在本節結束時，您將能夠

識別新技術的正外部性。
解釋私人利益和社會利益之間的區別，並舉例說明。
計算和分析回報率

市場競爭可以為發現新技術提供動力，因為一家公司可以透過找到更便宜地生產產品或創造消費者想要的產品來獲得更高的利潤。正如三星執行長格雷戈裡·李所說，“對新創新的不懈追求是我們業務的關鍵原則，使消費者能夠透過科技發現一個充滿可能性的世界。”一家創新型公司知道，它通常會在競爭對手面前獲得暫時的優勢，因此能夠在競爭對手趕超之前賺取超額利潤。

然而，在某些情況下，競爭會阻礙新技術的發展，尤其是在其他公司能夠快速複製新想法時。假設一家制藥公司正在決定是否開發一種新藥。平均而言，發現新藥、進行必要的安全測試並將其推向市場需要花費 8 億美元，並需要 10 多年的時間。如果研發（R&D）工作失敗——而且每個 R&D 專案都有失敗的可能性——那麼公司將遭受損失，甚至可能被淘汰出局。如果專案成功，那麼該公司的競爭對手可能會找到方法來適應和複製潛在的想法，但無需自己承擔成本。因此，創新型公司將承擔更高的 R&D 成本，並且充其量只能在競爭中獲得短暫的小優勢。

多年來，許多發明家發現他們的發明給他們帶來的利潤比他們合理預期的要少。

伊萊·惠特尼 (1765–1825) 發明了軋棉機，但隨後南部的棉花種植者透過對惠特尼的設計進行一些微小的改動，自行建造了種子分離裝置。當惠特尼起訴時，他發現南部各州的法院不會支援他的專利權。
托馬斯·愛迪生 (1847–1931) 仍然保持著個人獲得最多專利數量的記錄。他的第一個發明是自動投票計數器，儘管具有社會效益，但他卻找不到願意購買它的政府。
戈登·古爾德在 1957 年提出了雷射背後的想法。他推遲申請專利，到他申請專利時，其他科學家已經有了自己的雷射發明。由此引發了一場曠日持久的法律戰，古爾德花費了 10 萬美元用於律師費用，才最終在 1977 年獲得了雷射專利。與雷射巨大的社會效益相比，古爾德獲得了相對較少的經濟回報。
1936 年，圖靈發表了一篇題為“論可計算數及其在判定問題中的應用”的論文，在這篇論文中，他提出了通用機器的概念（後來被稱為“通用圖靈機”，然後是“圖靈機”），這種機器能夠計算任何可計算的東西。現代計算機的核心概念是基於圖靈的論文。

經濟學家進行的各種研究發現，原始發明者從創新中獲得的總經濟效益的三分之一到二分之一，而其他企業和新產品使用者則獲得了其餘部分。

新技術的正外部性

市場經濟中的私人企業會對研發和技術投資不足嗎？如果一家公司建造工廠或購買裝置，公司將獲得投資帶來的所有經濟效益。然而，當一家公司投資新技術時，公司獲得的私人收益或利潤只是總體社會收益的一部分。創新帶來的社會效益考慮到了新想法或產品的所有正外部性的價值，無論這些價值是由其他公司還是整個社會享受的，以及開發新技術的公司獲得的私人收益。正如您在 [/contents/70c0ba80-28c2-438f-ad60-fbd5d413ea6a%405 環境保護和負外部性] 中學到的，正外部性是指對第三方或各方的有益溢位效應。

以大型製藥公司為例，該公司正在規劃其下一年的研發預算。大型製藥公司的經濟學家和科學家已經編制了一份潛在的研發專案清單，並估計了回報率。（回報率是指專案的估計回報。） [連結] 展示了計算方法。向下傾斜的 D_Private 曲線代表公司的金融資本需求，反映了公司在不同利率下願意借款為研發專案融資。假設該公司的研發投資對其他公司和家庭產生了溢位效益。畢竟，新的創新往往會引發社會也重視的其他創造性行為。如果我們將社會享受的溢位效益新增到公司的私人金融資本需求中，我們可以繪製出 D_Social，它位於 D_Private 之上。

如果有一種方法可以讓公司透過某種方式使這些社會效益完全壟斷化，使我們其他人無法獲得這些效益，那麼公司的私人需求曲線將與社會的需求曲線相同。根據 [連結] 和 [連結]，如果借款的利率為 8%，公司只能獲得創新的私人效益，那麼公司將融資 3000 萬美元。社會在相同的 8% 利率下，將發現借款 5200 萬美元是最優的。除非公司能夠完全享受全部效益，否則它借款的金額將低於社會最優水平 5200 萬美元。

資本回報和需求
回報率	D_Private（百萬）	D_Social（百萬）
2%	$72	$84
4%	$52	$72
6%	$38	$62
8%	$30	$52
10%	$26	$44

