贸易与耗散：技术创新驱动产业结构升级的实证研究

蒋景东

（贺州学院，广西 贺州 542899）

0 引言

Pregogine 和 Stengers 认为，不管所有的“假如”“而且”和“但是”多么公正，机械的范式常常被看作是物理学的“参考点”，一般来说都是科学的核心模型。它的不间断的影响巨大，以致许多社会科学，特别是经济学依然在它的迷惑之下。Pregogine 断定该“普适定律”并不普适，而仅适用于现实世界的局部区域。由此，应当出现新的、科学的世界模型。Pregogine和他的所谓“布鲁塞尔学派”同事们的工作，很好地代表了下一次的科学革命，揭示了近300 年来自然科学发展的历史，提出应把自然科学各个门类及人文科学和文化结合起来，形成新的科学观和自然观。用他的术语来说，一切系统都含有不断“起伏”着的子系统，有时候，一个起伏或一组起伏可能由于正反馈而变得相当大，使它破坏了原有的组织。根本不可能事先确定变化会在哪个方向上发生，系统究竟是分解到“混沌”状态，还是跃进到一个新的、更加细分的“有序”状态或组织的高级阶段—“耗散结构（Dissipative Structure）”，那就无法确定［1］。有序和组织通过可逆性和不可逆性、决定性和随机性、简单和复杂、进化和退化、有序性和无序性进行着“自组织”，该过程从无序和混沌中“自发”地产生出来。小的扰动或涨落可以被放大成巨大的破坏结构的波澜，如电子商务这个“分叉点”的出现，目前把已有贸易平衡态（Trade Balance）研究的线性范式（Linear Paradigm）和现实给予打破，同时它也把硬科学、软科学、社会学、经济学关联起来。电子商务与三者之间关系无须过多的阐述，便可依此推出，技术创新将会“振荡”国际贸易“平衡”系统，App、e＋技术创新的随机性和无序性将使产业结构“起伏”，有可能又是一次产业结构升级（Upgrading of an Industrial Structure）的“分叉点”，产业结构将有一次“接近平衡”或“远离平衡（Far from Equilibrium）”的系统，跨境电商的国际贸易将恢复到“平衡”系统状态，此时它处于“远离平衡”的系统状态。三者关联性形成的经济系统将被推入一个远离平衡的状态，这时占统治地位的是非线性的关系。

国际贸易、技术创新、产业结构三者按照“普适定律”形成假说、模型的形式，而非由来自实验室外的经济、文化和政治力量所决定，是从世界中给孤立出来，加以描绘自身内部逻辑。

（1）技术创新与国际贸易。古典经济学家李嘉图肯定技术在国际贸易中的重要影响，重点阐述了技术创新后的绩效与劳动生产率的关系。根据H-O-S 理论（又称“赫-俄-萨定理”），将技术变量引入要素禀赋模型，强调技术创新对贸易模式的影响。D.Dollar 在《比较利益的源泉——技术差异》一文中认为，以技术专业化为基础的贸易与以生产要素为基础的贸易相互之间是可以共存的。P.Krugman 发展了技术差距论，并用它解释国际贸易形成和发展的原因，克鲁格曼最后针对高技术产品贸易提出了战略性贸易政策理论［2］。

（2）技术创新与经济增长。Adam Smith 在《国富论》中曾认识到经济增长除劳动力和资本以外还有技术进步的因素。马克思《资本论》阐述了社会经济对技术和科学发展有决定性作用，科学和技术又是社会经济发展的动力。J.A.Schumpeter（1912）在《经济发展理论》一书中从经济学角度提出了创新一词，并阐述经济增长与技术进步的关系。创新基本分为3 类：技术创新、市场创新和组织创新。追随者们把该创新理论拓展为两个独立分支：一个是技术创新和市场创新；另一个是组织变革和技术创新［2］。

