在本节结束时，您将能够

识别新技术的正外部性。
解释私人利益和社会利益之间的区别，并举例说明。
计算和分析回报率

市场竞争可以为发现新技术提供动力，因为一家公司可以通过找到更便宜地生产产品或创造消费者想要的产品来获得更高的利润。正如三星首席执行官格雷戈里·李所说，“对新创新的不懈追求是我们业务的关键原则，使消费者能够通过科技发现一个充满可能性的世界。”一家创新型公司知道，它通常会在竞争对手面前获得暂时的优势，因此能够在竞争对手赶超之前赚取超额利润。

然而，在某些情况下，竞争会阻碍新技术的发展，尤其是在其他公司能够快速复制新想法时。假设一家制药公司正在决定是否开发一种新药。平均而言，发现新药、进行必要的安全测试并将其推向市场需要花费 8 亿美元，并需要 10 多年的时间。如果研发（R&D）工作失败——而且每个 R&D 项目都有失败的可能性——那么公司将遭受损失，甚至可能被淘汰出局。如果项目成功，那么该公司的竞争对手可能会找到方法来适应和复制潜在的想法，但无需自己承担成本。因此，创新型公司将承担更高的 R&D 成本，并且充其量只能在竞争中获得短暂的小优势。

多年来，许多发明家发现他们的发明给他们带来的利润比他们合理预期的要少。

伊莱·惠特尼 (1765–1825) 发明了轧棉机，但随后南部的棉花种植者通过对惠特尼的设计进行一些微小的改动，自行建造了种子分离装置。当惠特尼起诉时，他发现南部各州的法院不会支持他的专利权。
托马斯·爱迪生 (1847–1931) 仍然保持着个人获得最多专利数量的记录。他的第一个发明是自动投票计数器，尽管具有社会效益，但他却找不到愿意购买它的政府。
戈登·古尔德在 1957 年提出了激光背后的想法。他推迟申请专利，到他申请专利时，其他科学家已经有了自己的激光发明。由此引发了一场旷日持久的法律战，古尔德花费了 10 万美元用于律师费用，才最终在 1977 年获得了激光专利。与激光巨大的社会效益相比，古尔德获得了相对较少的经济回报。
1936 年，图灵发表了一篇题为“论可计算数及其在判定问题中的应用”的论文，在这篇论文中，他提出了通用机器的概念（后来被称为“通用图灵机”，然后是“图灵机”），这种机器能够计算任何可计算的东西。现代计算机的核心概念是基于图灵的论文。

经济学家进行的各种研究发现，原始发明者从创新中获得的总经济效益的三分之一到二分之一，而其他企业和新产品用户则获得了其余部分。

新技术的正外部性

市场经济中的私人企业会对研发和技术投资不足吗？如果一家公司建造工厂或购买设备，公司将获得投资带来的所有经济效益。然而，当一家公司投资新技术时，公司获得的私人收益或利润只是总体社会收益的一部分。创新带来的社会效益考虑到了新想法或产品的所有正外部性的价值，无论这些价值是由其他公司还是整个社会享受的，以及开发新技术的公司获得的私人收益。正如您在 [/contents/70c0ba80-28c2-438f-ad60-fbd5d413ea6a%405 环境保护和负外部性] 中学到的，正外部性是指对第三方或各方的有益溢出效应。

以大型制药公司为例，该公司正在规划其下一年的研发预算。大型制药公司的经济学家和科学家已经编制了一份潜在的研发项目清单，并估计了回报率。（回报率是指项目的估计回报。） [链接] 展示了计算方法。向下倾斜的 D_Private 曲线代表公司的金融资本需求，反映了公司在不同利率下愿意借款为研发项目融资。假设该公司的研发投资对其他公司和家庭产生了溢出效益。毕竟，新的创新往往会引发社会也重视的其他创造性行为。如果我们将社会享受的溢出效益添加到公司的私人金融资本需求中，我们可以绘制出 D_Social，它位于 D_Private 之上。

如果有一种方法可以让公司通过某种方式使这些社会效益完全垄断化，使我们其他人无法获得这些效益，那么公司的私人需求曲线将与社会的需求曲线相同。根据 [链接] 和 [链接]，如果借款的利率为 8%，公司只能获得创新的私人效益，那么公司将融资 3000 万美元。社会在相同的 8% 利率下，将发现借款 5200 万美元是最优的。除非公司能够完全享受全部效益，否则它借款的金额将低于社会最优水平 5200 万美元。

资本回报和需求
回报率	D_Private（百万）	D_Social（百万）
2%	$72	$84
4%	$52	$72
6%	$38	$62
8%	$30	$52
10%	$26	$44

