基于H-O模型的外生技術(shù)進(jìn)步與國(guó)際貿(mào)易分析

摘要：在H-O模型的基礎(chǔ)上通過(guò)幾何分析和代數(shù)證明，本文分別闡述了在小國(guó)情形和大國(guó)情形下，出口部門與進(jìn)口部門的希克斯中性技術(shù)進(jìn)步對(duì)一國(guó)的生產(chǎn)模式、貿(mào)易模式、要素報(bào)酬、要素密集度和社會(huì)福利的影響。

關(guān)鍵詞：外生技術(shù)進(jìn)步；國(guó)際貿(mào)易；H-O模型

中圖分類號(hào)：F11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Technological Progress and International Trade:A Mathematical Analysis Based on H-O Model

HUANG Jian-zhong，ZHENG Zhi-xin

(School of Economics， Xiamen University， Xiamen 361005， China)

Abstract：This paper illustrates the influence of Hick-neutral technological progress on the production model， trade model， factor reward， factor density and welfare of a country through mathematical analysis based on Heckscher-Ohlin Model.

Key words: exogeneous technological progress; international trade；H-O model

一、文獻(xiàn)綜述

技術(shù)進(jìn)步對(duì)國(guó)際貿(mào)易有著深遠(yuǎn)的影響，以技術(shù)差異作為貿(mào)易基礎(chǔ)的國(guó)際貿(mào)易理論由來(lái)已久。18世紀(jì)誕生的比較優(yōu)勢(shì)理論將國(guó)別相對(duì)技術(shù)差異作為國(guó)際分工和貿(mào)易模式的重要決定因素。Dornbusch et al.（1977）又將Ricardo的比較優(yōu)勢(shì)模型拓展為連續(xù)物品的情形，并指出外生技術(shù)進(jìn)步會(huì)使一國(guó)生產(chǎn)的相對(duì)成本下降，原先的比較優(yōu)勢(shì)得到增強(qiáng)，相對(duì)工資上升，但貿(mào)易條件惡化。

20世紀(jì)初誕生的H-O理論以要素稟賦作為貿(mào)易基礎(chǔ)和貿(mào)易模式的決定因素， 盡管該理論的四大定理①構(gòu)成了自洽性很高的貿(mào)易理論體系，卻受到眾多經(jīng)驗(yàn)研究的質(zhì)疑（比如“里昂剔夫之謎”），一個(gè)重要的原因便是該理論忽略了技術(shù)差異對(duì)國(guó)際貿(mào)易的影響。20世紀(jì)50年代之后，學(xué)者們又重新將技術(shù)因素引入貿(mào)易理論的分析框架當(dāng)中，產(chǎn)生了不同的研究方向。

第一個(gè)研究方向在H-O模型中引入技術(shù)進(jìn)步，Hicks（1953）研究了出口偏向型（export-biased）技術(shù)進(jìn)步與進(jìn)口偏向型（import-biased）技術(shù)進(jìn)步對(duì)一國(guó)貿(mào)易條件的影響；Corden（1956）與Johnson（1955）則指出，在貿(mào)易條件不變的前提下，一國(guó)某部門發(fā)生技術(shù)進(jìn)步會(huì)增加該部門的產(chǎn)量，減少另一部門的產(chǎn)量，稱為“ultra-biased economic expansion”。Findlay and Grubert（1959）分別分析了希克斯中性技術(shù)進(jìn)步和要素節(jié)約型(factor-saving) 技術(shù)進(jìn)步②，對(duì)要素相對(duì)價(jià)格、要素密集度、各部門產(chǎn)量和貿(mào)易條件的影響。Batra and Pattanaik（1971）分別研究了要素積累，技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和國(guó)際貿(mào)易的影響。Markusen and Svensson（1983）采用兩個(gè)國(guó)家、m種要素、n種產(chǎn)品的一般均衡模型，分析了產(chǎn)品增加型（product-augmenting）技術(shù)進(jìn)步對(duì)國(guó)際貿(mào)易和要素流動(dòng)的影響。Choi and Yu（1985）分析了在可變規(guī)模報(bào)酬的前提下，中性技術(shù)進(jìn)步對(duì)一國(guó)生產(chǎn)模式、貿(mào)易模式和福利的影響。Xu Bin（2001）分析了要素增加型（factor-augmenting）技術(shù)進(jìn)步和要素使用型（factor-using）技術(shù)進(jìn)步對(duì)要素相對(duì)價(jià)格的影響。

