產業革命為什麼沒有在中國發生？--對李約瑟之謎的再解釋..
本文對李約瑟之謎提出了一個有待進一步證實的假說：專利制度的確立是工業革命在英國和歐洲其他國家發生的關鍵因素；反過來說，中國之所以沒有產生工業革命，其中一個關鍵因素就是沒有專利制度。
人們已經提出了許多理論來解釋李約瑟之謎，但概而言之，可分為技術需求不足論和技術供給不足論兩大類。[1]我們認為，對於李約瑟之謎這樣一個複雜的問題，任何一種解釋可能都是片面的，具有局限性的。在此意義上，上述各種理論是互補的，它們不過是從不同的角度解釋了工業革命為什麼沒有在中國發生。而在這一小節，我們試圖通過考察專利制度的功能和績效，對林毅夫的模型進行一些擴展，從而為認識李約瑟之謎提供一些新的洞見。
和林毅夫的觀點類似，我們也認為，工業革命沒有在中國發生，乃是技術供給不足的後果。但不同之處是，林毅夫認為中國官本位的激勵結構知識分子根本就沒有積極性進行技術創新，而我們則強調，人們不進行創新的原因是沒有法律機制保證創新者對其成果的可佔有性。不可否認，在科舉制度下，「朝為田舍郎，暮登天子堂」的急速升遷夢想強烈吸引讀書人花費很大精力去熟讀「聖賢之書」，已獲得功名。一旦順利踏上仕途，則收益頗豐，「三年清知府，十萬雪花銀」就是對此的真實寫照。正因如此，林毅夫先生的解釋具有很強的說服力。不過，我們也必須指出的一個基本的事實是，能夠通過科舉制度而獲得功名的人只是少數。這樣，如果人們可以通過技術創新而獲利，那麼，即便存在科舉制度也並不會影響人們進行創新活動的積極性。如果人們可從技術創新中獲得巨額利潤，我們就無法理解為什麼人們不願意這樣做，畢竟「人之趨利，若水之就下也」，而即便在科舉時代，「財富可以直接帶來社會地位，金錢成了社會地位高低的一個決定性因素」。基於此，我們認為，在古代中國技術供給不足的根本原因並非科舉制度使人們無意於研究，而是進行技術創新的收益太小，而這又是因為當時中國的制度環境無法保證技術創新的可佔有性。[2]
專利制度作為社會計劃者向潛在創新者提供的一種機密交換契約，它以法律的形式保證了創新成果的可佔有性。它一方面鼓勵人們將創新知識公開披露，使得累積創新成為可能；另一方面，它還是克服公共品效應的激勵機制。也就是說，引入專利制度會改變微觀主體創新項目的可行集。如果沒有專利制度，則微觀主體只能以商業機密作為保障其可佔有性的方式。而在商業機密保護下，微觀主體在選擇創新項目時只關心的項目價值 和創新知識的隱含性乘積，這將意味著最終沒有人願意進行那些對社會貢獻很大但保密性很差的創新活動目。但是，如果存在一個專利制度，則創新的可佔有性是通過法律制度來保證的，它與知識本身的屬性分離的。而且，在專利保護下，任何兩個對社會價值相同的項目給私人帶來的收益也幾乎是相同的。由此可見，如果引入專利制度，那些對社會價值很大但本身私密性很差的項目也將最終成為可能。
為論證我們的假設，需要考察這樣幾個問題。第一，專利制度在英國和歐洲的確立和英國工業革發端在時間上和邏輯上的相關性。第二，將英國工業革命時期的條件和中國的情況進行比較，以說明專利制度的關鍵作用。
首先考察歐洲的情況。早在1474年，威尼斯共和國就首先建立了專利制度。該法明確規定：「在10年期限內，未經發明人同意與許可，禁止其他任何人在製造與該發明相同或者相似的裝置。若其他人貿然防止，將賠償專利人金幣百枚，仿製品也將立即銷毀」。根據這項法律，著名科學家伽利略在1494年獲得了「揚水灌溉機」的專利權。（轉引自李濟群, 1999, p12）。實際上，在威尼斯建立專利制度後，曾經吸引周邊許多國家的工匠進入威尼斯，對威尼斯工商業的繁榮做出了巨大的貢獻。
