我國研發(fā)投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟增長的關系研究

1、    我國研發(fā)投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟增長的關系研究    吳鳴然摘要本文基于19952018年時間序列數(shù)據(jù)，分別使用向量自回歸模型、脈沖響應函數(shù)和方差分解法來研究我國研發(fā)投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟增長之間的協(xié)調(diào)度、動態(tài)關系和影響貢獻度。關鍵詞研發(fā)投資    科技創(chuàng)新    經(jīng)濟增長    動態(tài)關系本文系國家自然科學基金資助項目：“生產(chǎn)消費”視角下我國水足跡空間異質(zhì)性研究（項目編號：41401634）一、引言研發(fā)（research and development，簡稱r&d）是指在科技創(chuàng)新領域，

2、為增加知識總量以及運用這些知識創(chuàng)造新應用而進行的創(chuàng)新活動?？萍紕?chuàng)新需要大量的人、財、物投入作為保障，其中資金支持是最重要的物質(zhì)支持手段之一，已成為影響一國科技實力與核心競爭力的重要指標。按照學術界的分類，r&d活動主要分為基礎研究、應用研究與試驗發(fā)展三種。學術界目前認為，基礎研究和應用研究屬于理論研究，可以產(chǎn)生新的知識，而試驗發(fā)展則屬于實踐，很難產(chǎn)生新的理論知識。現(xiàn)有關于r&d驅(qū)動經(jīng)濟增長的研究往往將r&d投資視為一個整體，僅考慮規(guī)模卻忽視了結(jié)構(gòu)，因此也就使得研究的解釋力變?nèi)?。不同類型的r&d活動對創(chuàng)新成果的產(chǎn)生與經(jīng)濟增長所起的作用具有怎樣的差別？這是一個值得思

3、考的問題。早在20世紀90年代初，以romer（1990）、grossman & helpman（1991）、aghion & howitt（1992）等為代表的西方學者們，就研究發(fā)現(xiàn)r&d投資對創(chuàng)新活動的產(chǎn)出和效率具有重要的影響，并提出基于r&d驅(qū)動的經(jīng)濟增長理論。之后，salter（2001）分析了r&d的基礎研究投入對促進知識存量增加和創(chuàng)新能力提升的機理，morales（2004）的研究更進一步區(qū)分了基礎研究和應用研究的投資對經(jīng)濟增長的作用，并發(fā)現(xiàn)政府投資于基礎研究有利于經(jīng)濟增長，投資于應用研究卻對經(jīng)濟增長起反作用。相較之下，國內(nèi)學者針對r&

4、;d投資規(guī)模與結(jié)構(gòu)的研究要晚得多，更多的是結(jié)合我國發(fā)展實際進行很多具有中國特色的研究。然而，已有研究得出的結(jié)論存在很大差別。比如，嚴成等（2013）通過構(gòu)建模型發(fā)現(xiàn)我國r&d規(guī)模和基礎研究投入越大，經(jīng)濟增長率越高，但萬莉麗等（2018）發(fā)現(xiàn)應用研究和試驗發(fā)展才是經(jīng)濟增長的格蘭杰原因;蔣殿春等（2015）研究了我國不同種類的r&d投資對生產(chǎn)率的影響，發(fā)現(xiàn)在不同類型的r&d活動中，試驗發(fā)展的效果最強，依次是基礎研究和應用研究;潘雄鋒等（2019）通過實證研究發(fā)現(xiàn)，企業(yè)r&d經(jīng)費中的研究階段與開發(fā)階段均能對企業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)生正面影響，但相較而言研究階段的促進效果更為明顯。由

5、于指標選取和實證方法不一致，已有研究的結(jié)論出現(xiàn)矛盾并不意外，但也得出一些共識：雖然基礎研究和應用研究無法產(chǎn)生短期的經(jīng)濟效益，卻是科技創(chuàng)新主體保持持久競爭力的重要方面。因此，我國需進一步優(yōu)化r&d投資結(jié)構(gòu)，加大研究階段的投入力度以實現(xiàn)r&d經(jīng)費的最優(yōu)配置。然而，已有研究多為靜態(tài)定量研究，無法反應不同種類的r&d投資究竟能在多大程度上刺激創(chuàng)新產(chǎn)出與經(jīng)濟增長，更無法描繪影響的動態(tài)軌跡。本文從構(gòu)建科技創(chuàng)新“研發(fā)創(chuàng)新經(jīng)濟”系統(tǒng)出發(fā)，基于我國19952018年的時間序列數(shù)據(jù)，考察不同類型的r&d投資對創(chuàng)新產(chǎn)出與經(jīng)濟增長的影響。二、變量與研究方法的選?。ㄒ唬┳兞窟x取與數(shù)據(jù)來源

