Модель перетинних поколінь

Модель перетинних (пересічних) поколінь (модель Даймонда, модель Самуельсона — Даймонда, англ. overlapping generations model) — модель екзогенного економічного зростання в умовах досконалої конкуренції. Розроблена в 1965 році Пітером Даймондом з використанням ідей Пола Самуельсона. У моделі відображено зміну споживчої поведінки індивіда з вікових причин. Це дозволило зробити кроки в напрямку розуміння того, яким чином рішення індивідів формують норму заощаджень в економіці. При цьому у моделі заперечуються альтруїстичні зв'язки між поколіннями, вона не дає задовільного пояснення відмінностям між країнами у рівні доходу на душу населення.

Пітер Артур Даймонд
Пол Ентоні Самуельсон

Історія створення ред.

У перших моделях економічного зростання (модель Солоу, модель Харрода — Домара) використовувалися задані екзогенно параметри «норма заощаджень» та «темп науково-технічного прогресу», від яких, зрештою, і залежали темпи зростання, які демонстрували моделі. Дослідники ж хотіли отримати обґрунтування темпів економічного зростання внутрішніми (ендогенними) факторами, оскільки моделі зі заздалегідь визначеною нормою заощаджень мали низку недоліків. Наприклад, вони не пояснювали стійкі відмінності у рівнях і темпах зростання між розвиненими країнами та країнами, що розвиваються. У моделі Рамсея — Касса — Купманса було подолано недолік екзогенності норми заощаджень. Однак вона зберегла інший недолік ранніх моделей — в ній розглядається безсмертний індивід (або домогосподарство) як рівномірний вічний споживач[1]. Але у реальності з часом характер фінансової та споживчої поведінки змінюється. Якщо в молодому віці індивід працює і робить заощадження, то в літньому віці він ці заощадження витрачає[2]. Саме на це майбутній лауреат Нобелівської премії з економіки Пол Самуельсон звернув прискіпливу увагу. У грудні 1958 року він опублікував роботу «Моделювання відсоткової ставки на основі співвідношення споживання та кредитування за наявності або відсутності соціальної концепції грошей», в якій була представлена проста модель економіки на основі ідей Ойґен фон Бем-Баверка про причини існування відсоткового доходу на капітал, де були виділені три періоди життя індивідуума та відповідне цим періодам споживання (у перших двох він працює, у третьому — виходить на пенсію)[3]. У грудні 1965 року Пітер Даймонд, також майбутній лауреат Нобелівської премії з економіки, опублікував роботу «Національний борг у неокласичній моделі зростання» у журналі The American Economic Review, в якій він розвинув ідеї Самуельсона з урахуванням висновків моделі Солоу та моделі Рамсея-Касса-Купманса і представив модель перетинних поколінь[1][2][4], також відому як модель Даймонда[5] або модель Самуельсона — Даймонда[6].

Опис моделі ред.

Базові передумови ред.

У моделі розглядається закрита економіка. Фірми функціонують за умов досконалої конкуренції та максимізують свій прибуток, а споживачі — корисність своїх витрат. Виготовляється лише один продукт  , що використовується як для споживання  , так і для виробничих потреб (враховується як інвестиції)  . Темпи технологічного прогресу  , зростання населення   та норма вибуття обладнання (капіталу)   — постійні і задаються екзогенно. Індивідууми живуть два періоди: у першому вони працюють, споживають та зберігають, у другому — лише споживають, витрачаючи власні заощадження з першого періоду (виходять на пенсію). Альтруїстичні зв'язки між поколіннями відсутні: молоді не допомагають людям похилого віку і не отримують спадщину. Час   змінюється дискретно, тобто періоди не мають власної тривалості[6][7][8]. Один період моделі відповідає зміні виробничих поколінь, тобто у реальному вираженні еквівалентний приблизно 25—30 рокам[9].

Закритість економіки означає, що вироблений продукт витрачається тільки на заощадження і споживання, експорт/імпорт відсутні, інвестиції завжді дорівнюють заощадженням:  ,  [10][11].

Виробнича функція   задовольняє неокласичним передумовам[12]:

  1. технологічний прогрес збільшує продуктивність праці (нейтральний за Харродом):  .
  2. у виробничій функції використовується праця   та капітал  , вона має постійну віддачу від масштабу:  .
  3. гранична продуктивність факторів позитивна та спадна:  .
  4. виробнича функція задовольняє умовам Інади, а саме, якщо запас одного з факторів нескінченно малий, то його гранична продуктивність нескінченно велика, якщо запас одного з факторів нескінченно великий, то його гранична продуктивність нескінченно мала:  .
  5. для виробництва необхідні всі фактори:  .

