讨论 | 数字经济的“基础设施”到底是什么？

从经济建设的角度来看，数字经济成为技术创新、贸易和经济发展等领域的核心主题，不少学者和专家对此进行了研究，国家相关部委也出台了相关政策，其中，基础设施作为产业政策中的重点，提及的频率非常高。

由于大家对“数字经济”（Digital Economy）比较熟悉，本文不做赘述；然而对于“基础设施”（Infrastructure），各级政府纷纷把它作为政策支持重点，如果对此不“深究”，恐怕会影响实施的效果。

工业4.0研究院围绕数字经济的动力机制（Dynamics），做了一些研究，特别是跟基础设施相关的内容，初步形成了一些认识。通过该主题的讨论，加深对数字经济的认识。

一、基础设施概念的起源

据考证，基础设施一词最早在1875年法文中出现，但该词汇由拉丁文构成，infrastructure分为infra和structure（拉丁文为structura），infra在拉丁文中为“下面”（below），structura在拉丁文中为“结构”之意。

在1887年，英文才开始从法文中引入该词。不过从《韦氏词典》（Merriam-Webster Collegiate Dictionary）中的介绍来看，该词正式出现于1927年。维基百科的介绍认为，上个世纪40年代，在军事领域NATO率先使用基础设施这个词汇，70年代该词汇开始在城市规划中使用。

2007年1月，NSF发布的基础设施研究报告封面

为了搞清楚基础设施的历史和理论，美国国家科学基金会（NSF，National Science Foundation）在2006年9月，专门召开了三天的研讨会，主题为“基础设施的历史和理论：新科学网络基础设施的经验”（History and Theory of Infrastructure：Lessons for New Scientific Cyberinfrastructure）。

值得国内同行专家注意的是，NSF针对大家对基础设施认识不统一的现状，专门撰写了《认识基础设施：动力机制、冲突和设计》（Understanding Infrastructure：Dynamics，Tensions，and Design）的报告。

通过来自技术、社会科学、历史学家等大致30人的讨论，最终形成了网络基础设施的社会学等视角分析内容。

据工业4.0研究院观察，2006年的开创性项目结束后，NSF继续推进了相关工作，并设立了“先进网络基础设施办公室”（Office of Advanced Cyberinfrastructure），每年对相关研究课题进行支助。

NSF未来网络基础设施研讨会现场

2018年5月30-31日，NSF召开了“未来网络基础设施研讨会”（Workshop on Future Cyberinfrastructure），邀请了Rick Stevens和Ilkay Altinatas做了演讲，分别为《大数据和大科学》（Big Data, Big Science）和《长尾：为所有人提供研究和发现的机遇》（The Long Tail：Research and Discovery for All）。

对于数字经济基础设施研究主题，可以关注NSF一直开展的网络基础设施研讨，这对我们深刻理解基础设施运行机制和方法有较大的好处。

二、基础设施的动力机制

自基础设施正式进入学者的视野中，相关研究成果日益丰富。

以历史的视角来看，Thomas Parke Hughes在1983年撰写的《电力网络》（Networks of Power），对电力行业的演进，做了较为系统的分析，并成为“大型技术系统”（Large Technical Systems，LTS）研究流派，为后来的研究奠定了良好的基础。

《电力网络》及作者Thomas Parke Hughes

这个话题对于历史学家和社会学家都具有吸引力，他们在Hughes的基础上，对电话、铁路、航空等进行了深入研究，形成了不少有价值的成果。

正如NSF的评价，Hughes的最大成就在于以系统的视角认识发明和创新，并形成了三个阶段的演进模型。

（一）系统建设者和系统

毫无疑问，任何基础设施的建设都是基于系统的，那么就必须有系统建设者。需要注意的是，系统建设者不等同于单一的技术提供者，例如，早期Univac和IBM提供的不仅仅是CPU，而是完整的数据处理系统（Data Processing Systems），包括存储设备、录入设备（例如键盘、打卡器等）和输出设备（例如打印机等）。

成功的系统建设者需要解决组织、财务、法律和市场等多种相关问题，大家熟悉的系统建设者有贝尔、托马斯·沃森、乔布斯、比尔盖茨等。

有的时候，政府也会成为系统建设者，例如，互联网的产生不能不归功于美国海军和空军的研究力量。

（二）技术转移和成长

一旦大型技术系统在某地建立之后，其他地方也会蜂拥而上，这就涉及到技术转移议题。

技术转移跟本地化有关，不能简单把一个地方的实践直接移植到另外一个地方。Hughes在分析电力系统的技术转移时，就对此进行了详细分析。

以经济学家的视角来看，技术转移的核心议题是“规模经济”（Scale Economics），如何在技术转移的时候，保证系统建设者的利益，这需要设计技术战略。

（三）整合：网络的形成

Hughes认为，大型技术系统的最后一个阶段是“整合”（Consolidation），这是网络或基础设施最终形成的根本逻辑。

在系统建设阶段，Hughes就指出，建设的根本目标就是提供“服务”。这很容易理解，特别对于数字经济的基础设施，更容易想象其服务模式必然基于平台，历史上信息基础设施的成功路径也证明了这一点。