6、變量數(shù)據(jù)大部分來源于19952019年中國統(tǒng)計年鑒和中國科技統(tǒng)計年鑒。變量及變量說明見表1。從表1可以看出，本文分別將r&d投資細分為三大類，以國內(nèi)專利申請授權數(shù)和全國技術市場成交額代表創(chuàng)新產(chǎn)出，研究r&d投資結(jié)構(gòu)對創(chuàng)新產(chǎn)出和經(jīng)濟增長的影響作用。此外，由于對數(shù)化處理不改變數(shù)據(jù)本身的結(jié)構(gòu)，且可以進行指數(shù)平滑，有效消除異方差。因此，本文先對上述指標進行對數(shù)化處理，分別記為ln r&d total、ln r&d br、ln r&d ar、ln r&d ed、ln dpg、ln tvtm和ln gdp。（二）研究方法為深入分析我國研發(fā)投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟

7、增長的動態(tài)關系，本文的研究步驟如下：首先，運用穩(wěn)定性檢驗來考察各研究變量之間有無穩(wěn)定的因果關系;其次，用脈沖響應函數(shù)描繪變量間的互動效應與動態(tài)關系;最后，用方差分解法量化不同r&d投資和不同創(chuàng)新成果對經(jīng)濟增長影響的相對重要性。構(gòu)建var模型分析變量間的關系，模型如下：其中，yt是由第t期觀測值構(gòu)成的n維內(nèi)生變量向量，ai是n×n系數(shù)矩陣，p為內(nèi)生變量的滯后期，為n維隨機擾動項。其中，隨機擾動項 （i = 1，2，n）為白噪音過程，且滿足。三、我國研發(fā)投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的關系研究（一）研究變量的平穩(wěn)性檢驗本文構(gòu)建我國研發(fā)投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的雙變量var系統(tǒng)，需要分別

8、建立3個雙變量var模型。根據(jù)前文對指標的解釋，在分析之前要先運用eviews（version7.2）對各變量進行平穩(wěn)性檢驗，即單位根檢驗，檢驗方法選擇最常見的adf（augmented dickey-fuller test）檢驗法，檢驗結(jié)果見表2?？紤]到篇幅有限，本文將最大滯后期設置為5。檢驗結(jié)果顯示，在5%的顯著性水平下，所有變量均非平穩(wěn)變量。在一階差分的情形下，只有l(wèi)n r&d ar、ln dpg和ln tvtm能通過單位根顯著性檢驗，是平穩(wěn)序列。其余變量都是在二階差分的情形下才通過顯著性檢驗，故本文拒絕了存在單位根的原假設，所有變量均為平穩(wěn)序列，變量之間也存在協(xié)整關系。因此，我

9、國研發(fā)投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟增長之間存在長期均衡的關系。（二）向量自回歸模型的建立本文構(gòu)建的var模型是我國研發(fā)投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟增長之間的3個雙變量系統(tǒng)，因此，分別選取代表性指標構(gòu)建相互獨立的向量自回歸模型。根據(jù)赤池信息準則（akaike information criterion，簡稱aic）規(guī)定的“aic值越小越好”原則，本文將模型滯后階數(shù)設定為2。同樣，本文運用eviews（version7.2）對方程的參數(shù)進行估計，結(jié)果見表3。從調(diào)整后的擬合優(yōu)度（0.994838，0.998349，0.998538）來看，該var模型有很高的擬合程度。從r&d投資總量（ln r&d