Населення   зростає з постійним темпом   :  . У кожному періоді   живе   молодих та   літніх індивідів. Сукупне споживання   дорівнює[13]:

 
де   — споживання працюючого покоління,   — споживання покоління, що вийшло на пенсію.

Молодий індивід пропонує одну одиницю праці (пропозиція праці нееластична) і отримує натуральну заробітну плату (деякою кількістю єдиного виробленного товару, гроші відсутні). Кожен індивід обирає і розподіляє отримане між споживанням зараз (у молодості) або заощадженням (споживанням у старості), максимізуючи міжчасову корисність своїх витрат, яка описується наступною функцією[14]:

 
де   — еластичність заміщення за часом,  ,  ,   — коефіцієнт міжчасової переваги споживача,  ,  .

Функція відповідає умовам   і умовам Інади (при споживанні, що прагне до нуля, гранична корисність прагне нескінченності; при споживанні, що прагне нескінченності, гранична корисність прагне нуля):  .

Спочатку весь капітал   перебуває у літніх, вони його повністю витрачають протягом першого періоду. Заощадження дорівнюють інвестиціям, які робить молоде покоління. Інвестиції своєю чергою дорівнюють капіталу в наступному періоді[6][15]:

 
де   — заощадження в розрахунку на одного працівника.

Для пошуку рішення моделі використовуються питомі показники: випуск на одиницю ефективної праці  , капітал на одиницю ефективної праці  [16].

Мета споживача ред.

Споживач максимізує міжчасову корисність своїх витрат. Оскільки, згідно з моделлю, індивід працює тільки молодим (у першому періоді), міжчасове бюджетне обмеження споживача відповідає формулі[17]:

 

Таким чином, мета споживача має такий вигляд:

 

за умови:

 

де   — реальна заробітна плата в періоді  .

Для вирішення цього завдання складається функція Лагранжа і знаходиться її максимум[17].

Пошук максимуму функції Лагранжа
 

Умови максимуму:

 

Результатом розв'язання цієї системи рівнянь є норма заощаджень   для періоду  [15]:

 

Мета фірми ред.

Фірма максимізує свій прибуток  . Випуск фірми описується неокласичною виробничою функцією[18]:

 , де  

Мета фірми виглядає так:

 

В умовах досконалої конкуренції рішення завдання фірми призводить до того, що плата за працю (заробітна плата)   та плата за капітал   (відсоткова ставка) дорівнюють відповідним граничним продуктивностям[19][18]:

 
 

Загальна економічна рівновага ред.

 
Модель перетинних поколінь, фазова площина, варіант 1
 
Модель перетинних поколінь, фазова площина, варіант 2
 
Модель перетинних поколінь, фазова площина, виробнича функція Кобба — Дугласа, логарифмічна функція корисності: досягнення рівноваги

Згідно передумов моделі:  . Звідки з урахуванням вирішення завдань споживача та фірми, отримуємо[19]:

 

Оскільки   входить як у праву, так і у ліву частини рівняння, знайти явні рішення цього рівняння можливо лише запровадивши додаткові припущення. За умови, що споживання у першому періоді та споживання у другому періоді є досконалими замінниками, тоді рівновага існує. Якщо при цьому заощадження монотонно зростають за процентною ставкою ( ), то ця рівновага є єдиною.

Якщо позначити  , де   — заощадження в розрахунку на одиницю праці з постійною ефективністю в період  , тоді рівняння набуде вигляду[20]:

 

Звідки можливо вивести динаміку капіталоозброєності[20]:

 

Як результат можливо отримати два варіанти фазової площини[ru] (див. ілюстрації). У першому варіанті крива   виходить з початку координат під кутом більше за 45° (вище лінії  ), тоді в моделі буде непарна кількість рівноважних станів (точки перетину   та  ), з яких перетини, непарні по порядку від початку координат (перший, третій, п'ятий, тощо), будуть стійкими рівновагами, а які йдуть парними (другий, четвертий, тощо) — нестійкими.

