科技创新对经济增长影响的实证分析

第２３卷第４期　河北建筑科技学院学报　Ｖｏ１．２３　Ｎｏ．４　Ｄｅｃ．２０ｏ６　２００６年ｌ２月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｓ￣ｒｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　文章编号：１００７—６７４３（２００６）０４—０１０５—０５　科技创新对经济增长影响的实证分析　兰爱成，李忠民，刘继业　（天津大学管理学院，天津３０００７２）　摘要：通过对传统生产函数理论进行分析评述，将科技创新因素引入传统生产函数，定性、定量　分析科技创新对经济增长的影响。并以上海市为实证分析对象，从定量角度验证科技创新、资　本投入、劳动投入三要素对经济增长的影响程度及其相关性，最终确定科技创新在诸要素中的　重要地位。　关键词：科技创新；生产函数；弹性分析；边际分析　中图分类号：Ｆ２０７　文献标识码：Ａ　科学技术是第一生产力，是影响经济增长的　首要因素。人力资源、自然资源、资本、技术创新　被称为影响经济增长的四个轮子，在投入既定的　条件下，技术变革和创新就是影响经济增长的关　键因素。我国在“十一五”规划中提出建立创新型　国家的战略方针政策，已充分说明了科技创新在　社会经济发展中的重要性。已有研究从定性角度　个重要的理论模型。在一般意义上，可以把生产　函数表示为下列函数形式。　Ｙ＝ｆ（Ｘｌ’Ｘ２…，Ｘｋ）　式中ｙ＿＿产出量；　ｌ，　２…，Ｘｋ一投入的ｋ种生产　要素。　由此，Ｃｏｂｂ—Ｄｏｕｇｌａｓ根据产出与资本和劳动　投入的关系，建立了双变量生产函数模型为　Ｙ：ＡＩ￣Ｌｐ。　对科技创新在经济增长中的作用作了详尽的分　析，并未在定量分析方面作进一步详细的研究。　为了从定量角度进一步分析科技刨新对经济增长　的影响，通过改进Ｃｏｂｂ—Ｄｏｕｇｌａｓ生产函数来建立　定量模型，分析并验证科技创新在生产过程中的　重要作用。　传统Ｃｏｂｂ—Ｄｏｕｇｌｓ生产函数中，ａ通过固定系　式中Ａ一科技进步系数；Ｋ一资本；Ｌ一为劳动　力；参数ａ和　一产出对资本的偏弹性系数和产出　对劳动力的偏弹性系数。　一方面，参数ａ和　反应的是投入要素的使用　效率参数，ａ说明当生产资本增加１％时，产出平　均增长ａ，　是劳动投入的弹性，说明当投入生产　的劳动增加１％时，产出平均增长　。在这个生产　函数中，很好的衡量和分析了资本和劳动力对产　出的影响，并在实际中得到了广泛的应用。另一方　面，如果令ｒ＝ａ＋　，则参数ｒ表示生产活动的规　模效益，它可以很好的说明某一地区或企业的生　产规模是否达到了规模效益，如果ｒ＝１，表示规　数静态反映的科技创新因素对产出的影响，而科　技创新对经济的影响具有动态性并得到充分验　证。为了能更好的反映科技创新对经济影响，通　过将科研创新因素从资本投入和劳动投入中分离　出来作为单一因子引入Ｃｏｂｂ—Ｄｏｕｇｌｓ生产函数，ａ　建立三要素生产函数模型，由此确立科技创新与　产出的量化关系。　模效益不变，如果ｒ＞１，表示规模效益递增；如果　ｒ＜１，表示规模效益递减。综上分析，将地区或企　业数据通过模型进行分析，就可得出地区或企业　所处的生产分阶段和经营状况。　２）传统生产函数的评述。Ｃｏｂｂ—Ｄｏｕｇｌａｓ生产　１建立函数模型　１．１传统生产函数理论及评述　函数在分析生产过程时，得到了广泛的使用并通　过了实践的检验。但是用它定量分析科技创新因　１）传统生产函数理论。在经济学中，生产函　数是表示生产投入与产出之间技术经济关系的一　素对经济的影响时，往往存在一些不足。首先，对　收稿日期：２００６—０６—０６　作者简介：兰爱成（１９８１一），男，河北滦县人，硕士研究生，从事经济管理与研究　维普资讯 http://www.cqvip.com

