研发投入与经济增长(一)

研发投入与经济增长(一)研发投入与经济增长总需求冲击影响长期增长的一个机制探讨*摘要：传统的宏观经济学认为，短期波动不会对经济的长期增长造成影响。然而现实中，一些国家和地区的经济在遭受短期性冲击后，却长期地陷入停滞或缓慢增长的困境中。本文运用动态一般均衡模型，探讨了总需求冲击影响长期增长的一个可能机制。总需求冲击通过对研发投入和技术进步的影响作用于产出增长率，从而改变经济的长期增长。通过计量分析本文对模型的结论予以了检验，并试图提出新的启示。关键词：总需求冲击、长期增长、R&D投入、技术进步R&DInvestmentandEconomicGrowthAnInquiryontheMechanismthatAggregateDemandShockAffectsLong-RunGrowthChangshengXuShuyangShengAbstract:Traditionalmacroeconomicsbelievesthatshort-runfluctuationhadnoeffectonthelong-runeconomicgrowth.Infact,however,somecountriesandareassankintolongrecessionsorslowgrowthaftersufferingshort-runshock.Byconstructingadynamicgeneralequilibriummodel,thispapertriestoinquireapossiblemechanismthattheshort-runaggregatedemandshockmayaffectthelong-rungrowth.AggregatedemandshockhaseffectontheGDPgrowthratethroughitsinfluenceontheR&Dinvestmentandtechnologicalprogress,whichwillchangethelong-runeconomicgrowthpath.Throughtheeconometricanalysisthepaperteststheconclusionofthemodelandgivestwoproposalseventually.KeyWords:AggregateDemandShock,Long-RunGrowth,R&DInvestment,TechnologicalProgress.一、引言经济的增长从来都充斥着无法预知的变数。从凯恩斯革命以来，宏观经济学家们都一致假定，经济受到暂时性的需求冲击后最终将恢复到原有的增长轨道，短期波动不会对长期增长造成影响。然而现实表明，经济增长的轨道却是不稳定的。一些曾创造过举世瞩目的增长奇迹的国家和地区，遭受突发性冲击后，经济步入衰退并长时间地停滞在低增长甚至负增长的困境中，脱离了原先高速持久的增长轨道。有例为证，巴西、阿根廷等拉美国家在90年代债务危机的冲击下，经济一落千丈，连年衰退，彻底背离了20世纪60、70年代的高速增长轨道。身为世界第二号经济强国的日本，在泡沫经济破灭后积重难返，20世纪90年代以来长期处于低迷状态，东南亚金融危机后更是雪上加霜，20012002年接连两年出现负增长，始终无力走出衰退的阴影。东亚新兴工业化经济体创造了令人瞩目的“东亚奇迹”，却不敌1997年东南亚金融危机的冲击，其后一波三折，复苏乏力，四小龙国家中除韩国外都难以摆脱经济疲软的阴霾。现实对传统的宏观理论提出了挑战：可能并不存在与短期因素相独立的长期增长轨道。人为地排除短期冲击的影响，研究稳定的增长路径，将是缺乏解释力的。二、文献综述传统的宏观经济学将短期波动和长期增长一分为二，作为两个独立的研究领域。早期的宏观经济研究集中在周期波动和稳定政策等问题上。在正统凯恩斯主义者的眼中，经济波动是一种非均衡现象。而形成于20世纪70年代的新古典宏观经济学，则在理性预期和持续市场出清的假定下，对经济波动给予了均衡性解释，继承了现代货币主义者提出的货币经济周期理论。在经济的长期趋势与短期波动二分法的视角下，经济学家设想经济沿着索洛模型中所描述的平滑的长期趋势演进，而需求冲击导致经济围绕趋势进行短期波动，从而将长期趋势从经济周期中分离出来。这种传统方法被正统的凯恩斯主义者、货币主义者和新古典主义者一致采用，一直到80年代早期。