编者按：斯图尔特·考夫曼是一位享有盛誉的科学挑衅者，尽管他的观点有数据和智慧的支持。考夫曼是卡尔加里大学和圣塔菲研究所的复杂性研究员和生物学家，他认为，自组织——系统在没有外部指导的情况下变得更加复杂的倾向——在塑造进化过程中与自然选择同样重要。（智能设计倡导者，请注意。）
在他的新书《重塑神圣：科学、理性和宗教的新视角》（纽约，基础图书，2008年5月）中，考夫曼提出了一个更大的论点：理解复杂系统中发生的事情可以帮助现代科学摆脱一些人认为的过于还原论的根基。考夫曼在他的书中提出的一个有争议的观点是，由于未能采用这种经济学方法，传统经济学家无法解释一些看似明显但并非如此的事情：创新是如何推动增长的？
在本文中，以下是其粗略草稿，考夫曼和他的同事斯特凡·图尔纳和鲁道夫·哈内尔详细阐述了他们在这个问题上的一些想法，这肯定会像他们在生物学上的想法激怒了一些科学界人士一样，激怒一些经济界人士。
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您是否认为经济学家没有正式将创新及其与财富增长的关系纳入他们的理论中？如果是这样，为什么？
您对提出的“语法模型”方法来描述随着经济增长商品和服务如何演变有何看法？
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只要人类依赖人造物品和贸易，经济就一直存在。五万年前，全球经济的估计多样性可能在100到1000种商品和服务之间。如今，麦肯锡公司的经济学家埃里克·比恩霍克估计，仅纽约市可获得的商品和服务的多样性就约为100亿。随着时间的推移，经济中最令人惊叹的特征也许是商品和服务的爆炸式增长。然而，当代经济学没有足够的理论来理解这种爆炸，或者它对经济增长和未来财富演化的重要性。
经济增长理论对资本、劳动力、人力资本、知识、利率、储蓄率和投资现有经济机会，或投资于寻找新颖商品和服务的研究所起的作用非常复杂。然而，支撑当代经济学的主要概念框架（竞争性一般均衡、理性预期和博弈论）都有一个关键的缺陷。他们假设所有商品和服务（以及它们之间的关系）以及在本地或全球经济中与之互动的策略都可以“预先说明”——即事先知道。实际上，新颖的商品和服务可能会不断进入市场，从而要求经济参与者开发更多新颖的策略：所有相关变量都无法预先说明。
因此，标准的增长理论忽略了这种商品和服务的“经济网络”的一个基本特征。更重要的是，正如我们将解释的那样，它忽略了经济网络本身的结构在驱动新颖性创造和未来财富演化中所起的作用。
这是一个简单的例子。如果一家公司在1910年投入巨额资金来发明电视遥控器——早在电视、多个频道、大量节目和大量观众出现之前——电视遥控器将不适合现有经济网络中的任何细分市场。这项发明将是无用的且无利可图的；它既不会推动投资，也不会创造财富。
这个例子告诉我们，经济网络的结构和细节本身是有效推动财富创造的发明和投资的先决条件。此外，适合经济利基的新型商品从而以新的方式扩展了经济网络——在经济的“邻近可能”中创造新的利基，从而促进进一步的发明、投资和财富创造。
我们讲述一个我们希望是真的（但在任何情况下都具有说明性）的故事。一些工程师试图发明拖拉机。他们知道他们需要一个巨大的发动机缸体。因此，他们将一个巨大的发动机缸体安装在底盘上...底盘立刻断裂了。他们尝试了一系列更大的底盘，所有底盘也都断裂了。最后，一位工程师说：“你知道，发动机缸体是如此巨大且坚固，以至于我们可以利用这种刚性并将拖拉机的其余部分挂在它上面。我们可以将发动机缸体本身用作底盘。” 事实上，这就是拖拉机的制造方式（也是方程式赛车曾经的制造方式）。
发动机缸体的刚性使其可以用作底盘，这在经济上相当于查尔斯·达尔文在生物学中称之为的“预适应”。也就是说，刚性是发动机缸体的一种未使用的因果特征，突然被用于新的功能用途。发动机缸体的刚性与其成为底盘的潜力无关，但正是因为存在这种刚性，它使它们预先适应了这种用途。我们认为这种预适应在经济发展中很常见。
