Модель Рамсея — Касса — Купманса

Материал из testwiki
Перейти к навигации Перейти к поиску
Файл:Рамсей, Фрэнк Пламптон.gif
Фрэнк Пламптон Рамсей
Тьяллинг Чарльз Купманс

Модель Рамсея — Касса — Купманса (модель Рамсея, неоклассическая модель экономического роста, Шаблон:Lang-en) — неоклассическая модель экзогенного экономического роста в условиях совершенной конкуренции. Внесла вклад в понимание того, каким образом решения индивидов формируют норму сбережений в экономике. Оптимальная динамика потребления из модели (правило Кейнса — Рамсея) оказалась удачной заменой экзогенной норме сбережений и затем применялась и в более поздних моделях экономического роста. Вместе с тем, модель не даёт удовлетворительного объяснения межстрановым различиям в уровне дохода на душу населения. Разработана одновременно и независимо друг от друга Тьяллингом Купмансом и Шаблон:Нп3 с использованием идей Фрэнка Рамсея в 1963 году.

История создания

В первых моделях экономического роста (модель Солоу, модель Харрода — Домара) использовались экзогенно задаваемые параметры: «норма сбережений» и «темп научно-технического прогресса», от которых, в конечном итоге, и зависят темпы роста экономики. Исследователи же хотели получить обоснование темпов экономического роста внутренними (эндогенными) факторами, поскольку модели с нормой сбережений имели ряд недостатков. Эти модели не объясняли устойчивые различия в уровнях и темпах роста между развивающимися и развитыми странами. Для объяснения нормы сбережений как следствия решений экономических агентов, исследователи обратились к работе Фрэнка Рамсея «Математическая теория сбережений»Шаблон:Sfn, опубликованной в Шаблон:Нп3 ещё в декабре 1928 года. В ней была выведена межвременная функция полезности потребителя и найдено условие оптимального выбора потребителя. Используя идеи Фрэнка Рамсея, будущий лауреат Нобелевской премии по экономике Тьяллинг Купманс в работе «Оптимальный рост в агрегированной модели накопления капитала», опубликованной как «работа для обсуждения» в Йельском университете 6 декабря 1963 годаШаблон:Sfn, и изданной в более подробной версии в сборнике The Econometric Approach to Development Planning в 1965 годуШаблон:Sfn, и Шаблон:Нп3 в работе «Оптимальный рост в агрегированной модели накопления капитала», изданной в июле 1965 года в журнале Шаблон:Нп3Шаблон:Sfn представили модель Рамсея — Касса — КупмансаШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn (также известную как модель РамсеяШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn, неоклассическая модель экономического ростаШаблон:Sfn), главной особенностью которой стало определение нормы сбережений в ходе решения задач оптимизации потребителями и фирмами, взаимодействующими в условиях совершенной конкуренцииШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Работы Дэвида Касса и Тьяллинга Купманса фактически излагают одинаковую модель (за исключением условия трансверсальности, введенного Кассом). Хотя работа Касса опубликована позже и в ней есть ссылка на работу КупмансаШаблон:Sfn, при этом Купманс, в свою очередь, в изданной полной версии работы, в которой также появляется условие трансверсальности, ссылается на диссертацию КассаШаблон:Sfn. Оба исследователя предполагали, что пришли к этой модели «одновременно и независимо друг от друга». Подробно история с названием данной модели изложена в работе Стивена Спира и Уоррена Янга «Оптимальные сбережения и оптимальный рост: модель Рамсея — Малинво — Купманса»Шаблон:Sfn. В ней авторы отмечают вклад Эдмона Малинво, который сформулировал условие трансверсальности раньше Касса, однако не применил его к рассматриваемой модели.

