2018年诺贝尔奖经济学奖颁给了威廉·D·诺德豪斯和保罗·M·罗默，奖励他们将气候变化和技术革新的因素融入了宏观经济学分析之中。今年的经济学奖得主设计了一系列的方法来应对我们时代最基本、最紧迫的问题：全球经济的长期可持续增长和世界人口的福利。
经济学的核心是研究人类如何应对有限的资源。自从它成为一门科学开始，经济学已经认识到最重要的资源约束反映了“自然”和“知识”。
自然决定了我们生活的条件，而知识决定了我们管理这些条件的能力。两位获奖者的工作建立在索罗增长模型的基础上，后者曾获得1987年的诺贝尔经济学奖。然而，尽管它们具有如此核心的作用，此前的经济学家大多并没有研究过自然和知识如何受到市场和经济行为的影响。今年的获奖者保罗·M·罗默和威廉·D·诺德豪斯设计的工具，成为了检验市场经济如何对自然和知识产生长期影响的必需品，从而拓宽了经济分析的范围。
一个多世纪以来，全球经济整体上以惊人而稳定的速度增长。当几十年甚至几个世纪以来每年经济增长的几个百分点累积起来时，它便改变了人们的生活。然而，在人类历史的大部分时间里，增长过程要缓慢得多。它也因国家而异。那么，是什么解释了增长于何时何地发生呢？经济学的传统答案是技术变革，不断增长的大量知识就蕴含在发明家、工程师和科学家创造的技术之中。
20世纪80年代早期，当保罗·M·罗默在芝加哥大学攻读博士学位时，他便开始发展“内生性”增长理论。其中，技术进步不像早期经济模型所假设的那样仅仅来自外部（“外生性”）；相反，它们是由市场中有目的的活动创造的。罗默的研究成果，使我们能够更好地理解怎样的市场条件有利于创造盈利技术的新想法。他的工作能帮助我们设计出一系列制度和政策，通过培养适合技术发展的正确条件，这些制度和政策能促进人类繁荣。
保罗·M·罗默和威廉·D·诺德豪斯于20世纪70年代开始了他们的工作，此前科学家们对化石燃料引起的严重气候变化及其危害已经越来越重视。诺德豪斯担负起了艰难的任务：将基本理论和物理、化学、经济方面的实践结果结合起来，用以研究对人类活动和气候之间的双向反馈循环。基于这种方法，他不仅将自然视为人类活动的制约条件，也认识到自然受到了经济活动的强烈影响。
诺德豪斯成为了第一个设计出简单、动态、量化的全球经济-气候系统模型的人，这类模型现在被称为综合评估模型（IAM）。他的工具允许我们模拟出经济和气候在不同的自然、市场和政策假设下会如何共同演化。他的模型可以告诉我们不同全球场景和政策干预中何者更为有利。
两位获奖者都强调了社会面临的溢出效应，也就是对其他人的影响，这是单独一位发明家或污染环境者不会考虑的。
任何一种新技术的想法，无论在哪里提出，都可以在其他时间、地点被用来产生新的货物和想法。类似地，一种新的碳排放源，无论它在哪里，都会快速扩散到大气中，对气候变化产生贡献，并对现在和未来的全部人类产生影响。经济学家将这种溢出效应称为“外部性”。诺德豪斯和罗默所研究的外部性对全球有着长期影响，他们的工作为政府干预提供了令人信服的论据。
技术革新与经济长期增长，增长率间如果产生了长期差异，其后果将是惊人的。如果两个经济体起初人均GDP相同，但其中一个的年增长率持续比另一个高4%，那么在40年后它的财富将接近另一个经济体的5倍之多。若是更温和的2%的增长优势，在40年后国家收入将变为2倍。20世纪80年代末，罗默观察到各国间实际的收入增长率数据差别巨大。
图1建立在罗默一篇论文的基础上，描绘了超过一百个国家1960年人均收入和接下来25年的平均增长率。今天的数据画出来的表，和罗默的数据几乎没有区别。每个小方块代表一个国家。如图1所展现的，一般来说国与国之间的增长率差了几个百分点，但也有巨大的鸿沟——接近10%——这发生在增长最快和最慢的国家之间。
此外，图1表明最初的收入与增长率之间没有系统性关联：有些穷国家增长很快，有些却反而在衰退。
罗默得出结论，理解这种增长率发生持续而显著的差异的原因至关重要。接下来，他开始寻求解释。如罗默指出，那时的主流增长理论——索罗增长模型（1987年诺贝尔经济学奖得主Robert M. Solow提出）可以解释很多经济增长特征，但并不包括大比例及持久的增长率差异。索罗模型预测穷国家会增长得更快，并在短时间内追上富裕国家。这并不是图1的数据展现的。