第二個(gè)研究方向以國(guó)別之間的技術(shù)差距作為貿(mào)易基礎(chǔ)，并由此形成了產(chǎn)品生命周期理論，如Posner（1961）和Vernon（1966）。Krugman（1979a）對(duì)該理論進(jìn)行了拓展，建立了一個(gè)南北分工的貿(mào)易模型：新產(chǎn)品首先由北方國(guó)家專業(yè)化生產(chǎn)并出口，南方國(guó)家通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)移，不斷把新產(chǎn)品變成舊產(chǎn)品，專業(yè)化生產(chǎn)并出口舊產(chǎn)品，形成一種移動(dòng)的貿(mào)易均衡。

20世紀(jì)80年以來(lái)，以Krugman（1979b）為代表的新貿(mào)易理論與新增長(zhǎng)理論相結(jié)合，形成了技術(shù)內(nèi)生的貿(mào)易理論：在規(guī)模經(jīng)濟(jì)、壟斷競(jìng)爭(zhēng)、偏好多樣化的假設(shè)下，研究國(guó)際貿(mào)易對(duì)內(nèi)生技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響，如Helpman（1989）、Grossman and Helpman （1990，1991）、Young（1991）。

本文則以技術(shù)進(jìn)步為動(dòng)因，在H-O模型的基礎(chǔ)上幾何分析希克斯中性技術(shù)進(jìn)步對(duì)一國(guó)生產(chǎn)模式、貿(mào)易模式、要素收益和社會(huì)福利的影響，并給出了代數(shù)證明。本文的第二部分是理論分析，第三部分是結(jié)論。理論分析的工具參考Gandolfo（1998）。

二、H-O模型與外生技術(shù)進(jìn)步

（一） 基本假設(shè)

1．A、B兩個(gè)國(guó)家用資本K和勞動(dòng)L兩種要素，生產(chǎn)兩種可貿(mào)易產(chǎn)品X、Y。X、Y分別是勞動(dòng)密集型和資本密集型產(chǎn)品。

2．各國(guó)要素稟賦既定：相對(duì)而言，A國(guó)勞動(dòng)充裕，B國(guó)資本充裕，要素可以在一國(guó)之內(nèi)自由流動(dòng)，但不能在國(guó)際間流動(dòng)，不存在要素密集度逆轉(zhuǎn)。

3．兩國(guó)的消費(fèi)偏好和生產(chǎn)技術(shù)完全相同，代表性消費(fèi)者的效用函數(shù)為一次齊次函數(shù)，代表性廠商的生產(chǎn)函數(shù)亦為一次齊次函數(shù)（即規(guī)模報(bào)酬不變）。