大型製藥公司對金融資本的原始需求 (D_Private) 是基於公司獲得的利潤。然而，其他製藥公司和醫療保健公司可能會從中學到如何治療某些疾病的新知識，然後能夠創造自己的競爭產品。該藥物的社會效益考慮到了該藥物所有正外部性的價值。如果大型製藥公司能夠獲得這種社會回報，而不是其他公司，那麼它對金融資本的需求將轉移到需求曲線 D_Social，並且它將願意借款和投資 5200 萬美元。然而，如果大型製藥公司只獲得了每美元社會效益的 50 美分，該公司在創造新產品方面將不會投入太多。它願意花費的金額將在 D_Private 和 D_Social 之間。

為什麼投資人力資本？

對任何事物的投資，無論是建造新的發電廠還是研究新的癌症治療方法，通常都需要一定的預付成本，而未來收益卻是不確定的。對教育或人力資本的投資也不例外。在許多年的時間裡，學生及其家人會投入大量時間和金錢到學生的教育中。這種想法是，更高的教育水平最終將有助於提高學生的未來生產力，並隨後提高其賺錢能力。在計算完所有資料後，這種投資對學生來說值得嗎？

幾乎所有經濟學家都得出了明確的“是”的答案。例如，美國對教育回報進行的幾項研究估計，大學教育的回報率約為 10%。 [連結] 中的資料來自美國勞工統計局的《2014 年第三季度工資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數週收入更高。雖然這些回報率將超過等額的國債或儲蓄賬戶投資，但教育的估計回報主要歸功於個人工人，因此這些回報是教育的私人回報率。

2014 年第三季度工資和薪金工人的通常周收入（來源：http://www.bls.gov/news.release/pdf/wkyeng.pdf）
	未完成高中	高中畢業，未上大學	學士學位
中位數週收入（25 歲以上的全職工人）	$488	$668	$1,101

社會從投資另一個學生的教育中獲得了什麼？畢竟，如果政府正在花費納稅人的錢來補貼公共教育，那麼社會應該期望從這種支出中獲得某種回報。同樣，像喬治·普薩哈羅普洛斯這樣的經濟學家已經發現，在各種國家中，教育的社會回報率也是正的。畢竟，教育投資存在正外部性。根據沃爾特·麥克馬洪的說法，雖然教育的正外部性並不總是容易衡量，但通常包括人口的健康狀況改善、犯罪率降低、環境更清潔以及政府更加穩定、民主。出於這些原因，許多國家選擇使用納稅人的錢來補貼小學、中學和高等教育。教育顯然有利於接受教育的人，但大多數人都受過良好教育的社會會為所有人帶來正外部性。

正外部性的其他例子

雖然技術可能是正外部性的最突出例子，但它並不是唯一的例子。例如，接種疾病疫苗不僅可以保護個人，而且還可以保護其他人免受感染，這對他們來說是一個積極的溢位效應。當一個社群的許多房屋被現代化、更新和修復時，不僅會增加這些房屋的價值，而且還會增加社群中其他房產的價值。

對正外部性（如新技術）的適當公共政策反應是幫助創造正外部性的方獲得更大的社會效益份額。在疫苗（如流感疫苗）的情況下，一項有效的政策可能是向選擇接種疫苗的人提供補貼。

[連結] 顯示了流感疫苗市場。流感疫苗的市場需求曲線 D_Market 只反映了接種疫苗的個人從注射中獲得的邊際私人利益 (MPB)。假設流感疫苗生產不存在溢位成本，則市場供給曲線由邊際私人成本 (MPC) 給出。

流感疫苗的市場均衡產量（MPB 等於 MPC）為 Q_Market ，流感疫苗的價格為 P_Market。然而，在這個市場中存在溢位利益，因為其他人（那些選擇不購買流感疫苗的人）從降低感染流感的可能性中獲得了正外部性。當我們將溢位利益新增到流感疫苗的邊際私人利益時，流感疫苗的邊際社會利益 (MSB) 由 D_Social 給出。由於 MPB 大於 MSB，我們看到，社會最優的流感疫苗水平大於市場數量 (Q_Social 超過 Q_Market)，如果市場要生產 Q_Social，則相應的流感疫苗價格將位於 P_Social。不幸的是，市場不會認識到正外部性，流感疫苗會生產不足和消費不足。

那麼政府如何才能將市場的產出水平更接近社會期望的產出水平呢？一項政策是向任何想要接種疫苗的公民提供補貼，例如代金券。這種代金券將充當“收入”，只能用於購買流感疫苗，如果代金券與每單位溢位利益完全相等，將使市場均衡增加到 Q_Social 的數量，價格為 P_Social，其中 MSB 等於 MSC。流感疫苗的供應商將獲得 P_Social 的付款，而流感疫苗的消費者將兌換代金券，只需支付 P_Subsidy 的價格。當政府以這種方式使用補貼時，將產生社會最優數量的疫苗接種。

