貿易與耗散：技術創新驅動產業結構升級的實證研究

蔣景東

（賀州學院，廣西 賀州 542899）

0 引言

Pregogine 和 Stengers 認為，不管所有的“假如”“而且”和“但是”多么公正，機械的范式常常被看作是物理學的“參考點”，一般來說都是科學的核心模型。它的不間斷的影響巨大，以致許多社會科學，特別是經濟學依然在它的迷惑之下。Pregogine 斷定該“普適定律”并不普適，而僅適用于現實世界的局部區域。由此，應當出現新的、科學的世界模型。Pregogine和他的所謂“布魯塞爾學派”同事們的工作，很好地代表了下一次的科學革命，揭示了近300 年來自然科學發展的歷史，提出應把自然科學各個門類及人文科學和文化結合起來，形成新的科學觀和自然觀。用他的術語來說，一切系統都含有不斷“起伏”著的子系統，有時候，一個起伏或一組起伏可能由于正反饋而變得相當大，使它破壞了原有的組織。根本不可能事先確定變化會在哪個方向上發生，系統究竟是分解到“混沌”狀態，還是躍進到一個新的、更加細分的“有序”狀態或組織的高級階段—“耗散結構（Dissipative Structure）”，那就無法確定［1］。有序和組織通過可逆性和不可逆性、決定性和隨機性、簡單和復雜、進化和退化、有序性和無序性進行著“自組織”，該過程從無序和混沌中“自發”地產生出來。小的擾動或漲落可以被放大成巨大的破壞結構的波瀾，如電子商務這個“分叉點”的出現，目前把已有貿易平衡態（Trade Balance）研究的線性范式（Linear Paradigm）和現實給予打破，同時它也把硬科學、軟科學、社會學、經濟學關聯起來。電子商務與三者之間關系無須過多的闡述，便可依此推出，技術創新將會“振蕩”國際貿易“平衡”系統，App、e＋技術創新的隨機性和無序性將使產業結構“起伏”，有可能又是一次產業結構升級（Upgrading of an Industrial Structure）的“分叉點”，產業結構將有一次“接近平衡”或“遠離平衡（Far from Equilibrium）”的系統，跨境電商的國際貿易將恢復到“平衡”系統狀態，此時它處于“遠離平衡”的系統狀態。三者關聯性形成的經濟系統將被推入一個遠離平衡的狀態，這時占統治地位的是非線性的關系。

國際貿易、技術創新、產業結構三者按照“普適定律”形成假說、模型的形式，而非由來自實驗室外的經濟、文化和政治力量所決定，是從世界中給孤立出來，加以描繪自身內部邏輯。

（1）技術創新與國際貿易。古典經濟學家李嘉圖肯定技術在國際貿易中的重要影響，重點闡述了技術創新后的績效與勞動生產率的關系。根據H-O-S 理論（又稱“赫-俄-薩定理”），將技術變量引入要素稟賦模型，強調技術創新對貿易模式的影響。D.Dollar 在《比較利益的源泉——技術差異》一文中認為，以技術專業化為基礎的貿易與以生產要素為基礎的貿易相互之間是可以共存的。P.Krugman 發展了技術差距論，并用它解釋國際貿易形成和發展的原因，克魯格曼最后針對高技術產品貿易提出了戰略性貿易政策理論［2］。

（2）技術創新與經濟增長。Adam Smith 在《國富論》中曾認識到經濟增長除勞動力和資本以外還有技術進步的因素。馬克思《資本論》闡述了社會經濟對技術和科學發展有決定性作用，科學和技術又是社會經濟發展的動力。J.A.Schumpeter（1912）在《經濟發展理論》一書中從經濟學角度提出了創新一詞，并闡述經濟增長與技術進步的關系。創新基本分為3 類：技術創新、市場創新和組織創新。追隨者們把該創新理論拓展為兩個獨立分支：一個是技術創新和市場創新；另一個是組織變革和技術創新［2］。