4．完全競(jìng)爭(zhēng)的商品市場(chǎng)和要素市場(chǎng)無(wú)運(yùn)輸成本，無(wú)任何貿(mào)易壁壘。

5．只有A國(guó)某一部門(X部門或Y部門)發(fā)生希克斯中性技術(shù)進(jìn)步。

6．貿(mào)易后不會(huì)出現(xiàn)完全專業(yè)化分工，各國(guó)仍然生產(chǎn)兩種產(chǎn)品。

根據(jù)上述假設(shè)，開(kāi)放經(jīng)濟(jì)下的貿(mào)易模式為：A國(guó)主要生產(chǎn)并出口X產(chǎn)品，少生產(chǎn)并進(jìn)口Y產(chǎn)品；B國(guó)則反之。如圖1所示，在生產(chǎn)可能性邊界和社會(huì)無(wú)差異曲線構(gòu)成的一般均衡分析框架中，A國(guó)的生產(chǎn)點(diǎn)S1，消費(fèi)點(diǎn)為C1，國(guó)際相對(duì)價(jià)格線為PW（即貿(mào)易條件），貿(mào)易三角形為△C1MS1，出口量為MS1，進(jìn)口量為C1M。假設(shè)其他條件保持不變，A國(guó)發(fā)生希克斯中性技術(shù)進(jìn)步，筆者將分別分析技術(shù)進(jìn)步發(fā)生在出口部門（X部門）和進(jìn)口部門（Y部門）這兩種不同的模式，在每種模式下又具體分為小國(guó)情形和大國(guó)情形。

（二）A國(guó)出口部門發(fā)生技術(shù)進(jìn)步

1．小國(guó)情形。假設(shè)A國(guó)是貿(mào)易小國(guó)，出口部門技術(shù)進(jìn)步所帶來(lái)的產(chǎn)量增加不足以影響X產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上的供求狀況，國(guó)際市場(chǎng)的相對(duì)價(jià)格PW不變，即貿(mào)易條件不變。

（1）出口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)生產(chǎn)、貿(mào)易和福利的影響（一般均衡分析）。由于X部門發(fā)生希克斯中性技術(shù)進(jìn)步，A國(guó)的生產(chǎn)可能性邊界由AA’變?yōu)锳A” （見(jiàn)圖1），類似出口擴(kuò)張型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。作國(guó)際相對(duì)價(jià)格線PW，與新的生產(chǎn)可能性邊界AA”相切于S2，與更高的無(wú)差異曲線相切于C2，則S2為新的生產(chǎn)點(diǎn)，C2為新的消費(fèi)點(diǎn)，A國(guó)的整體福利水平提高。此外，本文附錄還證明了出口部門發(fā)生技術(shù)進(jìn)步后，兩種要素都會(huì)流向該部門，導(dǎo)致出口部門生產(chǎn)擴(kuò)張而進(jìn)口部門生產(chǎn)萎縮，出口量和進(jìn)口量都上升，貿(mào)易三角形變大（圖1中ΔC1MS1變?yōu)棣2NS2）。

（2） 出口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)要素密集度和要素相對(duì)價(jià)格的影響（局部均衡分析）。如圖2所示，技術(shù)進(jìn)步前的自由貿(mào)易狀態(tài)下，XX、YY分別為A國(guó)X、Y兩部門的等產(chǎn)量曲線。等成本線（其斜率為要素相對(duì)價(jià)格W/R）CC與XX、YY分別切于EX、EY，則EX、EY是X、Y兩部門各自的生產(chǎn)均衡點(diǎn)，而且資本密集型的Y部門的資本密集度（K/L）要大于X部門的資本密集度(虛線OEY比OEX斜率更大)。

X部門發(fā)生中性技術(shù)進(jìn)步后，生產(chǎn)相同的產(chǎn)量將耗費(fèi)更少的要素，等產(chǎn)量線XX向下平移至X’X’③。為了保持貿(mào)易條件不變，要素的相對(duì)價(jià)格就必須改變，作XX與Y’Y’的公切線C’C’，切點(diǎn)分別為EX’、EY’，即為兩部門新的生產(chǎn)均衡點(diǎn)，C’C’即為技術(shù)進(jìn)步后的要素相對(duì)價(jià)格。技術(shù)進(jìn)步后，X、Y兩部門的勞動(dòng)密集度（L/K）都下降（虛線OEX’比OEX斜率更大，OEY’比OEY斜率更大），而且該國(guó)勞動(dòng)的相對(duì)價(jià)格W/R上升（新的等成本線C’C’比CC斜率更大）。