另一个例子，考虑将最初为解决二战中弹丸轨迹而发明的计算机与全球互联网的现代连接。1948年没有人预见到互联网；尽管如此，计算机还是预先适应了那种新颖的通信功能。
商品和服务在现实经济中如何组合使用也可能无法提前描述。手机最初纯粹是为了语音通信而引入的；然后，短信作为一种简单的额外创新出现。在日本，短信是免费的，人们现在以这种方式编写各种文档，从而增加了国内生产总值。那里一些畅销小说是女学生在手机上写的。
由于不可能识别所有商品和服务的预适应和潜在经济用途，因此不可能有限地预先说明所有可能性。这个结论具有深远的意义：它意味着预测未来的创新在根本上是无法计算的，即使是基于概率，因为如果不了解可能结果的范围，就无法评估概率分布。（除了经济学之外，该原则可能对科学的其他大部分领域产生同样激进的后果[见侧边栏]。）
决策理论是管理工具，它建议通过对所有可能结果的概率分布求和折现的未来值来做出最佳选择，但它的用途有限，企业的五年计划也是如此。我们无法推断自己的生活；正如哲学家索伦·克尔凯郭尔所说，即使当我们面对不可知的确定性时，我们也必须向前生活。商业，就像一般的生活一样，是一门艺术，其中我们必须使用理性、直觉、情感、隐喻、模型、案例研究等来指导自己。商业不是微积分。因此，经济学只能部分地成为微积分，并且需要一个更广泛的概念框架。
经济网络 螺丝和螺丝刀是互补的，例如，它们一起使用以通过固定两个木板来创造价值。螺丝和钉子在很大程度上是替代品：粗略地说，我们可以在使用另一个的地方使用一个。现在，将当代全球经济中所有100亿或更多不同的商品想象成一个大型三维空间中的点。用绿线连接互补品，用红线连接替代品。
这个网络就是经济网络。我们不知道它的结构，但它确实存在。它随着时间的推移而演变，尽管我们对它的演变方式知之甚少。统计规律是否支配着它的演变？位于网络中心附近的（例如，汽车或计算机）公司是否处于与外围（例如，呼啦圈）的公司不同的战略地位？
一种商品的互补品网络形成一个相互自我加强和交叉加强的子网络，从而增强其自身的经济增长。例如，随着汽车的出现，它的互补品也随之而来，其中包括汽油、铺好的道路、汽车旅馆、快餐店和郊区。反过来，郊区也产生大量的汽车、汽油、铺好的道路等的消费者。我们可以将这种相互交叉增强称为“集体自催化”，因为每个组成部分都有助于为其他部分创造经济环境和市场，并且所有部分都相互受益。用经济术语来说，我们可以将它们称为互补技术之间相互积极“外部性”的集体网络。这种集体自催化的互补网络可以推动巨大的财富生产，提供非常大的投资激励，并大规模促进未来财富可能性的演变。
相比之下，考虑一下呼啦圈，它似乎没有几个互补品。它可能为其生产商赚了钱，但它并没有以互补技术或产品的形式引发任何闪电，从而集体推动了财富的爆炸式增长。呼啦圈的出现和消失对经济的影响很小。
上述观察结果表明，我们必须理解经济网络的结构、演化和作用。当然，是人们发明了新颖的商品和服务，但网络本身的结构会指出哪些发明和投资可能产生利润并推动增长。
该网络的另外两个特征使我们怀疑经济网络的多样性以自催化方式驱动其自身增长。首先，考虑一下莱特兄弟的飞机：从根本上说，它是机翼、轻型燃气发动机、自行车轮和螺旋桨的重组。经济中存在的商品和服务越多，它们之间可能的重组就越多。把一把雨伞放在老“玛丽皇后”号的烟囱里，你会得到一团糟。把它放在一架着陆的塞斯纳飞机后面，你就发明了一种减速板。
其次，新商品和服务通常作为现有商品和服务的补充或替代品进入经济领域。将与给定商品或服务互补或替代的商品和服务集合称为其经济利基。随着网络的增长，它是否比创造新商品和服务更快地创造新的利基？一般答案尚不清楚，但如上所述，汽车和计算机的大量互补品及其相互交叉增强的外部性表明，每种新商品或服务平均创造的新相邻互补品和服务的数量大于 1.0。
