第1章 产品空间与比较优势演化

第一节 产品空间与比较优势演化的理论研究

一 产品空间与比较优势演化

Ricardo Hausmann, Jason Hwang, Dani Rodrik (2005) 发现产品与国家的发展有非常重要的关系，产品的复杂程度预言了国家未来的经济增长。Ricardo Hausmann, Bailey Klinger (2007) 提出产品空间与比较优势演化理论，该理论主要研究产品空间结构与国家经济发展之间的关系，探寻驱动一国比较优势演化的影响因素。他们认为，经济发展是从简单的低端产品向更复杂的高端产品的转换过程，即结构转型过程，发达国家与欠发达国家不仅在生产率上有区别，在产品结构上也有很大的差别，发达国家通常生产更多不同种类且复杂程度更高的产品。Ricardo Hausmann, Bailey Klinger (2007)研究了同质产品空间与异质产品空间情形下的比较优势演化模型。该模型有三大基本假定：第一，生产新产品与重复生产相同的旧产品有很大不同。每种产品需要多种不同的投入，如知识、物质资本、中间投入、劳动力、基础设施、产权、管理设备或者其他公共物品。与在位企业相比，新进入者在获得这些必要的投入时存在较高的壁垒。第二，生产每种产品的资产及能力是不能完全替代的，但是资产的专用程度是不同的。每对产品都存在一定的距离，如果产品需要高度相似的投入和禀赋，则它们的距离很接近；反之，如果它们需要完全不同的能力，则它们的距离相对较远。产品之间的这种距离反映了它们生产技术特征的差异，这种距离不随国家而改变，但是可能随时间而变化。将已有能力用于生产相似的产品，生产能力能得到更好的使用；反之，如果两种产品完全不同，生产一种产品的能力对于另一种产品来说完全没有用处，生产能力则完全不能得到应用，这会产生很大的沉没成本，这个成本与产品之间的距离相关。为了使能力得到更充分发挥，一个国家更倾向于开发与已有能力相关的产品，或者与已有产品邻近的产品。第三，给定不同程度的资产专用性，结构转型的速度依赖于每个国家的产品空间的密集程度。传统理论往往认为产品空间同质而且连续，企业总能找到合适的产品实现产业升级。然而，事实上产品空间可能高度异质，邻近产品总是存在，且都处在相同的距离，也可能高度异质，一些部分非常稠密，而另一些部分非常稀疏。

1．同质的产品空间

比较优势演化理论构建了一个简单的模型来刻画产品接近性(Proximity) 在经济结构转型过程中的重要作用。在存在标准产品1和新产品2的产品空间中，标准产品的价格标准化为P1=1，而新产品的价格P2>1。假定一国已经具有生产标准产品所需的能力，企业可以选择生产标准产品并盈利1，或者投资研发出新产品继而索取更高的价格。但由于该国之前没有生产新产品，并不具备生产这种新产品的能力，或者说该产品没有被企业家发现，生产新产品需要付出一定的投资成本。假定生产新产品需要企业耗费的固定成本为C，这个成本随着两种产品之间的距离δ12增加。一旦这种尝试成功，新开发的能力会成为公共物品，任何新企业能够不支付任何固定成本而进入。第一阶段，企业决定是否进行研发投资生产新产品。其中，生产新产品的收益是：P2-C (δ12)。如果P2-C (δ12) <1，意味着在位企业跳跃到新产品得不偿失，因此企业决定仍然生产标准产品；新企业可能两阶段都生产标准产品，或者第一阶段跳跃到新产品，两期都索取P2的价格，因此，新企业跳跃的条件是：P2>1+C (δ12) /2。

放松该模型的假设，将两种产品拓展成连续统产品，每个企业决定在产品的连续统中跳跃一定的距离以实现利润最大化。假定价格随着距离线性增加，P=fδ；成本是距离平方的函数，C (δ) =cδ2/2，则在位企业和新企业的利润最大化函数分别为：

δ0为在位企业跳跃的距离，δn,1是新企业第一阶段跳跃的距离，δn,2是新企业第二阶段跳跃的距离。解方程 (1-1)、 (1-2)，得最优跳跃距离为：

式 (1-3) 意味着，新企业第一阶段跳跃{L-End} ，第二阶段跳跃{L-End} 。{L-End} {L-End} ，证明存在产业间溢出。企业第一阶段的跳跃减少了后来企业第二阶段跳跃的距离。

2．异质的产品空间

与经典的贸易理论不同之处在于，比较优势演化理论认为产品空间不一定同质，产品空间不一定是从0到无穷的连续统。产品空间中每对产品间的距离可以由以下矩阵来表述：

在该矩阵中，每对产品都存在一个对称的距离，产品空间可能连续，也可能不连续，产品之间的跳跃也并非不可能，这与质量阶梯模型 (Gene M. Grossman, Elhanan Helpman, 1991) 有所不同。

在质量阶梯模型中，沿着质量阶梯的每一步跳跃都需要一定的适应成本或者研发成本，对角线上产品间距离为0，即每个产品与自己的距离为0。企业每次只能沿着质量阶梯前进一步，每个产品到相应的下一个升级产品之间的跳跃距离都相同，而间隔一个产品之后距离变为无穷大。因此，蛙跳(leapfrog) 会因为过大的距离而难以出现，经济增长主要是通过所有企业在产品阶梯上的逐步前进而实现。

如果产品空间不连续，则满足上面条件的产品未必存在。此时，适当的距离处没有新产品能吸引企业投资，此时，产业升级会停止，因此结构转型过程会出现停滞。停滞发生的条件是：