在索罗模型里，经济体可以通过有形资产（比如机器和基建）的积累而增长，但长期下来，资本驱动的增长必然会逐渐减少；对于任何已有的技术，增加更多资本得到的额外产出会越来越少。根据这个模型，要得到长期持续增长（和增长差异），唯一的假设只能是：随着时间发展，技术进步让劳动力变得越来越高产，虽然高产程度各国间会有差异。因此，索罗模型不能解释这种趋势，因为技术变化是“黑匣子”般的神秘的外部因素。
罗默的最大成就，是打开这个黑匣子，并向人们展示在市场经济里，怎样才能创造出新的点子，并引向新技术生产出的新商品和新服务。他也说明了这种内生性的技术改变会塑造经济增长的面貌，以及怎样的政策对于此项过程的良性发展是必须的。罗默的贡献在经济学领域有重大的影响。他的理论解释，为内生性增长的研究奠定了基础；而他的国家间增长对比所引发的争论，点燃了全新的充满活力的实证研究。
点子促进的经济增长有什么特殊之处？为了回答这个问题，我们必须明白点子和其他商品（比如物质和人力资本）有什么差别。罗默教会了我们在二维空间思考商品，如图2。在第一维，物质和人力资本是相互竞争的商品。如果一台特定的机器，或一位受训练的工程师服务于一家工厂，那么这台机器和这位工程师就不能同时服务于其他工厂。相反，点子是非竞争的商品：一个人或一家公司采用一个点子，并不能自动禁止其它人也同时采用它。
在第二维，如果机构或规章能够阻止某些人使用这些商品，则这些商品就可以是排他的。对某些点子，比如基础研究产出的点子，这很困难，甚至根本不可能——想想毕达哥拉斯定理这样的数学观点。然而，对于其他的点子，可以用技术手段（如加密）或专利法来阻止其他用户使用。罗默的突破性文章揭示了点子的竞争性和排他性如何决定了经济增长。
罗默认为，一个关于点子创造的市场模型必须考虑到这样一个事实：基于点子而生产的新商品，通常成本会快速下降。第一份蓝图具有较大的固定成本，但之后的复制只有很小的边际成本。这种成本结构要求企业收取加价，即将价格设定得比边际成本更高，才能确保它们收回最初的固定成本。因此，企业必须具有一定的垄断力量，而只有当点子获得充分的排他性的时候，这才是可能的。
罗默还表明，由点子积累所推动的增长，不同于由物质资本积累推动的增长，它不必经历边际收益递减。换句话说，点子驱动的增长随着时间推移也是可持续的。
理论上，成功的研发项目所创造的新知识，应该会让现在和未来世界上任何地方的企业家和创新者获益。然而，市场通常不会把创新的全部收益都赐给新知识的创造者作为回报。这就意味着，只要新知识会给整个社会带来益处，那创造者的回报就是不足的，给研发项目的投入也是不够的。
还有，因为研发所获得的市场激励以垄断利润的形式呈现，新商品发明后，一般都会供应不足。后续研究还证明，市场上的结果也有可能导致过度研发——也许是由于新点子在创造性破坏的过程中消灭了太多现存的公司，也许是由于新点子加强了社会层面有害的技术，比如使化石燃料过度开采和使用，从而破坏环境。罗默的研究展现了点子积累如何支持长期的经济增长。
总结起来，罗默证明，无监管的市场可以产出技术变革，但是趋向于使研发及其创造的新产品供应不足。为了解决供应不足的问题，需要精心设计的政府干预手段，比如研发补助和专利管理。他的分析认为，这样的政策对于长期增长极为重要，这种规律并非限定在一个国家之内，而是全球性的。
他的分析也为政策设计提供了指导方针：专利法应该使创造新想法的积极性和其他人对这些想法的应用达成权利制衡，给予研发者一些专利权，同时在时间和空间上限制这些权利。
在索罗增长模型中引入气候变暖，过去100年中，人类活动促成全球平均温度快速上升。虽然这会对未来的气候造成何种程度的影响还有不确定性，但自然科学家已经达成了明确的共识：“有极大可能，影响非常显著”。
20世纪70年代，威廉·诺德豪斯是耶鲁大学一名年轻教师，他在那时积极地研究新出现的全球变暖证据及其可能原因，得出结论认为自己应该做些什么。他的担忧令他开始设计新工具来帮助人们理解经济如何引发气候变化，以及气候变化在社会层面的后果。他希望开发一个框架，让研究者可以从成本与收益的角度分析气候变化。
