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联邦政府设立了两个兵工厂，一个在马萨诸塞州的斯普林菲尔德，另一个在弗吉尼亚州的哈普斯渡口。兵工厂生产武器的同时，也与机械工厂签订合同，生产由可互换零件装配而成的步枪。如果每把步枪的组件规格相同，那么一把步枪报废后，可用的组件可被拆卸下来，与其他步枪上的组件装配在一起使用。通过这种方法，在战场上，可以通过装配旧的组件来制造一把可用的枪。除了解决战场上的武器装配问题，这个项目还承诺不再依赖外国武器——可互换零件不需要大量的军械工人。
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但事实证明，制造真正可互换的零件比想象中难。慢慢地，在几十年的时间里，与这两个兵工厂合作的机械工厂，更新了机床和测量仪器、专门的机器和钻模、工作组织，工人拥有熟练的新技能。该系统成功的关键是“工匠们”学到的技巧，即手锉零件以使其在允许偏差范围之内。到19世纪50年代，专门的机器和有着专业技能的工人，生产出了大量由真正可互换零件组装的枪支。6
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这成为美式制造业体系的基础，它的影响远远超出了武器生产。7有了偏差更小的可互换零件，任何复杂的机械产品都可以被分为组件，由专业人员使用专门的工具来制造，再由工人组装起来。高度的专业化意味着每个工人都经历了陡峭的学习曲线，并可达到一个高水平。历史学家戴维·豪恩谢尔记载了公司是如何运用可互换性来建立起高效率大规模生产的，其产品囊括了缝纫机和汽车。这种技术在19世纪晚期确立了美国在许多机械行业中的超凡地位，在20世纪早期，它还推动了流水线生产。8
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创建知识库
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为什么可互换零件的采购能够成功激励之后的发明？其中有运气成分，但也因为它为那些可在民用领域使用自己技能的熟练工人创建了一个广泛的基础。可互换零件被证明是一项通用技术。美国陆军部启动这个项目时，并没有试图将其大范围推广。它的目标只是生产能方便修复的武器。偶然间，这一技术正好可以被广泛运用。同样让人欣喜的，还有在发展太空卫星过程中开发出的数字无线通信，以及最初用于密码破解和炮弹计算的计算机。当然，许多为政府特殊需求开发的技术，几乎没有什么其他用途。
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但我们感兴趣的是那些应用广泛的技术。政府对可互换零件的采购，极其有效地促进了广泛的技术变革，因为它让大量的工匠和技工获取了新知识和技能。几项行为对广泛知识基础的发展起到了促进作用。首先，美国陆军部没有依赖现有的军械工人，而是投资培训新的工人。政府虽然建立了两个兵工厂，但也将工作交给许多私人承包商——1798年和1799年都是27家，1808年又额外增加了18家。9此外，政府愿意在可互换性上支付更高的价格，因此资助了新技能的发展。它让私人承包商之间达成一致，不从其他承包商那里挖走训练有素的员工，从而保护在工人的技能上所做的私人投资。
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其次，它鼓励知识共享。正如经济史学家罗斯·汤姆森在《机械时代变化的结构: 1790年到1865年美国的技术创新》中写的那样：
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政府成立了一个通信组织，个体之间可以通过它互相学习。联邦兵工厂成为该组织的中心，特别是斯普林菲尔德兵工厂。兵工厂工作人员的检查，虽然略有不同，但的确确立了标准，这让兵工厂员工与承包商在最大程度减少次品的合作上更顺畅。斯普林菲尔德是技术共享的中心，它租借工具、模式、熟练的模型技工和工具制造工人，并提高诸如卷铁这样的服务。它共享机械设计、制造技术、测量和检验方法等知识。它向私营企业学习，企业之间又相互学习。知识共享是由承包体系派生出来的，该体系要求承包商向兵工厂和其他承包商敞开大门。军械局明确表示，今后的合约取决于技术进步和知识共享。10
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最后，政府提升标准，促进了劳动力市场和专业机械工具标准的发展。军械局定义了产品，制定了质量标准，建立了检测系统。零件必须在允许的偏差范围内，枪支必须满足性能和维修标准。承包商被要求达到其他客户没有要求的标准。最初，这些标准以政府提供给承包商的武器样品为准，成品必须与之匹配。后来新的测量方法被开发出来，使得这些标准更具通用性。
