林毅夫教授 JPhys Complexity 复杂经济学专刊撰文：经济复杂性推理

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林毅夫教授 JPhys Complexity 复杂经济学专刊撰文：经济复杂性推理

2023-10-08

导语：为什么一些国家会比另一些国家更擅长生产某些商品呢？这个问题的答案或许可以揭示经济增长的基本来源。构建国际贸易网络量化经济复杂性是解决这一问题的有效方法。经济复杂性有两个著名的度量指标：经济复杂性指数（economic complexity index，ECI）[1]和适应性指数（fitness index，FI）[2]。目前已经证实，专门生产复杂产品的国家（即 ECI 和 FI 值更高的国家），其未来经济增长速度更快[3]。但我们仍然不清楚这些指标如何反映国际贸易的一般均衡，这些经济复杂性指标究竟在衡量什么呢？

北京大学新结构经济学研究院院长、南南合作与发展学院院长、国家发展研究院名誉院长，英国科学院外籍院士、发展中国家科学院（原第三世界科学院）林毅夫教授及合作者在近期发表于Journal of Physics: Complexity专刊：“复杂经济学的基础理论与应用”的工作，通过建立一个一般均衡国际贸易的模拟模型（multi-country general equilibrium international trade model），研究了经济复杂性指数（ECI）和适应性指数（FI）与经济基本面的直接关系，建立了明确的理论基础。该模型以李嘉图贸易模型为基础，结合 Heckscher-Ohlin 模型中的要素禀赋（factor endowment）和技术形成比较优势，考虑了价格扭曲（price distortion）[4]对各国生产的影响。

论文题目：

A reasoning of economic complexity based on simulated general equilibrium international trade model

论文来源：Journal of Physics: Complexity

论文地址：

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2632-072X/ace39e

一般均衡国际贸易模型

一般均衡国际贸易模型是一种微观经济模型，该模型尝试通过自下而上（bottom-up）的方法通过个体行为理解宏观经济。其所分析的基本经济单元是生产者、消费者、政府和外国经济。一般均衡模型尝试解释一个包含多个相互作用市场的整个经济体的供应、需求和价格行为，证明需求和供应的相互作用将导致整体的一般均衡（general equilibrium）[5]。

本文建立的模拟模型是一种新古典主义贸易模型，涉及多个行业、完全竞争市场、恒定的规模回报以及两个生产要素（劳动力和资本），其中生产要素（劳动力和资本）可以跨行业流动，但不能跨国家流动。作者假设不同行业有不同的资本密度，其生产函数是恒定的规模收益。每个国家在不同的行业有自己的资源禀赋（factor endowments）和特质生产率（idiosyncratic productivity）。而较发达的国家在各个行业都有着较高的平均生产率。该模型以李嘉图贸易模型为基础[6-7]，结合资源禀赋和技术形成比较优势（comparative advantage 是指通过低成本生产一种产品的能力。当一个国家的机会成本低于其他国家生产同种产品的机会成本时，该国就具有比较优势）。

在模型中，作者也建立了对家庭（household）的行为、中间产品（intermediate goods）的生产结构、以及消费品（consumption goods，也即最终产品）供给的描述，结合外贸壁垒和行业壁垒建模描述价格扭曲（price distortion），计算得出支出份额（expenditure shares）和贸易逆差（trade deficit），且参考 Caliendo [7]描述了本模型的均衡（equilibrium）特征。

ECI 和 FI

经济复杂度指数（Economic Complexity Index，ECI）是通过比较一个国家所生产的产品和其他国家所生产的产品的复杂度来计算的。具体来说，一个国家的经济复杂度指数基于该国家所生产的产品的平均复杂度，而产品的复杂度则基于该产品的生产国家的平均复杂度。经济复杂度指数越高，表明该国家生产的产品越复杂，其经济活动也越复杂。

适应性指数（Fitness Index，FI）利用国家贸易出口的数据量化国家的竞争力。一个国家的适应性与该国家出口产品的复杂度之和成正比；产品的复杂度则与出口该产品的国家数量成反比，与出口该产品的国家的适应性成正比。在该指标下，适应性强的国家需要具有多样化和高复杂度的出口篮子（Export basket），复杂度高的产品则只能由少数适应性强的国家出口。

为了描述每个国家的生产专业化模式，作者基于联合国贸易数据库（Comtrade Database）2005年至2015年国际贸易数据，计算了各个国家每年的ECI和FI。图1展示了2005年、2010年和2015年各国在经济复杂度指数（ECI）和适应度指数（FI）下的专业化模式。可以看出，当按照 ECI 排序时（图1a,c,e），高复杂度的国家倾向于生产复杂产品，但也存在一些异常情况，即高复杂度国家生产简单产品（左上部分），低复杂度国家生产复杂产品（右下部分）。而按照 FI 排序时，图1(b,d,f)中的矩阵显示出倒三角形状，这说明高适应性的国家不仅生产复杂产品，而且还生产各种复杂度的产品。