（3）技术创新与产业结构。Francois.Quesnay 的《经济表》一书中把三大部门间生产要素流动视为生产基本条件，魁奈的思想为产业结构及国民经济结构研究奠定了基础［3］。William.Petty 在《政治算术》中曾指出：制造业比农业的收益多，商业又比制造业的收益多，不同产业之间收入的差异会使生产力向更高收益的部门转移［4］。费雪（1935）三次提出产业概念，并阐述生产结构的变化规律。“配第—克拉克定律”阐述国民收入的提高，将会使劳动力从第一、二产业向第三产业转移，并且由低附加值向高附加值产业转移。该学派的研究者们依据不同部门、不同时期经济增长数据的变动，描述经济结构动态演化过程。他们把过程的表现分为两类：一类是技术进步——产业结构升级型。以产业内在规律为出发点，以企业为主体，利用市场导向发展制造业，提升技术创新，促进产业结构升级。另一类是产业结构政策——技术追赶型。既各产业部门间相互联系和耦合问题得到合理性解决，又使产业结构由低级发展到高级。传统产业比重下降，新兴产业比重上升；劳动密集型和资本密集型产业比重下降，技术和知识密集型产业比重上升。实质就是，产业结构规模扩大，结构水平升级以及联系紧密。20世纪90 年代中期，傅家骥、厉以宁、张培刚等学者将国外技术创新的最新研究成果陆续介绍到我国，20 世纪90 年代后期，这个阶段技术创新研究和实践的范围扩展到构建产业、国际创新体系等，并从学科视角对技术创新理论和实证进行了多层次的研究。

另外，通过数量统计分析、决策理论等方法进行技术创新，对市场结构、产业结构、外贸经济等关系问题的影响加以研究，得到了很大发展。库克（2000）还发现，产业集群中存在自发形成的技术创新网络和相关组织机构，研究视野从局部转向外部环境的互动，目前正经历着从“线性”到“网络”范式转变的路径研究。然而鲜有对现实多元性、随机性、不确定性等形成流派化、规模化研究，大多还沉浸在完美的假设结构惯性之中。

1 技术创新驱动产业结构升级线性的“惯序”式思维方式发展

技术创新驱动产业结构升级等问题研究，大多数在目前惯性的思维方式和方法线性化呈主流派状态下进行的，线性或满足线性叠加的关系基本上是在平衡态范畴内而言，内容梳理大致如下。

20 世纪90 年代，Gerrifi（1999）等学者非常关注“产业结构调整”。除此之外，刘易斯二元结构转变论影响力比较广泛；罗斯托的主导部门论也有一定市场；筱原三代平（1957）两基准论也占有一片天地。Abernathy 等（1978）提出了著名的AU 模型，它强调推动产业内多样化竞争以及产业格局的形成和演进是企业创新活动的结果。然而，全球价值链（Global Value Chain，GVC）从发展趋势切入，即从技术水平或附加值低状态向新技术或附加值高状态发展趋势揭示产业升级的脉络走向。J.Humphrey 和H.Schmitz 论述“价值链路线（Route of GVC）”3种模式促进产业升级，究其从内容来看可理解为是在同一条价值链路线上的升级。另一种是价值链间的产业升级，也可被看作产业结构调整。基于学理层面而言，价值链路线既是经济学研究的对象，也是管理学领域的热点问题，管理学的研究侧重于强调技术进步“内生”型经济增长以及通过技术和管理创新实现价值升级；而“结构路线”则符合古典经济学的“索洛模型”，它强调“外生”型经济增长。

