我国追赶世界先进技术的动态轨迹

2015-02-03 15:28高锡荣周长玲
软科学 2014年12期

高锡荣++周长玲

摘要:基于 56 个主要国家和地区 1990~2010 年间的投入产出数据,采用多阶段可变规模报酬算法估计了世界生产前沿,分析了我国与世界产业技术的距离变化趋势,勾绘了我国追赶世界先进技术的动态轨迹。 研究表明: 美、日两国代表了世界产业技术前沿,韩紧随其后。相对于美国,我国的生产水平仍然存在着不容忽视的差距,但与世界生产技术前沿之间的差距正在不断地缩小,这一追赶过程大致可以划分为 1990~1991年的距离遥远阶段、 1992~1994 年的距离快速缩小阶段、 1995~2001年的距离中速缩小阶段和 2002~2010 年的距离接近阶段。按此追赶轨迹,我国大致可以在 2018 年达到韩国目前的平均生产技术水平。

关键词:生产前沿; 技术追赶; 创新转型

中图分类号:F269.1 文献标识码:A 文章编号:1001-8409(2014)12-0031-07

Dynamic Traje Ctory of Chinese Catching up the World

Advanced Technology

——The Time Trends of Chinese Approaching the Industry Technological Frontier

GAO Xirong,ZHOU Changling

(School of Economics and Management,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065)

Abstract:Based on the inputoutput data of 56 major countries and regions from 1990 to 2010,the multigage

VRS model was adopted to estimate the world production frontier and analyze the distancechange trends between

China and the world industrial technolo gical frontier,drawing a dynamic trajectory for China to catch up the

global advanced technology.It showed tha both United States and Japan can represent the world industry

technological frontier,while Korea follows them closely.Comp ared with United States,a great gap in production

technology level in China has still existed but the distance between them is being reduced markedly in the recent

years.The Chinese technological catchup processes could be roughly divided into four stages:the first stage is the

far distance stage apan from the industry technological frontier in 1990 to 1991;the second stage is the quickly

shorten stage in dist ance to the industry technological frontier in 1992 to 1994;the third stage is the moderate

shorten stage in distance to the industry technological frontier in 1995 to 2001;and the forth stage is the close stage

to the industry technological frontier in 2002 to 2010.According to the dynamic catching up trajectory,China

would reach the average production technology level of current Korea in 2018.

Key words:production frontiers;technological catchup;innovation transformation

自1840年伊始,赶超世界先进技术一直是我国一批又一批仁人志士乃至全体国民

的共同梦想。经过人们的共同努力,目前,我国已经成为世界第二大经济体,中国精神得到

了全世界的公认。然而,一旦以人均经济指标来衡量,我国落后于发达国家的现实便立即显

现出来。这一事实提醒我们,我国仍然是一个发展中的国家,与发达国家之间仍然存在着明

显的差距,未来的追赶道路仍然十分艰苦和漫长。

为了形象地刻画我国追赶世界先进技术的动态轨迹,定量地测算我国与发达国家之间的

生产技术差距,科学地预测我国未来的追赶道路,本文将从产业技术前沿的视角来进行相应endprint

的探讨,希望以此来客观地评判我国当前所处的发展状态,并澄清可能存在的模糊认识,为

我国加速赶超世界先进生产技术提供决策参考。

1 文献综述

在经济理论中,生产技术一直占据着重要的位置。Solow将技术作为外生因素,测

算了技术进步对经济增长的贡献份额,认为经济增长的80%以上来源于技术的贡献[1~2]。

Arrow、Romer、Lucas等进一步将技术内生于经济增长之中,构建了基于技术内生的新

增长模型[3~5]。随着对技术进步的深入研究,人们逐渐注意到了技术赶超现象,即先前的落后国

家通过技术追赶而接近乃至超越原来的领先国家。技术赶超最早由Gerschenkron提出[6],之

后Nelson和Phelps作了进一步的发展[7]。

我国作为一个发展中国家, 技术赶超不论是在理论上还是实践上都有着特殊的意义, 这也就吸引了国内学者对技术赶超的高度关注。 贾嘉等认为技术赶超是指在一个固定的技术轨道上,发展中国家比发达国家具有更快的相对速度[8]。吴晓丹等认为技术

