開礦者與採礦工廠

學術界與工業界的職涯選擇相信是許多博士生想破頭的問題。前陣子我和同為 UCSD BIOE 博班的好友聊到此話題,他提出一個貼切又有趣的比喻來思考學術界和工業界的差異,在這裡紀錄開展這個想法,分享給讀者。

學術研究員像是開礦者,在未知的領域尋找礦脈;而業界公司則像採礦工廠,在已知的礦源上高效率大規模地採礦

學術研究像在尋找礦脈,研究員是開礦者。探勘任務十分困難並具有高風險。他們必須下工夫研究附近的地形 (Domain Knowledge) 以利選定開採點 (Hypothesis)。而後必須花費時間和精力開挖 (Experiment),卻不見得能發現礦源。幾經推敲或反覆嘗試如果仍沒有結果,就必須割捨之前的努力,長途跋涉到下一個地點 (Problem/Project) 繼續探勘 。

業界公司則像採礦工廠,勘查者發現礦脈之後,便接手之後的開採作業。以龐大的資源與人力,使開採流程系統化、開採作業規模化、開採效率最佳化,最後能販售礦物 (Products) 賺錢。

開礦和採礦的比喻生動地描述了學界與業界工作本質與目標的差異,幫助我們理解前一篇內容 (學術界 vs. 工業界) 提到的現象:

1. 獨立自主 vs. 團隊合作

採礦工廠已知礦源,投入資源的風險較低,且單位時間投入的資源 (人力、金錢) 越多,礦物 (產品) 的產出就越多。此「Scalable」的特性,使得公司能夠大規模投資,雇用大批員工達到極致的分工,最高效率低成本地生產礦物。自然就形成團隊合作、高度分化的模式。

相對的,開礦者、探勘者的任務具有相當高的風險。「Discovery」的本質就是罕見與高度不確定性,所以投入資源的風險高,單位時間投入越多資源並無法保證越多發現。在此狀況,一個應對的策略就是分散風險,探勘者多半獨自行動,或是分編成小隊,才能同時探勘不同的開採點。這或許是為何 (早期的) 學術研究多是單打獨鬥,各自尋找自己猜想中的礦脈。

2. Originality (原創性) vs. Commercialization (實用性)

開礦探勘者和採礦生產者有許多不同處。第一,開礦任務有較大自由度,探勘的過程想選擇哪個方向幾乎有絕對的自主權 (只要找得到礦源)。相對採礦工作就較有限制,因為採礦工廠通常有較明確的目標。第二,探勘到礦源便有「Ownership」,像美國大西部墾荒時期,圍得起來的地、挖到的金子就是自己的。相對採礦是大家一起生產再分配盈利。第三,開礦是發現的過程,具有原創性;採礦則是將發現的礦源有效率地生產加工,具有實用性。這兩者並無好壞優劣,只有何者較適合自己。

3. 風險 vs. 穩定性

採礦任務相對風險低、報酬穩定,因此能夠負擔較高的底薪,但也較難有成長的幅度。學術界開礦任務風險高,但若有回報也十分可觀 (專利授權金、得獎後帶來的經濟效益等)。至於工業界還是學術界的「貧富差距」較大是個有趣的問題但我不知道答案。

4. Government-driven vs. Public-driven Research

採礦本身有營利,利益便能產生誘因,使人們願意投入時間與資金採礦。但開礦本身 (discovery process) 風險難以預估,即使發現礦源也難以在短時間內營利 (研究受到關注與認可、專利授權到生產產品都有很長一段延遲時間),因此開礦任務使人卻步。

但不能整個社會都在採礦,還是需要有人開發新的礦源。而願意投入大量資金、挑戰長期高風險的目標、又能承擔失敗風險的角色,通常只有政府 (或資本非常雄厚的公司)。或許這也解釋了為何美國研究經費多來自於NSF, NIH, Military (Army, Navy, Air Force, DARPA) 等政府機構。

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開礦與採礦的三階段發展進程

前半部分深入探討了開礦探勘者與採礦生產者在合作模式、目標動機、獎勵機制、資金來源等面向的差異。但是開礦和採礦是否對應學術界與產業界?我覺得可依科學發展進程分三個階段來看。

1. 墾荒初期

科學發展早期,遍地是礦脈。此時研發與生產無需高度分化,發現礦物後便可拿去賣,礦脈枯竭時就自己尋找下一個開採點。因此許多科學家可以跨足好幾個不同領域,也同時是發明家、創業家、實業家。

2. 墾荒中期

隨著科學發展,礦脈的探勘越來越困難,需要投入更多時間與資源,學術和產業難以再兩者兼顧,甚至學術領域也開始高度分化。另一方面,隨著礦源漸減,礦物的價值需最大化,採礦的成本需最小化。這個產業化的過程 (規模化、加工、行銷等),也需要專門的採礦工廠來做。

3. 墾荒末期

當礦脈幾近枯竭或是探勘難度過高,探勘者難以只靠探勘維生,便不得不轉而投入採礦。或許這是為什麼現在學術界很難只做基礎研究,越來越多教授轉向 Translational Research 與應用。研究方向的轉變也帶動了研究方法的轉變。現在許多實驗室 (尤其是生物領域),便是用產葉界規模化的方法,雇用大批熱血廉價勞工 (undergrad & grad),採購自動化設備,讓「研究發現」變成一種生產線 (人力 parameter search)。這是從傳統學界傾向業界的趨勢。

另一方面,採礦工廠隨著貿易國際化,可以擁有豐厚的盈利,便能投資在高風險的開礦作業上,自己雇用研究員或包外給研究團隊。因此在某些採礦工廠能賺很多錢的領域 (IT, Pharmaceutical),其研究的水平並不輸給學術界。這是從傳統業界傾向學術研發的趨勢。

結語

文章的最後,想平衡論點。現今的科學發展處於哪個墾荒階段似乎因領域而異,而且也隨科技、技術、理論的突破有所改變。像十九世紀末物理學家認為 (古典) 物理學的問題已經做完了,直到二十世紀初相對論、量子力學被提出才又打開了新的篇章。因此科學發展的整體礦源仍可能增加,像過去發現美洲新大陸或是未來殖民火星。而礦源的動態變化,會影響開礦與採礦的生態,也會改變學界探勘者和業界採礦工廠的策略與協作模式。

總結來說,開礦和採礦的比喻描述了傳統學術界和傳統產業界在合作模式、目標動機、獎勵機制、資金來源等面向的差異。但現今學術界和產業界的界線越來越模糊,學術界越來越多應用,產業界越來越多研發,兩者差異無法一概而論。

透過這個比喻,或許能讓我們有個思維模型來看待「研究」與「生產」兩種不同的工作,以及它們在學術界與產業界的狀況。希望能幫助讀者思考,究竟喜歡開礦還是採礦多些呢?

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