河　北　建　筑　科　技　学　院　学　报　２００６正　产出的影响只是从资本投入和劳动投入两方面进　行分析，这样往往会夸大劳动和资本对产出的影　响程度，而忽略科研创新对产出影响的主要作用，　由于科技创新因素对产出的影响起着关键的作　用，把它加入资本和人员投入中进行考虑，必然会　使资本和劳动投入对产出的影响加大，结果使决　策者在观念上认为加大规模的投入就会使产出提　高的假象，形成粗放式经济增长过程，所以为了使　科技创新因素能正确的反映和衡量，有必要对模　型进行改进；其次，经过实践和理论研究，同劳动　力和资本一样，科技创新因素在社会进步的过程　中并不是一成不变的，即科技创新对经济的影响　的动态性。罗森伯格在分析技术创新因素对经济　的影响时得出的结论也证明的确如此，罗森伯格　认为在生产过程中遇到的“瓶颈”主要是由于科技　创新的缺乏所引起的，而每一次“瓶颈”效应的解　决，又会产出新“瓶颈”，通过这种反复的过程带来　了经济增长的飞跃。从社会的发展历程来看，科技　创新对产出的影响也是在变化的，例如，从工业革　命到现在的信息化时代，科技创新的快速变革起　了关键的作用。综上原因，传统Ｃ—Ｄ函数能用固　定系数Ａ来衡量科技创新对产出的影响从长期来　看是不能准确的反应科技创新对经济的影响程度　的。有必要将科技创新作为单一要素，来分析其对　经济的影响程度。　１．２三要素生产函数模型的建立　保罗・罗默（Ｐａｕｌ１Ｒｏｍｅｒ）在内生技术进步模　型中提到，对于一个给定的技术水平Ａ，仅仅考虑　资本和劳动两种生产要素，生产函数呈现的是规　模报酬不变，但是，如果考虑第三种投入要素，产　出一定是规模报酬递增的。在Ｃｏｂｂ—Ｄｏｕｇｌａｓ生产　函数的基础上，把科技创新作为单一生产要素引　进生产函数时，必然得到规模报酬递增即ａ＋口＋　），＞１。　将科技创新因素作为一个新的生产要素引入　生产函数，建立Ｃ—Ｄ生产函数的改进函数为　Ｙ：ＡＫ＇￣ＬＰＲｙ：ＡＫ　一。　Ｒｙ　（１）　式中　一科技创新投入；），一产出对科技创新的　偏弹性系数。　把改进后的公式和Ｃ—Ｄ生产函数进行比较　可以发现．在原有Ｃ—Ｄ生产函数的结构基础上增　加了和科研创新投入有关的Ｒ乘子。改进的公式　的本质含义就是将原本分摊在资本和劳动力要素　中的科研创新因素的影响，从Ｃ—Ｄ生产函数中剥　离了出来，形成独立的第三要素来反映科技创新　因素对产出的影响。　１．３三要素对产出的影响分析　在三要素生产函数中三种要素对产量的影响　主要从弹性和边际两方面进行比较分析，依据（１）　式，根据三要素生产函数的性质，ａ，　，），，分别为产　出对资本、劳动力和科研创新的偏弹性系数，即式　（２）；三要素对产出的边际影响关系如式（３）所示。　ａ＝（　）／（　Ｙ），ｐ＝（Ｏ瓦ＹＸ　［　Ｙ），　），＝（　ＯＹＸ　［　Ｙ）　（２）　ｄｙ　Ｙ　ｄｙ　Ｙ　ｄｙ　Ｙ，　、　。×一Ｋ，一ｄ×　，一ｄｙ×　Ｌｊ　Ｌ　Ｒ　经过上述理论分析，可以确定和比较三要素　在生产过程中的作用。首先，弹性分析，弹性即自　变量相对变化引起因变量的相对变化的度量，即　自变量与因变量的变化率之比。参数ａ、　、），作为　反映三种要素对产出影响的弹性关系，可以通过　实证分析很容易地分析出各种因素的变化率对产　出变化率的影响程度，它的另一主要作用就是通　过规模效率参数ｒ＝ａ＋　＋），来衡量企业或地区　是否达到规模经济的程度，即增加科技创新对产　出是否产出正的弹性影响。其次，边际分析即一种　要素在其它要素保持不变的条件下，这种要素投　入变化一单位产出的变化量，可以通过（３）式，来　定量分析资本投入、劳动投入和科技创新投入的　变化对产出的影响。根据定性分析理论，科技创新　对经济的影响起着首要的作用，所以科技创新对　经济的边际影响在实证分析中应该最大。　２实证分析　２．１上海市投入产出数据　根据美国经济学家兹维・格里里奇（Ｚｖｉ　Ｇｒｉｌｉｃｈｅｓ）的理论，认为科技创新投入是一种流量，　是每年用于研究开发的费用支出，支出的主体用　它来进行研究开发活动，生产新的技术知识，而主　体所拥有的技术知识大部分都是以往研究开发所　生产的知识和经验的积累，即科技知识的存量。它　是影响科学技术进步的重要因素。是表征经济主　体科学技术进步的重要指标。综上原因，在进行定　量分析时，为了便于科技创新要素的衡量，以社会　维普资讯 http://www.cqvip.com