之後，16和17世紀，中西歐各國或各地區廣泛採用了向發明者授予壟斷特權（Monopoly Privileges）的做法。幾乎在歐洲的任何地方，發明者，或者更正確的說，工匠或者實業家，都被授予特權。這（指Privilege）只是其中的一種。實際上，在重商主義的框架下，還存在著大量由國王欽定或者地方政府頒發的特許狀（Charters）、專賣權（Franchise）、許可（License）和律令（Regulation）。尤其是在1623年，英國政府頒布了欽定的《壟斷法案》，人們稱其為「現代專利法之始」。到18世紀末，世界上三個重要的國家也都擁有了法定的專利體制。法國於1791年通過了專利法，而美國國會則在1793年通過了首部專利法。在隨後的半個世紀中，專利制度擴散至其他國家，奧地利在1810年頒布了專利法，而俄羅斯在1812年，普魯士是在1825年，比利時和荷蘭在1827年，西班牙在1820年，巴伐利亞在1825年，撒丁島在1826年，梵蒂岡在1833年，葡萄牙在1837年。（Machlup and Penrose，1950）。
不論是欽定的特權，或是後來的專利保護，都在一定程度上保障了發明者對其知識的可佔有性，從而對歐洲的技術創新或技術擴散起到了巨大的推動作用。通常，認為蒸汽機的發明和使用是工業革命的代表性事件。以瓦特發明蒸汽機為，「在其專利權屆滿之後，那些被壓抑的蒸汽機改進品像雨後春筍一樣在市場中泛濫開來」（Derry and Williams，1993，p324）。對這段話我們可以作如下推斷：
首先，瓦特至少可由其蒸汽機專利獲得一定的利潤，從而可以保障瓦特的發明激勵。[3]其次，蒸汽機作為一種創新，雖然其價值巨大，但其知識的隱含性卻很小。對應於前面的分析，蒸汽機作為一個創新項目很可能就是那些很容易模仿的產品。否則，瓦特對其將更偏好於商業機密保護。在前面，我們為分析方便假設創新項目的知識隱含性是外生給定的；但正如Nelson and Winter（1978）所言，知識的隱含性乃是一個內生結果。給定一個創新項目的價值很大，則其他廠商或個人將有積極性花很大的成本對其進行編碼（Codification）。這意味著，對於蒸汽機這樣一些價值非常高的創新項目而言，其知識的隱含性，即便剛開始很高，也會迅速降低。所以，若無法律機制保障其可佔有性，則公共品效應必然使瓦特等沒有創新激勵。
再次，在當時，創新知識具有很強「生產性」，否則，蒸汽機的改進品就不會像「雨後春筍」般出現。儘管專利保護壓抑了許多的改進技術的商業化進程；但是我們並不能因此而否定專利制度的巨大作用。在商業機密下，可能連最初的蒸汽機都沒有，也就更談不上什麼改進了。
從時間上看，工業革命在英國乃至歐洲濫觴之時，恰好是在專利制度在歐洲建立之後。我們認為，這決不是簡單的巧合，而是反映了專利制度的確立乃是誘發和促進工業革命的一個關鍵因素。如前所述，英國作為現代工業革命的發端國家，其專利制度的確立，若從1623年算起，到工業革命在英國興起，大概有一百多年的時間。儘管沒有足夠的證據，但我們認為這是醞釀一場技術革命所必需的科學技術知識的積累時間。對於其他國家，專利制度的建立可能是和工業革命的時間相交替的，從而似乎存在著因果循環的關係。但是，既然英國已經發生了工業革命，對這些國家而言，其工業革命在本質上已不是自然發生的，而更應看作是是從英國「擴散」而來的，從而並不能由此得出工業革命是專利制度確立的原因。
剛才從時間順序上闡釋了工業革命和專利制度的之間的聯繫，下面我們有必要再從邏輯上說明兩者的因果關係。工業革命，在其具體形式上，強烈地表現為工商資本拓展市場的過程。隨著機器大規模代替手工勞動，隨著新技術和新產品的不斷引入，生產率大大地提高了。此時，市場份額成為決定商業資本命運的關鍵因素。但是，如果沒有一定的法律保護，創新廠商的壟斷地位和高額利潤絕對是不可維持的，由模仿和周圍創新所導致的激烈競爭很快會將所有的租金耗散殆盡。從動態的角度看，廠商在預期到這樣的結果時，必將沒有激勵進行創新，從而也將不會有工業革命的發生。但是，如果存在專利制度，情況將大為不同。根據前面的分析，如果廠商接受專利契約，則其創新的可佔有性將由法律來保證。在前面的注釋中我們曾經指出，知識產權保護，或者專利保護的本質在於市場份額的控制。這恰好和工業革命時期工商資本拓展市場的目標是一致的。
