第14章实际经济周期

引言

第8章使用IS-LM模型分析短期波动。该模型建立在凯恩斯主义基础上,将总需求视为经济周期的主要驱动力。在20世纪70年代末,一场方法论革命挑战了这一方法。罗伯特·卢卡斯认为,任何用于政策评估的模型都必须建立在微观经济基础之上——最优化主体、理性预期和市场出清。这就是卢卡斯批判,它摧毁了此前主导宏观经济学的大规模凯恩斯模型。

实际经济周期(RBC)模型由基德兰德和普雷斯科特(1982)开创,认真对待了卢卡斯批判。它提出:一个具有完全弹性价格、理性主体和技术冲击的经济体能否再现经济周期的关键特征?答案是有条件的肯定——即使在否定的方面,RBC框架也成为所有后续宏观经济建模的底盘。

学完本章后,你将能够:
  1. 陈述卢卡斯批判并解释其对政策分析的重要性
  2. 建立基本RBC模型的社会计划者问题
  3. 利用贝尔曼方程推导一阶条件
  4. 在稳态附近对模型进行对数线性化
  5. 追踪技术冲击的脉冲响应
  6. 根据经济周期数据评估RBC模型

14.1 卢卡斯批判

1976年,罗伯特·卢卡斯发表了可能是宏观经济学中最具影响力的方法论论文。他的论点简单但具有毁灭性:如果主体是理性的,其行为取决于政策体制。当政策变化时,主体的决策规则也会变化——因此在旧体制下估计的参数在新体制下是无效的。

旧方法。在20世纪60-70年代,中央银行和政府使用大规模计量经济模型(数百个方程)来预测政策变化的影响。这些模型从历史数据中估计行为参数——边际消费倾向、菲利普斯曲线斜率、投资对利率的敏感度——然后通过改变政策变量来模拟"假设"情景。

批判。卢卡斯指出,这些参数不是自然界的结构常数。它们反映了主体对经济环境——包括政策体制——的最优响应。改变体制,参数就会改变。

例14.1——临时减税

一个凯恩斯模型根据历史数据估计边际消费倾向为0.8,并预测1000亿美元的减税将使消费增加800亿美元。但如果减税被认为是临时性的,前瞻性的消费者可能会储蓄大部分以支付未来更高的税收(李嘉图等价,第16章)。临时减税下的边际消费倾向远低于0.8。

例14.2——菲利普斯曲线

菲利普斯曲线似乎提供了一种稳定的权衡:美联储可以通过接受更高的通胀来"购买"更低的失业率。但当美联储在20世纪60年代末实际尝试这样做时,工人和企业向上调整了通胀预期。菲利普斯曲线发生了移动——权衡消失了。参数(斜率)改变了,因为政策体制改变了。

卢卡斯批判。 卢卡斯(1976)的论点:在一种政策体制下估计的计量经济关系,对于预测不同体制下的效果是无效的。由于主体的决策规则取决于政策环境,简约模型的参数会随政策变化而变化。
微观基础。 宏观经济模型必须从个体主体(家庭、企业)的显式优化问题中推导出来的方法论要求,这些主体具有明确定义的偏好、技术和约束。偏好和技术的参数是结构性的——它们不随政策变化而改变。

解决方案:结构基元——偏好、技术和约束——出发构建模型,这些在政策变化时不会改变。主体的决策规则是从最优化中推导出来的,而不是假设的。这就是微观基础方法。

14.2 基本RBC模型

环境

代表性主体。 一种建模手段,假设所有家庭都是相同的,因此经济行为可以通过单个"代表性"家庭的优化来刻画。这避免了加总问题,但排除了分配效应。
社会计划者问题。 一个仁慈的计划者在经济资源约束下最大化代表性家庭福利的优化问题。在RBC模型中,计划者的解与竞争均衡一致(根据第一福利定理),简化了分析。
竞争性均衡(与计划者问题的等价性)。 家庭最大化效用、企业最大化利润、均以价格为给定的分散化结果。在没有外部性或扭曲的基本RBC模型中,竞争均衡是帕累托有效的,并复制了社会计划者的配置。这种等价性使建模者可以求解更简单的计划者问题。
技术冲击(全要素生产率冲击)。 全要素生产率的随机扰动 $z_t$,使生产函数发生移动。在RBC模型中,服从AR(1)过程的技术冲击是经济周期波动的唯一来源:$\ln z_t = \rho_z \ln z_{t-1} + \varepsilon_t$。
$$E_0 \sum_{t=0}^{\infty} \beta^t u(c_t, 1 - l_t)$$ (Eq. 14.1)

