Geografia innowacji od 1866 roku do chwili obecnej

W ostatnich latach byliśmy świadkami znaczących przemian w zakresie geografii gospodarczej. Jednakże wciąż niewiele wiemy o zmianach w przestrzennej koncentracji innowacji w kolejnych dziesięcioleciach i stuleciach.
Geografia innowacji od 1866 roku do chwili obecnej

(©Envato)

Autorzy niniejszego artykułu wykorzystują nowy zestaw danych zawierający lokalizacje wszystkich amerykańskich patentów z lat 1836–2016 w celu analizy geografii innowacji na przestrzeni czasu. Autorzy stwierdzają, że o ile pod koniec lat 60. XIX wieku koncentracja była równie wysoka jak obecnie, o tyle następnie dość mocno spadła, pozostając na znacznie niższym poziomie przez większą część XX wieku. Ponadto autorzy zaobserwowali znaczne zmiany, jeśli chodzi o tożsamość najlepszych lokalizacji związanych z odkryciami naukowymi.

W ostatnich latach byliśmy świadkami znaczących przemian w zakresie geografii gospodarczej. Lokalizacje, które w latach 60. XX wieku miały bardzo podobny poziom dochodów lub ceny domów, obecnie często bardzo się różnią. Moretti (2012) określa to zjawisko mianem „wielkiej dywergencji” (ang. great divergence) i wskazuje, że kluczową rolę odgrywa w nim powstanie ośrodków skupiających innowacje. Chociaż w ostatnich dziesięcioleciach wiele uwagi poświęcono zmianom w geografii innowacji, pytania dotyczące przemian bardziej długoterminowych wciąż pozostają bez odpowiedzi. Czy dzisiejsze poziomy przestrzennej koncentracji innowacji rzeczywiście nie mają historycznych precedensów? Które lokalizacje napędzają zmiany w przestrzennej koncentracji innowacji na przestrzeni czasu? Jak trwałe jest zjawisko regionalnego przywództwa w zakresie innowacji? Czy jego trwałość wzrosła czy może zmniejszyła się na przestrzeni lat? Naszym celem jest udzielenie odpowiedzi na te pytania.

Mierzymy przestrzenną koncentrację innowacji w oparciu o tzw. metodę „tarczy do rzutek” (ang. dartboard approach)

W ostatnim okresie udało się przezwyciężyć główną przeszkodę, która przez długi czas uniemożliwiała udzielenie odpowiedzi na powyższe pytania – brak precyzyjnie geokodowanych danych patentowych obejmujących bardzo długi przedział czasowy. W naszej nowej pracy (Andrews i Whalley 2021) wykorzystujemy dane patentowe z bazy danych Comprehensive Universe of US Patents (CUSP; Berkes 2018), która zawiera informacje o wszystkich patentach amerykańskich zarejestrowanych od 1836 do 2016 roku. Co ma kluczowe znaczenie dla celów naszych badań, dane CUSP zawierają lokalizację każdego wynalazcy wymienionego w każdym patencie. Informacje geograficzne uzyskiwane są poprzez ekstrakcję nazwy miasta, hrabstwa i stanu każdego wynalazcy z tekstu patentowego. Następnie określamy długość i szerokość geograficzną tej lokalizacji i przydzielamy ją do jej aktualnego hrabstwa w Stanach Zjednoczonych. Ten ostatni krok ma istotne znaczenie w świetle zmian następujących w granicach gmin i hrabstw na przestrzeni dziesięcioleci.

Mierzymy przestrzenną koncentrację innowacji w oparciu o tzw. metodę „tarczy do rzutek” (ang. dartboard approach) przedstawioną przez Ellisona i Glaesera (1997). Chodzi o porównanie obserwowanego przestrzennego rozkładu innowacji z sytuacją kontrfaktyczną, która miałaby miejsce, gdyby innowacje były losowo rozmieszczone w przestrzeni według rozkładu ludności, co pozwala na uchwycenie przestrzennej koncentracji intensywności innowacji.

Wojenne wydatki na R&D katalizatorem dla powojennych innowacji

Na Wykresie (oryginalny artykuł) wykreślamy nasz indeks przestrzennej koncentracji innowacyjności w badanym okresie, wykorzystując tzw. strefy dojazdów do pracy (ang. commuting zones) jako lokalne obszary geograficzne (ang. local geographic areas). Zdecydowaliśmy się na rozpoczęcie naszej analizy od roku 1866, aby wykluczyć możliwe zakłócenia związane z wojną secesyjną. Niezależnie od tego, jaką miarę geograficzną stosujemy, koncentracja innowacji wykazuje niemal identyczne trendy na przestrzeni czasu. Obserwujemy cztery wyróżniające się okresy.