国内把“产业升级”理解为“产业结构调整”，也存在着GVC 研究思路。傅家骥（1998）在《技术创新学》中指出，在影响产业升级和结构转换主要因素中，技术创新是核心因素。没有技术创新，就没有产业结构演变。没有产业结构演变就没有经济持久增长［5］。如果逻辑推理，那么国际贸易也不会活跃。另外，还有两种具有代表性的观点：一种是从比较优势理论层面分析产业升级的战略，即通过比较优势的国际贸易实现产业升级，强调以商品、技术、资本流动为载体的国际技术转移，模式是从原始委托生产（Original Entrusted Manufacture，OEM），到原始设计制造商（Original Design Manufacturer）和工厂经营自有品牌（Original Brand Manufacture，OBM）的产业升级路径。另一种是郭克莎（2004）和高谦（2007）从企业能力理论层面分析产业升级，强调通过竞争培养内生性自主技术能力成为企业的核心竞争力，兼有可持续性，以实现产业升级。张其仔（2008）从比较优势演化的视角分析了产业升级问题。陈荣耀（2009）从提升资本质量嵌入全球价值链，在关键环节构筑核心竞争力，扩散到整个产业链，实现链式效应，达到产业升级。

从国内外研究内容考查来看，目前，人们没有很好地梳理与界定“价值链升级”“产业结构升级或调整”，基本处于比较混乱阶段，对“产业升级”与“产业结构调整”的理解差距还相当之大。价值链路线大多属于国际化范畴，而结构路线属于国内范畴。其由各国发展阶段特征所决定，加快产业结构优化与升级仍然是经济领域重要事宜。如果把视角切换到用非线性、不稳定性角度审视技术创新驱动产业结构升级，那么就要进入到不平衡态范畴进行研讨。

2 技术创新驱动产业结构升级的扰动因素分析

在远离平衡态的状态下讨论“价值链升级”和“结构路线”的产业结构升级是纯粹的静态熵，笔者认为不管是国际化范畴，还是国内范畴，都与国际贸易相关，也就是说，产业升级应置于动态熵规制进行。事实上，国际贸易成为扰动或涨落项，成为破坏所谓平衡态结构的因素，技术创新的外溢效应与新产品国际间波浪式贸易在非线性状态下会引起相变（Phase Transitions），并带来“本质”上变化或“革命”变化过程，于尖拐区域内产生分岔（Bifurcation）现象，诱发现象产生引致性因素主要表现在以下几个方面。

首先，技术创新的非对称性博弈导致产业结构升级的熵减。Jensenand 和Thursby 把技术创新内生化，又把正履行着技术创新过程中的发达、发展中国家之间技术转移实施国际贸易，此间模拟为双方博弈。发达国家垄断技术的存量决定发展中国家技术创新规模增量［6］，而发展中国家参与国际贸易的主要目的是，除了获得本国价值增值外，预期目标中还想获得熵流所携带技术创新外溢效应收益，从而促进技术模拟，以便追上或超越发达国家，成功与否取决于能否实现产业结构升级［8］，通过原有平衡态比较优势波浪到非平衡态比较优势。大多数情况下，技术创新的原创性核心技术不会输出，输出的基本上是除核心之外的技术，更有甚者是落后的技术。由于不确定性内外因引起相对应的相变以及种种因素形成消化不良，内在的技术创新能力难以形成，产生“引进—落后—再引进—再落后”的恶性循环。非对称性博弈产生熵减，即使技术创新、能量耗散，产业结构也难以升级。

其次，垂直产品是导致产业结构“踏步”的“分叉点”。在平衡态下，技术创新促进产业升级扰动的境域。Segerstrom 假定企业都平等地从技术创新中获益，技术都愿意模仿，创新成本比较高、风险不可预期，成功比率无法预测，则企业不愿意做原始的技术创新，产业结构的变化还是“踏步”的。从动态贸易角度考察，对同一种类产品按质量高低排序，当产品的品牌符合消费者需求时，在消费者需求与收入水平成正比的条件下，很显然，收入高的要消费符合本身需求的品牌。无疑，发达国家出口具有技术创新的高质量产品，而发展中国家出口价格较为低廉的过时产品，这样就会出现这样一个现象：发达国家专注于技术创新，发展中国家对“旧技术”改进实现技术进步［8］，对发展中国家来说，产业结构在形式上有所变化，但实际还是处于没有放大反馈的“踏步”状态。这种境域主要是由各自国家内部收入分配而形成的。Flamand 和Helpman 在模型中虽然没有证明这一点，但也阐明了即便技术得到创新，但产业结构升级难以实现规模化。

