偏向型技术进步与经济增长

1.偏向型技术进步：概念及其发展脉络

Hicks（1932）首先提出了技术进步的偏向性概念。Hicks指出，生产要素的相对价格变化将会激发企业进行技术创新，并且技术创新将偏向于更加经济地使用那些相对更贵的要素（Hicks，1932）。也就是说，技术进步将偏向于相对更加廉价的要素。比如，随着经济增长，资本越来越充裕，劳动就相对变得越来越稀缺，具体表现为劳动力价格上升更快。因此，企业会倾向于研发或者引进更多使用资本而节约劳动（资本使用型或称劳动节约型）的技术。这一思想在20世纪60年代得到Kennedy（1964）、Samuelson（1965）、Drandakis and Phelps（1965）等的进一步发展，形成了“诱致性技术创新”（induced innovation）理论，用以讨论要素价格与技术变化之间的关系。

Hicks（1932）将技术进步偏向分为三个方向：其一，如果技术进步有利于提高劳动的边际产出水平，则技术进步是资本节约型（capital－saving）；其二，如果技术进步有利于提高资本的边际产出水平，则技术进步是劳动节约型（labor－saving）；其三，如果技术进步对资本、劳动的边际产出比没有影响，则技术进步是中性的（Hicks－Neutral）。Hicks上述关于偏向型技术进步分类的方法，得到其后诸多研究者的遵从（Kennedy，1964；Samuelson，1965；Marquetti，2004；黄先海、徐圣，2009）。这一分类主要是从投入要素角度出发，从技术进步对要素边际产出的影响来定义技术进步的偏向的方向，将偏向型技术进步分为资本偏向型与劳动偏向型。其后，为了研究不同种类劳动的投入、边际产出与收入分配问题，开始从单一要素即劳动角度，划分技术进步的偏向性，将其分为技能劳动偏向型（skilled biased）与非技能劳动偏向型（non－skilled Biased）。

新近，以Acemoglu（2002，2007）为代表的理论家们的一系列相关重要文献将技术进步的偏向性扩展到任意投入要素上，并提出了新的技术进步偏向名称。如果技术进步更加有利于提高某种要素（比如Z）的边际产出，则称为偏向Z的技术进步（Z－biased technical change），或称技术进步偏向Z（technical change is biased towards Z）。Acemoglu（2002）提出了与技术进步偏向相关另一组概念：要素增进型技术进步（factor－augmenting）。考虑生产函数为F（L，Z，A），使用两种投入L（劳动）和Z（资本或者技能型劳动或者土地）；A是技术进步指数。F（A，L，Z）表示技术进步是劳动增进型（L－augmenting），即技术进步与劳动相配合。它同样可定义资本增进型与技能劳动增进型等。值得特别指出的是，此处要素增进型技术进步与要素偏向型技术进步之间存在一些重要的差异。根据技术进步偏向的定义，如果技术进步有利于提高要素L（Z）的边际产出水平，则称技术进步偏向L（Z）。Acemoglu（2002）通过严格的推导证明：要素增进型技术进步与技术进步的偏向性的关系取决于两种生产要素之间替代弹性的大小。如果L和Z的替代弹性大于1（即L与Z为替代关系），则L（Z）增进型技术进步就是偏向L（Z）的技术进步；如果L和Z的替代弹性小于1（即L与Z为互补关系），则L（Z）增进型技术进步反而是偏向Z（L）的技术进步。

更为重要的是，基于Acemoglu（2002，2007）开创的研究框架，一些文献开始将技术进步偏向性扩展至资源（能源）、环境与经济增长研究领域，提出了技术进步偏向能源节约还是偏向能源消耗（Popp，2002），以及技术进步偏向清洁行业还是偏向污染行业的新思路（Acemoglu et al.，2012）。

那么，是什么因素决定了技术进步偏向的方向？技术进步的偏向性主要是指技术进步对要素边际产出率的相对影响，如果技术进步更加有利于提升某一要素的边际产出，则称技术进步是偏向于这种要素的。技术进步偏向的主要决定因素有三个：第一，技术进步偏向所带来的收益率，偏向哪种要素主要是取决于技术进步的这种偏向所带来的收益是否大于没有偏向时候的情况；第二，要素的相对稀缺性，企业进行技术创新是为了缓解对稀缺资源的过度依赖，并通过技术创新提高生产率，因此技术创新会更加偏向于相对更稀缺的要素；第三，要素的相对生产率，技术进步最终偏向何种要素，不但取决于稀缺性，关键取决于要素相对生产率的增长率，单位成本下哪种要素的生产率增长更大则技术进步偏向哪种要素，此时才会使收益最大。

