敬自然，爱知识：2018年诺贝尔经济学奖简评
这篇是旧文重刊。一来是原本发在腾讯·大家，当然现在这个平台已经不存在了。主要是中国有一个笑话：内容创业。
二来再过两天就要发2021年的诺贝尔经济学奖了，又是给自己一个学习的机会。那温故知新当然也不错。
三来是件趣事。我在这篇2018年的诺奖介绍里提到了华人经济学家杨自力老师的贡献。杨老师特地给我寄了大作，技术细节太多我不懂的地方了。但诺德豪斯获奖，要给杨老师记一功。
2018年诺贝尔奖经济学奖颁给了威廉·诺德豪斯和保罗·罗默，两个都是耳熟能详的名字。中国人知道诺德豪斯，估计主要是因为他和萨缪尔森一起写了著名的《经济学》教科书；而罗默则一直在苦候诺奖的大师名单上，陪跑多年。纽约大学2017年还闹出乌龙，宣布罗默获得诺奖，坊间笑传“罗默今年获奖没？”还好，罗默拿奖，笑话终了。
诺奖委员会在颁奖词中说，诺德豪斯获奖是因为他将气候变化融入到宏观经济学分析之中，而罗默则是因其将知识及技术变革引入经济增长（也就是内生经济增长理论）而获奖。那么气候变化和知识创新对经济增长——尤其是长期经济发展来说，到底意味着什么，为何值得获颁诺贝尔经济学奖呢？
1. 剧烈气候变化就是市场失灵
一切还要从1987年的诺贝尔经济学奖获得者索罗的工作说起。索罗1956年在《经济学季刊（Quarterly Journal of Economics）》发表了《对经济增长理论的一个贡献》一文，提出了经典增长模型。在索罗经典增长模型里，气候变化这样的大环境因素，并不在考虑之内。索罗聚焦的是传统经济要素，例如资本和劳动力如何搭配才能促进经济增长。
但很明显，地震、洪水、飓风等自然灾害很可能会让一个地区的经济发展倒退很多年，例如美国的卡特里娜飓风对新奥尔良地区造成的负面影响，今天还在延续。而气候变化，温室气体——例如二氧化碳过度排放导致全球平均气温上升，一样会对经济活动产生长期而重要的影响。经济可持续发展没有纳入像气候变化这样影响甚大、负面又多的环境因素，实在是说不过去。
诺德豪斯对气候变化对经济影响的兴趣可以追溯到1970年代。诺德豪斯1977年在《美国经济评论：论文速递（American Economic Review: Papers and Proceedings）》发表了一篇短文《经济增长与气候：以二氧化碳为例》，其中提到二氧化碳排放对经济的负面影响极其巨大，应当加以管制。在这篇短文中，诺德豪斯提出了测算评价二氧化碳排放影响的雏形，后来发展成了所谓的综合评估模型（Integrated Assessment Models）。
为什么要管制二氧化碳的排放呢？这个和负外部性概念有关。所谓外部性是指一个个体的行为并不仅仅局限在这个人身上，会对其他人有影响。负外部性就是说个人行为对其他人会有负面的影响。一个人生活工作，都会排放二氧化碳，长期累积的个人排放量会影响整个环境，但成本却是所有人承担的。
所以严格经济理性的个体，包括个人和企业在内，如果没有恰当的管制，就会倾向于多排放，这样整个地球环境长期就会变成一个“公地悲剧”：每个人和企业都多排，但没有人承担成本，长期来看，由于二氧化碳和类似的温室气体的排放会导致剧烈气候变化，不仅危及经济增长，也会毁灭人类社会。简而言之，剧烈气候变化就是市场失灵的表现。诺德豪斯这种有大局观的经济学家，当然不能坐视这种公地悲剧的诞生，所以建议要对二氧化碳排放进行管制。
2. 三向模型与综合评估
但在讨论如何管制才是最好的管制之前，有一个相当现实的问题要考虑，即：要怎么测算评估气候变化对经济活动的影响呢？诺德豪斯认为必须同时考虑几个相关的问题：经济活动如何影响气候变化？气候变化如何反过来又影响经济活动？什么样的政策能够协调气候变化和经济活动？而回答这些问题不能仅靠经济学知识，还要整合自然科学的知识，才能整合构建出一个合适的长期发展模型。
诺德豪斯在1970年代的一系列工作，搭建了一个三向模型。这个三向模型包括：
第一是碳循环模型。碳循环模型描述了全球的二氧化碳排放是如何影响大气中的二氧化碳浓度的。这部分基本化学知识用来描述二氧化碳如何在大气、海平面、生物圈之间循环。从这个模型可以描绘出大气二氧化碳浓度的时间曲线。
第二是气候模型。气候模型主要刻画二氧化碳和其他温室气体在大气中的浓度怎样影响了出入地球的能量流之间的平衡。这部分是用基本物理知识，描述了整个地球能量收支随时间的变化。从这个模型可以描绘出全球温度的时间曲线，这是气候变化的关键指标。
第三个是经济模型。经济模型描述全球市场经济面貌，包括产出商品、消耗资本、劳动力和能量等。这些能量一部分来自化石燃料的使用，而使用化石燃料就会排放二氧化碳。这个经济模型描述了不同的气候政策（比如税收或者碳信用）如何影响经济和二氧化碳排放。从经济增长模型可以描绘出GDP社会福利以及全球二氧化碳排放的时间曲线，以及一个气候变化造成负面影响的时间曲线。