第４期　兰爱成等：科技创新对经济增长影响的实证分析　的技术知识存量来来取代科技创新。　根据这一理论，杨鹏等人利用各区域科研经　费支出数据，测算了１９８４年一２００３年我国各区域　限０取４；　一科技创新投资在第ｉ年形成技术知　识的份额。　在这里，技术知识流量，是在此之前支出的研　究开发投资中，经时间滞后而于该期形成技术知　识的和。由于滞后的分布情况，也就是说一项研究　的知识存量。参照杨鹏等人的研究，在本模型中，　对技术知识存量进行度量时要考虑两个因素：一　是研究开发的时间滞后，它是指从科技创新投入　到转化为生产能力的时间滞后，称为０。二是知识　开发投资在其后各年形成技术知识的份额分布没　有现实可用的信息。我们就用平均时间滞后０来　进行推算，假定　ｆ　１（ｉ＝０）　的陈腐化，它是由于技术知识的老化而产生的，通　常用陈腐化率　来计算。目前国外在计算　时一般　采用把　作为技术平均使用寿命的倒数来进行测　算。科技投入的时间滞后０一般采用不同行业加　１０（ｉ≠臼）　由此可得到尺Ｆ＝　一日。即设定某年的科技创新投　权平均值来测算。　建立测算技术知识存量的公式如下　Ｒ　＝尺Ｆ　＋（１一　）Ｒ　一ｌ　目　、１、　资在平均时间滞后０后全部形成技术知识，ｔ期的　技术知识流量用平均时间滞后０年前的科技创新　投资额来近似替代。基期￡６年的技术知识存量可　用尺曲：Ｅｔｂ＋ｌ／（ｇ＋　来计算。　式中　一科技创新投资在基准年后的增长率。　ＲＦ￡＝　ｔ＝ｌ　／ｌｉＥｆ－ｆ　式中　一￡期的技术知识存量；ＲＦ　一￡期的技术　投入；Ｅ　－－ｔ—ｉ期的科技创新投资额；　一技术　知识存量的陈腐化率，根据杨鹏等人（２００５）的研　究结果，上海的技术知识存量的陈腐化率取　０．０７１４，科技创新投资形成技术知识的最长滞后年　在测算另外两个投入要素时，资本采用全社会　固定资产投资总额，劳动力采用全社会劳动者人　数，即年末从业人员；产出采用国内生产总值　（ＧＤＰ），上海市投入产出数据和计算转换后的数据　如表１。　表１上海市ＧＤＰ、固定资产投产、从业人员、知识存量表（１９８８—２００２）　资料来源：中国咨讯网（Ｃｈｉｎａ　ＩｎｆｏＢａｎｋ，网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｊｉｎｆｏｂａｎｋ．ｅｏｍ）　上海统计网站（网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｔａｔｓ—ｓｈ．ｇｏｖ．ｅｎ）　维普资讯 http://www.cqvip.com

１０８　河　北　建　筑　科　技　学　院　学　报　２００６庄　２．２计量模型的建立和数据分析　式（１）三要素生产函数模型属于对数模型，为　了能用计量经济的方法对其进行分析，需要运用　对数变换将其线性化，然后再用多元线性回归方　法对其进行识别。　７．ＯＯ　６．ＯＯ　５．ＯＯ　４．ＯＯ　３．ＯＯ　２．ＯＯ　１．ＯＯ　Ｏ．ＯＯ　１５　图１科技创新对经济边际影响波动图　基于地区所建立三要素生产函数模型如下：　ＧＤＰ　＝ＡＫ；Ｌ￣Ｒ；＝ＡＫ　Ｌ￣Ｒｒｔ　经过转化后用于计量分析的模型为　ｌｎＧＤＰ，＝ｌｎＡ＋（１一ａ）ＩｎＫ￡＋ａｌｎＬｆ＋７１ｎＲｆ＋ｅｆ　（４）　表３模型统计检验　其中ｅ，为随机项。　（４）式可转化为　ｌｎＧＤＰｆ—ＩｎＫｔ＝ｌｎＡ＋ａ（１ｎＬ，一ＩｎＫｔ）＋７１ｎＲｆ＋ｅ￡　表４　要素的弹性系数与规模效益参数　弹性系数　Ａ　ｄ　卢　ｙ　ｒ＝ｄ＋卢＋ｙ　１．６８　４（５）　分析结果０．１７５　０．５３２　０．４６８　０．