（3）技術創新與產業結構。Francois.Quesnay 的《經濟表》一書中把三大部門間生產要素流動視為生產基本條件，魁奈的思想為產業結構及國民經濟結構研究奠定了基礎［3］。William.Petty 在《政治算術》中曾指出：制造業比農業的收益多，商業又比制造業的收益多，不同產業之間收入的差異會使生產力向更高收益的部門轉移［4］。費雪（1935）三次提出產業概念，并闡述生產結構的變化規律。“配第—克拉克定律”闡述國民收入的提高，將會使勞動力從第一、二產業向第三產業轉移，并且由低附加值向高附加值產業轉移。該學派的研究者們依據不同部門、不同時期經濟增長數據的變動，描述經濟結構動態演化過程。他們把過程的表現分為兩類：一類是技術進步——產業結構升級型。以產業內在規律為出發點，以企業為主體，利用市場導向發展制造業，提升技術創新，促進產業結構升級。另一類是產業結構政策——技術追趕型。既各產業部門間相互聯系和耦合問題得到合理性解決，又使產業結構由低級發展到高級。傳統產業比重下降，新興產業比重上升；勞動密集型和資本密集型產業比重下降，技術和知識密集型產業比重上升。實質就是，產業結構規模擴大，結構水平升級以及聯系緊密。20世紀90 年代中期，傅家驥、厲以寧、張培剛等學者將國外技術創新的最新研究成果陸續介紹到我國，20 世紀90 年代后期，這個階段技術創新研究和實踐的范圍擴展到構建產業、國際創新體系等，并從學科視角對技術創新理論和實證進行了多層次的研究。

另外，通過數量統計分析、決策理論等方法進行技術創新，對市場結構、產業結構、外貿經濟等關系問題的影響加以研究，得到了很大發展。庫克（2000）還發現，產業集群中存在自發形成的技術創新網絡和相關組織機構，研究視野從局部轉向外部環境的互動，目前正經歷著從“線性”到“網絡”范式轉變的路徑研究。然而鮮有對現實多元性、隨機性、不確定性等形成流派化、規模化研究，大多還沉浸在完美的假設結構慣性之中。

1 技術創新驅動產業結構升級線性的“慣序”式思維方式發展

技術創新驅動產業結構升級等問題研究，大多數在目前慣性的思維方式和方法線性化呈主流派狀態下進行的，線性或滿足線性疊加的關系基本上是在平衡態范疇內而言，內容梳理大致如下。

20 世紀90 年代，Gerrifi（1999）等學者非常關注“產業結構調整”。除此之外，劉易斯二元結構轉變論影響力比較廣泛；羅斯托的主導部門論也有一定市場；筱原三代平（1957）兩基準論也占有一片天地。Abernathy 等（1978）提出了著名的AU 模型，它強調推動產業內多樣化競爭以及產業格局的形成和演進是企業創新活動的結果。然而，全球價值鏈（Global Value Chain，GVC）從發展趨勢切入，即從技術水平或附加值低狀態向新技術或附加值高狀態發展趨勢揭示產業升級的脈絡走向。J.Humphrey 和H.Schmitz 論述“價值鏈路線（Route of GVC）”3種模式促進產業升級，究其從內容來看可理解為是在同一條價值鏈路線上的升級。另一種是價值鏈間的產業升級，也可被看作產業結構調整。基于學理層面而言，價值鏈路線既是經濟學研究的對象，也是管理學領域的熱點問題，管理學的研究側重于強調技術進步“內生”型經濟增長以及通過技術和管理創新實現價值升級；而“結構路線”則符合古典經濟學的“索洛模型”，它強調“外生”型經濟增長。