其中 $c_t$ 是消费,$l_t$ 是劳动供给,l - l_t$ 是闲暇。技术:$Y_t = z_t K_t^\alpha l_t^{1-\alpha}$。

技术冲击服从AR(1)过程:

$$\ln z_t = \rho_z \ln z_{t-1} + \varepsilon_t, \quad \varepsilon_t \sim N(0, \sigma_\varepsilon^2)$$ (Eq. 14.2)

资本积累:$K_{t+1} = (1-\delta)K_t + I_t$。资源约束:$c_t + I_t = Y_t$。

贝尔曼方程

$$V(K_t, z_t) = \max_{c_t, l_t} \left\{\ln c_t + \phi \ln(1-l_t) + \beta E_t[V(K_{t+1}, z_{t+1})]\right\}$$ (Eq. 14.4)

一阶条件

欧拉方程(跨期):

$$\frac{1}{c_t} = \beta E_t\left[\frac{1}{c_{t+1}}(\alpha z_{t+1} K_{t+1}^{\alpha-1} l_{t+1}^{1-\alpha} + 1 - \delta)\right]$$ (Eq. 14.5)

期内劳动供给:

$$\frac{\phi}{1 - l_t} = \frac{(1-\alpha)z_t K_t^\alpha l_t^{-\alpha}}{c_t}$$ (Eq. 14.6)

14.3 校准

校准。 一种使用外部信息(国民账户的长期平均值、微观经济估计和数据的一阶矩)而非计量经济估计来选择模型参数的方法。然后通过比较模型对非目标矩(二阶矩:波动率、相关性)的预测与数据来评估模型。

RBC模型引入了校准:利用外部信息(长期均值、微观经济研究、国民账户)设定参数,然后检验模型是否再现了未被作为目标的经济周期特征。

参数来源 / 目标
$\beta$0.99匹配4%的年实际利率
$\alpha$0.36资本收入份额
$\delta$0.025年折旧率10%
$\rho_z$0.95索洛残差的持续性
$\sigma_\varepsilon$0.007索洛残差新息的波动率

14.4 对数线性化

对数线性化。 一种近似技术,将模型的非线性方程表示为围绕稳态的对数偏离的线性函数($\hat{x}_t = \ln x_t - \ln x^*$)。线性化系统可以用解析方法或标准矩阵方法求解,产生政策函数和脉冲响应。

定义 $\hat{x}_t = \ln x_t - \ln x^*$(对稳态的对数偏差)。对每个方程进行泰勒展开,保留一阶项。

$$\hat{y}_t = \hat{z}_t + \alpha \hat{k}_t + (1-\alpha)\hat{l}_t$$ (Eq. 14.8)
$$\hat{k}_{t+1} = (1-\delta)\hat{k}_t + \delta \hat{i}_t$$ (Eq. 14.9)
脉冲响应函数。 在一次性冲击后每个模型变量的动态路径。在RBC模型中,对技术冲击的脉冲响应追踪了产出、消费、投资和劳动时间如何偏离稳态并最终回归。

14.5 脉冲响应函数

正向技术冲击($\varepsilon_t > 0$)使 $z_t$ 上升。产出立即增加。消费上升幅度小于产出(平滑)。投资大幅上升(暂时性高回报)。工时取决于替代效应和收入效应的平衡——在持续性冲击下,财富效应部分抵消了工资激励。

互动:RBC脉冲响应

调整技术冲击的持续性 ($\rho_z$),观察脉冲响应形状的变化。低持续性时冲击快速消退,高持续性时效果几乎永久。

瞬态 (0.00) 基线 (0.95) 近乎永久 (0.99)
$\rho_z = 0.95$:半衰期 ≈ 14个季度。冲击高度持续——较大的财富效应抑制了工时响应。

图14.1.一个正的一标准差技术冲击的脉冲响应。四个面板:产出、消费、投资和工时。拖动滑块查看持续性如何塑造动态。悬停查看精确数值。

例14.3——稳态计算

计算基本RBC模型的稳态,参数为 $\alpha = 0.33$、$\beta = 0.99$、$\delta = 0.025$、$\phi = 2$(闲暇权重)、$z^* = 1$。

第一步:由稳态欧拉方程($c_{t+1} = c_t$):$1 = \beta(\alpha z^* K^{*\alpha-1} l^{*1-\alpha} + 1 - \delta)$。求解:$\alpha K^{*\alpha-1} l^{*1-\alpha} = (1/\beta - 1 + \delta) = 1/0.99 - 1 + 0.025 = 0.0351$。

第二步:资本-劳动比率:$(K/l)^{\alpha-1} = 0.0351/0.33 = 0.1064$。所以 $K/l = 0.1064^{1/(0.33-1)} = 0.1064^{-1.493} = 28.6$。