可見(jiàn)，在貿(mào)易條件不變的前提下，出口部門的中性技術(shù)進(jìn)步使該部門密集使用的要素（勞動(dòng)）的密集度在兩個(gè)部門中都下降，且這一要素的相對(duì)價(jià)格上升。

2．大國(guó)情形。（1）出口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)福利的影響。假設(shè)A國(guó)是貿(mào)易大國(guó)，則出口部門技術(shù)進(jìn)步使X產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上供給相對(duì)過(guò)剩，因此貿(mào)易條件惡化，由PW1變?yōu)镻W2（見(jiàn)圖3），新的國(guó)際相對(duì)價(jià)格線PW2與新的無(wú)差異曲線切于消費(fèi)點(diǎn)C3。在大國(guó)情形下，技術(shù)進(jìn)步后該國(guó)福利可能提高也可能惡化（C3可能位于C1上方也可能位于C1下方）。因此，福利的凈變化并不確定，取決于技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的正面效應(yīng)和貿(mào)易條件惡化帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)哪一個(gè)更大。即使前者大于后者使社會(huì)福利凈增加，那么福利的增量也要小于小國(guó)情形下的福利增量（C3低于C2代表的福利水平）。（2）出口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)生產(chǎn)和貿(mào)易的影響，出口部門的技術(shù)進(jìn)步對(duì)本國(guó)的生產(chǎn)具有雙重影響：一方面，技術(shù)進(jìn)步使出口部門產(chǎn)量增加；另一方面，貿(mào)易條件惡化恰好帶來(lái)相反的影響。因此，在大國(guó)情形下，出口部門的技術(shù)進(jìn)步對(duì)生產(chǎn)和貿(mào)易量的影響都是不確定的。

（三）A國(guó)進(jìn)口部門發(fā)生技術(shù)進(jìn)步

1．小國(guó)情形。若A國(guó)是貿(mào)易小國(guó)，則進(jìn)口部門技術(shù)進(jìn)步所帶來(lái)的Y產(chǎn)品的產(chǎn)量增加不足以影響國(guó)際市場(chǎng)上的供求狀況，因而貿(mào)易條件保持不變，仍為PW。（1） 進(jìn)口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)生產(chǎn)、貿(mào)易和福利的影響（一般均衡分析）。與前文的分析方法類似，Y部門的希克斯中性技術(shù)進(jìn)步使A國(guó)的生產(chǎn)可能性邊界由AA’變?yōu)锳’A”（見(jiàn)圖4），類似進(jìn)口替代型增長(zhǎng)。國(guó)際相對(duì)價(jià)格線PW與新的生產(chǎn)可能性邊界相切于S2，與更高的無(wú)差異曲線相切于C2，S2為新的生產(chǎn)點(diǎn)，C2為新的消費(fèi)點(diǎn)，A國(guó)整體福利水平提高。本文附錄還證明了進(jìn)口部門發(fā)生技術(shù)進(jìn)步后，兩種要素都會(huì)流向該部門，導(dǎo)致進(jìn)口部門生產(chǎn)擴(kuò)張而出口部門生產(chǎn)萎縮，出口量和進(jìn)口量都減少，貿(mào)易三角形變小（圖4中ΔC1MS1變?yōu)棣2NS2）。（2）進(jìn)口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)要素密集度和要素相對(duì)價(jià)格的影響（局部均衡分析）。如圖5所示， 技術(shù)進(jìn)步前的自由貿(mào)易狀態(tài)下，XX、YY分別為A國(guó)X、Y兩部門的等產(chǎn)量曲線，CC為等成本線，EX、EY分別是兩部門各自的生產(chǎn)均衡點(diǎn)。Y部門發(fā)生中性技術(shù)進(jìn)步后，等產(chǎn)量線YY向下平移至Y’Y’。為了保持貿(mào)易條件不變，要素的相對(duì)價(jià)格就必須改變，作XX與Y’Y’的公切線C’C’，切點(diǎn)分別為EX’、EY’，即為兩部門各自新的生產(chǎn)均衡點(diǎn)。最終，兩部門的資本密集度（K/L）都下降（虛線OEX’比OEX斜率更小，OEY’比OEY斜率更小），而且該國(guó)資本的相對(duì)價(jià)格（R/W）上升（新的等成本線C’C’比CC斜率更小，W/R下降）。可見(jiàn)，在貿(mào)易條件不變的前提下，進(jìn)口部門的中性技術(shù)進(jìn)步使該部門密集使用的要素（資本）的密集度在兩個(gè)部門中都下降，且該要素的相對(duì)價(jià)格上升。