大型制药公司对金融资本的原始需求 (D_Private) 是基于公司获得的利润。然而，其他制药公司和医疗保健公司可能会从中学到如何治疗某些疾病的新知识，然后能够创造自己的竞争产品。该药物的社会效益考虑到了该药物所有正外部性的价值。如果大型制药公司能够获得这种社会回报，而不是其他公司，那么它对金融资本的需求将转移到需求曲线 D_Social，并且它将愿意借款和投资 5200 万美元。然而，如果大型制药公司只获得了每美元社会效益的 50 美分，该公司在创造新产品方面将不会投入太多。它愿意花费的金额将在 D_Private 和 D_Social 之间。

为什么投资人力资本？

对任何事物的投资，无论是建造新的发电厂还是研究新的癌症治疗方法，通常都需要一定的预付成本，而未来收益却是不确定的。对教育或人力资本的投资也不例外。在许多年的时间里，学生及其家人会投入大量时间和金钱到学生的教育中。这种想法是，更高的教育水平最终将有助于提高学生的未来生产力，并随后提高其赚钱能力。在计算完所有数据后，这种投资对学生来说值得吗？

几乎所有经济学家都得出了明确的“是”的答案。例如，美国对教育回报进行的几项研究估计，大学教育的回报率约为 10%。 [链接] 中的数据来自美国劳工统计局的《2014 年第三季度工资和薪金工人的通常周收入》，表明完成更高教育水平的工人的中位数周收入更高。虽然这些回报率将超过等额的国债或储蓄账户投资，但教育的估计回报主要归功于个人工人，因此这些回报是教育的私人回报率。

2014 年第三季度工资和薪金工人的通常周收入（来源：http://www.bls.gov/news.release/pdf/wkyeng.pdf）
	未完成高中	高中毕业，未上大学	学士学位
中位数周收入（25 岁以上的全职工人）	$488	$668	$1,101

社会从投资另一个学生的教育中获得了什么？毕竟，如果政府正在花费纳税人的钱来补贴公共教育，那么社会应该期望从这种支出中获得某种回报。同样，像乔治·普萨哈罗普洛斯这样的经济学家已经发现，在各种国家中，教育的社会回报率也是正的。毕竟，教育投资存在正外部性。根据沃尔特·麦克马洪的说法，虽然教育的正外部性并不总是容易衡量，但通常包括人口的健康状况改善、犯罪率降低、环境更清洁以及政府更加稳定、民主。出于这些原因，许多国家选择使用纳税人的钱来补贴小学、中学和高等教育。教育显然有利于接受教育的人，但大多数人都受过良好教育的社会会为所有人带来正外部性。

正外部性的其他例子

虽然技术可能是正外部性的最突出例子，但它并不是唯一的例子。例如，接种疾病疫苗不仅可以保护个人，而且还可以保护其他人免受感染，这对他们来说是一个积极的溢出效应。当一个社区的许多房屋被现代化、更新和修复时，不仅会增加这些房屋的价值，而且还会增加社区中其他房产的价值。

对正外部性（如新技术）的适当公共政策反应是帮助创造正外部性的方获得更大的社会效益份额。在疫苗（如流感疫苗）的情况下，一项有效的政策可能是向选择接种疫苗的人提供补贴。

[链接] 显示了流感疫苗市场。流感疫苗的市场需求曲线 D_Market 只反映了接种疫苗的个人从注射中获得的边际私人利益 (MPB)。假设流感疫苗生产不存在溢出成本，则市场供给曲线由边际私人成本 (MPC) 给出。

流感疫苗的市场均衡产量（MPB 等于 MPC）为 Q_Market ，流感疫苗的价格为 P_Market。然而，在这个市场中存在溢出利益，因为其他人（那些选择不购买流感疫苗的人）从降低感染流感的可能性中获得了正外部性。当我们将溢出利益添加到流感疫苗的边际私人利益时，流感疫苗的边际社会利益 (MSB) 由 D_Social 给出。由于 MPB 大于 MSB，我们看到，社会最优的流感疫苗水平大于市场数量 (Q_Social 超过 Q_Market)，如果市场要生产 Q_Social，则相应的流感疫苗价格将位于 P_Social。不幸的是，市场不会认识到正外部性，流感疫苗会生产不足和消费不足。

那么政府如何才能将市场的产出水平更接近社会期望的产出水平呢？一项政策是向任何想要接种疫苗的公民提供补贴，例如代金券。这种代金券将充当“收入”，只能用于购买流感疫苗，如果代金券与每单位溢出利益完全相等，将使市场均衡增加到 Q_Social 的数量，价格为 P_Social，其中 MSB 等于 MSC。流感疫苗的供应商将获得 P_Social 的付款，而流感疫苗的消费者将兑换代金券，只需支付 P_Subsidy 的价格。当政府以这种方式使用补贴时，将产生社会最优数量的疫苗接种。