Описание модели

Базовые предпосылки модели

В модели рассматривается закрытая экономика. Фирмы максимизируют свою прибыль, а потребителиполезность. Фирмы функционируют в условиях совершенной конкуренции. Производится только один продукт Y, используемый, как для потребления C, так и для инвестиций I. Темпы технологического прогресса g, роста населения n и норма выбытия капитала δ — постоянны и задаются экзогенно. В качестве работника и потребителя в модели выступает бесконечно живущий индивид (или домохозяйство). Предполагается, что между разными поколениями существуют альтруистические связи, при принятии решений домохозяйство учитывает ресурсы и потребности не только настоящих, но и будущих своих членов, что делает его решения аналогичным решениям бесконечно живущего индивида. Время t изменяется непрерывноШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Доходы индивида состоят из заработной платы wt и поступлений от активов rat. Активы индивида at могут быть как положительными, так и отрицательными (долг). Процентная ставка rt по доходам с активов и по долгу в модели принята одинаковой. В связи с этим в модели присутствует условие отсутствия схемы Понци (финансовой пирамиды): нельзя бесконечно выплачивать старые долги за счет новыхШаблон:Sfn:

limtate0t(r(ν)n)dν0,
где at=KtLt=kt — в закрытой экономике весь капитал принадлежит резидентам, а величина активов индивида a совпадает с запасом капитала на одного работающего k.

Предпосылка о закрытой экономике означает, что произведенный продукт тратится на инвестиции и потребление, экспорт и импорт отсутствуют, сбережения равны инвестициям: S=I, Y=C+IШаблон:Sfn.

Производственная функция Y(K,L,E) удовлетворяет неоклассическим предпосылкамШаблон:SfnШаблон:Sfn:

1) технологический прогресс увеличивает производительность труда (нейтрален по Харроду): Yt=Y(Kt,LtEt),Et=egt,g=const.

2) в производственной функции используются труд L и капитал K, она обладает постоянной отдачей от масштаба: Y(aK,aLE)=aY(K,LE).

3) предельная производительность факторов положительная и убывающая: YK>0,2YK2<0,YL>0,2YL2<0.

4) производственная функция удовлетворяет условиям Инады, а именно, если запас одного из факторов бесконечно мал, то его предельная производительность бесконечно велика, если же запас одного из факторов бесконечно велик, то его предельная производительность бесконечно мала: limK0YK=limL0YL=+,limK+YK=limL+YL=0.

5) для производства необходим каждый фактор: Y(K,0)=Y(0,LE)=0.

Население Lt, равное в модели совокупным трудовым ресурсам, растет с постоянным темпом nШаблон:Sfn: Lt=ent,n=constШаблон:Sfn.

Индивид предлагает одну единицу труда (предложение труда неэластично) и получает натуральную заработную плату (в единицах товара). Функция полезности бесконечно живущего индивида-потребителя имеет видШаблон:SfnШаблон:Sfn:

U=0u(ct)e(ρn)tdt,
где ct=CtLt — потребление на душу населения в момент времени t; ρ — коэффициент межвременного предпочтения потребителя,ρ>0,ρ=const.

Функция полезности u(ct) является сепарабельной, то есть потребление прошлых и будущих периодов не влияют на текущую полезность, влияет только потребление текущего периода. Она удовлетворяет условиям u(c)>0,u(c)<0 и условиям Инады (при потреблении, стремящемся к нулю, предельная полезность стремится к бесконечности, при потреблении, стремящемся к бесконечности, предельная полезность стремится к нулю)Шаблон:SfnШаблон:Sfn: limc0u(c)=+;limcu(c)=0.

Для поиска решения модели используются удельные показатели: выпуск на единицу труда y=YL, выпуск на единицу эффективного труда y^=YLE, запас капитала на единицу эффективного труда k^=KLE, потребление на единицу эффективного труда c^=CLEШаблон:Sfn.

Задача потребителя

Доходы индивида расходуются либо на потребление, либо на увеличение активов (сбережений). Население растет темпом n, поэтому активы на одного человека сокращаются с этим же темпом, то есть скорость изменения активов в каждый момент времени уменьшается на nat. Таким образом, производная активов по времени a˙, выступающая в качестве бюджетного ограничения индивида, имеет видШаблон:Sfn:

a˙=wt+rtatcnat.