最后，开放经济的“混沌”导致产业结构升级的非线性块状化。R.Van Elkan（1996）基于开放经济条件下，构建技术创新的一般均衡模型。它假设所有国家的人力资本存量都可以从技术创新中得到有效提升，生产效率也得到提高。模型所产生的效应显现，不同国家之间的技术差距及“干中学”的能力和经验积累起主导性作用。依据该模型，可推导出一般意义的升级，任意一个国家技术投资的增加有可能导致本国或者引进技术源国的经济增长和收入水平上升，由于技术扩散的外溢效应，理所当然的一个结果是产业结构升级［9］。有位学者把我国作为研究对象置于该模型中，结论是国际直接投资（Foreign Direct Investment，FDI）使产业结构发生了变化，促进经济增长。然而同样把我国切分成若干部分作为研究对象时，实验的结果则发生了不在预期之中的变化。正如潘文卿（2003）指出，技术溢出存在着门槛效应（Threshold Effect），西部走进门槛，效应为负数；东部技术水准提升，作用趋于小化；中部效应比较大。FDI 溢出效应的出现使产业结构是非线性显示。“假如”的机械范式的物理学“参考点”在开放经济的“混沌”条件下遭遇了严峻的挑战。

从经济学静态角度考察，线性的、短期均衡或长期均衡，在耗散结构状态下，由于每个系统不断地与外界进行物质和能量交换，经过相变分岔涨落后，均衡突变为非线性，呈现出非平衡态的开放系统。

3 技术创新驱动平衡态的产业结构转向非平衡态

3.1 翁萨格关系（Wenssag Relation）出现标志着平衡态的产业结构转向非平衡态

翁萨格关系即倒易关系，简单地说，如果有一个力A1影响到另一个流B2，那么力A2也同样会影响到流B1。孤立系统的熵在封闭系统形成一个势，这个定态势总要和外加约束相容，产生最小熵，是由边界条件确定的。也就是说，产业结构在未有贸易的情况下是孤立系统，既然生产商品，必然产生贸易这个定态势，技术创新是个外加约束，必然产生最小熵，将会对应地连续地生成物质流。阿尔文·托夫勒（2005）指出，当代西方文明得到最高技法习惯于把问题拆零，常用技法是把细小的部分从周围环境孤立出来，就是“Ceteris Paribus”，即“设其他情况都相同”，其他复杂的相互作用不用去过问。事实并非如此，生产技术水平的既定只能是为了既定而既定，此时是远离平衡态的平衡态。经济社会是一个物质扩散的过程，是能量、资本等的涨落和耗散过程，技术水平这个外加约束最小熵产生，产业结构即将会转向非平衡态。H-O-S 理论成功地将技术变量引入要素禀赋模型，强调了技术创新对贸易模式的影响，而忽视了产业结构的变化，实际上产生一个最小熵，产业结构必然形成一个势函数，即技术创新使产业结构、国际贸易所谓的“稳定世界”变得不稳定，它是这两个世界的平衡态与非平衡态转化的外加约束条件，技术创新最小熵引发翁萨格关系，于是，系统演变趋向这个定态就一定是个非平衡态。