把这三个模型整合到一个大的框架里，就是综合评估模型（Integrated Assessment Models）。这个模型可以用来预测不同水平的二氧化碳排放带来的经济影响，以及相应的经济活动反过来又如何影响二氧化碳排放的。但总体而言，经济学家通常对预测抱有深深的警惕，尤其是因为伟大的经济学家阿尔钦（Armen A. Alchian）对不确定性的研究，提醒经济学家预测是不可能的任务。
不过诺德豪斯在这里的主要贡献，在我看来，并不是去预测经济活动和气候变化，而是通过一系列工作将气候变化内生到增长模型里，大大拓展了索罗的经典增长模型。只是这里有一个问题，即：在上面的三向模型里，只有经济模型是基于个人理性的，也就是假设理性的经济人都是向前看的。要是能确定特定时间点上的资本存量、技术水平和消费变化（反映二氧化碳排放），就能求解经济模型。但在碳循环和气候模型中，往前看的理性人是不存在的。聪明的读者不难看出三向模型中的前两个和第三个经济模型之间是不相容的。诺德豪斯的一部分重要工作是简化碳循环和气候模型，使得它们与经济模型能够挂起钩来。
3. 气候变化经济学
这部分工作一直到1994年诺德豪斯出版《管理全球公地：气候变化经济学（Managing the Global Commons: The Economics of Climate Change）》一书才算奠定了后来综合评估模型的基础。在1994年的这本书里，诺德豪斯提出了简化的动态综合气候经济(DICE：Dynamic Integrated model of Climate and the Economy)模型。这个DICE模型建立了一个动态的碳循环系统以及全球能力平衡和平均气温之间的动态关系，而这些关系能通过在索罗模型中加入化石燃料的使用得以呈现。诺德豪斯通过DICE模型把三向模型融合起来，尽管作了大量的简化工作，但这个工作奠定了综合评估模型的基础。
诺德豪斯和杨自力在1996年《美国经济评论（American Economic Review）》上发表了《关于可选气候变化策略的区域动态一般均衡模型（A Regional Dynamic General-Equilibrium Model of Alternative Climate-Change Strategies）》一文。这也是目前被广为使用的RICE气候经济学模型，尤其值得一提的是华人经济学家杨自力教授在这个方面可说是居功至伟。
诺德豪斯1990年代的工作大大推进了其在1970年代的工作，主要是模型化了气候变化带来的经济破坏。尤其是在其1994年的书中，诺德豪斯近乎无聊地整理了一堆研究，来测算气候变化对农业、对沿海领域、对便利设施、对生物多样性以及人类健康等造成的损害。尽管如此，这也仅仅是对气候变化带来的损害的可能测算，因为还有一些极端的负面影响并没有被包括在内，例如气候变化导致资源紧缺进而引发的局势动荡。
而在RICE模型中，世界被分成俄罗斯和东欧、中国、美国、OECD-欧洲、低收入地区、中低收入区域、中等收入区域、其他高收入区域等八个区域。每个区域的消费者福利取决于该区域内的人口增长和劳动力、资本和能源的消耗。RICE假设人口增长最终会趋于稳定，而引入能源消耗则扩展了索罗模型。但RICE模型依旧假设技术变化是外生的，并没有利用罗默的技术内生假定。我稍后讨论罗默的贡献时会详细说明技术内生何以重要。
在RICE里，能源消耗明显会产生负外部性，但没有人会在意自己产生的二氧化碳与全球平均气温有什么关系。从全球范围来看，任何一个单独的排放体不管是个人还是企业，都是微不足道的，排放的二氧化碳进入碳循环模型，进而在大气中积聚，加上其他的温室气体，推高了全球的平均气温，而这回过来通过经济损失影响各个区域内的经济体。但这个过程中，经济损失是分散到全世界的，所以不管是个人还是企业并不会内生化这种损失。于是整体上全球就成了一个“公地”，承受气候变暖带来的悲剧，诺德豪斯认为这是“没有管制市场的失灵”。
问题自然是如何管制？
诺德豪斯提出的最优管制的其中一种是统一的“庇古税”，统一强加给所有区域。其背后的想法是每个排放者应向社会支付与其排放造成的损害相应的代价。最优税率可以通过折算边际上一单位二氧化碳排放对当前及未来产出影响的现值来确定。
另外一种方式是在给定生产函数、生产要素、碳循环和气候的情况下，要求所有的内生变量，包括消费、资本和能源都用于最大化区域福利。这样一来，这个方案的求解工作最终就变成给定一组价格寻找市场均衡的传统经济学分析。不管是庇古税还是排放许可的执行，在这种情况下，都需要保证市场均衡，才能实现区域福利的最大化。