Задача потребителя заключается в максимизации полезности U при бюджетном ограничении и при ограничении на отсутствие схемы Понци. Поскольку бюджетное ограничение представлено как производная по времени, то задача потребителя представлена в виде задачи динамической оптимизации. Её решение можно найти путём построения функция Гамильтона и нахождения её максимума с помощью принципа максимума ПонтрягинаШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Шаблон:Начало скрытого блока

Функция Гамильтона выглядит следующим образом:

H=u(c)e(ρn)t+λt(wt+rtatcnat)
при условии:
limtate0t(r(ν)n)dν0.

Условие максимума первого порядка: Hc=u(c)e(ρn)tλt=0.

Фазовая координата (сопряжённое уравнение): Ha=(rtn)λt=λ˙, где λ˙ — производная λ по времени.

Условие трансверсальности (при невыполнении которого найденное решение может оказаться не максимумом, а седловой точкой): limtλtat=0, где λt представляют собой Шаблон:Нп3 активовШаблон:Sfn (теневые цены учитывают внешние эффекты в стоимости товаров, если фирмы и потребители принимают решения в соответствии со структурой цен, пропорциональной теневой, то в экономике достигается оптимальное по Парето состояние). В данном случае условие трансверсальности совпадает с ограничением на отсутствие схемы ПонциШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Шаблон:Конец скрытого блока

Искомое решение имеет видШаблон:SfnШаблон:Sfn:

rtn=ρn(u(c)u(c)c)c˙c,
где c˙ — производная потребления по времени, u(c)u(c)c — эластичность предельной полезности по потреблению.

Поскольку для дальнейшего анализа необходимо, чтобы эта величина была постоянной, вводится дополнительная предпосылка о виде функции полезности: в качестве неё используют функцию с постоянной эластичностью замещенияШаблон:Sfn:

u(c)=c1θ11θ.

В таком случае, u(c)u(c)c=θ, а значитШаблон:Sfn:

c˙c=1θ(rtρ),
где c˙ — производная потребления на душу населения по времени.

Найденное решение называется правилом Кейнса — Рамсея. Оно было получено Фрэнком Рамсеем, а содержательную интерпретацию ему дал Джон КейнсШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Задача фирмы

Производственную функцию Y=f(K,LE)=f(k^)LE можно записать через удельные показатели: y^=f(k^). Задача фирмы состоит в максимизации прибыли πШаблон:Sfn:

π=f(Kt,LtEt)(r+δ)KtwLt=LtEt(f(kt^)(r+δ)kt^wEt)max

Поскольку фирмы функционируют в условиях совершенной конкуренции, то предельные производительности факторов производства равны их ценамШаблон:SfnШаблон:Sfn:

YtK=f(kt^)=rt+δ,
YtL=(f(kt^)kt^f(kt^))egt=wt.

Общее экономическое равновесие

Модель Рамсея — Касса — Купманса, фазовая плоскость
Модель Рамсея — Касса — Купманса, динамика нормы сбережений

Учитывая, что a=k, подставив полученные из решения задачи фирмы значения r и w в уравнение динамики активов, получимШаблон:Sfn:

k^˙=f(kt^)c^(δ+n+g)kt^.

Поскольку c^˙c^=c˙cgШаблон:Sfn, решение задачи потребителя можно записать в следующем видеШаблон:Sfn:

c^˙c^=1θ(rtρgθ)=1θ(f(kt^)δρθg).

В стационарном состоянии c^˙=k^˙=y^˙=0. Откуда, получаем, что f(kt^)=δ+ρ+θg. В итоге, устойчивое состояние описывается системой уравненийШаблон:SfnШаблон:Sfn:

{c^*=f(k^*)(δ+n+g)k^*,f(k^*)=δ+ρ+θg,
где c^* — потребление, а k^* — капиталовооружённость на единицу эффективного труда в устойчивом состоянии.