通過上面的分析，我們認為，專利制度在歐洲的確立，為工業革命的濫觴和興起提供了必備的條件。與之相比，儘管許多學者說「那些被經濟學家和歷史學家認作是產生了18世紀末英國工業革命的所有主要條件，在14世紀的中國幾乎都已存在了」，他們卻忽視了專利制度這樣一個非常重要的制度變數。
作為比較，中國的專利制度最早只能追溯到1859年的《資政新篇》，是由洪仁玕在總管太平天國的朝政之後提出來的。這在時間上比英國的《壟斷法案》晚了237年。實際上，由於太平天國的失敗，洪仁玕的專利主張還並未得到實施。
李約瑟之謎的一個重要組成部分是，和工業革命之前的英國一樣，14世紀的中國，已經具有相當發達的商品經濟，從而似乎也應該具備了從農耕社會向商業資本過渡的條件。但在我們看來，由於沒有對知識產權的法律保護，發達的商品經濟並不能構成技術創新的充分條件。商品經濟很發達意味著一旦有新的技術出現，則會迅速傳播。但是，熟知的公共品效應告訴我們，如果沒有法律和制度上的保障，技術擴散越快，最終的結果只能是根本就沒有技術的供給。
最後，我們需要回答的一個問題是，為什麼歷史上中國曾具有非常明顯的技術優勢，但在後來卻是無法維持的？對此，林毅夫（1994）提出了一個概率創新模型。他認為，在沒有科學指導的情況下，經驗是發明的主要源泉。而與歐洲各國相比，早期因為中國具有人口上的優勢，從而更容易通過「試錯和改錯」而獲得技術創新。但是，「經過8世紀到12世紀這段技術發明的高峰期之後，技術水平已經達到了經驗發明曲線的頂點。14世紀之後，發明的可能性仍然存在，可是，發生重大技術突破的概率趨勢越來越小，大多數新發明都是對原來的技術做小的改進…而只有在應用了現代科學原理的指導之後，技術變遷才又恢復到更高的速率上」。
林毅夫的概率發生模型可以很好地解釋為什麼歷史上中國曾具有非常明顯的技術優勢，但對為什麼後來中國被歐洲反超，我們的解釋則有所不同。
我們認為，儘管區分「經驗知識」和「理論指導」對於解釋科學技術後來的發展路徑是有意義的，但它對於李約瑟之謎的缺乏解釋力，因為歐洲產業革命的發生，在很大程度上並非現代科學原理的指導的結果。作為佐證，瓦特雖然發明了蒸汽機，但實際上他也主要靠的是經驗，而不是有意識地利用熱力學定律的結果。其他像紡紗機等等也是如此。（姚洋老師在經濟研究上的文章也指出了類似的問題）。
作為對比，我們認為區分「隱含知識」和「公共知識」才是問題的關鍵。由於缺乏保證知識的可佔有性的法律機制，中國的創新大多以商業機密形式存在，這往往隨著創新者本身肉體的滅失和一同消失，從而使知識的積累性很差。[4]但是，在歐洲，專利制度的建立極大地保證了知識的累積性。因為發明者只有對其創新結果進行信息披露的情況下才可申請專利並獲得法律保護。一方面，這使得創新知識和創新者的肉體相分離，從而不會因為創新者本人的死亡和一同消失；另一方面，披露的創新信息最終將變為人人皆可獲得的公共知識，從而成為其他人創新的基礎。正是這兩點，有效地保持了創新知識在歐洲具有累積性，創新活動具有連貫性，從而更有可能導致具有更高價值的創新成果的出現。[5]
在歐洲出現專利制度之前，歐洲的創新也是在商業機密下進行的，而每個人依賴的主要是其本身所積累的私人知識；但由於生命的有限性，這種知識積累是非常有限的。在此種情況下，利用林毅夫先生的概率創新模型，由於歐洲在人口上少於中國，所以從概率的角度，中國產生的創新數目就要多於歐洲，從而可以解釋中國曾在長時間內在技術水平上領先於歐洲。根據Arrow對知識的生產性的解釋，任何創新的實現，不光依靠創新者本人的努力 ，還依賴於創新者可以獲取的知識存量 的大小，而且，隨著 的增加，努力的邊際產出將會增加。下面，我們通過一個簡單的模型，說明正是因為專利制度的出現，增了歐洲的公共知識庫，從而使「技術變遷才又恢復到更高的速率上」。