如果是这样，那么经济利基的增长确实是自催化的。存在的商品和服务越多，经济网络的多样性越高，新经济利基的创造速度就越快。因此，经济网络本身的多样性几乎可以肯定是在为其自身进一步扩张创造条件的一个主要因素。
我们尚不知道是否如此，也不知道自 5 万年前以来，每种新商品创造的新利基的平均数量是否发生了变化。经济史学家可以发现真相。但与此同时，我们注意到这些问题尚未成为经济理论的一部分，并且可能是主要的、在很大程度上被忽视的因素。如果是这样，它们可能具有实际意义，值得详细研究。
算法模型 经济网络的结构和增长不是当前经济理论的一部分，这有深刻的原因：现代经济理论是高度数学化的。什么数学框架能让我们说螺丝与螺丝刀互补地工作来创造价值？什么算法模型可以描述经济中无法预见的达尔文式预适应？可能没有。
因此，找到一种数学方法来描述和预测随着经济发展到其邻近可能时，新颖商品和服务如何展开的希望似乎被排除在外，至少目前是这样。但即使经济的增长不是算法的，算法方法可能仍然有助于找到模型经济的统计特征，以便与真实的经济进行比较。这里的关键是扩大当前框架：需要一个概念来在数学上驯服“邻近可能”。
一种方法是“语法模型”，它用二进制符号字符串（例如 (000)）来表示商品和服务。在我们的模型中，字符串的数量和多样性可以代表每年出现的再生资源。符号字符串可以相互作用以创建新的符号字符串。例如，其中包含 (000) 的符号字符串可以将第二个字符串中的 (000) 重写为 (1010)。“语法表”列出了所有这些转换的成对规则。这种安排可以模拟简单的经济生产函数。
直观地看，如果起始（和可再生）的字符串数量很少，它们的多样性很低，并且语法表只有很少的成对规则，那么符号字符串可能无法相互作用，并且将创建很少的新颖符号字符串。我们称这种行为为次临界。次临界经济无法产生不断增长的商品和服务多样性。另一方面，研究表明，随着成对规则、资源字符串或两者的数量增加，系统可以突然过渡到超临界域，在该域中可能会产生大量（可能无止境）的符号字符串。我们将这种商品和服务的爆炸式增长称为超临界。
生产性对的网络 我们最近理想化了上述模型，并通过分析和数值证实了次临界和超临界相变的存在。在这种理想化中，我们将相互作用的字符串的问题映射到自催化网络的设置中，该网络描述了一个商品如何作用于另一个商品以产生第三个商品。我们将这种配对称为生产性的。
例如，我们可以取一个轮子和一根绳子，将它们组合起来形成一个滑车，或者我们可以使用绳子将船固定在码头上。因此，绳索可以在各种生产性对中使用，例如在（绳索，轮子）->滑车中。显然，我们随机形成的大多数配对都不是生产性的。没有任何规则可以让我们用超新星和鱼做一些有用的事情（除非可能在一些迷幻的科幻小说中）。
接下来，我们可以询问潜在的生产网络是否实例化了一些好的东西，仅仅从可用商品的一部分开始。在某种程度上，我们在数学上受益于我们对真实经济网络的详细结构的深刻无知，因为它迫使我们将催化网络建模为基本上是随机的。
在某些催化经济网络背后没有任何特定计划的情况下，我们可以看到一些有趣的事情。如果一个随机的催化经济网络包含足够多的生产性对，那么在低于某个初始商品临界数量的情况下，生产性对不足以维持新商品的创造。然而，高于这个初始商品的临界数量，实际上所有可能的商品都在相对较少的生产世代中出现。
经济机会 一些现实世界的经济体似乎是次临界的。哥伦比亚大学的约瑟夫·E·斯蒂格利茨描述了一个非洲国家，该国的主要经济仅由钻石和牛出口组成。我们中的一人（考夫曼）居住在加拿大艾伯塔省，该省出口页岩油、动物和林产品，并且有一个与石油工业相关的IT产业。这两个经济体似乎是次临界的：它们似乎没有创造出不断增长和变化的商品和服务多样性来相互补充和替代。相比之下，美国经济、欧洲经济、全球经济以及其他国家和地区经济似乎是超临界的，它们创造出不断变化的新颖商品和服务。
