技术的变化和扩散是如何促进经济发展的?

技术创新是不确定的,技术进化遵循自然科学规律,不考虑人的意志。经济增长乃至人类社会最大的不确定性来自技术创新。

捕捉技术创新的规律极其困难,但技术扩散的规律是可以捕捉的。

美国著名传播理论家埃弗雷特·罗杰斯(Everett Rogers)经过多次案例研究,于1962出版了《创立的扩散》一书。罗杰斯总结了一个社会系统中创新扩散的基本规律——创新扩散S曲线。

图:创新扩散S曲线,来源:罗杰斯1

市场对新技术、新产品的接受程度存在差异。每个产品领域都有先行者和早期采用者。在他们之后,越来越多的消费者开始采用这种创新产品,产品销量达到高峰。当没有使用该产品的消费者很少时,销售额开始减少。

因此,罗杰斯根据对创新的接受程度,将受众分为五类:创新者、早期采纳者、早期大众、晚期大众和落后者。它们对应的领养率分别为2.5%、13.5%、34%、34%和16%,呈正态分布。

采用率可以用市场份额和市场饱和度来表示。例如,家庭电动汽车拥有率表明电动汽车在家庭消费领域的创新扩散程度。

技术扩散比技术创新更直接地反映在经济周期中,更有利于我们对经济趋势的预测。比如第三次经济周期,内燃机车被早期大众接受,汽车工业进入高速发展期,家用汽车数量快速增加。

在过去的三十年里,中国的家庭汽车数量迅速增加,现在的千人数量已经达到170。但这一数据仅相当于美国1927的水平,仅为美国目前水平(每千人837台)的五分之一左右。

如果把创新接受度(市场份额)累加起来,罗杰斯给我们展示了一条S型曲线,这就是创新扩散的S型曲线。

图:创新扩散的S曲线示例,来源:Rogers 1。

熊彼特认为,技术扩散和技术创新一样,是不平衡的,充满不确定性。然而,罗杰斯从传播的角度捕捉到了技术扩散的S型规律。技术扩散比技术创新更直观地反映了技术对经济的影响。技术扩散的S曲线决定了经济增长的波浪式演进。

从技术发明到产品创新,再到产品的大规模生产和大规模普及,可能是一个漫长的过程。1982年,意大利经济学家乔瓦尼·多尔西继承了熊彼特的思想,提出了“技术范式——技术轨迹”理论,论述了经济与技术的关系。

技术遵循自然规律,经济遵循经济规律。技术和经济的交集体现在技术成熟度和规模经济的耦合上。能否形成规模经济是开发、引进和推广技术的关键考虑因素。

以汽车为例。电动汽车和汽油车几乎同时起步,都诞生于第二次工业革命,电动汽车更早。早在1863年,比利时人tienne Lenoir就发明了氢能源汽车,比奔驰汽油车早了25年。之后在工业领域普及了动力技术,但电动汽车至今没有普及。主要原因是电池技术还不够成熟,无法引发规模经济。

我们再来看看内燃机车。1860年,法国人勒努瓦模仿蒸汽机的结构,设计制造了第一台实用的燃气发动机。这种燃气机车的热效率只有4%左右。

1883年,德国戴姆勒公司制造了第一台立式汽油发动机。1888年,德国人卡尔·本茨造出了第一辆可以上路的汽油车。1897年,德国工程师狄塞尔研制出第一台压燃式内燃机(柴油机)。这台柴油机热效率提高到26%,就是著名的柴油机。

柴油机刺激了整个电力行业的神经。戴姆勒、迈巴赫和本茨已经逐步建立了汽油车制造厂。

但满足以上条件还不够,因为当时的内燃机车成本还是很高的——车价高,油费贵,维修费用高。(详见《百年能源革命史|新能源汽车将何去何从?》)

图:1900至2009年美国千人汽车拥有量。来源:知本社。

内燃机车的大规模应用还取决于以下三个条件:

首先,福特发明了汽车制造流水线。

戴姆勒和迈巴赫也在1889年开始制造汽油车,但当时价格高达2000-4000美元,销量有限。1913年,福特建成了世界上第一条装配线,大大提高了造车效率,大大降低了造车成本。福特T型车最初售价825美元,相当于当时美国普通工人两年的收入。

老福特的口号是“制造人人买得起的汽车”。到1927年停产时,福特T型车生产了15万辆,价格降到了260美元。当时美国普通工人半年就能买一辆车,汽车保有量已经达到今天中国的水平。