三、避免基础设施建设中的冲突

NSF在《认识基础设施：动力机制、冲突和设计》报告中，专门对基础设施建设的冲突进行了分析，它指出，基础设施的建设有“赢家”（Winners）和“输家”（Losers），其根本原因有“拥有权”（Ownership）问题，最终谁将拥有这些基础设施带来的好处呢？

我们可以从三个方面来认识这个问题，它们分别是利益排挤（Interest and Exclusion）、拥有权（Ownership and Investment Models）和数据冲突（Data Cultures，Data Tensions）。

冲突一：如何避免利益排挤问题？

任何基础设施的建设，都有赢家和输家，赢家获得了利益，而输家被排除在利益之外。

英国工业地理学家Doreen Massey对工业演进有一套自己的认识，在她的研究中，先进的交通和通信网络给不同的社会人群带来了不同的利益、负担和价值。

英国工业地理学家Doreen Massey

NSF对此进行了分析，提出了“基础设施权力地理分布”（Power Geometries of Infrastructure）的提法，以解释基础设施建设中的各种利益冲突。

如果大家回顾人工智能、工业互联网和智能制造等政策主题，应对Massey所讲的内容有所感触。

冲突二：投资决定了拥有权

数字经济的基础设施建设，应该由投资模式决定拥有权。不过，在国内的基础设施建设中，由于缺乏详细的论证分析，投资和拥有权是割裂的，特别是在数字经济领域，这个问题会比较突出。

虽然投资决定了拥有权，但政府投资的基础设施呢？

在数字经济进入新阶段的时候，这个问题显得非常棘手，也非常重要。通过产业政策支持的基础设施建设，通常应该作为公共服务（Public Service）来提供，但往往不能实现，主要原因是没有谁真的会监督这个事情。

这倒不是政府不想去监督，只是因为技术基础设施专业性强，难以划分边界。即便对于美国来讲，也有类似的问题，所以美国政府要求接受了政府支助的项目，尽量以开源的方式提供，一定程度上，美国政府在推进数字经济要求开源方式，“无意”中打造了全球具有垄断力的开源基础设施。

冲突三：数据文化和数据冲突

NSF对信息基础设施冲突分析，集中到数据上。

数字经济的基础设施包含大量的信息系统，它们承担了数据获取、存储、分享等功能，关系到社会稳定和发展等重大主题。

国内对技术基础设施的隐私权保护相对宽松，学者们还没有以基础设施的角度分析。如何平衡经济发展和个人隐私之间的关系，这对于数字经济健康发展至关重要。

总体来讲，数字经济在建设新型基础设施的时候，应该尽量考虑到以上三种冲突。

四、数字经济基础设施有哪些？

1938年，Alvin Hansen向美国经济协会发布了“长期停滞”（Secular Stagnation）的演讲，他认为，长期经济停滞会带来大量的失业问题。在基本的层面上，由于投资不足，经济最终陷入低增长和高失业率的窘境。

Alvin Hansen提出，克服经济萧条的唯一出路是大规模的新增投资。我们常见的新增投资通常是大规模的基础设施投资，这种投资属于“公共产品”类别，包括道路、桥梁、5G和工业互联网等，这正是我国正在大力推进的政策。

从管理-技术两个维度评价各种技术流派

按照已经出台的各部委政策文件，人工智能、工业互联网、物联网等被称为“新型基础设施”，这似乎从技术创新的角度来选定的。

如果从经济发展的角度来看，数字经济的基础设施有哪些呢？

从长期经济增长（Long-Term Economic Growth）的角度来看，考虑通用目的技术（GPT，General-Purpose Technologies）是一个好的方法。

Richard G. Lipsey和佩蕾丝等人论证了通用目的技术跟技术革命息息相关。工业4.0研究院分析认为，通用目的技术通常都会演化为基础设施，给经济带来强大的动力，从而带动人类社会较长一段时间的经济增长。

目前人工智能、物联网和数字孪生体等被认为通用目的技术，为了把它们转化为“基础设施”，还需要精心的设计。NSF的专家指出路径依赖（Path Dependence），也就是现在所做的政策决定，将影响到基础设施能否支撑未来发展的需要。

总结

在2005年Richard G. Lipsey指出，通用目的技术的研究不是一蹴而就。工业4.0研究院也意识到数字经济作为我国经济未来发展方向，迫切需要解决一些基本问题，数字经济基础设施就是一项关键的任务，本文正是为之做的一项基础工作。

工业4.0研究院借助数字孪生体研究中心重新启航，对国内外相关研究成果进行梳理分析，与中关村大数据产业联盟共同探讨国家发改委委托的“数字经济的新型基础设施”课题。