У другому варіанті крива   виходить з початку координат під кутом меншим за 45° (нижче лінії  ), тоді в моделі буде парна кількість рівноважних станів, з яких перетини, парні від початку координат (другий, четвертий, тощо), будуть стійкими рівновагами, а непарні (перший, третій, тощо) — нестійкими[21].

Рівновага для виробничої функції Кобба-Дугласа та логарифмічної функції корисності ред.

Наочно досягнення рівноваги продемонструється у разі логарифмічної функції корисності та виробничої функції Кобба-Дугласа. В цьому випадку  , а корисність витрат для індивіда описується функцією[22]:

 

Випуск   описується функцією:

 

Тоді, норма заощаджень дорівнює:  , а стійкий рівень капіталоозброєності (у цьому випадку існує лише один рівноважний стан) дорівнює[22][23]:  .

Процес досягнення рівноваги на фазовій площині для цього випадку показано на ілюстрації.

Стійкий рівень випуску на одиницю праці з постійною ефективністю   у цьому випадку становить:

 

Як і в моделях Солоу та Рамсея — Каса — Купманса, споживання максимальне у тому випадку, якщо  . Таким чином, у моделі можлива динамічна неефективність (надлишкове накопичення капіталу), в тому випадку, якщо[24]:

 

Конвергенція ред.

Модель передбачає наявність умовної конвергенції, тобто, що країни з малим рівнем капіталоозброєності зростатимуть вищими темпами, ніж країни із великим рівнем капіталоозброєності, за умови, що стійкий рівноважний стан у них однаковий. Окремий випадок з виробничою функцією Кобба — Дугласа та логарифмічною корисністю дозволяє оцінити, наскільки швидко конвергенція відбувається. Швидкість наближення до стану стійкої рівноваги оцінюють за допомогою лінійної апроксимації   в залежності від   за допомогою розкладання в ряд Тейлора[25]:

 

Якщо позначити похідну у точці рівноваги  , тоді шляхом рекурентних замін виходить наступне рівняння наближення до рівноважного стану:

 

Для цього випадку,   тому:

 

Таким чином, у розглянутому випадку швидкість конвергенції безпосередньо залежить від   — частки доходу на капітал у загальному доході. Чим менша частка доходу на капітал (тобто, чим більша частка праці у вигляді заробітної плати, що можливо за умови малої капіталоозброєності), тим швидше відбувається рух до рівноважного стану, і тим швидше бідні країни наздоганяють багатих[9].

Фіскальна політика в моделі ред.

 
Модель перетинних поколінь, фазова площина, фіскальна політика

Модель дозволяє оцінити вплив фіскальної політики на рівновагу. В рамках моделі збільшення податків і державних витрат призводить до рівноваги з меншим рівнем капіталоозброєності, випуску та споживання. Вплив бюджетно-податкової політики показано на діаграмі. Крива   зсувається вниз на розмір податків (державних витрат) на одиницю ефективної праці. Сума податків передбачається рівною розміру державних витрат ( ), що не впливає на корисність індивідів та майбутній випуск. Рівновага зсувається з точки   (стійка рівновага) до точки   (стійка рівновага), і встановлюється на нижчому рівні капіталоозброєності   та споживання. З'являється третя рівноважна точка  , яка є нестійкою рівновагою. Рівність Рікардо — Барро[ru] не виконується[6][26]. Таким чином, в моделі державні витрати витісняють як споживання, і інвестиції[27].

Переваги, недоліки та подальший розвиток моделі ред.

Одним із суттєвих недоліків моделі є повна відсутність альтруїстичних зв'язків між поколіннями[28]. Щоб подолати цей недолік, Джеймс Андреоні[ru], а також Роберт Барро та Хав'єр Сала-і-Мартін[ru] запропонували ввести в функцію корисності витрат кожного індивіда корисність витрат його дітей з деяким коефіцієнтом[29][4]. Така модель перетворюється на дискретний аналог моделі Рамсея — Касса — Купманса для випадку, коли  . Динамічна неефективність стає неможливою, а наслідки бюджетно-податкової політики відповідають рівністі Рікардо — Барро[ru]. Однак у цьому випадку з'являються і недоліки моделі Рамсея — Касса — Купманса: втрачається можливість недосконалості ринку (динамічної неефективності), а значить, модель перестає пояснювати причини, що призводять до неоптимальної за Парето рівноваги в економіці[26].