3.2 贝纳德不稳定性（Bernard Instability）出现标志着平衡态的产业结构转向非平衡态

一个力学体系中，在不同平衡状态下，平衡态的生产结构达到某个临界值时,就会开始一种宏观运动，流体变得不稳定，开始出现翻动与对流，称为贝纳德不稳定性。Posner 在贸易技术差距模型中指出，某一国因发明某种新产品和新工序而获得暂时的比较优势，被竞争对手模仿，形成了物理意义上的“片流”特征，最后该国丧失这种比较优势之时，技术创新生产出的商品会在技术创新国与模仿国之间持续一段时间，直到技术模仿国能够生产这类商品并达到一定生产规模，形成物理意义上的“湍流”特征时，则出现不再进口“趋向”的定态贝纳德不稳定性现象。经济社会机会成本的出现则是贝纳德不稳定性中“达到某个临界值”，这个临界值会使机会成本随产量而变化。在生产转移或部门生产调整的过程中至少有3 种情况：机会成本不变、递减和递增。生产可能性曲线在不变条件下是条直线B（临界面）；递减条件下是条凹曲线C（片流）；递增条件下是条凸曲线A 的生产可能性曲线（湍流）。于X轴任意截取两个相等的截距时，在曲线C 情况下，当E=F时，|Y1|＞|Y2|，凹曲线反映了机会成本递减的生产可能性曲线。在曲线B情况下，当E=F时，Y1=Y2，机会成本不变，直线反映了机会成本递减的生产可能性曲线。在曲线A 情况下，当E=F时，|Y1|＜|Y2|，凸曲线反映了机会成本递增条件下生产可能性曲线，如图1 所示。

图1 生产转移或部门生产调整曲线图

可见，机会成本递增时，按比较利益原则双方获得贸易利益，出现对流状态。但由于递增使比较利益逐渐减少，一国只能适当增加具有比较利益产品的生产，同时相应减少不具有比较利益产品的生产，两国变得不稳定，开始寻找技术创新，出现翻动现象。当技术输出国出口为0 时，输出国和输入国之间的贸易技术动态能量流停止，贸易系统将会衰败。这样看来，从“片流”到“湍流”的过渡是一种自组织过程，产业结构转向非平衡态。

4 技术创新驱动产业结构“耗散”式升级

在经济社会中，可逆性和决定论只适用于有限的简单情况，而不可逆性和随机性占据着重要位置。每个领域的涨落、反馈放大、耗散结构、自组织和复杂性都起到意想不到的作用。

4.1 技术创新的“莱布尼茨过程（Leibniz Process）”驱动产业升级

在经济系统中，由于某个企业技术创新的出现超过企业所在的行业系统规模的临界值，技术创新外溢效应（Spillover Effect of Technological Innovation）至其他行业，则会有一个复杂的函数出现，在被效应波及的行业会呈现不稳定性，并涉及长程序（Long-Rang Order），行业系统通过这种长程序成为整体。某个区域经济结构由其要素禀赋结构内生性使技术创新这个因素超过本区域临界值，显然会出现外溢现象，分工被激活。譬如电脑产业，通常过程是：首先输出整机产品，其次输出零部件或在其他区域（国外）采取多种形式联合办厂加工零部件，最后核心技术保留在原区域［10］，也就是说，这只不过是完成了长程序中的一个程序。这条路线可视为连续路线，经济系统中存在着莱布尼茨方法的复杂反馈系统。

4.2 技术创新的“费尔胡尔斯特生长定律（Ferhulst's Law of Growth)）”驱动产业群升级

索洛、哈罗德经济增长模型在相当长时期内研究表明，技术创新、产业结构升级、经济增长三者之间表现为同步性。但事实上，它未能够解释长期经济增长的真正来源，通过“假定增长”来解释增长，实质上涉及由于技术创新带来的“种群”动力而使经济增长。如生物链条件下，兔子和狐狸都在各自区域内生存并持续增长，当各自趋近饱和状态时，狐狸捕食兔子，兔子种群将会灭绝，狐狸大幅增长，随着食物的匮乏，狐狸种群面临毁灭，兔子种群将再次增长。技术创新与产业结构的关系与之同理，在这个过程中，还存在由“芒德布罗集”所控制的“茹利亚集”，那么这个复杂系统方程通过求解可写成：Xn+1=Xn2+C（C复常数—技术创新）这样就产生了混沌边界的分形维数。把技术创新看成外生给定的常数，而这恰恰是长期经济增长的关键，其中经济增长的生长率由于受到产业结构反馈而变化，因而它是非线性的。费尔胡尔斯特生长定律：Xn+1=（1+r）Xn，其中n为时间单位，r为增长率（经济增长），由于种群（产业结构）的大小通过反馈耦合影响增长率（经济增长），方程可以改写成：Xn+1=（1+r）Xn—rXn2，当增长率（经济增长）达到峰值后，在严格确定性的初值条件下，非确定性“跃迁”出现。换言之，世界的基本结构是非线性的，持续不断地从这个确定性混沌中涌现。

