中级宏观经济学(第6章)-内生增长理论

第六章内生增长理论第一节包含R&D部门的模型设计第二节没有资本影响的R&D经济第三节资本影响下的R&D经济第四节干中学模型引言索洛模型和拉姆齐-卡斯-库普曼增长模型（生产函数相同）的共同结论是：如果资本的报酬是资本对产出的贡献的反映，并且资本在总收入中的比例不大的话，那么资本积累既不能说明经济的长期增长，也不能说明国家之间收入水平的差异。但收入的决定性因素——有效劳动，却没有得到解释，它在模型中是一个神秘变量，我们既不知道它的具体含义，更不知道它是如何确定的，模型只把它作为外生变量看待，由经济的外部力量决定。内生增长理论把知识的增长纳入经济的内部因素之中，以明确的方式建立知识积累模型，并要研究知识如何产生，资源如何配置到知识的生产中去等问题，从更深的层次上来研究经济增长的基本问题。可以把知识或技术进步想象为一大堆的发现和发明，比如DNA结构的发现，转基因的发明，原子核反应的发现等等。其实，这些新发现和新发明都是科学研究的成果，当然也有一定的机遇因素，但不是经济力量作用的结果。然而在现代经济社会中，大多数技术进步却要归功于企业的研究开发(researchanddevelopment，简称R&D)活动。美国、德国、日本、英国、法国（属于OECD国家）的工业性研究开发支出大约占GDP的2％到3％左右。美国约有100万名科学家和研究人员，他们当中的75％都是企业雇用的，从事企业的研究开发活动。美国企业的研究开发支出占到企业总投资的20％以上，占到企业净投资的60％以上。第一节包含R&D部门的模型设计知识和技术进步是经济增长的重要因素，它使得劳动效率得到明显提高。现代经济社会正是由于知识和技术的不断进步，才使得在同样的资本和劳动投入下得到了比过去多得多的产品。纵观各国的现实经济活动不难看到，各个文明国家都拥有庞大的教育系统和研究开发体系，这个体系也要雇用资本和劳动从事知识的传授和创新，进行技术培训和开发。知识和技术进步的增长正是由这个体系决定的，而该体系是整个经济的组成部分。把技术进步纯粹视为外生因素的做法实际上与现实不符。在建立经济增长模型时，应该把教育与研究开发部门也包括进来。通常，人们把这类模型简称为R&D模型。第一节包含R&D部门的模型设计为了建立R&D模型，将采用一种使用起来极其方便的生产函数形式，把劳动、资本和技术结合起来共同形成经济中的技术进步功能和机制。当然，这不是对技术进步的一种完善的表述，但却是合理的表述，其道理在于在其他因素既定的条件下，用于研究开发的资源越多，新发现和新发明就越多，这也正是生产函数所要表达的含义。下面的模型是罗默(P.Romer)(1990)、格罗斯曼(G.M.Grossman)与海尔普曼(E.Helpman)(1991)以及阿格海恩(P.Aghion)与赫威特(P.Howitt)(1992)建立和发展的模型的一种简化和综合（值得提醒的是很多模型并不能解释影响研究开发的所有这些其他因素是什么的问题）。第一节包含R&D部门的模型设计模型涉及到四个变量：劳动L、资本K、技术A和产出Y；涉及的时间变量t是连续时间变量。经济中有两个部门，一个是产品生产部门，另一个是研究开发部门。用aL表示经济中投入到研究开发部门的劳动数量占全社会总劳动数的比例，aK表示经济中投入于研究开发部门的资本数量占全身会资本存量的比例。于是，产品部门雇用的劳动比例为1-aL，雇用的资本比例为1-aK。假定比例数aL和aK都是常数，由经济系统的外部因素决定，属于外生变量，并且不随时间的变化而变化。进一步，假定知识在研究开发部门和产品生产部门之间不受使用上的限制，不必考虑知识存量在研究开发部门和产品生产部门之间的分配比例。第一节包含R&D部门的模型设计在时刻t，全社会的劳动为L(t)，资本为K(t)，技术为A(t)，产出为Y(t)。