第2章和第3章表明，竞争市场会产生使总剩余最大化的均衡。正如我们在第1章所论述的，价格体系以惊人的效率协调分散的决策。但这一结果依赖于有时并不成立的条件。当这些条件不成立时，市场就会低效地配置资源——某些东西生产过多，另一些则生产不足。
市场效率的条件包括：(1) 没有成本或收益落在交易之外的第三方身上，(2) 物品是竞争性的和排他性的，(3) 买卖双方拥有充分的信息，(4) 存在许多买家和卖家（没有市场势力——将在第7章另行讨论）。当任何一个条件不满足时，就会出现市场失灵——市场均衡不是帕累托有效的。
本章确定了四类市场失灵：外部性、公共物品、公共资源和信息不对称。这些不是需要死记硬背的例外，而是具有共同结构的系统性模式。对于每一类，我们提出相同的问题：市场为什么出错？偏离多远？可以做什么——代价是什么？
外部性无处不在。当工厂污染河流时，它对下游渔民施加了成本，而这些成本并未出现在工厂的成本计算中。当房主维护美丽的花园时，它提高了邻居的房产价值——园丁无法获取的收益。当司机驶入拥堵的高速公路时，她减慢了所有其他司机的速度——她不需要支付的成本。在每种情况下，私人决策者只考虑自己的成本和收益，而不考虑对他人的影响。
当交易对第三方施加成本时，存在负外部性。生产者或消费者基于私人成本做出决策，忽略了对他人施加的成本。结果是：该活动过多。
市场均衡出现在需求（边际收益）等于供给（MPC）的位置。但社会最优数量是需求等于MSC的位置——它考虑了所有成本，包括第三方承担的成本。由于 $MSC > MPC$，社会最优数量低于市场数量。市场过度生产了产生外部性的商品。
外部性造成的无谓损失等于从 $Q^*$（社会最优）到 $Q_M$（市场数量）之间MSC和需求曲线围成的面积。这个三角形代表过度生产给社会带来的净成本——在这些单位上，完全的社会成本超过了消费者的收益。
图 4.1. 负外部性。拖动MEC滑块查看边际外部成本如何在私人成本和社会成本之间产生楔子。MSC曲线与MPC分离，社会最优数量下降，无谓损失三角扩大。最优庇古税等于MEC。悬停查看数值。
负外部性的现实案例：
当交易对第三方产生收益时，存在正外部性。市场对这些商品的生产过少，因为私人收益低估了社会收益。
其中MSB是边际社会收益，MPB是边际私人收益（反映在需求曲线中），MEB是边际外部收益。
正外部性的现实案例：
我们如何纠正外部性？一种方法是：改变价格以反映真正的社会成本。
征税后，生产者的有效成本变为 $MPC + t^* = MSC$，市场均衡与社会最优一致。外部性造成的无谓损失被消除。
对于正外部性，庇古补贴等于社会最优数量处的MEB。补贴降低了消费者面临的有效价格，鼓励他们购买更多——将数量推至社会最优水平。
钢铁需求：$P = 100 - Q$。MPC（供给）：$P = 20 + Q$。恒定 $MEC = 10$ 每单位。
市场均衡： \$100 - Q = 20 + Q \Rightarrow Q_M = 40$，$P_M = 60$。
社会最优： $MSC = 30 + Q$。令 \$100 - Q = 30 + Q \Rightarrow Q^* = 35$，$P^* = 65$。
无谓损失： $\frac{1}{2}(10)(5) = 25$。
最优庇古税： $t^* = MEC = \\$10$ 每单位。征税后，生产者面临的成本为 \$10 + Q = MSC$。新均衡：$Q = 35$，$P_B = 65$，$P_S = 55$。无谓损失消除。
税收收入：\$10 \times 35 = \\$150$。庇古税产生"双重红利"——它既纠正了外部性，又增加了财政收入。
图 4.2. 庇古税纠正。在无管制市场和最优税收之间切换。征税后，有效供给曲线上移至MSC，无谓损失被消除。悬停查看数值。