10、total）的系數(shù)來看，國內(nèi)專利申請授權數(shù)（ln dpg）、全國技術市場成交額（ln tvtm）和國內(nèi)生產(chǎn)總值（ln gdp）的反應值有很大的相似性，均在滯后1期為負值，在滯后2期為正值，說明我國r&d總投資對科技創(chuàng)新產(chǎn)出與經(jīng)濟增長在短期起負面作用，長期起正面作用，即呈現(xiàn)出一定的時滯效應。同樣的，基礎研究（ln r&d br）的系數(shù)在滯后1期的情形下也是負值，在滯后2期的情形下是正值，說明基礎研究投資對經(jīng)濟增長的正面作用也更多表現(xiàn)在長期而非短期。然而，應用研究（ln r&d ar）和試驗發(fā)展（ln r&d ed）的系數(shù)則表現(xiàn)出了差別。二者的系數(shù)在滯后1期情況下的

11、值比滯后2期大得多，說明應用研究和試驗發(fā)展對于創(chuàng)新產(chǎn)出和經(jīng)濟增長的積極影響主要表現(xiàn)在早期。由此可見，我國r&d投資的三種類型對于創(chuàng)新產(chǎn)出和經(jīng)濟增長的作用與影響不同。然而，就r&d總投資而言，其影響效果和基礎研究一致，即正面影響都是在長期才出現(xiàn)，這也從側(cè)面表明了基礎研究在整個創(chuàng)新系統(tǒng)中的重要性。此外，對于var模型而言，必須保證所有根模倒數(shù)小于1，即位于單位圓內(nèi)，模型的估計結(jié)果才是有效的，否則無法進行估計。因此，本文也進行了檢驗，結(jié)果顯示所有根模倒數(shù)都小于1（見表4），且均位于單位圓內(nèi)（見圖1）。（三）廣義脈沖響應函數(shù)分析脈沖響應函數(shù)經(jīng)常用來衡量來自隨機擾動項一個標準差的沖擊對模

12、型所有內(nèi)生變量當期與未來的影響。通過該方法分別描繪我國不同種類的r&d投資對科技創(chuàng)新產(chǎn)出和經(jīng)濟增長的動態(tài)沖擊軌跡，可刻畫變量之間的長期動態(tài)關系。本文將沖擊響應期設定為10期，分析圖中的實線表示脈沖響應函數(shù)，虛線表示正負兩倍標準差偏離帶。r&d投資對科技創(chuàng)新產(chǎn)出的脈沖分析結(jié)果見表5和圖2。從表5可以看出，本文用以衡量創(chuàng)新產(chǎn)出的兩個指標，國內(nèi)專利申請授權數(shù)（ln dpg）和全國技術市場成交額（ln tvtm）在面臨r&d投資的沖擊下，反應呈現(xiàn)出了一定的相似性。二者在面臨r&d總投資一個單位的沖擊下累計響應值均為負值（-0.0025和-0.001），但在不同種類的r&

13、amp;d投資的沖擊下累計反應卻均為正值，這說明不同種類的r&d投資均可以刺激創(chuàng)新成果產(chǎn)出，但總投資卻不可以。該結(jié)果說明我國r&d投資并未像預期的那樣可以直接刺激創(chuàng)新成果產(chǎn)出，而是存在一個結(jié)構(gòu)效應?？傊?，我國r&d投資的組合效果并不理想。此外，就每種r&d投資的累計反應值來看，試驗發(fā)展的值要顯著大于基礎研究和應用研究，說明我國創(chuàng)新成果大部分是由試驗發(fā)展產(chǎn)生的。圖2可以更加直觀地反映表5中的現(xiàn)象，總的來看，面對r&d總投資（ln r&d total）、基礎研究（ln r&d br）、應用研究（ln r&d ar）和試驗發(fā)展（ln r

14、&d ed）的沖擊，國內(nèi)專利申請授權數(shù)（ln dpg）和全國技術市場成交額（ln tvtm）的反應曲線是較為曲折的，并未呈現(xiàn)單調(diào)的遞增或遞減情況，說明r&d投資與科技創(chuàng)新成果產(chǎn)出之間并不是明顯的線性關系，而是復雜多樣的。該情況出現(xiàn)的原因是我國科技創(chuàng)新系統(tǒng)起步晚、基礎薄弱、體制機制不健全，科技研發(fā)能力和成果轉(zhuǎn)化能力有限，導致r&d投資很難對創(chuàng)新成果產(chǎn)出起到促進作用，沒有明顯轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實生產(chǎn)力。不過，需要說明的是，不能因為計量模型中r&d總投資對創(chuàng)新成果產(chǎn)出的影響為負就完全否定其重要性。r&d活動是整個科技活動的基礎和核心，直接影響國家的創(chuàng)新能力、科技水平，乃