产品部门的生产函数为F，研究开发部门的新知识生产(即增长率函数)为G。于是，经济在时刻t的总产出和知识增长率分别为：)(),(),()()()()1(),()1()(tAtLatKaGtAtLtAatKaFtYLKLK产品生产与知识生产具有不同的特点。对于产品生产来说，可以假定规模稿酬不变。然而对于知识生产来说，把生产知识的各种要素都增加一倍时，如果假定增加的要素也同原来的要素一样，发挥同样的作用，就意味着没有新的发现，因此知识没有增加，假定知识生产的规模报酬递减是合理的；另一方面，在知识的生产中，研究人员之间的相互交流、实验仪器及固定设备的投资，都是相当重要的因素，在这些因素的作用下，各种投入要素都增加一倍后，新增的知识量就可能高于原来规模上的知识产量，这意味着知识生产的规模报酬可能是递增的。所以，知识生产很不同于产品生产，不能对知识生产作出规模报酬递减或递增或不变的假设。第一节包含R&D部门的模型设计假定产品生产函数和知识生产函数都具有柯布-道格拉斯函数形式，产品生产函数是一阶齐次函数，而知识生产函数并不一定是一阶齐次函数。由于知识的生产还受到经济系统外部其他一些因素的作用和影响，比如受到基础科学进展的影响，还要在知识生产函数中引入一个代表外部因素的移动系数或者叫作移动参数(shiftparameter)。)]([)]([)]([)()]()()1[()]()1[()(1tAtLatKaBtAtLtAatKatYLKLK(6.1)其中α,β,γ,θ和B都为常数，0α1，β≥0，γ≥0，B0。B就是移动系数，而参数θ可以是任何一个常数的值,因此β+γ+θ的值没有范围限制。对参数变化范围不加限制是因为没有理由对知识存量的变动如何影响新知识的生产作出任何规定来。θ＝1表示新知识与现有知识存量成比例变动；θ1表示现有知识存量变动对新知识的生产影响较大；θ1表示示现有知识存量变动对新知识的生产影响较小。第一节包含R&D部门的模型设计在R&D经济中，还有另外三个外生变量：储蓄率、折旧率和劳动人口增长率，这一点同索洛经济是一样的。为了不使讨论更加复杂化，暂不考虑资本折旧因素，即假定。同以前一样，继续假定经济处于均衡状态，储蓄等于投资。在这些假定下，我们有：)()()()(tnLtLtsYtK(6.2)可以看出，该模型把生产函数为柯布-道格拉斯函数的索洛模型作为时的特例,即。如此设计的模型中，出现了两个要由经济系统本身决定其存量变化的变量：资本和知识。把技术进步内生化以后，经济增长分析的复杂性增加了。因此，分析和讨论将分两步进行：第一步，假定产出不受资本影响，考察知识和产出如何增长；第二步，放弃资本不影响产出的假定，分析这种一般情况下资本、知识和产出如何增长的问题。第二节没有资本影响的R&D经济产出不受资本影响，即α=0和β=0，生产函数简化为：)]([)]([)()()()1()(tAtLaBtAtLtAatYLL(6.3)由此可知，人均产出与知识存量A(t)成正比；人均产出变动与知识存量变动成正比；人均产出增长率等于知识存量增长率：)()()()1()()1()()(tAtAtAatAatytyLL值得注意的是y(t)不再像以前那样表示单位有效劳动的产出，而直接代表人均产出。g仍表示技术进步增长率，即知识增长率。但g不再当常数看待，而是随时间变化的一个变量：既然g(t)等于人均产出增长率，因此可以集中分析知识增长率的变动情况。从(6.3)可知，知识增长率可表述如下：1)]([)]([)()()(tAtLaBtAtAtgL(6.5)(6.4))()()(tLtYty)()()(tAtAtgg基本结论是常值，的上升、下降或保持不变完全取决于是上升、下降，还是保持不变。