По условию трансверсальностиШаблон:Sfn:

limt(k^te0t(f(k^ν)δgn)dν)=0,

откуда следует что f(k^)>δ+n+g. С учетом уравнения для c^˙c^, это условие означает, что для существование устойчивого состояния необходимо, чтобы ρ+θg>g+n. Также это означает, что в модели Рамсея — Касса — Купманса накопление капитала ниже, чем уровень максимизирующий потребление (модифицированное Золотое правило: f(k^**)k=δ+n+g, где k^** — капиталовооружённость на единицу эффективного труда, соответствующая Золотому правилу), а значит, невозможна динамическая неэффективность в виде избыточного накопления капиталаШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Достижение равновесия в модели можно проиллюстрировать при помощи фазовой плоскости. Линии c^˙=0 и k^˙=0 делят диаграмму на четыре квадранта. Слева от линии c^˙=0 траектория капиталовооружённости идет вверх, а справа от линии c^˙=0 — вниз. Выше линии k^˙=0 траектория капиталовооружённости идет влево, а ниже линии k^˙=0 — вправо. Таким образом, в квадранте I траектория идет влево и вверх, в квадранте II — влево и вниз, в квадранте III — вправо и вниз, в квадранте IV — вправо и вверх. В итоге, в модели существует только одна траектория, ведущая к равновесию — зеленая линия на иллюстрации. На этой линии расположено множество точек c^0 и k^0, из которых система приходит в устойчивое состояние. Варианты траектории из других точек показаны красным, в этом случае в конечном итоге становится равной нулю либо капиталовооружённость (k^=0), либо потребление (c^=0)Шаблон:Sfn. Поскольку оптимальная траектория капиталовооружённости в модели имеет вид седла, её также называют «седловой путь»Шаблон:Sfn.

Динамика нормы сбережений по мере приближения к равновесному состоянию также показана на иллюстрации.

В рассматриваемой модели равновесия для централизованной и децентрализованной экономики одинаковыШаблон:Sfn.

Конвергенция

Модель предполагает наличие условной конвергенции, то есть, что страны с малым уровнем капиталовооружённости будут расти более высокими темпами, чем страны с большим уровнем капиталовооружённости k, при условии, что устойчивое состояние у них одинаково. Скорость приближения к устойчивому состоянию можно оценить при помощи линейной аппроксимации посредством разложения в ряд Тейлора дифференциальных уравнений для c^˙ и k^˙Шаблон:Sfn:

{c^˙c^˙kt^|kt^=k^*(kt^k^*)+c^˙ct^|ct^=c^*(ct^c^*),k^˙k^˙kt^|k^=k^*(kt^k^*)+k^˙c^t|ct^=c^*(ct^c^*).

Из условий устойчивости следует, что угловой коэффициент у второго слагаемого (ctc^*) во втором уравнении равен -1, а в первом — 0. Используя уравнения устойчивого состояния, можно записать линейные аппроксимации в следующем видеШаблон:Sfn:

{c^˙f(k^*)c^θ(kt^k^*),k^˙(ρ+θgg)(kt^k^*)(ct^c^*).

Решение этой системы уравнений имеет видШаблон:Sfn:

{k^tk^*=(k^0k^*)eμt,c^tc^*=(c^0c^*)eμt,
где μ — коэффициент, характеризующий скорость конвергенции.

Расчеты скорости конвергенции по модели Рамсея — Касса — Купманса с использованием параметров, близких к параметрам экономики США, предсказывают высокую скорость конвергенции, не наблюдаемую на реальных данныхШаблон:Sfn.

Фискальная политика в модели

Модель Рамсея — Касса — Купманса, фазовая плоскость, фискальная политика

Модель позволяет оценить влияние фискальной политики на равновесие. Предполагается, что величина налогов предполагается равной величине государственных расходов, которые не влияют на полезность индивидов и будущий выпуск. В этом случае уравнение для k^˙ примет следующий видШаблон:Sfn:

k^˙=f(kt^)c^G^(δ+n+g)kt^,
где G^ — величина государственных расходов на единицу труда с постоянной эффективностью.