第三步:产出-资本比率:$Y/K = (K/l)^{\alpha-1} = 0.1064$。投资份额:$I/Y = \delta(K/Y) = 0.025/0.1064 = 0.235$。消费份额:$C/Y = 1 - I/Y = 0.765$。

第四步:由劳动一阶条件:$\phi/(1-l^*) = (1-\alpha)(K^*/l^*)^\alpha / c^*$。设目标 $l^* = 1/3$:验证校准内部一致性。

例14.4——技术冲击的定性脉冲响应

追踪一个正的一标准差技术冲击($\varepsilon_0 = 0.007$)的响应,其中 $\rho_z = 0.95$。

冲击期(t=0):$z_0$ 上升0.7%。产出立即跳升:更高的全要素生产率意味着相同投入产生更多产出。工资上升(边际劳动产品上升),资本回报率上升(边际资本产品上升)。

消费:上升幅度小于产出(约0.3%)。前瞻性家庭在持续性冲击中平滑消费。他们储蓄了大部分意外收入。

投资:大幅上升(约2.5%),因为资本回报率暂时较高,家庭将储蓄投入资本积累。

工时:响应取决于持续性。替代效应(更高工资 $\to$ 多工作)推动工时增加。财富效应(更富有 $\to$ 消费更多闲暇)推动工时减少。当 $\rho_z = 0.95$ 时,财富效应部分抵消,产生较小的正向工时响应(约0.2%)。

动态过程(t=1,...,40):所有变量以 $\rho_z^t$ 的速率向稳态衰减。资本缓慢积累(预定变量),即使 $z_t$ 已经下降,产出仍保持在较高水平。

经济周期矩。 周期性波动的汇总统计量:关键变量(产出、消费、投资、劳动时间)的标准差、相对波动率($\sigma_c/\sigma_y$、$\sigma_i/\sigma_y$)、交叉相关性($\text{corr}(c,y)$)和自相关性。通过比较模型生成的矩与这些数据矩来评估RBC模型。
希默之谜。 Shimer(2005)的观察:标准搜索匹配劳动市场模型产生的失业波动率远低于数据。在纳什讨价还价下,工资吸收了大部分生产率冲击,留给就业波动的空间很小。这是RBC模型劳动时间波动率不足问题的劳动市场版本。

14.6 RBC模型预测与数据对比

成功之处

特征美国数据RBC模型
$\sigma_c/\sigma_y$≈ 0.5✓ ~0.5
$\sigma_i/\sigma_y$≈ 3.0✓ ~3.0
产出持续性自相关 ~0.85✓ 来自 $\rho_z$
顺周期的消费和投资$\rho(c,y) > 0$

不足之处

特征美国数据RBC模型
工时波动率$\sigma_h/\sigma_y \approx 0.8$✗ ~0.3
货币非中性货币影响实际GDP✗ 中性
衰退许多非技术原因✗ 需要负向技术冲击

互动:校准探索器

调整模型的结构参数,观察模拟的商业周期矩如何变化。与美国数据目标比较——您能找到匹配所有矩的校准吗?

0.200.360.50
0.9500.9900.999
0.0100.0250.050
0.500.950.99
0.0020.0070.015
美国数据 模型 匹配?
$\sigma_y$ (%) 1.72 1.72
$\sigma_c / \sigma_y$ 0.50 0.50
$\sigma_i / \sigma_y$ 3.00 3.00
$\sigma_h / \sigma_y$ 0.80 0.31
$\text{corr}(c, y)$ 0.88 0.88
$\text{autocorr}(y)$ 0.85 0.85

图14.2.校准探索器。调整参数并观察模型矩的更新。绿色对勾 = 在目标20%范围内。红色叉号 = 超出20%。工时波动率比率($\sigma_h/\sigma_y$)是最难匹配的矩——基本RBC模型始终低估它。

大问题 #8

什么导致了经济衰退?

BQ #8 gets its supply-side answer — RBC says recessions are efficient. You now have the tools to evaluate that radical claim.

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大问题 #8

什么导致了经济衰退?

You now have the full RBC model — technology shocks, calibration, impulse responses, and the confrontation with data. This is the supply-side answer to the recession question, and it's the most radical claim in macroeconomics.