2．大國(guó)情形。（1）進(jìn)口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)福利的影響。若A國(guó)是貿(mào)易大國(guó)，則Y部門技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的產(chǎn)量增加將使進(jìn)口需求下降，貿(mào)易條件得以改善，由PW1變?yōu)镻W2（見(jiàn)圖6）。新的國(guó)際相對(duì)價(jià)格線PW2與更高的無(wú)差異曲線切于消費(fèi)點(diǎn)C3。技術(shù)進(jìn)步和貿(mào)易條件改善都對(duì)該國(guó)的福利帶來(lái)了正面的影響，而且大國(guó)情形下，福利的增量必大于小國(guó)情形下的福利增量（C3高于C2代表的福利水平）。（2）進(jìn)口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)生產(chǎn)和貿(mào)易的影響。進(jìn)口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)本國(guó)的生產(chǎn)具有雙重影響：一方面，技術(shù)進(jìn)步會(huì)增加Y產(chǎn)品的產(chǎn)量，以便替代進(jìn)口；另一方面，貿(mào)易條件改善恰好帶來(lái)相反的影響。因此在大國(guó)情形下，進(jìn)口部門技術(shù)進(jìn)步對(duì)生產(chǎn)和貿(mào)易量的影響也都是不確定的。

三、結(jié)論

本文在H-O模型的基礎(chǔ)上引入外生的希克斯中性技術(shù)進(jìn)步，數(shù)學(xué)分析表明：在小國(guó)情形下，貿(mào)易條件保持不變，中性技術(shù)進(jìn)步不論發(fā)生在一國(guó)的出口部門還是進(jìn)口部門，該國(guó)的勞動(dòng)和資本都會(huì)流向發(fā)生技術(shù)進(jìn)步的部門，導(dǎo)致該部門的生產(chǎn)擴(kuò)張而另一部門生產(chǎn)萎縮，但該國(guó)整體的消費(fèi)者福利提高。更進(jìn)一步，出口部門的技術(shù)進(jìn)步會(huì)導(dǎo)致該國(guó)出口量和進(jìn)口量都增加，進(jìn)口部門的技術(shù)進(jìn)步會(huì)使該國(guó)的出口量和進(jìn)口量都減少。而技術(shù)進(jìn)步對(duì)要素報(bào)酬和要素密集度的影響體現(xiàn)為：短期中，發(fā)生技術(shù)進(jìn)步的部門的兩種要素的名義收入和實(shí)際收入都增加，另一部門的要素收入不變；長(zhǎng)期中，兩要素的名義收入都提高，發(fā)生技術(shù)進(jìn)步的那個(gè)部門所密集使用的要素的相對(duì)價(jià)格上升而其密集度下降，而不論該要素在哪個(gè)部門中使用。

在大國(guó)情形下，中性技術(shù)進(jìn)步會(huì)導(dǎo)致貿(mào)易條件改變，不論技術(shù)進(jìn)步發(fā)生在哪一個(gè)部門，該國(guó)的生產(chǎn)模式和貿(mào)易量的變化都不確定，因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步和貿(mào)易條件改變對(duì)生產(chǎn)的影響恰好相反。若技術(shù)進(jìn)步發(fā)生在出口部門，該國(guó)福利的變化并不確定的；若技術(shù)進(jìn)步發(fā)生在進(jìn)口部門，則該國(guó)福利會(huì)提高。