在实际工作中，决策者需要应用IAM，DICE和RICE来做各种测算，计算可能的经济和社会损失。但这种具体调参数做测算的工作，可能由掌握更多的信息的在一线工作的具体工作人员来执行，，才能做得好。从这个角度来说，诺德豪斯更像一个工程师，而不是经济学家。
4. 从索罗的遗憾到罗默的机会
在索罗模型里，技术进步好像是外来力量决定的，而不是内生于经济发展过程。至于为什么呢？索罗没有给出答案。直到罗默将技术内生到增长模型中，发展出“内生增长理论”，才给出了更为细致的解答。
让我们先从索罗模型说起。在索罗模型里，消费加上投资就是产出。也就是说，GDP不是用于消费就是用于投资生产。而生产，在技术给定的条件下，就取决于资本和劳动力的投入。索罗假定资本积累带来的边际产出是递减的，而储蓄率和人口增长率都是不变的，由此导致的结果是人均资本会陷入停滞。因此资本驱动的增长必然不可持续。如果技术给定，增加更多资本得到的产出只会越来越少。那么经济要如何才能增长呢？
索罗又假定技术是逐渐进步的，且是一种劳动力深化（增加）式的进步。这样长期来看，技术进步虽然是外生的，但劳动力能从技术进步中获益，最终提高生产率，促进经济增长。也就是说，技术进步让劳动力高产才是经济增长之源。但正如前面说的，索罗并没有说明为什么技术会随着时间而稳妥进步，这只是一个假设而已。而且这个技术进步水平，因为是外生的，所以适用所有经济体。
这样一来，按照索罗的经典增长模型，一方面资本驱动的增长因为资本边际收益递减，最终会下降到各个经济体和代际之间都差不多的水平；另一方面因为技术水平对所有国家来说都差不多，所以索罗模型的推论就是穷国会发展到和富国差不多的水平，所有国家长期而言要增长，最终取决于外生的技术进步。
罗默马上发现了上面索罗推论的问题。因为各个国家之间的发展差别极其巨大，也没有统一的趋势表明穷国追赶富国、最终大家都能共同富裕。现实的情况是，即便两个一开始起步差不多的国家，十几年之后的经济差距也会非常大。穷国也不一定一直在奔小康的道路上前行，也有可能落入贫困陷阱，越来越穷。索罗模型没法解释为什么现实中穷国与富国之间的发展差异特别大，以及这种落差式发展为何长时间持续。这是索罗的遗憾，但却给了罗默机会。
5.内生增长理论
那么到底该怎么解释各国长期增长的不同表现呢？罗默给出的答案是“内生增长理论”。其中的关键是将技术内生化到索罗模型中。首先，在 1987年《美国经济评论：论文速递》上，罗默发表了《源于专业化的报酬递增的增长（Growth Based on Increasing Returns Due to Specialization）》一文，其中指出：索罗说的资本收益率递减至零不一定对，因为资本可以通过在不同方向上的深化，从而一直获得正的收益率。
其次，不同于索罗，罗默认为技术是由市场中的经济体有目的的创造和推动的。为什么市场中的行为主体会有目的地积累知识呢？这是因为“知识”或者“想法”的特殊性导致的。1990年，罗默在《政治经济学（Journal of Political Economy）》杂志发表了《内生技术变革（Endogenous Technological Change）》一文，仔细讨论了知识的正外部性及其如何内生于经济发展过程又如何推动经济发展。
简单来说，首先，知识是非竞争性的。资本、劳动力及其他投资品是相互竞争的，特定的机器和某一位特定的工人服务于一个企业，就不能同时服务另一个企业。但知识不是这样。德鲁克、马奇和西蒙关于如何提高企业管理水平的知识，一个企业用时，并不妨碍另一个企业同时也用。
其次，如果有组织或者规定能够阻止人们使用特定的商品，那么这些商品就是排他性的。但大部分知识很难通过组织设定规则来排他，尤其是一些根本性的科学知识，就更是如此。当然对于一部分特定的知识，可以通过技术手段例如加密或者专利法保护来组织其他人使用，这会对经济增长产生重要而深刻的影响。
罗默指出，知识产品的市场必须考虑到知识产品特质。例如一个艺术家要制作一张唱片，可能需要耗费数年时间，花费大量人力物力。但是一旦第一张唱片完成之后，之后的复制仅需要很小的成本，尤其是考虑到网络流媒体下载的话，这种第二次的成本几乎可以忽略不计。这种成本结构就决定了知识产品一开始要卖得很贵，价格需要比边际成本高得多，才能确保收回最初的固定成本且有赢利。对企业来说，往往需要获得一定的市场地位，也就是成为有一定的垄断力量的巨头，才能使其知识产品实现排他性使用。因为如果巨头没有一定的市场垄断力量，在进出自由的市场上，随着新进入者逐渐增多，研发的收益很快会趋近于零。
罗默的知识创新推动的内生增长与索罗的资本累积推动型增长不同，索罗假定资本的边际收益递减，但知识创新却可以边际收益递增，知识也可以帮助资本在各个不同的领域深化，从而获得正的收益。