关键概念和摘要

竞争创造了创新的压力。然而，如果新发明很容易被复制，那么原始发明者将失去进一步投资研发动力的动力。新技术通常具有正外部性；也就是说，新技术的创造通常会产生溢出效应，使除创新者以外的公司受益。一旦考虑到这些溢出效应，发明的社会效益通常超过发明者所获得的私人效益。如果发明者可以从其工作中获得更大的社会效益份额，他们将有更大的动力去寻找新发明。

自检问题

正外部性是否反映在市场需求曲线中？为什么或者为什么不？

没有。市场需求曲线只反映了消费产品的私人利益。正外部性是溢出到第三方的好处，因此它们创造了社会效益，并且没有被市场（或私人利益）需求曲线所捕获。

三星在数字设备上的研发投资使利润增加了 20%。这是私人效益还是社会效益？

显然三星从这项投资中获益，因此利润增加了 20% 是一种私人效益。如果三星无法捕获所有利益，可能是因为其他公司迅速复制并生产了近似替代品，那么三星的投资将产生社会效益。

Gizmo 公司计划开发新的家用小工具。 [链接] 显示了该公司对这些小工具的研发财务资本需求，这是基于销售的预期回报率。现在，假设每项投资都会有 5% 的额外社会效益，也就是说，对 Gizmo 公司至少产生 6% 回报的投资，对整个社会来说至少会产生 11% 的回报；对 Gizmo 公司至少产生 7% 回报的投资，对整个社会来说至少会产生 12% 的回报，以此类推。根据这些信息回答以下问题。

估计回报率	公司从研发项目中获得的私人利润（单位：百万美元）
10%	$100
9%	$102
8%	$108
7%	$118
6%	$133
5%	$153
4%	$183
3%	$223

如果目前的利率为 9%，Gizmo 如果只获得这项投资的私人效益，将投资多少资金用于研发？
假设利率仍然为 9%。如果该公司还获得了其投资的社会效益，该公司将投资多少资金？ (将所有投资水平的回报增加 5%)。

1.02 亿美元。
如果利率为 9%，即财务资本的成本，并且公司可以获得 5% 的社会回报，那么该公司将投资，就像其有效回报率为 4% 一样，因此将投资 1.83 亿美元。

Junkbuyers 公司挨家挨户地寻找机会购买本来会被扔掉但该公司可以转售或回收的物品。私人效益和社会效益哪个更大？

当 Junkbuyers 公司购买商品转售时，假设买方和卖方都会受益，否则他们将不需要进行交易。然而，该公司还减少了垃圾的产生量，这为家庭和/或处理垃圾的城市节省了资金。因此，社会效益大于私人效益。

复习问题

公司在研发方面的投资如何产生正外部性？

如果没有外部效益，对研发借款和投资的需求会更高还是更低？

批判性思维问题

一家公司能否保证获得一项新发明的所有社会效益？为什么或者为什么不？

问题

HighFlyer 航空公司希望建造带有大幅增加的客舱空间的新飞机。这将使 HighFlyer 航空公司能够为乘客提供更多舒适度并以更高的价格出售更多机票。然而，重新设计客舱也意味着重新考虑飞机的许多其他要素，例如发动机和行李的放置以及飞机在空气中移动的最有效形状。HighFlyer 航空公司已经制定了一份可能增加客舱空间的方法清单，以及这些方法如何影响飞机运营成本和机票销售的估计。基于这些估计， [链接] 显示了至少提供一定私人回报率的研发项目的价值。第 1 列 = 私人回报率。第 2 列 = 为 HighFlyer 航空公司提供至少私人回报率的研发项目的价值。使用这些数据回答以下问题。

私人回报率	研发价值
12%	$100
10%	$200
8%	$300
6%	$400
4%	$500

如果 HighFlyer 航空公司财务资本的机会成本为 6%，该公司应该在研发方面投资多少？
假设研发的社会回报率在私人回报率的基础上增加了 2%；也就是说，对 HighFlyer 航空公司来说私人回报率为 7% 的研发投资，社会回报率为 9%。在 6% 的利率下，社会最优投资是多少？

参考资料

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词汇表

正外部性: 对第三方或各方有益的溢出效应

私人利益: 公司发明的新产品或流程的所有收益的美元价值，这些收益可以被投资公司获取

私人回报率: 当估计的回报率主要归于个人时；例如，从储蓄账户中获得利息

社会效益: 公司发明的新产品或流程的所有收益的美元价值，这些收益可以被其他公司和整个社会获取

社会回报率: 当估计的回报率主要归于社会时；例如，提供免费教育