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可互换零件的采购项目的发展，建立起了广泛的知识基础。这得益于它的三个特征。它为工人在职接受新技术培训提供补偿，促进了知识共享，还建立起了开放标准。有了训练有素的工人和通用标准，这些新方法便可以应用于其他类型的生产。使用可互换零件的机床技术并不是19世纪唯一从采购中获益的技术。罗斯·汤姆森发现，矿业、建设、农业领域54%的领先创新者，都从政府合同或政府聘用中学到了东西。11
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还有许多最近的例子表明，有影响力的政府采购项目，还在相当数量的人群中建立起了广泛的基础知识。例如，克劳德·香农1948年在美国电话电报公司工作时建立了信息理论。这一数学理论有望提升数字通信技术，但直到20世纪60年代，NASA（美国国家航空航天局）寻找与太空卫星更好的交流方法时，它才得到实际应用。这些卫星有着特殊的问题，因为它们在背景噪声干扰很强的情况下只能发出微弱的信号。NASA资助了独立的咨询顾问和小公司，将信息理论应用到这个问题上，研究人员开始分享重要的发现，比如目前广泛应用于手机的解码算法。12这些专业技术开始在民用领域施展身手。太空和军事运用领域经验丰富的工程师，最终利用他们的知识创建起了数字无线通信技术。
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采购是怎样促进学习的？
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设计良好的政府采购项目，可以用私营企业或许不会运用的方式，建立起广泛的知识基础。因为私营企业并不总是能够在培训员工、分享知识，和已经建立起的共同标准中获得所有的收益，他们做这些事情的动力没有政府机构那么强。政府机构与多个公司达成协议，当训练有素的员工跳槽，公司之间共享知识，或当公司达成一个共同的标准时，它不会遭受任何利益损失。例如，我们看到，在互动电视发展过程中建立起公共标准这件事上，时代华纳并没有什么强烈的动机。国防部和其他政府资助者创建起了有着公共标准的原始互联网，它帮助建立起了实现应用程序所需的拥有技能和知识的群众基础。采购合同能够鼓励企业进行投资，如果没有采购合同，发展员工技能、分享知识，以及协调共同标准可能都不会是企业想要投资的项目。
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对于创新的经济分析通常集中在企业家的投资激励上。但发展新的技能和知识也很重要，而且通常不是激励企业家那么简单。给企业家资助的理由是，公司在竞争激烈的市场中倾向于在创新上进行投资。但它们也在一些共同分享的技能、知识，以及标准上投资。一个设计良好的采购项目可以在促进这些事情的过程中发挥特殊作用。这就是为什么一些政府对科技发展最有效的贡献来源于主要目标不是经济增长的采购项目。
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当然，并不是所有采购项目都产生了这样的正面影响。军事采购和“军工联合体”是出了名的低效。戴维·莫厄里和蒂莫西·西姆科研究了为何互联网和万维网在很大程度上被美国开发出来，尽管一些初始发明，比如互联网是在其他地方实现的。13他们发现，政府政策关键环节的差异使得一切变得不同。20世纪60年代，美国大多数对计算机网络的研究都由军方负责，其目的是推进有限的计算机资源的有效共享。14莫厄里和西姆科写道，虽然国防部本打算开发出为己所用的专门应用，但其“支持‘通用’研究以及学术界和产业界大规模的基础建设，认为能够提供防御需求的可持续发展的计算机行业终究也需要民用市场”。15因此，对军用网络计算机的研究和发展资金的几个特点，加强了建起技术知识的广泛基础。
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第一，五角大楼资助了许多不同的实体，包括学术研究人员和新成立的公司，并训练了大量的工人。政府的科研投资提升了美国大学对计算机科学的研发能力，促进了诸如宽带网和太阳微系统公司等大学副产品的产生，训练出一批有助于互联网开发、应用及商业化的技术专家。16政府没有尝试去“选择赢家”，而是支持多种尝试、架构，以及供应。采用分组交换网作为基础设计的万维网，实际上对采用电路交换网的电话的垄断，是一种挑战。其他国家采取的方法就没这么柔和。英国制定了政策来支持计算机行业的国家冠军；法国支持公共信息网终端，这是万维网的前身，由国有电话公司开发。
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第二，国防部广泛共享了新兴技术知识。军事合同通常需要有“二次采购”，以防止军方依赖单一供应商。这种做法经常迫使企业允许竞争对手使用自己的技术，使用这种技术获得的实用知识因而得以扩散。一般来说，国防部试图创建起广泛的，不仅能为学者和民间企业，也能为军队及军工企业所用的研究基础设施。在英国和苏联，出于安全考虑，军事研究人员和工程师会与普通民众隔绝。