假設歐洲的人口總數為E，每個人的創新產出為pe；而中國的人口總數為C,而每個人的創新產出為pc。相對於任何一個歐洲國家，C>E一般都是成立的。[6]為簡單起見，假設在商業機密下每個所積累的知識別人無法獲取，從而某個創新者可以利用的知識存量也就只能是其自己靠經驗所積累的知識存量；鑒於各國人的壽命都是有限的且相差不多，可以認為這個知識存量對每個人都是一樣的，記為K。同時，不失一般性，假設每個人的努力程度都為f，也是一樣的。最終的結果是，在商業機密驅動下，每個人的創新概率幾乎是相同的，即pe=pc。這樣，在沒有專利制度之前，從概率學的角度看，歐洲的預期創新數目就必然少於中國的，即Epe<Cpc。
但是，隨著歐洲專利制度的出現，上述情況就會發生本質的變化。如前所述，對創新知識進行公開披露是申請專利的前提條件。這樣，一旦某個創新者申請了專利，與之有關的創新知識將變為人人皆可獲得的公共知識。由此，歐洲的知識累積將和創新者分離開來，形成了一個公共知識庫，不妨將其存量記為H。在中國，由於沒有專利制度，知識的積累還是通過商業機密進行的，從而每個人可以獲得的知識存量依然為K保持不變。在專利制度下，隨著創新知識的日積月累，歐洲的公共信息庫將越來越大，必將使得H>>K。給定努力水平相同，這又意味著pe(H)>>pc(K) 。最終，雖然E<C，但由於公共知識庫的存在和創新效率的極大提高，歐洲的創新總產出可以遠遠高於中國的創新總產出，即
Epe(H)>>Cpc(K)；
這在知識具有規模報酬遞增的情況下尤為如此。實際上，產業革命後歐洲的經濟的爆炸性增長正是說明了公共知識庫增加後所導致的規模報酬遞增的特性。
綜合上面的分析，我們對李約瑟之謎的解釋是：在歐洲專利制度建立以前，中國和歐洲的技術創新都是靠商業機密驅動的。在此情況下，中國人數上的優勢將最終體現為技術上的領先優勢。但在專利制度建立之後，歐洲的情況發生了如下幾方面的改變。其一，由於專利制度克服公共品效應的功能，那些社會價值很大由於知識隱含性太低而在商業機密保護下不會被投資的創新項目，現在變得有利可圖了。其二，由於專利制度的機密交換功能，使得歐洲創新知識的累積性大大提供，而公共知識庫的增加又大大提高了歐洲人均的創新產出。這樣，儘管歐洲在人數上依然具有劣勢，但人均產出大幅增加使得歐洲的創新總量也遠遠超過了中國。第三，由於專利制度可在法律上保證創新的可佔有性，這更加有力地促使創新技術和工業資本的結合，而這種工業資本「瘋狂」拓展市場的最終結果導致了工業革命的產生。基於以上三點，我們認為，專利制度或許才是解開李約瑟之謎最重要的鑰匙。
[1] 對這些現有理論的評述，請參見林毅夫（1994），本文不再累述。
[2] 如果技術的可佔有性差，則「公共品效應」導致技術創新收益太小，由此得到的是技術供給不足論，因為此時人們對創新技術還是有需求的。而在「高水平陷阱」理論下，由於人地比率增加，從而使用替代人工的機器變得不划算，由此得到的將是技術需求不足論。
[3] 或許瓦特起初發明蒸汽機沒有商業目的，但他對蒸汽機專利的態度表明他是很在乎發明收益的。
[4] 華佗或許就是這樣一個例子。相傳華佗在被曹操殺害之前，曾將其醫學著作交給獄卒，並說，「此書可以活人」。但是，獄卒害怕受到牽連，不敢接受；華佗悲憤之至，隨將該書付之一炬，致使後人感嘆不已。但感嘆之餘，我們不禁要問，為什麼華佗在此之前就從來沒有將這些著作傳給自己的徒弟呢？據記載，華佗淡泊名利，故可以排除他將此書看作是獲利的手段。但即便如此，我們覺得華佗在潛意識中無疑是受到了「教會徒弟，餓死師傅」這種文化傳統的影響。在中國的文化傳統中，通常有「留一手」的說法，這似乎可以看作是工匠在沒有法律手段時保證對其技藝的可佔有性的一種本能反應。
[5] 記得某年的高考作文題目是一幅漫畫，其中有兩個人在挖井取水。第一個淺嘗輒止，挖了很多淺井，卻最終沒有見到水的影子；第二人只挖了一口井，因為其深，所以有水。若將挖井取水的活動看作是創新，則只有當這個活動是累積的，才有可能取得更高的成就。因為當時中國創新知識以商業機密存在，這意味著後來者無法在前人的基礎上繼續前進，從而只能低水平重複前人的工作。
[6] 如果 ，則創新產出對應於創新概率；如果 ，則創新產出對應於創新數量。
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