國內把“產業升級”理解為“產業結構調整”，也存在著GVC 研究思路。傅家驥（1998）在《技術創新學》中指出，在影響產業升級和結構轉換主要因素中，技術創新是核心因素。沒有技術創新，就沒有產業結構演變。沒有產業結構演變就沒有經濟持久增長［5］。如果邏輯推理，那么國際貿易也不會活躍。另外，還有兩種具有代表性的觀點：一種是從比較優勢理論層面分析產業升級的戰略，即通過比較優勢的國際貿易實現產業升級，強調以商品、技術、資本流動為載體的國際技術轉移，模式是從原始委托生產（Original Entrusted Manufacture，OEM），到原始設計制造商（Original Design Manufacturer）和工廠經營自有品牌（Original Brand Manufacture，OBM）的產業升級路徑。另一種是郭克莎（2004）和高謙（2007）從企業能力理論層面分析產業升級，強調通過競爭培養內生性自主技術能力成為企業的核心競爭力，兼有可持續性，以實現產業升級。張其仔（2008）從比較優勢演化的視角分析了產業升級問題。陳榮耀（2009）從提升資本質量嵌入全球價值鏈，在關鍵環節構筑核心競爭力，擴散到整個產業鏈，實現鏈式效應，達到產業升級。

從國內外研究內容考查來看，目前，人們沒有很好地梳理與界定“價值鏈升級”“產業結構升級或調整”，基本處于比較混亂階段，對“產業升級”與“產業結構調整”的理解差距還相當之大。價值鏈路線大多屬于國際化范疇，而結構路線屬于國內范疇。其由各國發展階段特征所決定，加快產業結構優化與升級仍然是經濟領域重要事宜。如果把視角切換到用非線性、不穩定性角度審視技術創新驅動產業結構升級，那么就要進入到不平衡態范疇進行研討。

2 技術創新驅動產業結構升級的擾動因素分析

在遠離平衡態的狀態下討論“價值鏈升級”和“結構路線”的產業結構升級是純粹的靜態熵，筆者認為不管是國際化范疇，還是國內范疇，都與國際貿易相關，也就是說，產業升級應置于動態熵規制進行。事實上，國際貿易成為擾動或漲落項，成為破壞所謂平衡態結構的因素，技術創新的外溢效應與新產品國際間波浪式貿易在非線性狀態下會引起相變（Phase Transitions），并帶來“本質”上變化或“革命”變化過程，于尖拐區域內產生分岔（Bifurcation）現象，誘發現象產生引致性因素主要表現在以下幾個方面。

首先，技術創新的非對稱性博弈導致產業結構升級的熵減。Jensenand 和Thursby 把技術創新內生化，又把正履行著技術創新過程中的發達、發展中國家之間技術轉移實施國際貿易，此間模擬為雙方博弈。發達國家壟斷技術的存量決定發展中國家技術創新規模增量［6］，而發展中國家參與國際貿易的主要目的是，除了獲得本國價值增值外，預期目標中還想獲得熵流所攜帶技術創新外溢效應收益，從而促進技術模擬，以便追上或超越發達國家，成功與否取決于能否實現產業結構升級［8］，通過原有平衡態比較優勢波浪到非平衡態比較優勢。大多數情況下，技術創新的原創性核心技術不會輸出，輸出的基本上是除核心之外的技術，更有甚者是落后的技術。由于不確定性內外因引起相對應的相變以及種種因素形成消化不良，內在的技術創新能力難以形成，產生“引進—落后—再引進—再落后”的惡性循環。非對稱性博弈產生熵減，即使技術創新、能量耗散，產業結構也難以升級。

其次，垂直產品是導致產業結構“踏步”的“分叉點”。在平衡態下，技術創新促進產業升級擾動的境域。Segerstrom 假定企業都平等地從技術創新中獲益，技術都愿意模仿，創新成本比較高、風險不可預期，成功比率無法預測，則企業不愿意做原始的技術創新，產業結構的變化還是“踏步”的。從動態貿易角度考察，對同一種類產品按質量高低排序，當產品的品牌符合消費者需求時，在消費者需求與收入水平成正比的條件下，很顯然，收入高的要消費符合本身需求的品牌。無疑，發達國家出口具有技術創新的高質量產品，而發展中國家出口價格較為低廉的過時產品，這樣就會出現這樣一個現象：發達國家專注于技術創新，發展中國家對“舊技術”改進實現技術進步［8］，對發展中國家來說，產業結構在形式上有所變化，但實際還是處于沒有放大反饋的“踏步”狀態。這種境域主要是由各自國家內部收入分配而形成的。Flamand 和Helpman 在模型中雖然沒有證明這一點，但也闡明了即便技術得到創新，但產業結構升級難以實現規模化。