4.3 技术创新的“逻辑斯谛方程（Logistic Equation）”驱动产业结构进化

用“逻辑斯谛方程（Logistic Equation）”描述含有N个单体企业的群体进化，考虑企业“出生率、死亡率”和可用于该群体的资源总量，可以写成（dN/dt=rN（F-N）-mN），r和m是“特征出生常数和特征死亡常数”。K是“社会环境的运载能力”——贸易、产业结构。其表面的简单性在某种程度上隐藏了所涉及的机制的复杂性。参量K、r和m在动态社会是不断变化的，不断地引入利用现存资源或新资源、新方法和新技术（即K增大），不断地延长一个企业的寿命或由新技术增大而生成一个新的企业，或者又有一个创新技术出现。因此每个由逻辑斯谛方程确定的平衡态是暂时性的，一个逻辑斯谛上确定的系列行业企业就是个产业结构种群，每一次技术创新（Technological Innovation）都能在利用这个“能力”（以数量K-m/r来度量）变得更大时取代前一个产业结构种群，单体企业的“适者生存”，“适者”则是在给定时刻量K-m/r最大的那个行业企业。由于国际贸易和技术创新的因素，而使产业结构发生变化，将会使一些企业增多，打破产业结构内部的平衡态，成为非平衡态。这一平衡相当于技术或企业的增长曲线达到最大值，逻辑斯谛方程族系列增长到峰值将会打破经济平衡。技术创新又进入新的竞争，单体企业的“出生、死亡”，创造了产业结构拓展所需要的条件，即行业规模逐渐扩大。在社会情形中，要满足人们的需求，常表现出和满足需求的货物或技术呈相关性。这是把K作为社会环境的运载能力被利用的函数，不能给定，乘数效应表现较为明显。国际贸易、技术创新生产出来的商品和服务活动的各自增长被反馈和非线性联络起来，产业结构得以进化。

5 结语

国际贸易、技术创新与产业结构升级之间的关联性，依照“假如”的普适范式，一定是线性关系或叠加的线性关系，它表现为一个连续事件的“牛顿过程”，每个事件在每个过程必然是重复的和可逆的。

然而，当下社会变化的无序、不稳定、多样性，都会因为小的扰动、涨落、分叉等，给平衡态系统沉重的打击，不再是整体，而是部分之和，部分与整体之间不只是现象上的因果关系，而是“一只活鸡被分成两半就不再是活鸡的两半”的关系。因此不可能再出现事件的重复和可逆的现象或结果。一切系统都含有不断“起伏”着的子系统，放大或缩小都将成为破坏结构的波澜，变化过程中的“本质”被颠覆，或被彻底的“革命”，耦合的非线性作用呈现出靠近或进入非平衡态。

技术、资本、信息等在全球间贸易输入、输出都会形成小的涨落扰动，尤其是技术创新，对国际贸易、产业结构等方面都会打破既有的平衡态，如宏观经济变量不规则的涨落、股价的波动，“牛顿过程”表现出很大局限性，对于事件的解释难以令人信服。Michael J.Stutzer（1980）在《一个宏观模型中的混沌动力学和分叉》一文的哈维尔模型经济增长方程中阐释了混沌现象，他是首位将混沌理论应用于经济学领域的学者，开创了当下研究的新局面。