模拟结果

作者通过模拟贸易流动来研究ECI和FI如何与各种经济基本面联系起来。首先，作者分析了在简单对称情况下（即在生产效率上不存在国家和部门的异质性）的国家间的模拟专业化模式，在这种情况下，国际贸易由 Heckscher-Ohlin 力量驱动。图2展示了贸易流的显性比较优势（revealed comparative advantage，RCA）矩阵，按纵轴排列国家，按横轴排列产品行业，国家和产品行业分别按照资源禀赋和资本密度从低到高排序。图示结果与 Heckscher-Ohlin 理论一致，一个国家出口的产品集中体现其丰富的要素：如劳动力丰富的国家充分利用劳动力成本低的优势发展劳动密集型产业，而资本丰富的国家则专注于资本密集型产业。

图3的模拟结果展示了不同国家的经济复杂度指数（ECI）、适应性指数（FI）、多样性和收入之间的关系。与作者的设定一致，资本充裕的国家往往有较高的收入。以往的文献表明，国家复杂性与收入密切相关且有助于预测经济增长，模拟结果也可以看出，ECI、FI和收入（income）之间呈现出正相关关系。经济越复杂、FI 越高，收入也越高。但是，FI 和收入之间的相关性不是很大。这可能是由于这个模型中对称参数的选择，它创造了一个李嘉图世界，在这个世界中，由比较优势引起的专业化是全球贸易的唯一驱动力。但是，FI在这种情况下不应起作用，因为 FI 起到抓住多样性（diversity）的作用。

专业化与多样化

图4展示了模拟的经济复杂度指数（ECI）和适应度指数（FI）对不同国家和产品的专业化模式进行排序的结果。图4（a）展示了基于 ECI 的排序结果，图4（b）展示了基于 FI 的排序结果。如图4所示，在根据 ECI 指标对国家进行排序后，专业化矩阵是对角线形状的。如果我们根据模拟的FI对国家和产品进行排序，我们就不会看到图1所示的三角形专业化矩阵。作者分析，图4（a）和（b）之间专业化矩阵的差异很可能是因为多样化与专业化在形成贸易格局方面的作用。

价格扭曲

最后，作者考虑了特定行业价格扭曲（price distortion）的影响，此时一个国家的显式比较优势（RCA）不能反映其真实比较优势对各种经济成果的作用。具体来说，作者引入了增加中等资源禀赋国家劳动密集型商品可变边际成本的扭曲（在经济学中，扭曲 distortion 通常指的是市场或经济行为偏离其理想或最有效的状态。可能有各种原因会导致该情形，如政策、税收、法规或者市场[4]。）。从直观上看，这一变化降低了中等国家生产劳动密集型产品的动机，因为它们的生产成本变高了。

图5比较了扭曲前后的专业化矩阵。1代表优势出口国，0代表非优势出口国。深红（蓝）区域表示在考虑价格扭曲后，该国家仍在（不在）该产品行业具备显性比较优势；浅红色区域表示在价格扭曲后，该国家在出口该行业产品上具备了显性比较优势，反之则为浅蓝色区域。由图可知，中等国家的专业化趋势向资本密集型商品转移。

图6为引入价格扭曲后的模拟结果。与图3的结果相比，主要变化发生在图的阴影区域——价格扭曲的国家在收入、多样性和 FI 方面出现下降，但 ECI 却增加。原因是价格扭曲的国家专注于从事资本密集型行业。相比之下，FI 对价格扭曲不那么敏感。问题的本质在于这样一个假设：显式比较优势（RCA）能够正确地反映国家在生产商品时的专业化水平。但在存在价格扭曲的情况下，数据中反映出来的一个国家的专业化模式与经济复杂性思想存在差异，这种情况在发展中国家并不罕见。这一事实成为我们透过显式的比较优势观察国家经济复杂性的障碍。

总结

这篇文章采用模拟的方法研究了经济复杂性测度如何与经济基本面直接相关。虽然这篇论文主要关注专业化模式及其与各国复杂性之间的关系，但该模型的结构十分丰富，使得大家可以继续研究经济的各个方面。

本文的一个关键结果是，在解释现实世界的专业化模式方面，FI 比 ECI 表现得更好。根据 ECI 的算法，ECI 高的国家只专门生产某些复杂产品，但实际数据却反映出明显的多样化。也就是说，在经济上比较成功的国家不仅会因为比较优势生产复杂产品，也会因为绝对优势生产各种可能的产品。故 FI 在解释多样化生产的经济活动更为可靠。