Okres od końca wojny secesyjnej do około 1905 roku był w znacznej mierze okresem nieprzerwanego spadku koncentracji. Co mogłoby wyjaśnić ten spadek koncentracji przestrzennej? Jednym stałym trendem występującym od połowy XIX wieku był postęp w zakresie transportu i technologii komunikacyjnych. Drugim trendem jest powszechny wzrost popularności szkolnictwa wyższego. Goldin i Katz (1999) nazywają ten okres „latami kształtowania się amerykańskiego szkolnictwa wyższego”. Na przykład tzw. ustawa Morrilla z 1862 roku przyznała stanom granty ziemskie, które miały być wykorzystane do sfinansowania budowy lokalnych uczelni rolniczych i mechanicznych. To przyczyniło się do powstania w całym kraju uniwersytetów kładących szczególny nacisk na naukę praktyczną. W większości przypadków te nowe uniwersytety nie były zlokalizowane w istniejących dużych ośrodkach innowacji, ale znajdowały się w pobliżu geograficznego centrum danego stanu, tak aby mogły być łatwiej dostępne dla dominującej populacji wiejskiej.

Andrews (2020) dowodzi w swojej pracy, że założenie lokalnej uczelni skutkowało wzrostem liczby lokalnych patentów, chociaż ten wzrost wynikał głównie z roli uczelni w promowaniu ogólnego wzrostu populacji, a nie z bezpośrednich efektów wzrostu kapitału ludzkiego. Kantor i Whalley (2019) pokazują w swojej pracy, że bliskość uczelni utworzonych z grantów ziemskich ułatwiła również rozpowszechnianie innowacji, a obszary położone bliżej nowych uczelni zwiększały wydajność swojego rolnictwa szybciej niż obszary bardziej odległe. Korzyści płynące z bliskości uczelni utworzonych z grantów ziemskich osłabły na przestrzeni XX wieku, co zbiegło się z upowszechnieniem wynalazków takich jak telefon i samochód. To dodatkowo wspiera argument, że zmniejszenie kosztów transportu i komunikacji prowadziło do mniejszej koncentracji przestrzennie innowacji.

Około 1905 roku wyhamował obserwowany od zakończenia wojny secesyjnej trend spadku przestrzennej koncentracji wynalazków. W kolejnych latach doszło nawet do odwrócenia tego trendu. Na początku XX wieku amerykańska sieć kolejowa była już dojrzała i nie budowano już wielu nowych połączeń. Ponadto w tym okresie działalność wynalazcza w coraz większym stopniu przenosiła się do dużych przedsiębiorstw przemysłowych, które były bardziej skoncentrowane geograficznie niż niezależni, mniejsi wynalazcy.

Druga wojna światowa była przełomowym momentem pod względem zaangażowania rządu w badania i działalność innowacyjną.

Pod koniec II wojny światowej, w 1945 roku, ponownie rozpoczął się proces spadku koncentracji przestrzennej wynalazczości. Druga wojna światowa była przełomowym momentem pod względem zaangażowania rządu w badania i działalność innowacyjną. W czasie wojny znaczne środki na finansowanie badań przyznano wielu ośrodkom, które nie należały przed wojną do najbardziej innowacyjnych lokalizacji. Jednak po zakończeniu wojny wiele z nich utrzymało pozycję znaczących ośrodków produkcji przemysłowej i innowacji.

Począwszy od około 1990 roku nastąpiło gwałtowne zatrzymanie i odwrócenie powojennego trendu spadku koncentracji, co doprowadziło do okresu 25 lat szybko rosnącej koncentracji przestrzennej wynalazczości. Zmiany te mogą wynikać z faktu, że technologia internetowa jest raczej uzupełnieniem niż substytutem interakcji osobistych. Oprócz innych potencjalnych czynników mogą one również być napędzane wzrostem znaczenia wysoce skoncentrowanej edukacji dla regionalnego wzrostu oraz komplementarnością między edukacją a innowacją (patrz Akcigit i in. 2020).

Trendy w zakresie krajowej koncentracji przestrzennej innowacji są napędzane przez kilka elitarnych ośrodków innowacji.

Alternatywnym sposobem wizualizacji przestrzennej koncentracji wynalazków jest wykreślenie udziału patentów ze stref dojazdowych znajdujących się w różnych częściach dystrybucji patentów na przestrzeni czasu. Wykreśliliśmy udział patentów z górnych 5 proc. stref dojazdowych – uszeregowanych według aktywności patentowej w każdym roku – oraz z dolnych 50 proc. Udział patentów w dolnych 50 proc. rozkładu zmienia się znacznie mniej i odpowiada we wszystkich latach za jedynie niewielką część patentów. Wyznaczyliśmy dodatkowo udział patentów w najlepszych strefach dojazdowych. Trendy dotyczące udziału w patentach górnego 1 proc. stref dojazdowych po 1945 roku dokładnie odzwierciedlają ogólnokrajowe trendy w zakresie koncentracji przestrzennej innowacji, przedstawione na Wykresie 1 (oryginalny artykuł). Ogólnie rzecz biorąc, trendy w zakresie krajowej koncentracji przestrzennej innowacji są napędzane przez kilka elitarnych ośrodków innowacji.