最后，開放經濟的“混沌”導致產業結構升級的非線性塊狀化。R.Van Elkan（1996）基于開放經濟條件下，構建技術創新的一般均衡模型。它假設所有國家的人力資本存量都可以從技術創新中得到有效提升，生產效率也得到提高。模型所產生的效應顯現，不同國家之間的技術差距及“干中學”的能力和經驗積累起主導性作用。依據該模型，可推導出一般意義的升級，任意一個國家技術投資的增加有可能導致本國或者引進技術源國的經濟增長和收入水平上升，由于技術擴散的外溢效應，理所當然的一個結果是產業結構升級［9］。有位學者把我國作為研究對象置于該模型中，結論是國際直接投資（Foreign Direct Investment，FDI）使產業結構發生了變化，促進經濟增長。然而同樣把我國切分成若干部分作為研究對象時，實驗的結果則發生了不在預期之中的變化。正如潘文卿（2003）指出，技術溢出存在著門檻效應（Threshold Effect），西部走進門檻，效應為負數；東部技術水準提升，作用趨于小化；中部效應比較大。FDI 溢出效應的出現使產業結構是非線性顯示。“假如”的機械范式的物理學“參考點”在開放經濟的“混沌”條件下遭遇了嚴峻的挑戰。

從經濟學靜態角度考察，線性的、短期均衡或長期均衡，在耗散結構狀態下，由于每個系統不斷地與外界進行物質和能量交換，經過相變分岔漲落后，均衡突變為非線性，呈現出非平衡態的開放系統。

3 技術創新驅動平衡態的產業結構轉向非平衡態

3.1 翁薩格關系（Wenssag Relation）出現標志著平衡態的產業結構轉向非平衡態

翁薩格關系即倒易關系，簡單地說，如果有一個力A1影響到另一個流B2，那么力A2也同樣會影響到流B1。孤立系統的熵在封閉系統形成一個勢，這個定態勢總要和外加約束相容，產生最小熵，是由邊界條件確定的。也就是說，產業結構在未有貿易的情況下是孤立系統，既然生產商品，必然產生貿易這個定態勢，技術創新是個外加約束，必然產生最小熵，將會對應地連續地生成物質流。阿爾文·托夫勒（2005）指出，當代西方文明得到最高技法習慣于把問題拆零，常用技法是把細小的部分從周圍環境孤立出來，就是“Ceteris Paribus”，即“設其他情況都相同”，其他復雜的相互作用不用去過問。事實并非如此，生產技術水平的既定只能是為了既定而既定，此時是遠離平衡態的平衡態。經濟社會是一個物質擴散的過程，是能量、資本等的漲落和耗散過程，技術水平這個外加約束最小熵產生，產業結構即將會轉向非平衡態。H-O-S 理論成功地將技術變量引入要素稟賦模型，強調了技術創新對貿易模式的影響，而忽視了產業結構的變化，實際上產生一個最小熵，產業結構必然形成一個勢函數，即技術創新使產業結構、國際貿易所謂的“穩定世界”變得不穩定，它是這兩個世界的平衡態與非平衡態轉化的外加約束條件，技術創新最小熵引發翁薩格關系，于是，系統演變趨向這個定態就一定是個非平衡態。