赶超是跟随者与先行者之间相对运动的速度和位置关系[9]。郭根山认为赶超战略是经济

文化落后国家和地区在政府主导下的有意识的、以赶超先进国家为目标的一种宏观规划,其

本质在于强调战略的目的性和赶超意识[10]。

关于技术赶超的可能性,Posner认为由于经济体间存在着技术水平差距,那些拥有

相对较低的经济发展水平和技术水平的经济体能够通过模仿领先者的生产而出现追赶现象[11]。

Nelson和Phelps认为国际间的技术扩散是欠发达国家经济增长和技术赶超的主要原因[7]。

袁泽沛等认为技术上的“势差”(即技术差距)作为技术扩散的充要条件,为落后国家带来了特殊的发展

机会[12]。

关于技术赶超的实现条件,张国胜认为技术赶超是国家经济赶超的基础,但成熟

的技术轨道上并不存在赶超的机会,只有在技术变革的过程中,“技术-经济”范式的转换才

能带来赶超的机会窗口[13]。Griffith等对生产效率与生产力之间的关系研究表明,落后于产

业前沿的企业经历了一个更快的生产率增长过程,且在地理位置上与前沿企业越接近则赶超

更快[14]。Serranito认为两个国家之间的赶超过程如果尚未结束,则长期收敛效应假设仍然

成立,落后国家将会比先进国家获得更快的增长速度,但此类增速会随着时间的推移而越来越小[15]。

关于技术赶超的影响因素,杨文举等认为技术追赶的实现需要建立在诸如技术

差距的存在、落后经济体拥有一定的技术创新能力和吸收能力等一系列的前提条件之下[16]。

邹薇和代谦认为发展中国家之所以不能通过模仿发达国家的先进技术实现经济赶超,是

因为其人力资本水平低下[17]。生延超通过探究日、韩两国技术赶超的过程及经验发现,后

发国家技术赶超方式是与其拥有的技术能力密切相关的,技术赶超的过程实质上就是技术能

力不断提高的过程[18]。Drine认为法律法规、投资环境等制度体系对于缩小技术差距、加

速技术赶超非常重要[19]。Manca认为国家之间的技术赶超过程,拥有更好制度体系的国家

呈现出了更高的全要素生产增长率和更快的技术采用率,并能更快地接近生产前沿[20]。

Camilla等认为进口和FDl对于效率外部性的扩散有着显著的影响,进而加速了欧洲国

家的技术赶超,且进口在短期内的作用更加显著,而FDl的长远影响更重要[21]。

关于技术赶超的成功案例,陈一博认为美国和日本都是从技术后发国成功实现赶

超,并成为世界技术创新中心的典范[22]。朱美光研究了我国环渤海和长三角经济带的“技术

追赶”经验[23]。Park研究了韩国公共部门对数字无线通信技术的追赶与引领跃迁战略[24]。Joo和

Lee等研究了三星电子对索尼技术能力的成功赶超,并分析了赶超过程中两个企业技术特

征的多方面变化[25]。

从现有的文献看,尚缺乏对我国追赶世界先进技术动态过程的刻画、测算、分段与预测,而这正是本文重点关注和准备探讨的问题。

2 研究方法与数据结构

2.1 研究方法

本文的主要研究任务是估计世界生产前沿,分析我国与世界产业技术前沿的距离,并考察这种距离的时间变化趋势,据此来判断我国追赶世界先进技术的动态轨迹。

本文的研究对象是世界主要经济体。一方面,不同经济体的生产函数形式往往是不同的,

因而难以设定一个统一的生产函数;另一方面,基于数据的可获得性,本文所选择的主要经

济体限于56个主要国家,样本容量受到限制。在此情形下,SFA的采用条件不充分,因此,

本文选择DEA方法来计算世界生产前沿。

DEA分析是根据投入-产出数据集来确定实际生产前沿,在数据真实且无过多奇异的情

况下,可以得出更加接近于现实的结果。DEA方法并不直接对原始数据进行计算,决策单

元的效率与投入、产出指标的量纲选取无关,且对各变量无须作主观权重预设,因此该方法

在处理多产出-多投入的有效性评价方面具有绝对优势。