诺德豪斯像罗默一样给索罗增长模型添加了一套重要的溢出效应：具体而言，是把二氧化碳排放导致的全球变暖包括了进去。在这个案例里，相关的溢出效应主要是负的。关键是，人为导致的气候变化的特定机制与驱动力，涉及到自然科学所研究的过程。因此，关于气候变化的全球性分析需要有一个真正综合的方法——社会与自然在当中动态交互。认识到了对这种方法的需求之后，诺德豪斯率先发展了综合评估模型（IAM）。
他的模型有三个交互模块：碳循环模块、气候模块和经济增长模块。
碳循环模块描述了全球的CO2排放是如何影响大气中的CO2浓度。它反映的是基本的化学，描述了CO2的排放是如何在三个碳库（大气、海平面、生物圈）之间循环。这个模块输出的是大气二氧化碳浓度的时间曲线。气候模块描述了CO2和其他的温室气体的大气浓度怎样影响了出入地球的能量流之间的平衡。
它反映的是基本的物理，描述了整个地球能量收支随着时间的变化。这个模块输出的是全球温度的时间曲线，这是气候变化的关键指标。经济增长模块描述全球市场经济面貌，它产出商品，消耗资本、劳动力和能量。这些能量一部分来自造成CO2排放的化石燃料。这个模块描述了不同的气候政策（比如税收或者碳信用）如何影响经济和它的CO2排放。
该模块的输出是GDP、社会福利以及全球CO2排放的时间曲线，还有一个由气候变化造成的破坏的时间曲线。
这三个模块组成了一个简单但动态交互的世界模型。诺德豪斯的模型有两个版本：区域综合气候经济（RICE）模型，其中经济增长模块有8个不同区域；以及，简化的动态综合气候经济(DICE)模型，其中经济增长模块只有一个区域。诺德豪斯的综合评估模型能够被用于模拟“一切如常”政策的后果，或是各种政策干预的后果。
该模型也有助于评估如何把市场经济引导到更好的碳排放水平，更恰当地平衡社会成本与效益。就像现实一样，在这个模型里人类被气候影响，也通过经济活动影响气候；没有这样一个模型，以上那些问题都无法回答。诺德豪斯的研究，展现了经济活动如何同基础化学、物理相互作用，从而产生气候变化。
根据诺德豪斯的研究，解决温室气体排放引起问题的最有效措施是全球碳税计划，统一强加给所有国家。该建议建立在英国经济学家A.C.庇古在20世纪20年代制定的庇古税上，即每个排放者应向社会支付与其排放造成的损害相应的代价。全球碳排放交易系统也有相同的效果，前提是排放限制设置得足够低，因而让碳的价格足够高。
然而，综合评估模型不仅提供定性结果。重要的是，它让我们得以计算最佳碳税的定量曲线，并显示这些曲线如何依赖对参数的假设，比如全球温度对大气中碳浓度的敏感程度，碳在大气中残留的时间，以及气候变化造成的破坏的严重程度。诺德豪斯近期的一项研究有助于说明如何利用综合评估模型来分析政策。他在最新版的DICE中模拟了四项政策，使用的气候变化参数是已知的最佳估计：
图3显示了四种情形中的二氧化碳排放量变化。碳税的不同曲线意味着排放量——也即气候变化的程度——在不同情形中有很大差距。在第2种情形中，碳税起步点是大约30美元/吨二氧化碳，并随着时间推移与全球GDP大致同步上升。在第3和第4种情形中，减排幅度要大得多，税收也高出了6-8倍。
1. 基点: 2015年之后没有新的气候变化政策。
2. 优化: 使全球福利最大化的碳税，关于后代福利的重要性使用的是传统的经济学假定。
3. 斯特恩: 使全球福利最大化的碳税，比情形2要远远更为强调后代福利的重要性，如2007年《斯特恩报告：气候变化经济学》提出的那样。
4. T < 2.5: 碳税高到足以让全球变暖不会超过2.5°C，以最低的全球福利成本实施。
在自然科学和社会科学中，关于气候变化的很多方面都存在不确定性。
比如说，我们不知道气候对温室气体的排放具体有多敏感，也不知道超过全球临界点并引发气候失控的风险究竟有多大。同样，我们对于气候变化对经济和人类的危害还有脱碳的代价也知之甚少。诺德豪斯所研究的综合评估模型当然不能消除这些不确定性，然而，他的模型可以用来分析不同的可能场景如何影响了最佳碳定价，这些场景也许是更高的气候敏感度，或者是升温2℃就已经越过全球临界点的概率增加。
保罗•罗默和威廉•诺德豪斯的成果，让我们在应对人类未来核心问题上向前迈进了一大步。对于这些问题我们尚无确切答案，但是两位获奖人的方法为现在以及未来的研究者们奠定了基础，让我们能不断前行，寻找通往可持续全球经济增长的最佳方法。