3.2 貝納德不穩定性（Bernard Instability）出現標志著平衡態的產業結構轉向非平衡態

一個力學體系中，在不同平衡狀態下，平衡態的生產結構達到某個臨界值時,就會開始一種宏觀運動，流體變得不穩定，開始出現翻動與對流，稱為貝納德不穩定性。Posner 在貿易技術差距模型中指出，某一國因發明某種新產品和新工序而獲得暫時的比較優勢，被競爭對手模仿，形成了物理意義上的“片流”特征，最后該國喪失這種比較優勢之時，技術創新生產出的商品會在技術創新國與模仿國之間持續一段時間，直到技術模仿國能夠生產這類商品并達到一定生產規模，形成物理意義上的“湍流”特征時，則出現不再進口“趨向”的定態貝納德不穩定性現象。經濟社會機會成本的出現則是貝納德不穩定性中“達到某個臨界值”，這個臨界值會使機會成本隨產量而變化。在生產轉移或部門生產調整的過程中至少有3 種情況：機會成本不變、遞減和遞增。生產可能性曲線在不變條件下是條直線B（臨界面）；遞減條件下是條凹曲線C（片流）；遞增條件下是條凸曲線A 的生產可能性曲線（湍流）。于X軸任意截取兩個相等的截距時，在曲線C 情況下，當E=F時，|Y1|＞|Y2|，凹曲線反映了機會成本遞減的生產可能性曲線。在曲線B情況下，當E=F時，Y1=Y2，機會成本不變，直線反映了機會成本遞減的生產可能性曲線。在曲線A 情況下，當E=F時，|Y1|＜|Y2|，凸曲線反映了機會成本遞增條件下生產可能性曲線，如圖1 所示。

圖1 生產轉移或部門生產調整曲線圖

可見，機會成本遞增時，按比較利益原則雙方獲得貿易利益，出現對流狀態。但由于遞增使比較利益逐漸減少，一國只能適當增加具有比較利益產品的生產，同時相應減少不具有比較利益產品的生產，兩國變得不穩定，開始尋找技術創新，出現翻動現象。當技術輸出國出口為0 時，輸出國和輸入國之間的貿易技術動態能量流停止，貿易系統將會衰敗。這樣看來，從“片流”到“湍流”的過渡是一種自組織過程，產業結構轉向非平衡態。

4 技術創新驅動產業結構“耗散”式升級

在經濟社會中，可逆性和決定論只適用于有限的簡單情況，而不可逆性和隨機性占據著重要位置。每個領域的漲落、反饋放大、耗散結構、自組織和復雜性都起到意想不到的作用。

4.1 技術創新的“萊布尼茨過程（Leibniz Process）”驅動產業升級

在經濟系統中，由于某個企業技術創新的出現超過企業所在的行業系統規模的臨界值，技術創新外溢效應（Spillover Effect of Technological Innovation）至其他行業，則會有一個復雜的函數出現，在被效應波及的行業會呈現不穩定性，并涉及長程序（Long-Rang Order），行業系統通過這種長程序成為整體。某個區域經濟結構由其要素稟賦結構內生性使技術創新這個因素超過本區域臨界值，顯然會出現外溢現象，分工被激活。譬如電腦產業，通常過程是：首先輸出整機產品，其次輸出零部件或在其他區域（國外）采取多種形式聯合辦廠加工零部件，最后核心技術保留在原區域［10］，也就是說，這只不過是完成了長程序中的一個程序。這條路線可視為連續路線，經濟系統中存在著萊布尼茨方法的復雜反饋系統。

4.2 技術創新的“費爾胡爾斯特生長定律（Ferhulst's Law of Growth)）”驅動產業群升級

索洛、哈羅德經濟增長模型在相當長時期內研究表明，技術創新、產業結構升級、經濟增長三者之間表現為同步性。但事實上，它未能夠解釋長期經濟增長的真正來源，通過“假定增長”來解釋增長，實質上涉及由于技術創新帶來的“種群”動力而使經濟增長。如生物鏈條件下，兔子和狐貍都在各自區域內生存并持續增長，當各自趨近飽和狀態時，狐貍捕食兔子，兔子種群將會滅絕，狐貍大幅增長，隨著食物的匱乏，狐貍種群面臨毀滅，兔子種群將再次增長。技術創新與產業結構的關系與之同理，在這個過程中，還存在由“芒德布羅集”所控制的“茹利亞集”，那么這個復雜系統方程通過求解可寫成：Xn+1=Xn2+C（C復常數—技術創新）這樣就產生了混沌邊界的分形維數。把技術創新看成外生給定的常數，而這恰恰是長期經濟增長的關鍵，其中經濟增長的生長率由于受到產業結構反饋而變化，因而它是非線性的。費爾胡爾斯特生長定律：Xn+1=（1+r）Xn，其中n為時間單位，r為增長率（經濟增長），由于種群（產業結構）的大小通過反饋耦合影響增長率（經濟增長），方程可以改寫成：Xn+1=（1+r）Xn—rXn2，當增長率（經濟增長）達到峰值后，在嚴格確定性的初值條件下，非確定性“躍遷”出現。換言之，世界的基本結構是非線性的，持續不斷地從這個確定性混沌中涌現。