在众多的DEA模型中,本文选用Coelli提出的“多阶段可变规模报酬”算法[26]。该算endprint

法对于松弛变量的计算更加精确,并且不需要规模报酬不变的假定。投入导向的“多阶段可

变规模报酬”DEA算式如式(1)所示。

Mθ,λθ

s.t. -yi+Yλ≥0,θxi-Xλ≥0,N1′λ=1,λ≥0(1)

式(1)为第i(i=1,…,n)个决策单元的DEA效率算式。其中,θ为第i个决策单元的DEA

效率值, xi(xi=x1i,…,xri)′为第i个决策单元的投入向量,yi(yi=y1i,…,ysi)′为第i个决策单

元的产出向量;X(x=x1,…,xn)′为所有n个决策单元的投入矩阵,Y(y=(y1,…yn)′为所有n

个决策单元的产出矩阵;λ(λ=λ1,…λn)′为参数向量,N1(N1=1,…,1)′为n维单位向量。式(1)

所计算出的DEA效率是单个时期的DEA效率,通过考察n个决策单元在某一时期的DEA

效率,可以找出该时期DEA有效的决策单元,再由DEA有效的决策单元即可构造出该时

期的DEA有效前沿。

在有效前沿的估计中,投入向量中的资本存量K采用永续盘存法计算,其计算公式为:

K=It+(1-α)Kt-1(2)

式(2)中,It为当期固定资本形成总额,Kt-1为上期的资本存量,α为综合折旧率。折旧率

α的选择,范巧认为通过设置较大的资本折旧率可以降低基期资本存量K0对式(2)计

算结果的影响[27],据此本文拟采用10.96%的折旧率[28]。基期资本存量K0计算公式为:

K0=I0/(g+α)(3)

式(3)中,I0为基期固定资本形成总额,g是样本期真实投资的年平均增长率。本文的样

本期为1990~2010年,但为了减少基期资本存量的影响,并考虑到数据的可获得性,拟将

基期前移至1970年。

基于有效前沿的估计,可以计算两个国家之间的生产技术距离。某一时期两个国家之间

的生产技术距离可按公式(4)计算。

D=(Uit-Ujt)2+(Vit-Vjt)2(4)

式(4)中,Uit和Ujt分别代表i、j两个国家在t时期单位产出的劳动投入量,Vit和Vjt分

别代表i、j两个国家在t时期单位产出的资本投入量。

此外,本文在考察我国与世界产业技术前沿距离的动态变化时,采用了非线性回归分析;

在对我国追赶世界产业技术前沿的时间趋势进行阶段划分时,采用了聚类分析方法。

2.2 数据结构与来源

基于数据可获得性以及避免数据缺失的考虑,本文原始数据取自56个主要国家和地区

1990~2010年期间的投入产出数据,其中,产出数据为国内生产总值即GDP,投入数据为劳

动力人数L和固定资本形成总额I。基于固定资本形成总额I,可按式(2)、式(3)计算得到

资本存量K。所选56个主要国家和地区在1990~2010年期间的投入产出数据是完全数据,

即不存在数据缺失,且完全足以估算世界产业技术前沿本文所取56个主要国家和地区,包括美、欧、日等全部发达国家,韩国、新加坡等新兴准发达国

家,中国、巴西、俄罗斯、印度、南非等新兴经济大国。样本的国家数量尽管只占全球国家数量的30%,

但因包含了所有的发达国家、新兴准发达国家和新兴经济大国,经济总量也超过了全球的90%,因此并不

影响世界产业技术前沿的估算。。数据结构及来源参见表1。

3 世界产业技术前沿估计

根据表1所列56个主要国家和地区1990~2010年的投入产出数据,运用公式(1)计算

样本中各国在各年度的DEA效率。其中,年度DEA效率等于l的国家即为该年度DEA有

效的国家,各年度DEA有效的国家就构成了该年度的DEA有效前沿。表2列出了1990~2010

年间全部11个偶数年份的生产前沿构成国从有效前沿的图形上看,部分生产效率等于1的国家实际上是位于有效前沿图形的内部,删除这些国家并不影响有效前沿的分析,故表2中未包含这类国家。。