2.偏向型技术进步与经济增长

无论是古典增长理论、新古典增长理论还是新增长理论（内生增长理论），技术进步一直以来被视为促进一国经济增长的重要因素。特别是内生增长理论将技术进步内生化之后，从技术创新的角度重新找到了各国经济持续增长的源泉和动力；使经济增长理论在沉寂多年后重回历史舞台。但是，早期经济增长理论中技术进步是中性的，比如在经典的新古典增长模型（Solow－Swan模型）中将技术进步看作一种“全要素生产率”的提升，技术进步为中性。具体来讲，技术进步中性包括三种：第一，Hicks技术进步中性，生产函数形式为F（A，K，L）＝AF（K，L），即技术进步同等比例地提高各种不同投入要素的产出水平；第二，Harrod技术进步中性，生产函数形式为F（A，K，L）＝F（K，AL），技术进步与劳动结合，为劳动增进型技术进步；第三，Solow技术进步中性，生产函数形式为F（A，K，L）＝F（AK，L），技术进步与资本结合，为资本增进型技术进步（往往又称为资本体现式技术进步）。内生增长理论将技术进步内生化之后，从“干中学”、人力资本、企业研发等方面重新阐释了技术进步的来源以及促进经济发展的内生机制，但这些理论只关注技术在生产层面的影响，并未涉及技术进步对各种投入要素（边际）产出的影响以及由此引致的投入要素收入份额的变化，技术进步的偏向性并未得到关注。

根据偏向性的定义，考虑到技术进步偏向于某种投入要素，偏向型技术进步将会提高偏向要素的边际产出水平。也就是说，如果技术进步偏向某种要素，这种要素的边际产出会增长得相对更快。从均衡角度来看，要素的边际产出增长更快，最终会促使要素价格上升，并引致这种投入要素在整个分配格局居于更加优势的地位。然而，这一系列问题长久以来未能引起经济增长理论学者的重视。技术进步的方向性作为一个经典问题，由Hicks（1932）提出来以后，得到了一些发展。但是由于缺乏微观基础和没有与经济增长理论结合两个重要原因，最终未能引起经济学家的足够重视（戴天仕，2010）。

长期以来，技术进步被认为是中性的，但是随后越来越多的经验研究发现，技术进步中性的假设并不完全符合现实情况。越来越多的证据显示，20世纪以来的技术进步偏向技能劳动，并在1980年代这种偏向趋势有所加速；同样地，技术进步还存在部门偏向性，研发密度在各个部门具有明显的异质性特征。因此，建立技术进步方向（direction of technical change）理论的第一步就是在经济增长理论中引入多个部门，在此基础上研究技术开发偏向要素（部门）的经济激励，进一步理解是什么因素决定了技术进步方向（Gancia and Zilibotti，2005）。