Szwajcaria niezmiennie na czele Globalnego Indeksu Innowacyjności

Czy dzisiejsze elitarne ośrodki innowacji zawsze były wysoce innowacyjne? Jak dużą rotację obserwujemy, jeśli chodzi o tożsamość elitarnych hubów innowacji? Wielu decydentów spodziewa się, że lokalizacje liderów w zakresie innowacji będą bardzo trwałe. W końcu jeśli na poziomie regionalnym notowane są rosnące stopy zwrotu i skumulowane skutki innowacji, to wczesne prowadzenie w zakresie innowacji będzie procentować, skutkując trwałością takich lokalizacji.

Aby zbadać trwałość takich lokalizacji, zbadaliśmy korelację pomiędzy udziałem patentów krajowych posiadanych przez daną strefę dojazdową w dwóch różnych punktach w czasie. Podzieliliśmy cały badany okres na pół i wykreśliliśmy korelacje pomiędzy udziałem wszystkich patentów krajowych z każdej strefy dojazdowej w 1866 i 1941 roku oraz w 1941 i 2016 roku. Pojawiły się pewne dowody trwałości, choć w przypadku obu zestawów linia regresji znajduje się poniżej linii 45 stopni, a chmura danych jest dość rozproszona. Co więcej trwałość wydaje się spadać – korelacje dla ostatnich 75 lat są znacznie słabsze niż dla poprzednich 75 lat. W roku 1866 strefami dojazdowymi posiadającymi najwięcej patentów były zazwyczaj największe miasta w kraju, z dominacją regionu północnego wschodu.  Spośród sześciu stref dojazdowych, które stanowiły górny 1 proc. w 1866 roku, cztery nadal były w pierwszej piątce w 1940 roku, a wszystkie z nich zmieściły się w pierwszej siódemce. W 2016 roku Zachodnie Wybrzeże, a zwłaszcza Dolina Krzemowa, ma wśród górnego 1 proc. stref dojazdowych pozycję prawie tak samo dominującą, jak region północno-wschodni w 1866 roku.

Stany Zjednoczone miały na początku rewolucji przemysłowej podobny poziom koncentracji geograficznej jak obecnie.

W związku z powyższym geograficzna koncentracja aktywności wynalazczej obserwowana obecnie nie jest bezprecedensowa, a Stany Zjednoczone miały na początku rewolucji przemysłowej podobny poziom koncentracji geograficznej jak obecnie.

Jednak zmieniający się na przestrzeni czasu stopień koncentracji geograficznej, a w szczególności znaczna rotacja w tożsamości najbardziej wynalazczych lokalizacji, sugeruje, że lokalizacja wynalazków nie jest ustalona przez geografię lub przypadek historyczny a polityka publiczna może odgrywać znaczącą rolę w promowaniu innowacji lokalnych lub regionalnych.

 

Mike Andrews

Adiunkt w dziedzinie ekonomii, University of Maryland Baltimore County

Alexander Whalley

Profesor nadzwyczajny ekonomii i biznesu, University of Calgary

 

Artykuł ukazał się w wersji oryginalnej na platformie VoxEU.

(©Envato)

Tagi


Artykuły powiązane

Innowacje – koło zamachowe rozwoju cywilizacyjnego

Kategoria: Trendy gospodarcze
Matt Ridley, libertarianin z przekonania, pisze zgodnie z wymogami gospodarki planowej! W ramach kolejnych "planów pięcioletnich" publikuje niezmiernie ciekawe książki. Oto jego najnowsze dzieło.
Innowacje – koło zamachowe rozwoju cywilizacyjnego

Przyszłość ukryta w bateriach

Kategoria: Oko na gospodarkę
Z 200 gigawatogodzin obecnie do 10 tys. GWh za 20 lat musi wzrosnąć zdolność magazynowania energii elektrycznej, aby świat mógł nadal się rozwijać, minimalizując jednocześnie emisję dwutlenku węgla. Dlatego rozwój technologii zeroemisyjnych i doskonalenie baterii skupia większość środków na badania.
Przyszłość ukryta w bateriach

Wzrost koncentracji rynku w Europie – oznaka siły, a nie powód do niepokoju

Kategoria: VoxEU
Rosnąca koncentracja przedsiębiorstw w Europie może być odzwierciedleniem bardziej wydajnych procesów rynkowych. Ma to istotne znaczenie dla polityki przemysłowej i antymonopolowej, która musi opierać się na dokładnej ocenie kosztów i korzyści wynikających ze wzrostu koncentracji.
Wzrost koncentracji rynku w Europie – oznaka siły, a nie powód do niepokoju