Пол Самуельсон використав цю модель для дослідження впливу розподільної (солідарної) пенсійної системи на загальну економічну рівновагу. В роботі робиться висновок: якщо в економіці встановилась динамічно неефективна рівновага з надлишковим накопиченням капіталу, то розподільна пенсійна система дозволяє перейти до оптимальнішого розподілу ресурсів з вищим споживанням[30][31]. Якщо ж використовується накопичувальна пенсійна система, то економічна рівновага залишається незмінною[32].

Модифікація моделі з безперервним часом, в якій життя індивіда має деяку тривалість, але не поділяється на періоди молодості та старості, проте індивід може померти будь-якої миті з деякою ймовірністю, була розроблена Менахемом Яарі[ru][33] та Олів'є Бланшаром[34]. Через те, що в цій модифікації ймовірність смерті індивіда не змінюється з віком, вона отримала назву «модель вічної молодості»[35]. У ній існує єдине рівноважне значення капіталоозброєності, яке при цьому стійке, і так само, як переважно варіанті, є можливість надлишкового накопичення в точці рівноваги[36].

В цілому, модель перетинних поколінь більш реалістично описує загальну економічну рівновагу та процес її досягнення, ніж моделі Солоу або Рамсея — Касса — Купманса[26]. Перевагою моделі є можливість динамічної неефективності, однак у моделі вона пов'язана з надлишковим накопиченням капіталу, яке не є типовою проблемою країн, що розвиваються, навпаки, у них зазвичай спостерігається недостатність капіталу[37]. До того ж, модель передбачає наявність умовної конвергенції, що означає зростання бідних країн швидше за багатих за умови схожості структурних параметрів. Але в реальності цього не відбувається, як показали, наприклад, дослідження Р. Холла[ru] та Ч. Джонса[ru][38], Дж. Де Лонга[39], П. Ромера[40]. Також, як і в моделях Солоу і Рамсея — Касса — Купманса, науково-технічний прогрес у моделі перетинних поколінь не є наслідком прийняття рішень економічними агентами, а задається екзогенно. Тому, попри всі свої переваги, модель не дає відповіді на питання, чому одні країни багаті, а інші — бідні, і чому другі не можуть наздогнати перших[37].

Примітки ред.

  1. а б Аджемоглу, 2018, с. 501.
  2. а б Туманова, Шагас, 2004, с. 252.
  3. Samuelson, 1958.
  4. а б Барро, Сала-и-Мартин, 2010, с. 252.
  5. Ромер Д., 2014, с. 110.
  6. а б в г Diamond, 1965.
  7. Туманова, Шагас, 2004, с. 252—256.
  8. Аджемоглу, 2018, с. 501—505.
  9. а б Туманова, Шагас, 2004, с. 264.
  10. Туманова, Шагас, 2004, с. 187.
  11. Аджемоглу, 2018, с. 36—47.
  12. Туманова, Шагас, 2004, с. 256.
  13. Аджемоглу, 2018, с. 505.
  14. Аджемоглу, 2018, с. 509.
  15. а б Туманова, Шагас, 2004, с. 255.
  16. Аджемоглу, 2018, с. 91.
  17. а б Туманова, Шагас, 2004, с. 254.
  18. а б Аджемоглу, 2018, с. 506.
  19. а б Туманова, Шагас, 2004, с. 257.
  20. а б Туманова, Шагас, 2004, с. 258.
  21. Туманова, Шагас, 2004, с. 260.
  22. а б Туманова, Шагас, 2004, с. 262.
  23. Аджемоглу, 2018, с. 513.
  24. Туманова, Шагас, 2004, с. 265.
  25. Туманова, Шагас, 2004, с. 263.
  26. а б в Туманова, Шагас, 2004, с. 271.
  27. Туманова, Шагас, 2004, с. 267.
  28. Туманова, Шагас, 2004, с. 268.
  29. Andreoni, 1989.
  30. Samuelson P., 1975.
  31. Аджемоглу, 2018, с. 522.
  32. Аджемоглу, 2018, с. 520.
  33. Yaari, 1965.
  34. Blanchard, 1985.
  35. Аджемоглу, 2018, с. 544.
  36. Аджемоглу, 2018, с. 539.
  37. а б Аджемоглу, 2018, с. 542.
  38. Hall, Jones, 1996.
  39. De Long, 1988.
  40. Romer P. M., 1989.

Література ред.