尽管三家对于波动是否属于均衡现象存在纷争，但在一点上却是一致的，即都把总产出的波动视为对增长趋势的暂时性偏离。产生于80年代的真实经济周期理论（RBC）对传统方法提出挑战。代表人物Nelson和Plosser（1982）在研究美国的数据时，发现GNP服从随机游走模型，造成的原因是一系列持久而随机的技术冲击。GNP表现出的经济周期的特征不是对平滑趋势的偏离，而是趋势本身的波动，每一次持久的生产率冲击决定一个新的增长轨道。几乎同时，Kydland和Prescott（1982）在RBC的另一篇开山之作中也认为经济周期的根源在于实际因素，其中最重要的是技术冲击。造成宏观经济持续波动的既可以是连续的单方向的技术冲击，也可以是一次性重大冲击。后者之所以引起宏观经济的持续波动，主要是基于以下两点假设：一是新资本设备订购以后，需要一段时间才能生产出来；二是随着收入的变化，家庭并不立即彻底改变当前的消费模式，而是分好几个时期来实现它。但是，尽管RBC的目标之一是要将增长和波动整合到同一个框架中，大多数的模型还是把技术进步看作是外生的，认为外生的持久性生产率冲击是经济周期扰动的主要来源，而将波动解释为对新古典增长模型稳定解的偏离。沉寂了近二十年的长期增长理论在80年代中后期重新受到关注。以Romer（1986,1990）和Lucas（1988）为首的新增长理论家，摒弃了新古典增长理论中将经济增长归因为外生技术进步的观点，认为经济可以通过内生化的技术进步或内生化的人口增长实现长期增长，为增长问题提供了崭新的视角。在RBC和内生增长理论的研究基础之上，一些经济学家试图将增长与波动联系起来。其中一条被广泛接纳的思路是：经济周期会改变增长过程，从而对经济有持续性效应。在Shleifer(1986)的模型中，由于存在总需求外部性，技术创新的实现需要多个时期都维持较高的总需求，因而周期对于增长至关重要。对于衰退对经济增长的影响，经济学家莫衷一是。Stadler(1986)认为衰退对边干边学具有负效应，因而货币冲击使内生增长的产出成为非平稳过程。与此对立的观点是，衰退是一个“清洁”阶段，研究的机会成本相对生产活动较低，因而会激发更多的研发活动（Hall,1991）。Fatas（2000a）在Shleifer的基础上进行扩展，就周期对增长的效应给出更丰富的解释。在总需求外部性和不完全竞争市场的条件下，增长率由企业进行的研究数量决定，而最优的研究数量取决于创新带来的期望收益，后者是总需求的函数。当经济衰退时，总需求的降低将减少对创新的激励，从而减少企业的研发投入数量，致使产出偏离原有趋势而永久地滞留在低水平上。Wlde（2002）则认为，经济增长率和在受技术冲击影响下的波动均是内生的，新技术带来的创造性破坏既带来经济的长期增长，又造成短期的波动。研发过程是离散而不确定的。一旦研发成功，全要素生产力会突进，形成技术冲击，而技术冲击发生的概率又由经济上的激励来决定：当资本相对现有技术水平较缺乏的话，资源会用于资本积累；当资本相对丰裕，则投资研发有利可图。这样，投资将在资本积累和研发之间变动，致使经济增长率发生波动。经验方面的研究也为增长与波动的相关提供了支持。不少经济学家的检验结果都表明，波动与增长之间存在着或正或负的关系。通过对92个国家的综列数据及24个OECD国家的子样本进行检验，Ramey和Ramey（1995）得出结论，较高波动性的国家具有较低的增长率，否定了增长与波动无关的传统命题。Fatas（2000b）的分析结果则与之大相径庭：增长率高的国家，对应的波动持久性也较大。对此Fatas的解释是，持久性与波动性的含义并不相同，前者只代表了产出中的趋势成分的变动，而后者意味着产出的所有变动。本文沿用Fatas（2000a）的思路并予以扩展，试图构建一个动态一般均衡模型来探讨短期总需求冲击影响长期增长的可能机制。通过引入受总需求冲击影响的技术进步，本文拟得到“总需求冲击GDP波动R&D投入波动GDP增长率波动”的影响机制。三总需求波动影响研发投入及经济增长的模型1.模型的设定假设经济中存在固定数目的同质家庭，每个家庭均无弹性地提供单位有效劳动（表现为人力资本）。他们有相同的偏好，并追求效用最大化。每个家庭通过向后代提供遗赠，在无限期界上进行最大化效用决策：（3.1）ct为t时期的家庭消费数量，为相对风险厌恶系数，为贴现率，0，0。考虑一个单生产部门的经济系统，该部门通过研究开发活动“生产”新的技术，并不断使用新技术为整个经济提供物质产品。