４８２　式（５）是多元一次线性方程，可利用计量经济　学的ＳＰＳＳ软件包对其系数进行回归分析，统计结　果如表２。　表２　回归系数　３模型的推广使用　弹性分析方面。对比三要素对ＧＤＰ的影响，科　技创新因素对上海的ＧＤＰ的弹性系数为０．４８２，即　科技创新投入变化１％，ＧＤＰ相应变化４８．２％；劳　动投入的弹性系数为０．５３２，即劳动投入变化１％，　ＧＤＰ增长变化５３．２％；资本投入弹性系数为０．　６８，即资本投入１％，ＧＤＰ增长４４６．８％。从以上分　其中　＝１一ａ＝１—０．５３２＝０．４６８　析可知，在弹性分析中，科技投入对经济增长的影　响高于资本对经济的影响，低于劳动投入对经济　的影响，其原因在于，首先，在实证分析中劳动投　入采用的是劳动人数，由于增加一单位的劳动人　数，所需的投入要远远高于一单位固定资产或一　单位科技创新的投入，即增加一单位劳动投入所　需要的资源要大于另外两种要素。因此科技创新　模型如下：　ＧＤＰ：０．１７５　・　，Ｊ？・５　？・　其中反映函数对ＧＤＰ解释程度的指标（表２和　表３），模型通过各种统计指标的假设检验，很好的　反映了三要素与ＧＤＰ的关系。　依据（２）式，资本投入、劳动投入和科技创新　投入对ＧＤＰ的弹性系数和规模效益参数如表３，三　要素ＳＤｘ，－Ｊ－ＧＤＰ的边际影响分析如表４，依据表４中　ＡＧＤＰ／Ａ　Ｒ数据所作的科技创新依时间对经济的　影响波动图如图１。　对经济的影响要高于劳动投入对经济的影响。从　这个方面考虑，在三要素投入变化率相同的时候，　科技创新对经济的影响最大。　规模效益参数的解释。由于ｒ＞１，说明科技创　表５　要素投入对ＧＤＰ的边际影响　年份　△ＧＤＰ／△　１９８８　１９８９　１９９０　１９９１　１９９２　１９９３　１９９４　１９９５　１９９６　１９９７　１９９８　１９９９　２０００　２００１　２００２　３．１４　３．１７　３．２０　３．４５　３．８６　４．６５　５．４７　５．９７　６．０２　５．７８　５．０９　４．４４　４．０５　３．５７　３．４７　△ＧＤＰ／Ａ　Ｌ　０．４４　０．４７　０．５ｌ　０．６０　０．７３　１．０２　１．３３　１．６５　１．８ｌ　２．１１　２．３５　２．６４　２．９２　３．２５　３．３６　△ＧＤＰ／△　１．２４　１．５２　１．５６　１．６２　１．４６　１．０８　０．８２　０．７２　０．７０　０．８０　０．８８　１．０２　１．１４　１．１６　１．１７　维普资讯 http://www.cqvip.com

第４期　兰爱成等：科技创新对经济增长影响的实证分析　新要素的投入能为经济增长带来规模效应，符合　保罗・罗默（ＰａｕｌｌＲｏｍｅｒ）在内生技术进步模型中提　到理论。上海地区增加生产要素的投入会提高要　型能很好的反映投入与产出的量化关系。并且从　定量方面证实了科学技术是第一生产力，在经济　增长和生产过程中起着关键的作用。企业是科技　素使用效率，这也是社会进步的主要原因所在。　边际分析方面。边际分析即一个要素在其它　两个要素投入不变的情况下，对经济的影响大小。　对比分析结果可知，ＡＧＤＰ／ＡＲ＞ＡＧＤＰ／ＡＬ＞　ＡＧＤＰ／ＡＫ，科技创新因素在资本投入和劳动投　入固定不变的情况下，对ＧＤＰ的边际影响最大，即　创新的主体，同时也是经济增长的主要力量。该　模型的另一价值就是为单一企业从定量方面分析　自身的科技创新水平提供了理论基础。可以运用　这个模型来衡量科技创新水平的与生产相适应程　度，判断企业是否处于生产过程中的“瓶颈”状态　和确立企业的规模效益程度等。　参考文献：　［１］胡文国，吴栋．中国经济增长因素的理论与实证分析　［Ｊ］．清华大学学报（哲学社会科学版）．２０（０，１９（４）：６８　—对三要素增加相同数量的投入，相比而言增加科　技创新投入将会为经济带来更大的增长。　从图１中可以看到，科研创新对ＧＤＰ的影响　即△ＧＤＰ／△Ｒ呈现出由递增到递减的趋势呈现出　波浪型趋势。