模型的解释

RBC says recessions are efficient responses to negative technology shocks. When $z_t$ falls, the marginal products of labor and capital both decline. Households optimally reduce labor supply (intertemporal substitution of leisure) and smooth consumption by cutting investment sharply. Output falls, but this isn't a market failure — it's the economy doing exactly what a social planner would choose. The First Welfare Theorem applies: the competitive equilibrium replicates the planner's solution. There is no role for stabilization policy because there is nothing to stabilize. The model generates realistic relative volatilities ($\sigma_c/\sigma_y \approx 0.5$, $\sigma_i/\sigma_y \approx 3$) and output persistence from a single shock source.

最强的反驳

Against RBC, steelmanned: (a) What are negative technology shocks? The model requires that the economy periodically forgets how to produce — that TFP literally falls. Summers (1986) asked: "What are these shocks? Where's the technology regress?" Measured TFP (the Solow residual) is procyclical, but this may reflect demand-driven capacity utilization, not true technology changes. (b) The labor market: RBC needs large intertemporal substitution of leisure — workers voluntarily choose to work less in recessions. But micro estimates of labor supply elasticity are far too small (Shimer puzzle), and workers in recessions report being involuntarily unemployed. Nobody at a shuttered auto plant is choosing leisure. (c) Money matters: RBC says monetary policy is neutral. But Romer & Romer (1989), Christiano, Eichenbaum & Evans (1999), and decades of evidence show that monetary contractions cause real output declines. RBC has no mechanism for this.

主流的回应

The mainstream made a Solomonic judgment: RBC's methodology won, but its substance lost. The DSGE framework — microfoundations, calibration, rational expectations, general equilibrium — became the universal chassis for macroeconomic modeling. But the claim that recessions are efficient was rejected. The resolution was to take the RBC model and add sticky prices and monopolistic competition, producing the New Keynesian DSGE (Chapter 15). This preserves the discipline of microfoundations while restoring a role for demand shocks and monetary policy.

判断(在当前水平)

RBC's lasting contribution is the method, not the message. The evidence strongly supports a role for demand shocks, nominal rigidities, and monetary non-neutrality — all things the basic RBC model denies. But RBC forced the profession to take microfoundations seriously, to calibrate rather than just estimate, and to build general equilibrium models that are internally consistent. Every central bank DSGE model today descends from Kydland and Prescott's original framework. The irony: the model that said policy doesn't matter became the foundation for all modern policy analysis.

目前无法解决的问题

If we add sticky prices to the RBC framework, we get New Keynesian DSGE — the modern macro consensus. Come back at Chapter 15 (§15.1–15.8) for the synthesis: a model where both demand and supply shocks cause recessions, monetary policy has real effects, and the central bank can (sometimes) stabilize the economy. The question flips from "are recessions efficient?" to "how much of each recession is demand versus supply?"

相关观点

观点

Is a recession coming?

Yield curve inversions, consumer confidence drops, and leading indicators flash warnings. But predicting recessions is notoriously unreliable — the models that explain them after the fact can't reliably predict them in advance.

中级
观点

Was the 2009 stimulus too small?

The multiplier says a bigger stimulus would have kept unemployment below 8%. It hit 10%. Was the model wrong, or was the dose too small?

中级
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14.7 HP滤波器

霍德里克-普雷斯科特滤波器。 将时间序列 $y_t$ 分解为趋势 $\tau_t$ 和周期 $c_t = y_t - \tau_t$:
$$\min_{\{\tau_t\}} \sum_{t=1}^T (y_t - \tau_t)^2 + \lambda \sum_{t=2}^{T-1} [(\tau_{t+1} - \tau_t) - (\tau_t - \tau_{t-1})]^2$$ (Eq. 14.10)

平滑参数 $\lambda$ 控制权衡:更高的 $\lambda$ 意味着更平滑的趋势。标准:季度数据 $\lambda = 1600$。

互动:HP滤波器可视化工具

用HP滤波器将模拟GDP序列分解为趋势和周期。拖动$\lambda$查看权衡:低$\lambda$让趋势跟踪每个波动,高$\lambda$强制平滑趋势。

$\lambda = 1$(趋势跟踪数据) $\lambda = 1600$(标准) $\lambda = 100000$(线性趋势)
$\lambda = 1600$(季度数据标准值)。周期标准差:1.72%

图14.3.HP滤波器应用于模拟对数GDP。上面板:数据(蓝色)和趋势(红色)。下面板:周期成分(绿色)。季度数据标准 $\lambda = 1600$。拖动滑块感受 $\lambda$ 的选择为何重要。

例14.5——模型矩与美国数据对比

将基准RBC模型($\alpha = 0.36$、$\beta = 0.99$、$\delta = 0.025$、$\rho_z = 0.95$、$\sigma_\varepsilon = 0.007$)与美国季度数据(1947–2019年,HP滤波 $\lambda = 1600$)进行比较。