可以得到知识增长率的变化情况是：第二节没有资本影响的R&D经济)]()1()[()()]()[1()()]([)]([)]([)()]([)]()[1()()]([)]([)(111211tgntgtAtAtLtLtAtLaBtAtAtLtLtAtLaBtgLL(6.6)可知当时，，上升；当时，下降；当时，不变。(6.6)式可以改写为：时当时当1,)()]()1([1,)(1)1)(()(tgtgntgntgtg(6.7)LaB)(tg1)]([)]([tAtL)(tg0)()1(tgn0)(tg)(tg0)()1(tgn)(tg0)()1(tgn0)(tg)(tg基本结论（续）第二节没有资本影响的R&D经济(6.7)式的特殊含义是，当且恒等于时，，即知识的增长率恒为常数。鉴于此，把记为，即1*ng(6.8)进一步分析知识增长率(即人均产出增长率)的变动情况，可以按三种情形进行分别讨论：、和。1)(tg)1(n0)(tg)(tg)1(n*g)(tg111基本结论（续）第二节没有资本影响的R&D经济当时，(6.7)式说明：时，上升；时，下降。所以，随着时间的推移，不断向靠近，即收敛于(如图6-1所示)。一旦到达，将停留在这个位置上，从而知识和人均产出都将按照增长率保持持续增长，经济走上平衡增长道路，并且代表的这条平衡增长道路是稳态的。1*)(gtg)(tg*)(gtg)(tg)(tg*gθ1)(tg*g)(tg*g)(tg*g*g时当时当1,)()]()1([1,)(1)1)(()(tgtgntgntgtgggng])1([第二节没有资本影响的R&D经济gO)(tg*gg图6-1θ1时知识增长率的变化θ1（续）第二节没有资本影响的R&D经济劳动人口增长率为正是人均产出长期持续增长的必要条件。从公式可以直接看出，人均产出增长率g*是人口增长率n的递增函数。需要考虑的问题是，那些人口增长快的国家，人均产出增长率平均来说并不高。对于这个问题，可以通过把模型看成是一种世界经济增长模型来理解，即知识A在世界上任何地方都可以使用，是全世界的财富。人口的增长对于提高全世界的知识增长率是有益的，因为有更多的人来进行发现和发明创造。在知识以外的其他资源流动受到限制的情况下，一个国家的人口增长加快虽然无疑提高了全世界的人均产出增长率，但却不一定能够提高这个人口增长加快的国家的人均产出增长率。把劳动人口增长作为经济长期持续增长的必要条件只是表明如果没有人口的增长，那么由于随着知识存量的增加，增加新知识变得越来越困难(这正是θ1所表述的事实)，而使知识增长率(和人均产出增长率)变得越来越小，直至为零。θ1（续）含义1第二节没有资本影响的R&D经济研究开发部门雇用的劳动力所占的比例对经济长期增长没有影响。由于θ1，使得随着知识存量的增加，增加新知识变得越来越困难。尽管在aL上升后，知识存量水平必然上升，但在高水平的知识存量基础上，新知识的出现极其困难，使得知识增长率越来越低，直至恢复到原来的增长率水平。然而，在知识增长率水平恢复以后，知识存量水平去比以前更高了。所以，研究开发部门的劳动力比例aL上升的效应属于存量水平效应，没有增长率效应(如图6-2所示)。这与索洛模型中储蓄率上升的效应类似。含义2θ1（续）第二节没有资本影响的R&D经济AlnO0t1tt图6-2R&D劳动力比例上升的效应θ1（续）当θ1时，知识增长率的变化率是知识增长率的递增函数，并且。即随着时间的推移，知识增长率(人均产出增长率)不断提高，经济运行在一条增长速度不断加快的道路上，而不是运行在平衡增长道路上。图6-3描绘了这种情况下知识增长率的变动情况。直观上讲，在θ1的情况下，现有知识存量对于创造新知识是如此重要，以致于再增加知识存量就能出现更多的新知识，使知识增长速度加快，知识增长率提高。研究开发劳动力比例aL上升的效应比θ1情形下要大得多。aL的上升不仅使g上升(这相当于水平效应)