15、至經(jīng)濟發(fā)展后勁。不過相較于簡單的總量規(guī)模投資，未來我國需要進一步優(yōu)化不同種類r&d投資的組合、分配以及結(jié)構(gòu)設計，使r&d投資能更多更好地加大創(chuàng)新產(chǎn)出。r&d投資和科技創(chuàng)新對經(jīng)濟增長的脈沖響應結(jié)果分析見表6和圖3。從表6可以看出，在面臨r&d投資和科技創(chuàng)新產(chǎn)出一個周期的沖擊下，經(jīng)濟增長（ln gdp）所有累計反應值均為正值，表明r&d投資和創(chuàng)新產(chǎn)出在研究期內(nèi)能夠有效促進經(jīng)濟增長，這是一個積極現(xiàn)象。從不同種類的r&d投資來看，經(jīng)濟增長累計響應值最大的是基礎研究（0.0032），其次是應用研究（0.002），最后是試驗發(fā)展（0.0011）。該結(jié)果表明，

16、越偏向于理論的研究對經(jīng)濟增長的促進作用和效率就越大，這與學術界很多已有研究一致。理論研究在經(jīng)濟發(fā)展中所起的作用并非立竿見影，但卻必不可少。因此，在未來發(fā)展中，我國r&d投資需盡可能少些“功利”與“急躁”，將目光放得更長遠些，增加對基礎研究、理論研究的投資力度。從不同種類科技創(chuàng)新成果來看，經(jīng)濟增長對全國技術市場成交額（ln tvtm）的累計響應值（0.0144）明顯大于國內(nèi)專利申請授權數(shù)（ln dpg）的累計響應值（0.0017），說明從數(shù)字上看，技術市場成交額比專利申請授權數(shù)更能激勵經(jīng)濟增長。主要原因有以下兩點：第一，我國授權專利的質(zhì)量不高，對經(jīng)濟增長難以發(fā)揮促進作用。我國科研產(chǎn)出質(zhì)量

17、偏低，一直廣受經(jīng)濟學家詬病，尤其是專利過多集中于技術含量低的外觀設計等實用主義發(fā)明，而技術含量高、理論性強的研發(fā)專利數(shù)量則相對較少。這就導致專利申請授權數(shù)對經(jīng)濟增長的刺激作用有限。第二，新授權的專利需要通過技術密集型產(chǎn)業(yè)和高技術產(chǎn)業(yè)在技術市場上的交易來發(fā)揮作用。也就是說，國內(nèi)專利申請授權數(shù)（ln dpg）要通過全國技術市場成交額（ln tvtm）來影響經(jīng)濟增長，而從專利到技術又存在一定的轉(zhuǎn)化率，并非所有專利都能轉(zhuǎn)成技術，我國的科研成果轉(zhuǎn)化率較低。圖3可以更直觀地反映表6的現(xiàn)象。gdp在r&d總投資（ln r&d total）、基礎研究（ln r&d br）、應用研究（l

18、n r&d ar）和試驗發(fā)展（ln r&d ed）的沖擊下都呈現(xiàn)出正反饋回路，但反應均不明顯。這樣的反饋回路表明r&d投資能夠激勵經(jīng)濟增長，但效果仍有待加強。此外，從試驗發(fā)展（ln r&d ed）的反饋回路可以看到，在試驗發(fā)展的沖擊下，gdp在前6期均為正反應，但在第7期降為0，之后一直表現(xiàn)為負反應且一直下降。這說明，雖然表面上看，試驗發(fā)展是產(chǎn)生經(jīng)濟效益最直接、見效快的投資，且其對經(jīng)濟增長所起的作用總體來看也是積極的，但這種積極效應更多地表現(xiàn)在短期。這是一個值得警惕的現(xiàn)象，因為我國的科研資金絕大部分都投入了試驗發(fā)展階段，長期來看極不利于我國科技創(chuàng)新水平的提升，甚