将技术进步偏向性与现代增长理论结合起来的开创性文献来自Acemolgu。Acemoglu等（1998，2002）通过一个多部门模型，开创性地将偏向型技术进步纳入到内生增长理论框架下，分析技术进步的偏向性对增长路径以及要素收入份额的影响，逐渐形成了一般化的“内生技术进步方向增长理论”。在其奠基性文献中，他将偏向型技术进步（directed technical changes）形式化之后纳入到内生增长模型中（Acemoglu，1998）。在这个模型中，研发部门可以选择与技能工人匹配的技术，也可以选择与非技能工人匹配的技术，研发部门主要依据研发对产出的激励效应大小来选择技术进步的方向。接着，Acemoglu and Zilibotti（2001）将上述文献加以扩展，用以解释技能互补型技术。Acemoglu（2002）随后又通过引入市场规模效应与价格效应，将Acemoglu（1998）的内生技术进步方向的增长理论做了更为一般化的处理和阐释。市场规模效应是指使用这一技术的生产要素变得越充裕，那么此技术的市场规模效应就越大；因此，市场规模效应使技术创新将与相对充足的要素相匹配。价格效应是指使用这一技术的要素价格越高，则企业更加愿意为节约这种要素而付出成本；因此价格效应使技术创新与价格越高（相对稀缺）的要素相互匹配。到底是市场规模效应还是价格效应占主导地位？即到底是技术进步与相对充足的要素还是相对稀缺的要素相匹配，则要看这两种要素之间的替代弹性。如果两种生产要素之间替代弹性＞1（替代）则市场规模效应占优，如果要素之间的替代弹性＜1（互补），则价格效应占优；如果要素之间的替代弹性为1，则市场规模效应和价格效应相互抵消，技术进步同等地与两种要素匹配。技术创新的这种匹配效应自然就导致了要素产出效率（边际产出）的变化，这就是技术进步偏向性问题，进一步地，他们用技术进步偏向性来研究其对要素价格和要素收入份额产生的影响。通过对偏向型技术进步的内生化处理，形成的“内生技术进步方向增长理论”使古老的Hicks技术进步偏向性思想得以重新焕发活力，Acemoglu的上述文献也成为后来一系列相关文献的基础。随后，大量学者基于上述理论研究了南北贸易与技术进步方向、技术进步方向与收入不平等的关系。

3.偏向型技术进步实证与测算

偏向型技术进步是一个既古老又全新的话题，自Hicks（1932）提出技术进步偏向概念以来^[5]，技术进步偏向理论得到众多学者的发展（Habakkuk，1962；Kennedy，1964；David and Klundert，1965；Samuelson，1965；Acemoglu，1998，2002；Acemoglu et al.，2012）。传统上，技术进步偏向文献在增长框架内探讨资本、劳动两种要素的偏向性问题，形成了两支主要的文献：

第一，测算技术进步的偏向性。David and Klundert（1965）是较早测度技术进步方向的学者。通过将生产函数形式设定为Arrow et al.（1961）提出的常替代弹性（CES）生产函数，他们利用美国1899—1960年的数据，证明技术进步更加有利于提高资本的边际产出，即1899—1960年美国的技术进步是偏向资本的。随后的一系列研究也得出类似的结论：美国20世纪以来技术进步是偏向资本的（Wilkinson，1968；Sato，1970；Panik，1976；Kalt，1978）。Ripatti and Vilmunen（2001）采用芬兰1975—2000年的季度数据进行估计，发现芬兰的技术进步是偏向资本的，资本偏向型技术进步是导致该国劳动收入份额下降的重要原因。Klump et al.（2007）采用标准化CES生产函数，利用美国1953—1998年的数据，测算了美国的技术进步方向。实证结果验证了Acemoglu（2002）关于技术进步存在偏向性的观点，显然，美国的技术进步偏向资本。Klump et al.（2008）采用同样的方法测度了欧元区1970—2005年的技术进步方向，同样发现欧元区的技术进步是偏向资本的。Sato and Morita（2009）比较了日本和美国1960—2004年的经济增长和技术进步，发现两国的技术进步均偏向资本。宋冬林等（2010）通过回归分析方法来度量偏向型技术进步的存在性，他认为如果技术进步增加了对技能型劳动的需求或者出现了技能溢价，则认定为存在偏向型技术进步。戴天仕和徐现祥（2010）测算了中国省际层面的技术进步偏向，也发现总体上中国的技术进步偏向资本，为技术进步偏向提供了一个来自发展中国家的实证证据。戴杰（2012）测算了改革开放以来中国各省（区、市）技术进步偏向水平，发现各省（区、市）的技术进步偏向呈阶段性特征，偏向资本和偏向劳动交替变化，这就进一步从省际层面丰富了对中国偏向性技术进步的认识。

