aparatury badawczej, a gdy badacze migrują do sfery praktyki lub podejmują współpracę z gospodarką, edukacją, służbą zdrowia czy administracją, wszystkie te elementy stają się sprężyną rozwoju społeczeństw i gospodarek. Zwrócono przy tym uwagę, że te dotąd pomijane elementy badań niekoniecznie przepływają liniowo z badań podstawowych do praktyki. Częściej są one rodzajem stałego łącznika pomiędzy obiema sferami.
W świecie szeroko rozpowszechnianej wiedzy okazało się, że firmy nie mogą polegać tylko na swoich własnych badaniach, ale muszą w znacznie większej mierze śledzić rozwój wiedzy na świecie (powstającej w nowych firmach zaawansowanych technologii, uniwersytetach i laboratoriach rządowych), następnie nabywać patenty lub licencje na wynalazki i inne nowatorskie rozwiązania albo kupować firmy. Ponadto okazało się, że firmom opłaca się udostępniać swoje niewykorzystywane wynalazki innym firmom na zasadzie sprzedaży licencji, tworzenia konsorcjów czy firm odpryskowych. Największe firmy korzystające na dużą skalę z otwartych innowacji to m.in. Procter & Gamble czy Cisco. Np. Procter & Gamble doszedł do wniosku, że wprawdzie posiada 8600 badaczy, ale poza firmą 1,5 miliona badaczy pracuje w dziedzinach zainteresowań firmy. W roku 2003 P&G wytworzył 10 proc. swych nowych wyrobów poza firmą; w ciągu najbliższych 5 lat planuje podnieść ten wskaźnik do 50 proc.
ogólnopolski miesięcznik