19、至會導致下降。因此，更好地實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，一定要避免功利主義和短期行為，更加注重對理論研究和基礎研究的投資，為我國科技創(chuàng)新體系建設奠定堅實基礎。（四）方差分解方差分解多用來描述不同解釋變量變化對被解釋變量變化的貢獻度，即每個擾動項的相對重要性。我國經(jīng)濟增長的方差分解結(jié)果見表7。表7包含了兩個方差分解的結(jié)果。從不同種類r&d投資對經(jīng)濟增長（ln gdp）的影響份額可以看到，除ln gdp自身之外，平均影響份額最大的仍然是基礎研究（17.821%），其次是應用研究（10.032%），最后是試驗發(fā)展（9.961%），表明越是偏向理論研究對經(jīng)濟增長的積極作用就越大。從不同種類的創(chuàng)新產(chǎn)出對

20、經(jīng)濟增長的影響份額可以看到，除ln gdp自身之外，全國技術市場成交額（ln tvtm）的平均影響份額（19.66%）明顯大于國內(nèi)專利申請授權數(shù)（ln dpg）的平均影響份額（8.119%）。四、結(jié)論與建議在研究期內(nèi)，我國r&d投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟增長之間存在長期穩(wěn)定的關系。不同種類的r&d投資對創(chuàng)新產(chǎn)出與經(jīng)濟增長發(fā)揮的作用存在差別?？傮w來看，r&d總投資的表現(xiàn)和基礎研究一致，間接說明了基礎研究的重要性。利用脈沖響應函數(shù)研究我國r&d投資、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟增長之間的交互情形與動態(tài)響應路徑，比較清晰地描繪了“研發(fā)創(chuàng)新經(jīng)濟”之間的動態(tài)關系。首先，國內(nèi)專利申請授權數(shù)和全

21、國技術市場成交額在面臨r&d總投資沖擊下的累計響應值均為負值，但在不同種類r&d投資（基礎研究、應用研究和試驗發(fā)展）沖擊下的累計響應值卻均為正值，這表明我國不同種類的r&d投資組合效果并不理想，r&d投資結(jié)構(gòu)有待進一步合理化。此外，相較而言，試驗發(fā)展的累計響應值大于基礎研究和應用研究，表明我國絕大多數(shù)創(chuàng)新成果都是在試驗發(fā)展階段產(chǎn)生的。其次，經(jīng)濟增長變量在r&d投資和創(chuàng)新產(chǎn)出沖擊下的累計響應值均為正值，且越偏向理論的研究對經(jīng)濟增長的促進作用和效果越好。試驗發(fā)展對經(jīng)濟增長的沖擊在前期為正，后期為負，說明試驗發(fā)展對經(jīng)濟增長的激勵主要作用于前期，也表明過于注重對

22、試驗發(fā)展的投資從長期來看不利于創(chuàng)新系統(tǒng)的發(fā)展。此外，我國r&d投資、科技創(chuàng)新成果產(chǎn)出與經(jīng)濟增長之間關系較為復雜。方差分解的結(jié)果說明，就r&d投資的相對貢獻度來看，我國經(jīng)濟增長受基礎研究的影響份額最大，應用研究次之，最后是試驗發(fā)展;就科技創(chuàng)新成果的貢獻來看，我國經(jīng)濟增長受國內(nèi)專利申請授權數(shù)的影響份額明顯大于全國技術市場成交額的影響份額?；诖?，本文提出以下建議：一是優(yōu)化r&d投資結(jié)構(gòu)，增加理論研究尤其是基礎研究的投入力度。目前我國正處于大力建設創(chuàng)新型國家、實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略的歷史節(jié)點。構(gòu)建科學、合理、協(xié)調(diào)的現(xiàn)代化科技創(chuàng)新體系是當下最重要的任務。與西方發(fā)達國家相比，我國r&d經(jīng)費無論是投入強度還是投入結(jié)構(gòu)都存在很大的改進空間，更重要的是，我國科研經(jīng)費的管理體制存在不少漏洞，導致研發(fā)管理方面存在大而不強、多而不專的問題。因此，我國需要進一步深化科研經(jīng)費管理體制改革。從文章的研究結(jié)果來看，越是偏向于理論的研究越有助于創(chuàng)新成果的產(chǎn)生和經(jīng)濟增長。然而，理論研究往往無法快速產(chǎn)生經(jīng)濟