产品的生产需要物质资本和人力资本作为投入，且存在哈罗德中性技术进步。由于技术具有非竞争性和部分排他性（Romer，1990），创新成功的企业必须对新技术具有垄断定价权才能激励研发活动的开展，因而产品市场是不完全竞争的。假设经济中的人力资本总量H恒定不变，在t期将按照的比例分配到研发活动和生产活动两个领域，。为简化模型，物质资本只用于产品的生产，而新技术的研究开发只需要人力资本投入。整个生产部门由一个进行创新活动的垄断企业和一群模仿企业构成。所有企业的生产和研发是同质的。新技术的发明者在当期便可将之用于生产，并且对新技术产品具有垄断定价权。假设新技术的专利保护只能维持一期，到下一期其他模仿企业就会获得这项新技术而用于生产。此外，创新的成功与否是不确定的。假设研发过程“无记忆性”，即当期创新成功的可能性只取决于当期的研发投入，而与过去的投入无关。因此成功的概率是utH的函数，用来表示，且满足，即为严格凹函数。假设企业的生产函数为Cobb-Douglas形式：（3.2）At为t期的技术水平，01为物质资本的份额。技术水平的提高来源于垄断企业的创新活动。一项成功的创新使当期的技术水平提高为原来的倍，即（很显然）；如果创新失败，则停留在原有技术水平上：。在各生产要素价格给定的条件下，企业会选择生产要素的数量使得各要素的边际成本与净边际收益相等。考虑垄断企业的决策行为。其视总需求Dt为外生给定。如果垄断企业成功地进行了一项技术创新，则生产技术的提高使其要素的边际成本降低，那么企业最好的定价决策就是将价格定为其他模仿企业的边际成本，即技术创新之前的边际成本，使得所有的模仿企业都被排斥在市场之外。如果其定价高于此，则模仿企业将占领市场，如果其定价低于此，垄断企业又将损失一部分利润。设垄断价格为Pt，总需求满足。因此，对于一个创新成功的垄断企业，其利润函数为：（3.3）其中为常数，总需求唯一地决定了企业进行研发活动所获的利润。垄断企业通过选择在研发中的人力资本投入utH使得期望利润最大化，其最大化决策为：根据一阶条件可以得出：（3.5）（3.4）式清楚地说明了短期总需求与研发投入之间的联系。对于一个垄断企业来说，在给定wH的条件下，最优的研发投入是当期总需求的函数。由于假定为严格凹函数，当短期总需求Dt上升时，企业会增加研发投入utH。在下一节中我们将得出，短期总需求的变动通过影响研发投入如何影响到经济的长期增长率。在垄断企业最优化决策的条件下，由于企业的同质性，在t期整个生产部门的期望技术水平应当和单个垄断企业期望技术水平相同，即，从t1期到t期的技术增加量为。所以整个生产部门的技术进步可近似地表示为：（3.6）2.一般均衡与平衡增长路径（3.5）式反映的是垄断企业面对给定的总需求时，为了利润最大化所选择的最优研究开发投入。而对于整个经济来说，当utH决定之后，家庭所获得的利息、工资和利润收入也因之而定，三者之和即为总收入，在均衡时其应与总需求相等。家庭出租资本获得利息收入，投入产品生产中的有效劳动获得工资收入，而利润收入为垄断企业的期望利润，即。因此总需求可以表示为：根据附录中关于物质资本和人力资本成本的推导，得到总需求关于utH的函数表达式：（3.7）（3.7）和（3.5）式共同决定了在一般均衡时整个部门中的最优研发投入量utH。下面将分析短期总需求对研发投入的影响如何进一步传递到经济增长率中。物质资本的积累来源于代表性家庭的投资，即物质产品产出中除去消费之外的部分，因此物质资本的积累方程为：（3.8）为避免家庭在信贷市场上“拆东墙补西墙”，采取一种叫“蓬齐游戏”（PonziGame,巴罗、萨拉伊马丁，2000）的融资行为，对物质资本给出横截性条件：（3.9）换言之，最优化的家庭在无穷期界结束时会消费掉所有的物质资本。我们所求解的家庭动态优化问题可以描述为，（3.1）在（3.6）、（3.8）和（3.9）的约束条件下的最大化。其现值汉密尔顿函数为：和分别为物质资本和新技术的影子价格。对于代表性家庭而言，价格均为给定量。根据ct、Kt满足的一阶条件和（3.9）式可以证明，在长期的稳定增长轨道上必满足。将物质产品生产函数对数化后对时间求导，得到产出的增长率。由于在稳态中必有，又，于是。因此，根据（3.6）式有：（3.10）由此可见，产品产出、消费和物质资本投入和技术水平均以相等的固定速度进行增长，整个经济系统位于平衡增长路径上。平衡增长率是技术进步的参数、和人力资本