注釋：

① 這四大定理分別是H-O定理、Stolper-Samuelson定理、Rybczynski定理以及要素價(jià)格均等化定理。

② 希克斯中性技術(shù)進(jìn)步(Hicks-neutral technological progress)使資本和勞動(dòng)兩種要素的邊際產(chǎn)出（MPK與MPL）同比上升。勞動(dòng)節(jié)約型技術(shù)進(jìn)步使MPK的增幅大于MPL的增幅，資本節(jié)約型技術(shù)進(jìn)步則反之。

③ 根據(jù)中性技術(shù)進(jìn)步的定義，技術(shù)進(jìn)步后MPLMPK不變，所以等產(chǎn)量曲線向下平移，曲線上任意一點(diǎn)的斜率MRTS=MPLMPK與技術(shù)進(jìn)步前相比，保持不變。

參考文獻(xiàn)：

［1］ Batra， Raveendra and Prasanta K. Pattanaik.Economic Growth， Intermediate Products， and the Terms of Trade［J］．The Canadian Journal of Economics， 1971，4(2):225-237.

［2］ Choi， Jai-Young and Eden S. H. Yu. Technical Progress， Terms of Trade and Welfare under Variable Returns to Scale［J］．Economica， New Series， 1985，52(207):365-377.

［3］ Corden， W.M. Economic Expansion and International Trade: A Geometric Approach［J］．Oxford Economic Papers， 1956(2).

［4］ Dornbusch， R.， S. Fischer and Paul A. Samuelson. Comparative Advantage， Trade， and Payments in a Ricardian Model with a Continuum of Goods［J］．The American Economic Review， 1977，67(5):823-839.

［5］ Findlay， R. and Harry Grubert.Factor Intensities， Technological Progress， and the Terms of Trade［J］．Oxford Economic Papers， New Series，1959，11(1):111-121.

［6］ Grossman， G. M. and Elhanan Helpman.Comparative Advantage and Long-Run Growth［J］．The American Economic Review， 1990，80(4):96-815.

［7］ Grossman， G. M. and Elhanan Helpman. Trade， Knowledge Spillovers， and Growth［J］．European Economic Review， 1991，35(2-3):517-526.

［8］ Helpman， E.Growth， Technological Progress， and Trade.NBER Working Paper No.2592，1989.

［9］ Hicks J.R. An Inaugural Lecture［J］．Oxford Economic Papers， 1953(2).

［10］ Johnson， H.G.Economic Expansion and International Trade．The Manchester School of Economic and Social Studies，1955.

［11］ Krugman， Paul.A Model of Innovation， Technology Transfer， and the World Distribution of Income［J］．Journal of Political Economy， 1979，87(2):253-266.

［12］ Krugman， Paul.Increasing Returns， Monopolistic Competition， and International Trade［J］．Journal of international Economics， 1979b(9):469-479.

［13］ Markusen， J. R. and Lars E.O. Svensson. Trade in Goods and Factors with International Differences in Technology. NBER Working Paper No.1101，1983.

［14］ Posner， M. V.International Trade and Technical Change［J］．Oxford Economic Papers， New Series， 1961，13(3):323-341.

［15］ Vernon， Raymond. International Investment and International Trade in the Product Cycle［J］．The Quarterly Journal of Economics， 1966，80(2):190-207.

［16］ Xu Bin.Factor Bias， Sector Bias， and the Effects of Technical Progress on Relative Factor Prices［J］．Journal of International Economics， 2001，54(1):5-25.

［17］ Young， A.Learnting by doing and the dynamic effects of international trade. NBER Working Paper No.3577，1990.

（責(zé)任編輯：關(guān)立新）