次临界和超临界经济的增长机会可能非常不同。超临界经济不断提供新的经济利基，邀请发明、本地和外国投资以及创造巨大财富的潜力。随着旧技术的消亡，资本可以迁移到超临界经济的新部门，以推动进一步的财富创造。次临界经济似乎没有这些特性。例如，在艾伯塔省，石油财富目前每年产生 70 亿加元的盈余。但似乎合理的是，在几十年后，替代能源将更具竞争力，并且会受到具有生态意识的消费者的青睐。届时，对艾伯塔省石油的需求可能会减少。随着它的减少，从垂死的石油工业中迁移出来的资本会在当地流向何处？在次临界经济中，可能不存在重要的新投资机会。
次临界和超临界经济具有非常不同的增长特性的推测可能性似乎值得研究。全球各国财富的持续多样性是许多经济学家感到困惑的问题。如果区分次临界和超临界增长模式有其优点，那么对于吸引本地和外国投资进入世界各地贫困的次临界经济体有何影响？如果世界上有 45% 的人口每年靠几百美元生活，那么探索经济网络对经济增长的影响似乎是值得的。我们可能会发现促进经济增长的替代方法。
创造性破坏的风暴 经济学家约瑟夫·熊彼特因引入“创造性破坏的风暴”这一概念而闻名。当汽车取代马匹时，许多旧的商品和服务（例如马车、马具店和铁匠铺）几乎绝迹，而围绕石油、天然气、铺砌的道路、汽车旅馆和郊区发展了全新的产业和社区。通过我们的算法模型，我们能够量化熊彼特的风暴
让我们回到我们之前考虑的生产性对网络。从本质上讲，所有在技术上可行的商品都在以自我维持的模式相互生产。没有任何内在的原因可以解释这种模式应该崩溃。然而，我们的模型尚未包含效用，我们可以将其建模为外部选择过程。如果像人类社会一样，某些产品因为偏好发生变化而过时（例如，从马匹到汽车），那么偶尔一些商品将在完全自我维持的网络中被取消。我们称这种外源触发的灭绝为“主要缺陷”。随着每个这样的缺陷，平均而言，大约是该商品参与其中的两倍的生产性对也将消失。只要一个商品至少由一个生产性对产生，它就会留在游戏中。当一个商品失去其所有生产性对时，它也会消失。我们将这种消失称为“次要缺陷”。
直观地看，当第一个主要缺陷被引入系统时，对次要缺陷的影响将是微乎其微的。由有缺陷的生产性对产生的大多数产品仍然可以通过替代的生产性对来创造。但到某个时候，许多商品只能由单一的生产性对生产，突然之间，更多的缺陷会产生毁灭性的后果。整个系统停止自我维持，并在次要缺陷的级联中崩溃——一场破坏的风暴。
我们理想化的语法表模型产生了熊彼特式的创造性破坏风暴，其规模遵循幂律分布。以许多国家公司倒闭的形式出现的替代数据 [随着时间的推移？] 也遵循接近我们预测的幂律。
基本结论是，催化经济系统有三种动态状态。在次临界和超临界状态下，系统由破坏或创造主导；尽管系统会波动，但它基本上仍处于两者之一。然而，当系统处于临界状态时，我们会观察到不同的行为，其中熊彼特式的创造和破坏风暴偶尔会将系统从一个阶段抛到另一个阶段。
结论 关于未来财富增长和演化的传统经济理论可能是不充分的。我们需要对实际经济网络的增长进行理论和历史考察，以及在超临界经济中，该网络足够高的多样性是否以自催化方式驱动其自身增长。此外，我们需要了解互补技术、监管结构和消费者吸引力在财富创造中的相互和集体交叉增强的力量。这种理解可能会导致人们对如何在世界范围内促进经济增长，特别是在全球贫困地区促进经济增长的新看法。
我们的算法模型的一个潜在含义可能是，孤立的或较小的经济区域可能注定要保持在次临界状态，与超临界经济体相比，其经济增长机会更为有限。对于这些区域，并入更大的经济领域，从而增加商品和服务的多样性（以及经济网络本身的多样性）以及总体市场，可能有助于产生超临界增长。（欧洲似乎已经遵循了这条道路。）更多地了解熊彼特式创造性破坏的统计数据，可能有助于更明智地引导未来的研究、发明和投资，使其朝着新兴的、相互促进的经济部门发展。我们希望这些概念足够合理，值得对其政策影响进行详细调查。
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