4.3 技術創新的“邏輯斯諦方程（Logistic Equation）”驅動產業結構進化

用“邏輯斯諦方程（Logistic Equation）”描述含有N個單體企業的群體進化，考慮企業“出生率、死亡率”和可用于該群體的資源總量，可以寫成（dN/dt=rN（F-N）-mN），r和m是“特征出生常數和特征死亡常數”。K是“社會環境的運載能力”——貿易、產業結構。其表面的簡單性在某種程度上隱藏了所涉及的機制的復雜性。參量K、r和m在動態社會是不斷變化的，不斷地引入利用現存資源或新資源、新方法和新技術（即K增大），不斷地延長一個企業的壽命或由新技術增大而生成一個新的企業，或者又有一個創新技術出現。因此每個由邏輯斯諦方程確定的平衡態是暫時性的，一個邏輯斯諦上確定的系列行業企業就是個產業結構種群，每一次技術創新（Technological Innovation）都能在利用這個“能力”（以數量K-m/r來度量）變得更大時取代前一個產業結構種群，單體企業的“適者生存”，“適者”則是在給定時刻量K-m/r最大的那個行業企業。由于國際貿易和技術創新的因素，而使產業結構發生變化，將會使一些企業增多，打破產業結構內部的平衡態，成為非平衡態。這一平衡相當于技術或企業的增長曲線達到最大值，邏輯斯諦方程族系列增長到峰值將會打破經濟平衡。技術創新又進入新的競爭，單體企業的“出生、死亡”，創造了產業結構拓展所需要的條件，即行業規模逐漸擴大。在社會情形中，要滿足人們的需求，常表現出和滿足需求的貨物或技術呈相關性。這是把K作為社會環境的運載能力被利用的函數，不能給定，乘數效應表現較為明顯。國際貿易、技術創新生產出來的商品和服務活動的各自增長被反饋和非線性聯絡起來，產業結構得以進化。

5 結語

國際貿易、技術創新與產業結構升級之間的關聯性，依照“假如”的普適范式，一定是線性關系或疊加的線性關系，它表現為一個連續事件的“牛頓過程”，每個事件在每個過程必然是重復的和可逆的。

然而，當下社會變化的無序、不穩定、多樣性，都會因為小的擾動、漲落、分叉等，給平衡態系統沉重的打擊，不再是整體，而是部分之和，部分與整體之間不只是現象上的因果關系，而是“一只活雞被分成兩半就不再是活雞的兩半”的關系。因此不可能再出現事件的重復和可逆的現象或結果。一切系統都含有不斷“起伏”著的子系統，放大或縮小都將成為破壞結構的波瀾，變化過程中的“本質”被顛覆，或被徹底的“革命”，耦合的非線性作用呈現出靠近或進入非平衡態。

技術、資本、信息等在全球間貿易輸入、輸出都會形成小的漲落擾動，尤其是技術創新，對國際貿易、產業結構等方面都會打破既有的平衡態，如宏觀經濟變量不規則的漲落、股價的波動，“牛頓過程”表現出很大局限性，對于事件的解釋難以令人信服。Michael J.Stutzer（1980）在《一個宏觀模型中的混沌動力學和分叉》一文的哈維爾模型經濟增長方程中闡釋了混沌現象，他是首位將混沌理論應用于經濟學領域的學者，開創了當下研究的新局面。