В результате фискальной политики кривая k^˙=0 сдвигается вниз на величину G^ и равновесие в модели устанавливается на прежнем уровне капиталовооружённости, но потребление снизится на величину G^. Таким образом, в модели государственные расходы вытесняют потреблениеШаблон:Sfn.

Влияние фискальной политики на равновесие проиллюстрировано при помощи фазовой плоскости.

Преимущества, недостатки и дальнейшее развитие модели

Наиболее важный вклад модели Рамсея — Касса — Купманса состоит в том, что она раскрыла механизм формирования нормы сбережений через решения потребителей, а также стала основой для дальнейшего анализа того, как решения индивидов формируют накопления физического и человеческого капитала, и как следствие, научно-технический прогресс. Это стало большим шагом вперёд по сравнению с моделью Солоу, и во многом по этой причине модель стала отправной точкой для многих исследователей, которые использовали её концептуальный и математический аппарат для построения своих моделейШаблон:Sfn. Неоклассическая модель экономического роста рассматривается во всех современных учебниках макроэкономики и теории экономического ростаШаблон:Sfn.

Оптимальная динамика потребления из модели (правило Кейнса — Рамсея) оказалась удачной заменой экзогенной норме сбережений и затем применялась и в более поздних моделях экономического роста, где в качестве экономического агента выступает бесконечно живущий индивид (или домохозяйство): в АК-модели, модели обучения в процессе деятельности, модели Удзавы — Лукаса, модели растущего разнообразия товаровШаблон:Sfn.

Включение в модель внешних эффектов от уровня физического и человеческого капитала (для чего в некоторых случаях пришлось отказаться от 2, 3 и 4 предпосылки неоклассической производственной функции) привело к развитию АК-моделейШаблон:Sfn.

Мигель Сидрауски добавил в модель денежную массу, чтобы проанализировать влияние денежной эмиссии и инфляции на реальные показатели в экономике. В итоге в расширенной модели равновесие получилось таким же, как и в модели без денежной массы, что означает отсутствие влияния предложения денег на реальные показатели. Полученное свойство было названо нейтральностью денегШаблон:Sfn.

В качестве недостатка модели некоторые исследователи указывали бесконечно живущего индивида (или домохозяйство) в качестве вечного потребителяШаблон:Sfn. По мере взросления характер потребительского поведения меняется. Если в молодом возрасте индивид работает и делает сбережения, то в старости он эти сбережения тратитШаблон:Sfn. Этот факт был отражен в модели пересекающихся поколений, которая полностью отрицает альтруистические связи между поколениямиШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Вместе с тем, модель не внесла существенного вклада в понимание причин межстрановых различий в уровне ВВП на душу населения и темпах его роста. Модель предполагает наличие условной конвергенции, что означает, что бедные страны должны расти быстрее богатых при условии схожести структурных параметров, но в реальности этого не происходит, как показали, например, исследования Р. Холла и Ч. ДжонсаШаблон:Sfn, Дж. Де ЛонгаШаблон:Sfn, П. РомераШаблон:Sfn. Есть лишь единичные примеры (японское экономическое чудо, корейское экономическое чудо) когда бедные страны смогли догнать богатые по уровню ВВП на душу населения, в большинстве своём сближения уровня развития не происходитШаблон:Sfn. Также, как и в модели Солоу, научно-технический прогресс в модели Рамсея — Касса — Купманса не является следствием принятия решений экономическими агентами, а задается экзогенноШаблон:Sfn.

В модели невозможна динамическая неэффективность, решения для централизованной и децентрализованной экономики одинаковы, а значит невозможно неоптимальное по Парето равновесие в экономике, потому модель не показывает, как неправильная экономическая политика или ограничивающие социальные институты могут замедлить развитие страны. Другими словами, модель не объясняет причин, по которым бедные страны остаются бедными и не могут догнать богатыеШаблон:Sfn.

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Шаблон:Экономический рост Шаблон:Макроэкономика

Шаблон:Хорошая статья