美国数据RBC模型匹配?
$\sigma_y$ (%)1.721.72是(已校准)
$\sigma_c/\sigma_y$0.500.52Yes
$\sigma_i/\sigma_y$3.002.84Yes
$\sigma_h/\sigma_y$0.800.31No
$\text{corr}(c,y)$0.880.94近似
$\text{autocorr}(y)$0.850.86Yes

主要成功:消费平滑($\sigma_c/\sigma_y \approx 0.5$)和投资波动($\sigma_i/\sigma_y \approx 3$)自然地从最优储蓄中产生。

主要不足:工时波动率过低(\$1.31$ 对比 \$1.80$)。模型需要不可分劳动(Hansen, 1985)或劳动力市场摩擦来匹配数据。

历史视角

卢卡斯批判(1976):为何它摧毁了大规模凯恩斯模型。

在20世纪60年代和70年代初,中央银行和财政部依赖大规模计量经济模型——有些包含数百个方程——来预测经济并评估政策。美联储的FRB/MIT/Penn模型、布鲁金斯模型和类似系统根据数十年的历史数据估计行为关系(边际消费倾向、菲利普斯曲线斜率、投资对利率的敏感度),然后通过改变政策变量来模拟"假设"情景。

这些模型似乎提供了通胀和失业之间的稳定权衡。菲利普斯曲线暗示美联储可以通过接受1-2个百分点的额外通胀来"购买"一个百分点的更低失业率。约翰逊和尼克松政府的决策者利用了这一权衡。

批判:卢卡斯表明,菲利普斯曲线的斜率不是结构常数,而是货币体制的函数。在保持低通胀的体制下,工人的通胀预期被锚定,意外通胀可以暂时提振就业。但当美联储系统地推行通胀政策时,工人调整了预期。菲利普斯曲线向上移动——经济获得了更高的通胀却没有就业增长。这正是20世纪70年代滞胀期间发生的情况。

遗产:卢卡斯的论文将整个宏观经济学重新定向为建立在结构基元之上的模型——偏好、技术和均衡概念,这些在政策变化时保持不变。RBC模型是这一愿景的第一个完整实现。今天中央银行使用的每一个DSGE模型都源于卢卡斯引发的方法论革命。

主线案例:凯拉尼共和国

凯拉尼大宗商品冲击的RBC分析

铜价下跌20%(占出口的40%,占GDP的20%)被建模为等效于GDP等效生产率下降1.6%的负向技术冲击。

产出:下降约1.6%,随着资源重新配置部分恢复。消费:下降幅度较小(平滑)。铜矿投资:大幅下降。工时:在铜矿部门急剧下降;其他部门可能吸收部分工人。

RBC模型捕捉了产出和消费动态,但未能反映失业动态——被裁员的铜矿工人不会立即在其他部门找到工作。

总结

关键公式

标签公式描述
公式 14.1$E_0 \sum \beta^t u(c_t, 1-l_t)$家庭偏好
公式 14.2$\ln z_t = \rho_z \ln z_{t-1} + \varepsilon_t$技术冲击过程
公式 14.4贝尔曼方程价值函数
公式 14.5欧拉方程消费平滑
公式 14.6$MRS_{\text{闲暇},\text{消费}} = MPL$期内劳动条件
公式 14.8–14.9对数线性化系统近似解
公式 14.10HP滤波器趋势-周期分解

基础练习

  1. 写出基本RBC模型的社会计划者问题,其中 $u(c, l) = \ln c + 2\ln(1-l)$,$Y = zK^{0.36}l^{0.64}$。推导欧拉方程和期内劳动条件。
  2. 利用校准表,计算稳态值 $K/Y$、$I/Y$ 和 $C/Y$。
  3. 在稳态附近对生产函数 $Y = zK^\alpha l^{1-\alpha}$ 进行对数线性化。验证公式14.8。

应用练习

  1. 找出三次历史衰退,评估"负向技术冲击"对每次衰退是否合理。
  2. 解释以下批评:测量的全要素生产率(索洛残差)可能反映的是需求冲击,而非真正的技术变化。
  3. 将RBC模型的劳动力市场预测与现实劳动力市场进行比较。你会增加什么特征?
  4. 如果HP滤波器的 $\lambda$ 设置过高或过低会怎样?为什么这对模型评估很重要?

挑战题

  1. 在 $\delta = 1$ 的条件下解析求解基本RBC模型。证明政策函数是对数线性的。
  2. 解释希默之谜:为什么莫滕森-皮萨里德斯模型产生的失业波动率过低?
  3. 比较RBC模型和IS-LM模型在以下方面的差异:(a) 周期来源,(b) 货币政策的作用,(c) 政策含义。