之所以会产生这种波动趋势是由于　在生产过程中，随着科技投入的增加，必然会引起　经济的快速增长，当经济增长到一定阶段，它又需　要新的技术来支持经济的增长，当前的技术就会　出现制约经济增长的瓶颈，继续为当前的科技技　７６．　［２］鲁志国．Ｒ＆Ｄ投资作用于技术创新的传导机制分析　［Ｊ］．深圳大学学报（人文社会科学版），２００５，２２（５）：２５　—２８．　［３］徐晓霞．中国科技资源的现状及开发利用中存在的问　题［Ｊ］．资源科学，２００３，２５（３）：８３—８９．　［４］唐子烨，马宪国．生产函数与缺能损失分析［Ｊ］．广西　大学学报（自然科学版），２００５，３０（１）：５８—６２．　术进行投入必然会产生边际效应递减，符合边际　效应理论。这种科技创新对经济影响的波浪型波　动趋势同在研究技术创新对经济的影响所得到的　结论相符。从图中可以看到当前上海正处于罗森　［５］杨鹏，许晓雯，蔡虹．我国区域Ｒ＆Ｄ知识存量与ＧＤＰ　的实证检验［Ｊ］．科学学与科学技术管理，２０Ｏ５，（１２）：　２３—２６．　伯格所提出的生产过程中的瓶颈状态，所以有必　要加大科技创新投入，来减小科技创新投入的不　足对经济增长的不良影响。　［６］蔡虹，高杰，许晓雯．Ｒ＆Ｄ投资经济效果的实证研究　［Ｊ］．科学学研究，２００４，２２（１）：５３—５８．　［７］查尔斯．Ｉ．琼斯．经济增长导论［Ｍ］．北京：北京大学出　版社，２００２．　４结束语　经过对上海统计数据的实证分析，证明了模　Ａｎ　ｅｍｐｉｒｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｇｒｏｗｓ　ＬＡＮ　Ａｉ—ｃｈｅｎｇ．ＬＩ　Ｚｈｏｎｇ－ｍｉｎ．ＬＩＵ　ｊｉ—ｙｅ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，Ｔｉ　ｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉ　ｉｎ　３０００７２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｎａｌｙ—　ｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｍｅｎｔａｒｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｐｒｄｕｃｔｏｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｇｒｏｗｔｈ　ｉｎ　ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　Ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔａｋｉｎｇ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｅｃｏｎｏｍｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｅｒ—　ｔｉｎｅｎｃｅ　ｗｅｒｅ　ｖａｌｉｄａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ，ｃａｐｉｔｌ　ｉｎｐｕｔ　ａａｎｄ　ｌａｂｏｒ　ｉｎｐｕｔ．Ｉｔ　ｉｓ　ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｉｎ—　ｎｏｖａｔｉｏｎ　ｐｌａｙｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｇｒｏｗｔｈ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｍａｒｇｉｎａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　（责任编辑刘存英）