關鍵概念和摘要

競爭創造了創新的壓力。然而，如果新發明很容易被複制，那麼原始發明者將失去進一步投資研發動力的動力。新技術通常具有正外部性；也就是說，新技術的創造通常會產生溢位效應，使除創新者以外的公司受益。一旦考慮到這些溢位效應，發明的社會效益通常超過發明者所獲得的私人效益。如果發明者可以從其工作中獲得更大的社會效益份額，他們將有更大的動力去尋找新發明。

自檢問題

正外部性是否反映在市場需求曲線中？為什麼或者為什麼不？

沒有。市場需求曲線只反映了消費產品的私人利益。正外部性是溢位到第三方的好處，因此它們創造了社會效益，並且沒有被市場（或私人利益）需求曲線所捕獲。

三星在數字裝置上的研發投資使利潤增加了 20%。這是私人效益還是社會效益？

顯然三星從這項投資中獲益，因此利潤增加了 20% 是一種私人效益。如果三星無法捕獲所有利益，可能是因為其他公司迅速複製並生產了近似替代品，那麼三星的投資將產生社會效益。

Gizmo 公司計劃開發新的家用小工具。 [連結] 顯示了該公司對這些小工具的研發財務資本需求，這是基於銷售的預期回報率。現在，假設每項投資都會有 5% 的額外社會效益，也就是說，對 Gizmo 公司至少產生 6% 回報的投資，對整個社會來說至少會產生 11% 的回報；對 Gizmo 公司至少產生 7% 回報的投資，對整個社會來說至少會產生 12% 的回報，以此類推。根據這些資訊回答以下問題。

估計回報率	公司從研發專案中獲得的私人利潤（單位：百萬美元）
10%	$100
9%	$102
8%	$108
7%	$118
6%	$133
5%	$153
4%	$183
3%	$223

如果目前的利率為 9%，Gizmo 如果只獲得這項投資的私人效益，將投資多少資金用於研發？
假設利率仍然為 9%。如果該公司還獲得了其投資的社會效益，該公司將投資多少資金？ (將所有投資水平的回報增加 5%)。

1.02 億美元。
如果利率為 9%，即財務資本的成本，並且公司可以獲得 5% 的社會回報，那麼該公司將投資，就像其有效回報率為 4% 一樣，因此將投資 1.83 億美元。

Junkbuyers 公司挨家挨戶地尋找機會購買本來會被扔掉但該公司可以轉售或回收的物品。私人效益和社會效益哪個更大？

當 Junkbuyers 公司購買商品轉售時，假設買方和賣方都會受益，否則他們將不需要進行交易。然而，該公司還減少了垃圾的產生量，這為家庭和/或處理垃圾的城市節省了資金。因此，社會效益大於私人效益。

複習問題

公司在研發方面的投資如何產生正外部性？

如果沒有外部效益，對研發借款和投資的需求會更高還是更低？

批判性思維問題

一家公司能否保證獲得一項新發明的所有社會效益？為什麼或者為什麼不？

問題

HighFlyer 航空公司希望建造帶有大幅增加的客艙空間的新飛機。這將使 HighFlyer 航空公司能夠為乘客提供更多舒適度並以更高的價格出售更多機票。然而，重新設計客艙也意味著重新考慮飛機的許多其他要素，例如發動機和行李的放置以及飛機在空氣中移動的最有效形狀。HighFlyer 航空公司已經制定了一份可能增加客艙空間的方法清單，以及這些方法如何影響飛機運營成本和機票銷售的估計。基於這些估計， [連結] 顯示了至少提供一定私人回報率的研發專案的價值。第 1 列 = 私人回報率。第 2 列 = 為 HighFlyer 航空公司提供至少私人回報率的研發專案的價值。使用這些資料回答以下問題。

私人回報率	研發價值
12%	$100
10%	$200
8%	$300
6%	$400
4%	$500

如果 HighFlyer 航空公司財務資本的機會成本為 6%，該公司應該在研發方面投資多少？
假設研發的社會回報率在私人回報率的基礎上增加了 2%；也就是說，對 HighFlyer 航空公司來說私人回報率為 7% 的研發投資，社會回報率為 9%。在 6% 的利率下，社會最優投資是多少？

參考資料

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麥克馬洪，沃爾特。 *教育與發展：衡量社會效益*。牛津：牛津大學出版社，2000 年。

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詞彙表

正外部性: 對第三方或各方有益的溢位效應

私人利益: 公司發明的新產品或流程的所有收益的美元價值，這些收益可以被投資公司獲取

私人回報率: 當估計的回報率主要歸於個人時；例如，從儲蓄賬戶中獲得利息

社會效益: 公司發明的新產品或流程的所有收益的美元價值，這些收益可以被其他公司和整個社會獲取

社會回報率: 當估計的回報率主要歸於社會時；例如，提供免費教育