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第三，由于抱着众人参与的目的，互联网在发展过程中一直持开放标准。关键标准如TCP/IP（传输控制协议/互联网协议）和HTTP（超文本传送协议）开发就一直都有公众参与，并被放置在公共域。政府本身并没有公布这些标准，但却鼓励建起公共标准制定组织。17
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这些特征表明，互联网的发展和可互换零件的开发成功的原因类似。然而其他采购项目，包括许多最近的项目，并没有这些特征，没有成功地发展出有广泛基础的技术知识。
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如今的采购
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一些人认为，如今的国防科研不能像其他政府机构那样，遭受预算削减的困扰。因为国防科研在商业化地推行有价值的技术上起着特殊的作用，他们认为，任何预算削减都会伤害经济以及美国军事实力的领先地位。18为了证明自己的观点，他们举了许多例子，比如电子计算机、集成电路、全球定位系统以及互联网（包括电子邮件）。
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然而，这些技术早期的关键阶段，都在20世纪70年代中期之前。最近的国防研发似乎并没有产生类似的结果。部分原因可能是一些军事需求没有商业应用，或一些技术已经有了成熟的商业市场。19然而，一些重要的国防投资并未能刺激广泛的商业开发，即使这些技术后来独立开发出了商业化版本。它们包括数控机床、高速集成电路，以及“战略计算”，还包括并行计算机和人工智能。20甚至在“双用途”上的军事投资，也可看出军方在商业创新方面获得的利益比其他相关方面要多。21此外，这些失败的例子，是在20世纪60年代以来国防研发支出增加一倍的情况下发生的。22
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经济学家杰·斯托斯凯将这些失败的原因归结为他提出的“保护创新”：研发机构主要针对的是技术的特殊防御作用，而不是通用发展。它们启用传统的国防承包商，因为它们会忠于军事需要，而这些承包商限制了信息流向其他潜在的技术用户。23因此，假如空军想要使用计算机来控制切割复杂飞机金属零件的机床，它只会与几家大型航空航天和汽车公司合作来开发和使用这些技术。这些公司被要求使用专门的计算机语言编程，且程序员要保守技术秘密。这与可互换零件或互联网的早期研发相去甚远，该阶段需要有大量的人员参与其发展，并自由共享知识，使用开放的标准。毫不奇怪，美国空军的项目并没有刺激数控机床广泛的商业开发。相反，便宜的、广泛使用的计算机控制的机床在没有军事辅助的情况下发展了起来，这一技术很大程度上源自德国和日本。这一失败让日本的进口商品占据了市场，在全球贸易中取代了美国的工匠地位。24
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为什么军方转移到了另一种似乎有意扼杀商业增长的创新模式上去？一个原因是更加注重安全。尤其是“9·11”后，更多的信息变成了机密或受到限制。另一个可能的原因是军工联合企业的影响力日益增强。国防研发是华盛顿权力贩子垂涎的目标。保护创新满足了这些权力贩子的需求——关于项目的信息远离了群众监督，项目避开了责任，由固定下来的国防承包商运行。25但这些优先权意味着国防研发和采购不能开发为平民所用的技能和知识。
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通过采购那些达到高质量标准的新技术，政府采购和相关的研发能够促进新技能发展，这些新技能往往是早期技术商业化的关键。然而有影响力的行业游说团体阻止军事采购扮演该角色。军事研发的“领导地位”在唐纳德·拉姆斯菲尔德任国防部长时达到了一个峰值，许多研究项目的竞标被限制给了主要的国防承包商，大学研究人员的经费被削减了一半，外国研究生被禁止参与研究，许多研究高度机密，只专注于短期结果。26最近这个方向似乎已经逆转。美国国防高级研究计划局放松了对外国学生和机密信息的限制，大学的资金增加了，更多的美元现在投入到了长期目标中，包括一个开发下一代半导体的大型大学财团。研究计划局也试图让更多年轻的大学研究人员和黑客参与项目。27这些举措能否扭转几十年的政策误导，还有待观察。
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