第二，研究偏向型技术进步的来源及其影响。究竟是什么因素导致了技术进步的偏向性？这个问题比技术进步偏向本身更为重要（Acemoglu，2003）。Wood（1994）最早提出国际贸易对技术进步以及偏向性存在影响，Acemoglu（1998，1999，2003）利用模型分析了国际贸易对发达国家的技术进步方向的影响，表明贸易开放对偏向型技术的影响取决于南方国家对引进技术的知识产权保护程度。如果知识产权保护不足，贸易会通过价格效应影响发达国家的技术进步偏向技能劳动。随后一系列的文献也从理论和实证上研究了国际贸易对技术进步偏向的影响（Xu，2001；殷德生和唐海燕，2006；潘士远，2007）。Acemoglu（2007）则考察了不同结构的产品市场对技术进步偏向性的影响，他分别讨论了完全竞争、垄断竞争、寡头和完全垄断市场下均衡的技术进步偏向性。潘士远（2008）考察了研发产品的最优专利保护制度对技术进步方向的影响，认为劳动力禀赋结构能够通过最优专利制度来影响技术进步方向。张莉等（2012）利用发展中国家数据，也从实证上验证了国际贸易对偏向型技术进步存在影响，并指出国际贸易导致的技能偏向型技术进步具体又表现为资本偏向型的技术进步。

在传统的资本、劳动两要素的基础上，以Acemoglu（2002，2007）为代表的一系列文献将技术进步方向扩展至任意投入要素之间，并将技术进步方向定义为：如果技术进步更有助于提高某种要素（比如Z）的边际产出，称之技术进步偏向Z（technical change is biased towards Z）。随着环境问题的凸显，能源、环境与经济理论的日益发展，偏向型技术进步文献逐步将能源引入生产函数。技术进步偏向的类型也从最初的资本、劳动两种要素，扩展至资本、劳动、能源三种要素。在最新的文献中，一些学者基于Acemoglu（1998，2002，2007）开创的研究框架，开创性地将偏向型技术进步用于分析资源（能源）、环境约束下的经济增长和技术创新问题。这一类文献相继提出了技术进步偏向能源节约还是偏向能源消耗（Popp，2002），以及技术进步偏向清洁行业还是偏向污染行业的新思路（Acemoglu et al.，2012）。

随着环境问题越来越受重视，与理论相对应，出现了一系列文献提出测算能源偏向型技术进步的实证模型和方法。但是由于技术进步率和技术进步方向非常难测度，能源数据的缺失等原因，实证方面的文献总体上偏少。偏向节能减排方面的偏向型技术进步测算方面，目前仍然没有直接的测算，部分学者基于偏向型技术变化理论以及传统的测算方法，从能源角度开展偏向型技术创新测算的实证研究。Sanstad et al.（2006）利用印度、韩国和美国能源密集型行业的数据估计了能源增进型技术进步与部门生产率增长趋势，通过利用超越对数成本模型使用资本、劳动、能源和中间投入数据估算出能源价格偏向型技术变化程度。Otto et al.（2007）基于Acemoglu（2002）的框架，利用可计算一般均衡模型（CGE）研究了技术变化的能源偏向性。Karanfil et al.（2010）选用法国1978—2006年的数据，通过估计一个超越对数成本份额系统方程，首次将能源要素纳入偏向型技术进步测算的框架，利用状态空间模型技术（Kalman Filter），考察了技术进步偏向能源的程度以及偏向其他要素的程度。他们发现，能源偏向型技术进步对能源价格非常敏感。Jin and Jorgenson（2010）提出了一个测度替代率与技术变化的新的计量模型方法。他们用不可观测的、潜变量来表示技术变化的偏向和程度，利用Kalman Filter方法较好地刻画了技术进步偏向，并且将技术进步率和偏向投射到未来，考察更长时期内的技术进步偏向性。利用美国1960—2005年的行业数据实证分析了美国行业层面技术进步偏向的特征，得出了丰富的结论。总体上，已有的一些实证为认识和测度能源偏向型技术进步提供了框架和一些基本的洞见，但是由于数据不可得和计量方法本身存在的局限性，决定了还需进一步认识偏向型技术进步（Bratti and Matteucci，2005）；特别是由于能源投入和价格数据的不可获取性，使得能源偏向型技术进步实证研究进展缓慢。

现有文献对偏向型技术进步已经有了较为丰富的理论研究，其中主要涉及偏向型技术进步的来源和对要素收入份额的影响，实证方面则对资本与劳动偏向型技术进步的存在性与偏向程度进行了相关实证考察，新近的文献开始纳入能源（环境）因素来考察技术进步的偏向性问题。在中国面临日益收紧的能源环境约束的情况下，技术进步的能源偏向性如何，以及什么因素影响了技术进步的能源偏向性，都值得深入探讨。