从表2的结果看,美国、日本一直处于世界生产前沿,表明可以用这两个国家来代表

1990~2010年期间的世界产业技术前沿。此外,多年处于世界生产前沿的国家还有英国、冰

岛、卢森堡等,但它们并不是一直处于世界生产前沿,因而不适合作为世界产业技术前沿的

标志性国家。

这里需要说明的是,处于生产前沿上的经济体未必一定是发达国家。正如表2所示,相

对落后的经济体只要能够充分利用本国的技术资源,也能够取得有效率的产出水平。Kumar

和Russe也得出了同样的结论[29]。实际上,舒尔茨早在《改造传统农业》(中译本)一

书中就已经得出过类似的结论,即传统农业的生产活动也可以是有效率的[30]。

4 我国与世界产业技术前沿的距离计算

由表2可以看出,美国无疑是最具典型意义的创新型国家,日本则是追赶美国最为成功的

国家。本文的计算还证实,韩国也是紧追美国的国家,尽管它尚未进入世界生产前沿,但

距离已经很近了。日本、韩国无论是在人种、文化还是在历史、地理等方面,都与我国

有着巨大的相似性。100多年前的日本、50多年前的韩国与我国并无太大的区别,但它们经

过一段时间的奋力追赶,成功实现了由模仿到创新的转型,并跻身于世界发达工业化国endprint

家之列。那么,日、韩的经历能否在我国重演,即我国是否也能够在不长的时间之内赶上世

界经济强国呢?为回答这一问题,下面将从我国与世界产业技术前沿的距离来进行阐释。

4.1 基于市场汇率的我国与世界产业技术前沿的距离

基于表1的数据,运用公式(4)计算1990年以来中美、韩美的生产技术距离,结果见图1。由图l可看出,自1990年以来,韩国与美国之间的生产技术距离一直很近,韩

国落后美国的距离数值一直保持在0.5~1.0之间,这说明韩国最近20年的生产技术水平已

经达到一个稳定的状态。再看我国与美国之间的生产技术距离,1990年我国落后美国的距

离数值高达14以上,超过了同期韩美距离的20倍;但中美之间的距离在1990~2010年间一

直处于不断缩小的进程之中,到2010年我国落后美国的距离数值已经缩短到2.5,

已不到同期韩美距离的5倍。这表明:一方面,我国近20年来的生产技术水平有了一个持

续性的提高,与世界生产技术前沿之间的差距越来越小;但另一方面,我国与世界生产技术

前沿之间仍然存在着不容忽视的差距。

图1 中、韩两国与美国的生产技术差距

4.2 购买力平价修正后的我国与世界产业技术前沿的距离

表1中的国内生产总值、固定资本形成总额以及资本存量数据是利用2000年市场汇

率换算出来的2000年美元价数据。市场汇率是外汇交易市场上货币供需平衡的结果,而且

还受到各国货币政策的影响,因而并不能真实反映不同国家之间的经济实力。人们普遍

认为,若按照市场汇率计算,则人民币明显被低估。Chou与Shilh从购买力平价角度考

察了人民币均衡汇率的问题,认为在1990年代初人民币大约被低估10%[31];Preeg认为我国

政府对货币的操控导致人民币大约被低估40%[32];Goldstein和Lardy认为人民币相对美元被

低估了15%~25%[33]。根据国际货币基金组织对人民币和韩元的购买力平价推算,人民币对美元

的市场汇率平均为购买力平价标准的2.32倍;而韩元对美元的市场汇率平均为购买力平价

标准的1.43倍。

为避免市场汇率对计算结果的干扰,尽可能真实地反映国家之间的经济实力对比,本文

将采用购买力平价汇率对中美、韩美的生产技术距离进行修正。具体来说,就是以2000年

为时间点,人民币在2000年被低估2.52倍,韩元在2000年被低估1.49倍,人民币相对于