二是大油田的发现,油价大幅下跌,汽油车成本快速下降,内燃机大规模推广到工业领域。

第三,欧美国家逐渐形成路网,汽油车续航能力优势显现,汽车使用价值提高,路网降低维护成本。

因此,技术扩散往往是经济系统协调的结果。当然,罗杰斯承认,并不是所有的技术都100%被市场接受,但这并不影响技术扩散的S型轨迹。美国的汽车扩散势头被二战打断,但随着经济复兴,汽车数量迅速增加,最终达到饱和,呈S形曲线。

我们将人类历史上技术扩散的重要S形曲线与经济增长的波浪线结合起来。

图:技术扩散与经济增长,资料来源:知本社

每当基础创新大规模传播,全球经济就进入繁荣周期。比如1787之后,英国蒸汽机开始广泛应用于纺织业,纺织业产能大幅扩张,经济迎来第一个景气周期。

每当基础创新被广泛接受,技术红利消失,新的基础创新不被市场认可,那么经济就进入衰退周期。比如1837以来,英国棉纺织市场已经饱和,产能严重过剩,多次爆发过剩危机。

一旦经济进入衰退和萧条周期,企业开始缩减产能,减少投资,关闭工厂,解雇工人,降价去库存。同时,一些经营不善的企业可能会破产。其他人试图创新技术,开发新产品,创造新的市场和需求。新技术扩散曲线推动经济逐步复苏,再次迎来景气周期。

在这个周期中,技术扩散曲线与经济增长曲线高度一致。

第四个经济周期,电视、飞机、石化、核能、聚合物、航空运输等技术扩散,推动了二战后世界经济复苏。20世纪美国家用电器的家庭拥有量地图更直观地反映了家电技术的扩散轨迹。

图:1940-2020年基础创新扩散图,来源:广冈,知本社。

图:美国家用电器的使用,资料来源:余韶2。

在全球化时代,技术扩散对其他国家的经济影响很大,甚至具有决定性的意义。

罗杰斯从传播学的角度认为,技术扩散的过程包括了解、说服、决策和确认四个环节。从信息特性来看,技术等知识具有外部性和可学习性。从经济学的角度来看,技术扩散更多来自交换。

后发国家的技术学习和模仿,以及全球市场交易,加速了技术的全球扩散。

历史上,每一次全球产业转移都会诞生一批重要的制造业和外贸出口国。美国和德国是第一次工业革命中技术扩散的受益者。美国和德国是落后国家,从英国学习、模仿、引进先进的纺织技术和工厂管理。美国和德国成为未来第二次工业革命的领导者和创新者。

之后,第一次和第二次工业革命的纺织、铁路、电力、汽车、钢铁、石化等技术遍布全球。明治维新后的日本成为这种技术扩散的受益者。

二战后,日本和德国被推翻。美国向日本和德国转移了钢铁、纺织等传统产业和技术,促进了日本和德国经济的快速复苏,日本制造和德国制造获得了发展机遇。

图:英、美、日、中技术扩散图。资料来源:广冈,知本社。

上世纪六七十年代,日美贸易摩擦加剧,日本和德国国内产业趋于饱和,逐渐将劳动密集型产业和技术转移到韩国、中国台湾省、中国香港和新加坡这“亚洲四小龙”。

20世纪80年代后,欧美国家、日本和亚洲“四小龙”将劳动密集型和能源密集型产业转移到菲律宾、泰国、马来西亚、印尼“亚洲四小龙”和中国。

受益于全球化的技术红利,亚洲四小龙、四小龙在上世纪八九十年代迅速崛起。然而,亚洲经济的良好势头被1997的亚洲金融风暴所终结。

千年之后,中国成为这场大产业转移和技术扩散的最大受益者,成就了“中国制造”。

在过去的四十年里,中国借助全球化的浪潮,广泛吸收了第一次、第二次和第三次工业革命的技术。

欧美的纺织、钢铁、机电、家电、汽车、电子、计算机等通用技术和流水线,以及金融、银行、股票、疗法、企业、基础科学等一系列知识和体系,通过产业梯度转移引入中国。全球化的技术红利是中国经济持续高速增长的重要动力。

参考

1创新扩散,罗杰斯,电子工业出版社;

②创新的范式:康博《世界体系与大国兴衰》,余韶《新财富》;