文章最后还分析了价格扭曲如何影响经济复杂性测度对收入差异的预测能力。通过提高资本禀赋中位数的国家劳动密集型商品的可变边际成本，作者发现中等国家经济的专业化模式向资本密集型商品转移，同时国民收入下降。世界上存在着固有的扭曲现象，我们应该谨慎地解释经济复杂性的度量方法。至于如何改进计算经济复杂性度量的现有方法使其对扭曲现象具有鲁棒性，还有待未来的研究。

作者介绍：

林毅夫

北京大学国家发展研究院教授、名誉院长。1994年创立北京大学中国经济研究中心（现北京大学国家发展研究院），并担任主任一职。2008 年被任命为世界银行首席经济学家兼负责发展经济学的高级副行长，成为担此要职的发展中国家第一人。2012 年在世界银行的任期届满，返回北大，继续教学研究工作。现任全国政协常委、经济委员会副主任，全国工商业联合会专职副主席。

林毅夫于 1986 年获得美国芝加哥大学经济学博士学位，荣膺英国科学院外籍院士、发展中国家科学院（原名第三世界科学院）院士，并获得法国奥佛涅大学、美国福特汉姆大学、英国诺丁汉大学、香港城市大学、英国伦敦经济学院和香港科技大学的荣誉博士学位。

主要著作：《繁荣的求索：发展中经济如何崛起》《新结构经济学》《从西潮到东风：我在世行四年对重大国际经济问题的思考与建议》《解读中国经济》《本体与常无：经济学方法论对话》《经济发展与转型：思潮、战略与自生能力》《中国的奇迹》《制度、技术与中国农业发展》《再论制度、技术与中国农业发展》等二十余册。在国内外学术期刊发表 100 多篇论文。

徐铭梽

北京大学新结构经济学研究院助理教授、博士生导师，国家自然科学基金优秀青年基金获得者，中国金融四十人(CF40)青年论坛成员。2018年毕业于美国加州大学戴维斯分校（University of California Davis）获得经济学博士学位。曾担任美国国家经济研究局（the National Bureau of Economics Research, NBER）博士后研究员、哈佛大学肯尼迪政府学院（Harvard University, Kennedy School of Government）访问研究员。研究方向包括国际经济学，产业组织结构，经济发展。研究工作得到各类科研资助，独立主持多个科研项目。

胡裕民

北京大学新结构经济学研究院博士生。

樊仲琛

西安交通大学经济与金融学院，助理教授。主要研究方向为新结构经济学、产业结构、创新增长。

参考文献

[1] Hidalgo, C. A. & Hausmann, R. The building blocks of economic complexity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 10570–10575 (2009).

[2] Tacchella, A., Cristelli, M., Caldarelli, G., Gabrielli, A. & Pietronero, L. A New Metrics for Countries’ Fitness and Products’ Complexity. Scientific Reports 2, 723 (2012).

[3] Cristelli, M., Tacchella, A. & Pietronero, L. The Heterogeneous Dynamics of Economic Complexity. PLOS ONE 10, e0117174 (2015).

[4] Fíonta. What Does ‘Economic Distortion’ Look Like? Tax Foundation https://taxfoundation.org/blog/what-does-economic-distortion-look/ (2006).

[5] General equilibrium theory. Wikipedia (2023).

[6] Eaton, J. & Kortum, S. Technology, Geography, and Trade. Econometrica 70, 1741–1779 (2002).

[7] Caliendo, L. & Parro, F. Estimates of the Trade and Welfare Effects of NAFTA. The Review of Economic Studies 82, 1–44 (2015).

JPC专刊介绍：

Journal of Physics: Complexity专刊

“复杂经济学的基础理论与应用”

随着互联网、大数据和人工智能等主导的数字时代的到来，经济系统变得愈发复杂。早在30年前，以布莱恩·阿瑟为首的经济学家就开始将经济视为一个复杂适应系统，着手搭建复杂经济学的框架。在复杂经济系统中，企业、消费者、银行、投资者等为重要的组成元素，它们之间的相互作用产生了特定的经济现象。复杂性经济学自提出以来就引起了各学科的极大兴趣。利用复杂网络（Complex Network）、基于主体的模型（Agent-Based Model）等前沿理论方法，近年来复杂性经济学为经济学、社会学等领域的众多关键问题提供了新的见解，帮助研究者分析了经济体随时间的演化特征，更好地理解经济中宏观模式的产生，以及量化不同政策措施的结果。基于此，Journal of Physics: Complexity特组织专刊“复杂经济学的基础理论与应用”，旨在总结已有的研究成就，并对复杂经济学的前沿进展做出展望。

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