经济复杂性指数 Economic Complexity Index

如果一个国家能生产某种产品，是因为该国家具备某种能力（知识）。则国家与生产产品的关系可以用网络描述，进一步可得到更准确的衡量指标。该种衡量指标称为经济复杂性指数 ECI。也就是说，经济复杂性指数 Economic Complexity Index (ECI) 是衡量大型经济系统(通常是城市、地区或国家)生产能力的整体指标。

它也可以用来解释在人口中通过城市、国家或地区的经济活动来表现的累积能力。

为了实现这一目标，经济复杂性指数 ECI 将一个地点的可用能力定义为该地点开展的所有活动的平均能力，将一项活动的平均能力定义为开展该经济活动的地点的平均能力。与经济复杂性指数等价的概念是产品复杂性指数 Product Complexity Index PCI。

如果要理解经济复杂性指数 ECI ，则需要建立在理解产品空间的基础之上。产品空间 Product Space 是用来刻画不同产品间距离的图网络。以产品出口为例，两样产品共同出口的可能性决定了这二者在产品空间中的距离远近。

在右图的全球产品网络中，我们可以明显的看到核心—边缘结构。在产品空间中，机械设备，化工用品等产品挤在网络的核心地带，而农林牧矿等产业则处在相对边缘的位置。这也就是说，一个能够制造出口复杂的工业机械的国家也有实力去制造其他的化工产品、电子产品。而以农业产业为主的国家，想进行产业升级则需要一段时间发展才能具备制造更复杂产品的能力。

背景

经济复杂性指数 ECI 是由麻省理工学院媒体实验室的凯撒·伊达尔戈César A. Hidalgo和哈佛大学肯尼迪政府学院的里卡多·豪斯曼 Ricardo Hausmann 共同开发的。César Hidalgo 是麻省理工学院媒体实验室的科学家，也是集体学习研究组 Collective Learning Group 的负责人。2008-2010年于哈佛大学国际发展中心从事博士后研究工作，期间，Hidalgo和他的同事Ricardo Hausmann合作发表了一系列论文，探讨如何利用经济复杂性指数 ECI 去刻画一个国家和地区的经济水平与生产能力。并在 2009 年发表的论文 The building blocks of economic complexity 中提出了经济复杂性指数 Economic Complexity Index，ECI。经济复杂性指数的数据可在经济复杂性观测站获得。其原始公式于2009年发表在美国国家科学院院刊上。^[1]

公式

国家-能力-产品与国家-产品网络图示

在其严格的数学定义中，经济复杂性指数 ECI 是连接国家与国家之间的矩阵的特征向量来定义的，是连接国家与其出口产品的矩阵投影。由于经济复杂性指数 ECI 涉及到国家的多样性和产品的普遍性的相关信息，因此它能够得出一种衡量经济复杂性的方法，其中包含了一个国家出口的多样性和其复杂性的信息。例如，经济复杂性指数 ECI 较高的日本或德国出口的许多商品普遍性较低，且这些产品是由高度多样化的国家生产的，这表明这些国家是多样化且复杂的经济体。而经济复杂性指数 ECI 较低的国家，如安哥拉和赞比亚，仅出口少数产品，这些产品的普遍性相对较高，而生产的国家则普遍低多样化，这表明这些国家几乎不存在多样性，其出口的产品也不是很复杂。

下对如何计算经济复杂性指数 ECI做进一步说明，如右图所示，其中存在着一种由“国家（Countries）-能力（Capabilities）-产品（Products）”三部分构成的网络关系。而“国家（Countries）-产品（Products）”这样一个二分网络可以看作是“国家-能力-产品”网络输出的结果。因此，César A. Hidalgo等人提出了一种构建“国家-产品”二部图网络来刻画国家地区经济复杂性（国家经济能力）的方法。

César A. Hidalgo等人设定了一个显示性比较优势指数 Revealed Comparative Advantage Index，RCA阈值，借用相关国家的进出口数据以及产品名录，当某一国家出口的产品超过该阈值时，在（国家-产品网络）中为这两个节点链接对应的边。由此César A. Hidalgo等人刻画出的2000年国家-产品网络图像（部分）如下：

该图像中包含了 129 个国家（中间小方框）、772 个各类产品（外围的各色实心点，已按照产品名录分类）和 13470 条连边。（图片来源：Hidalgo et al., 2009）

在得到这样的网络图像后，就可以进一步通过反射方法 Method of Reflections 来计算一个国家生产产品的多样性和普遍性——即经济复杂性。这一过程类似于计算机领域的PageRank 算法，在多次迭代后，能得到一个稳定的结果。经济复杂性指数 Economic Complexity Index，ECI 则是计算过程中相关矩阵的特征值。采用同样的方法 César A. Hidalgo等人也定义了产品领域的产品复杂性指数 Product Complexity Index PCI。

争议

但是，经济复杂性指数和产品复杂性指数的解释在近些年的研究中存在一些争议。按照上述定义，经济复杂性指数被描述为一个与国家出口商品多样性相关的指数，但是在后续的研究中，经济复杂性指数被斯德哥尔摩环境研究所的 Eric Kemp-Benedict 证明是和多样性正交的量，证明它在解释多样性上的能力有限，但尽管经济复杂性指数和产品多样性的关系被证明是正交的，但是这也并不能意味着完全无关，在电子科技大学研究员高见的研究中，就表明中国城市的经济复杂性和多样性呈现正相关。

在 Penny Mealy 等人最新的研究中对经济复杂性指数给出了另外一种新的解释：经济复杂性指数在数学上等价于谱聚类。谱聚类 Spectral Clustering是一种聚类算法，对非线性可分的数据具有较强的区分能力。

除了谱聚类以外，经济复杂性指数还可以被理解为是降维分析法。经济复杂性指数是由节点间的距离（相似程度）来定义的。

尽管存在解释上的争执。不过，研究者普遍认为一个经济体的经济复杂性指数和GDP数据呈现正相关性。

应用

凯撒·伊达尔戈 César A. Hidalgo 和里卡多·豪斯曼 Ricardo Hausmann所提出的经济复杂性指数概念不仅是一种描述性指标，而且也是经济增长和收入不平等的预测工具。根据他们在《经济复杂性地图集》（2011）一书中提出的统计模型，^[2]与传统的治理、竞争力（世界经济论坛的全球竞争力指数）和人力资本（按教育程度衡量）指标相比，经济复杂性指数能够更准确地预测人均GDP增长。经济复杂性还显示出与收入不平等的强烈负相关性，表明知识密集型的生产结构在收入分配方面更具包容性，并对收入不平等的跨国差异提供了一个从统计上讲比库兹涅茨曲线更强有力的解释。^[3]