从该条件可以看出，结构转型依赖于距离、跳跃成本及新旧产品之间的价格差，并且这个过程可能由于产品空间的断裂而停滞。

二 比较优势演化理论的发展

张其仔 (2008) 认为，C. A. Hidalgo RB. KlingerA. L. BarabásiR. Haus-mann (2007) 的模型忽略了企业之间的相互影响。他通过引进产业度的概念，深化了产品空间结构与比较优势演化理论的研究，发现如果企业从事的产业与很多产业的技术距离相同，存在很多选择时，企业选择不同的升级路径面临的发展前景是不同的。张其仔 (2008) 把产业升级机会纳入产品空间模型，用产业度 (用d表示) 衡量升级机会，此时，产业升级成本函数变为：C(δ){L-End} ，最优的跳跃距离变为：{L-End} 。从拓展的模型可以看出，产业度的大小影响升级成本，d越高，升级成本越低；d越高，升级的机会越多，产业升级断档的机会就越小。通过产业度的引入，提高了比较优势演化理论对中国产业升级问题的解释力。

以上研究突出了产品结构转型的重要性，认为经济发展的过程就是产品由简单到复杂的升级过程。Ricardo Hausmann, Bailey Klinger (2007) 的研究虽然提到了产品间接近的衡量，但是对产品的复杂性如何衡量、产品与国家之间存在什么关系等问题仍然没有深入研究。

Ce Sar A. Hidalgo, Ricardo Hausmann (2009) 在Ricardo Hausmann, Bailey Klinger (2007) 研究的基础上，通过描绘出口产品的网络结构特征，提出测度经济体复杂性的方法。他们用反射的方法 (Method of Reflection)来描绘双边网络结构特征，并运用贸易数据，获取与国家能力的可获得性相关的信息。

反射方法的主要特点是用描绘网络结构特征的Mcp注1来建立国家和产品的关系。因为双边网络的对称性，故称该方法为反射的方法，这种方法能生成两种类型节点 (国家和产品) 的对称变量集。通过反复计算节点附近的已有水平的平均值作为观测集：

注1按照Ce Sar A. Hidalgo, RicardoHausmann (2009), Mcp是衡量一个国家是否有能力生产某种产品的指标，如果c国有生产p产品的能力，则Mcp=1，反之Mcp=0。

初始条件下，Kc,0=∑pMcp; Kp,0=∑cMcp，分别代表国家的多样化水平和产品的普遍性。用向量Kc= (Kc,0, Kc,1, Kc,2, …, Kc, N) 表示每个国家，而向量{L-End} 表示每种产品。对国家来讲，偶数变量 (Kc,0, Kc,2, Kc,4…) 衡量多样性，而奇数变量 (Kc,1, Kc,3, Kc,5…)衡量出口的普遍性。而对产品而言，偶变量表示普遍性，而奇变量表示国家出口的多样化。这样，在网络术语中，Kc,1和Kp,1表示平均邻近度。而高阶的变量是所有结点特征的线性组合，组合系数由给定起点和终点的N阶随机游走的几率决定。

该方法产生的变量作为衡量经济复杂性的指标，揭示了一个国家经济的复杂性与其收入水平相关，而且其偏差能够预测未来经济的增长。他们通过模型回归得出国家可得能力的衡量方法，并且通过美国的劳动力投入数据，经验地验证了其矩阵与劳动力投入的多样化显著相关。最后他们得出：一个经济体的复杂性水平预言了这个国家未来能够生产的产品种类，暗示了一个国家能开发的新产品实质上依赖于该国已经拥有的能力。国家倾向于向其生产结构所代表的收入水平收敛，所以一个国家如何创造条件，生产更多更复杂的产品，是经济持续增长和繁荣的关键。

Ce Sar A. Hidalgo, Ricardo Hausmann (2009) 的研究主要是构建了一种衡量复杂性的方法，至于复杂性如何作用于国家能力积累的过程以及经济发展的特征对复杂性的影响等问题都没有涉及。与Ce Sar A. Hidalgo, Ricardo Hausmann (2009) 有所不同的是，Ricardo Hausmann, César A. Hidalgo (2010) 模型假定国家不会只生产部分产品，而是只要有能力就生产能符合条件的所有产品。已有能力未被发现的新组合被排除在模型之外。此时，能力的积累完全靠新增能力实现。只有少数国家才能生产需要能力较多的产品；而有很多能力的国家能生产出很多产品。此外他们还假定生产产品需要特殊的能力组合，每个国家拥有的能力不同；一个国家只有拥有产品所需的所有能力才能生产该产品。他们发现国家不仅在多样化水平上有所不同，而且在出口产品的普遍性上也存在很大的差异。能力积累的收益随着国家已经拥有能力的数量指数递增，能力的积累是多样化的凸函数，这意味着经济发展过程中可能出现停滞陷阱，产品复杂性水平越高，国家的多样化水平越容易分化。与C. A. Hidalgo, RB. KlingerA. L. Barabási, R. Hausmann (2007) 相同，该研究认为比较优势朝着附近的相关产品演化；认为接近性 (proximity) 与产品要求的投入向量近似；比较优势的演化需要通过使协调问题最小化而得到实现。然而，Ricardo Hausmann, Dani Rodrik (2003)、C. A. Hidalgo, B. Klinger, A. L. Barabási, R. Hausmann (2007) 等人的研究认为发展的过程可能有两种：多样化的增加可能源于企业家发现已有能力的新组合及新增能力的出现。