韩元被低估169倍。从相对关系上看,我们不妨保持韩美距离不变,只是将我国的单位产

出劳动投入除以1.69表1中国内生产总值和资本存量的计量单位均为2000年亿美元,二者同时乘以1.69后的比值不变,

因此,不需对单位产出资本投入进行修正。,再求中美之间的生产技术距离。修正后的结果见图1。

经过购买力平价修正之后,中美之间的生产技术距离明显缩小了。到2010年,中美生

产技术距离已降低至韩美生产技术距离的两倍,比修正前缩小了2.5倍。

5 我国追赶世界产业技术前沿的阶段划分

由图1可以看出,中美之间的生产技术距离在1990~

2010年的21年间,经历了一个不

断缩小的过程,从最初的

距离遥远发展到目前的距离逐渐接近。中美生产技术逐渐接近的过

程,也就是我国追赶世界产业技术前沿的过程。从图1的曲线可以看出,我国追赶世界产业技

术前沿的过程存在着阶段性的特点。为了确定这种阶段性特征的表现方式,下面拟采用聚类

分析的方法来进行阶段划分。

5.1 运用系统聚类法判断合适的阶段分类数

采用购买力平价修正后的中美生产技术距离数

据,对我国1990~2010年间的技术追赶过

程进行系

统聚类分析,其中,距离测度采用欧式距离法,聚类方式采用Ward法。最终的系

统聚类结果树状图见图2。

图2 1990~2010年中美生产技术距离变化过程的系统聚类树状图

从图2可见,1990~2010年我国追赶世界产业技术前沿的过程应划分为四个阶段。

如果只划分为两个阶段或者三个阶段,则会出现15个年份聚为一类、剩下6个年份聚为一

类或者两类的不平衡状态;如果划分为五个以上的阶段,则划分过于破碎,不同阶段之间的

区分度会下降。因此,将21个年份划分为四个阶段是最好的选择。

5.2 运用K-均值快速聚类法进行阶段划分的统计检验

为了在统计上评价阶段划分的合理性,本文按照四个

阶段的划分标准,对我国1990~2010

年间的技术赶超过程进行K-均值快速聚类分析,数据仍然采用购买力平价修正后的中美生

产技术距离数据。K-均值聚类法计算出四个阶段的聚类中心值,并对聚类结果作了方差

分析的F检验(见表3)。从表3方差分析的F检验结果可见,K-均值聚类法的四个阶段

划分满足统计上的显著性要求,即四个阶段之间存在着显著性差异,满足统计上的区分度

要求。

表3 基于K-均值聚类的中美生产技术距离的变化阶段划分

基于聚类分析的结果,可以认为,我国1990~2010年间的技术赶超过程可以划分为四个endprint

阶段,其中,第一阶段为1990~1991年,其聚类中心值为8.10,属于距离遥远阶段;第二阶

段为1992~1994年,其聚类中心值为618,属于距离快速缩小阶段;第三阶段为1995~2001

年,其聚类中心值为4.02,属于距离中速缩小阶段;第四阶段为2002~2010年,其聚类中心

值为2.13,属于距离接近阶段。

6 我国追赶世界产业技术前沿的趋势预测

通过前面的分析可以认为,我国目前正处于追赶世界产业技术前沿的关键时期。一方

面,我国正在不断地接近世界产业技术前沿;另一方面,我国接近世界产业技术前沿的速度

正变得越来越慢。为了预测未来一段时期内我国追赶世界产业技术前沿的发展趋势,下面拟运用非线性回归模型来进行分析。

6.1 中美生产技术距离曲线的非线性估计

本文仍然以经过购买力平价修正后的中美生产技术距离为考察对象。从图l所示的形状来看,中美生产技术距离曲线的走势大致遵从负指数函数形式,据此,可将该曲线的时间趋势模型设定为:

zt=ae-b2t(5)

式(5)中,zt为经过购买力平价修正后的中美生产技术距离的时间序列;t为年度变量,

1990年是t的起点,即t1990=1;a、b为待估参数。基于图1中修正后的中美生产技术距离数据,运用计量经济分析软件Eviews6.0对模型(5)作非线性回归分析,估计结果见表4。

以上,这说明模型(5)对中美生产技术距离时间序列的拟合效果很好。将表4的估计

系数代入式(5)即为中美生产技术距离的时间序列函数形式:

zt=8959454e-0088387t(6)

6.2 我国未来生产技术的赶超预测

运用式(6)得到的中美生产技术距离的时间序列函数,可以预测我国未来生产技术的

赶超趋势。鉴于预测的误差会随着预测时间的前移而迅速放大,为了控制误差的放大程度,

本文拟选择与我国技术差距较小的韩国作为未来的赶超目标,测算我国按照目前的

发展趋势何时可以赶上韩国。

考虑到韩国与美国的生产技术距离自1990年以来一直比较稳定,不妨对1990~2010年

间韩美生产技术距离求平均值,以该平均值作为我国近期技术赶超的目标。经计算,

1990~2010年间韩美生产技术距离的平均值为0721,据此,可令zt=0.721,并代入式(6),

求解出t=28.5。根据前文t1990=1,则t=28.5所对应的年份为2017~2018年之间。这就是说,我

国按照目前的趋势发展下去,大致可以在2018年达到韩国的平均生产技术水平(见图3)。

鉴于2018年这一时点离2010年只有8年,时间跨度不算太长,可以认为预测误差是不大的,因此,预测结果应该是较为准确的。

图3 我国赶上韩国生产技术水平的时点预测

7 结论与启示

本文基于56个主要国家和地区1990~2010年间的投入产出数据,采用柯利提出的“多阶

段可变规模报酬”算法,估计了世界生产前沿;参照世界生产前沿,分析了我国与世界产业

技术前沿的距离,并考察了这种距离的时间变化趋势,由此勾绘出我国追赶世界先进技术的

动态轨迹。研究得到了以下结论:

(1)1990~2010年期间,美国、日本一直处于世界生产前沿,据此可以认为,美、日两

国代表了世界产业技术前沿。韩国的生产技术虽未达到世界生产前沿,但一直紧追美、日,

据此可以将韩国作为我国近期的追赶目标。

(2)观察中美生产技术距离的变化过程,一方面,我国近20年来的生产技术水平有了一

个持续性的提高,与世界生产技术前沿之间的差距在大幅度缩小,从最初的距离遥远发展

到目前的距离逐渐接近;但另一方面,我国与世界生产技术前沿之间仍然存在着不容忽视的

差距,未来仍然需要经历一个艰苦的追赶过程。

(3)我国追赶世界产业技术前沿的过程具有阶段性特点。我国1990~2010年期间的追赶

过程大致可以划分为四个阶段,第一阶段为1990~1991年的距离遥远阶段,第二阶段为

1992~1994年的距离快速缩小阶段,第三阶段为1995~2001年的距离中速缩小阶段,第四阶

段为2002~2010年的距离接近阶段。

(4)中美生产技术距离曲线的动态走势遵从负指数函数形式。运用该函数式预测我国未来生产技术的赶超趋势,结果显示,我国大约可以在2018年达到韩国目前的平均生产技术水平。

(5)本研究表明,我国已经进入到了创新转型的临界阶段,此时,如果能够抓住机遇及时推进创新转型,则赶上世界产业技术前沿指日可待。如果未能抓住创新转型的战略机遇,则极有可能长期陷入“发展中”的陷阱。

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(责任编辑:何 彬)endprint