庇古税在理论上运作完美，但面临实际挑战：
政府干预的替代方案：让受影响的各方相互谈判。
一家工厂的污染对邻近农民造成每单位\$10的损害。工厂每单位利润为\$10。有效结果：不生产（成本 \$10 > 收益 \$10）。
情形1——农民拥有权利：工厂需要获得污染许可。必须向农民支付 ≥ \$10，但只赚 \$10。无力支付。结果：无污染。有效率。
情形2——工厂拥有权利：农民向工厂支付 \$10 至 \$10 之间的金额以停止污染。双方获益。结果：无污染。有效率。
无论哪种情形结果相同。唯一的区别是财富分配不同。
图 4.3. 科斯谈判。切换产权分配并滑动交易成本。当TC = 0时，无论产权如何分配，都会产生有效结果（不生产）。随着TC上升，谈判剩余缩小，最终谈判失败。悬停查看详情。
科斯定理要求三个在实践中经常不满足的条件：
1. 明确界定的产权。谁拥有清洁空气的权利？拥有稳定气候的权利？在许多外部性情形中——尤其是环境问题——产权是模糊的、有争议的或不可执行的。
2. 低交易成本。谈判必须廉价。科斯定理适用于两个邻居就狗叫问题的协商。但对于空气污染，数百万受影响方需要与数千家污染企业谈判，科斯定理则完全失效。
3. 无策略行为或信息不对称。各方必须诚实谈判。实际上，每一方都有动机虚报自己的成本或收益。钉子户问题即使在存在互利交易的情况下也能阻止协议达成。
科斯定理最有用的地方不是作为实际解决方案，而是作为诊断工具。它揭示了市场无法处理外部性的原因：交易成本。
这两个属性——非竞争性和非排他性——产生了不同的问题。非竞争性意味着有效价格为零（额外用户的边际成本为零）。非排他性意味着私人企业无法收取任何价格。两者结合意味着私人市场无法有效提供公共物品。
| 排他性 | 非排他性 | |
|---|---|---|
| 竞争性 | 私人物品：食品、服装 | 公共资源：海洋鱼类、清洁空气 |
| 非竞争性 | 俱乐部物品：有线电视、收费公路 | 公共物品：国防、灯塔 |
公共物品的有效水平是多少？对于私人物品，效率要求每个消费者满足 $MB_i = MC$。对于公共物品，所有消费者同时消费相同数量。效率要求边际收益之和等于边际成本：
这就是萨缪尔森条件（Samuelson, 1954）。在图形上，我们纵向加总各个MB曲线（因为每个人消费相同数量），找到总MB等于MC的位置。
3个家庭：$MB_1 = 10 - Q$，$MB_2 = 8 - Q$，$MB_3 = 6 - Q$。边际成本：$MC = 6$。
$\sum MB = 24 - 3Q$。萨缪尔森条件：\$14 - 3Q = 6 \Rightarrow Q^* = 6$ 小时。
私人供给：家庭1在 $MB_1 = MC$ 处提供：\$10 - Q = 6 \Rightarrow Q = 4$ 小时。其他家庭搭便车。供给不足：4小时而非6小时。
图 4.4. 公共物品：纵向加总。调整每个家庭的支付意愿。粗绿色曲线是三条MB曲线的纵向加总。萨缪尔森最优数量是 ΣMB = MC 的位置。私人供给（最高个人 MB = MC 处）总是不足。悬停查看数值。
例子比比皆是：海洋鱼类资源、地下水含水层、作为碳汇的大气、公共牧场、高峰时段的公路以及野生动物。在每种情况下，资源都是可耗竭的（竞争性的）但对所有人开放（非排他性的）。
其逻辑与负外部性完全相同。每个渔民多捕一条鱼获得该鱼的全部市场价值，但通过减少剩余鱼群对所有其他渔民施加了成本。私人边际成本低于社会边际成本，因此资源被过度开采。
图 4.5. 公地悲剧。拖动滑块增加用户数量。每个用户的使用量超过其社会最优份额，因为他们忽略了自己对他人施加的资源耗竭外部性。在单一所有者下，开采是有效的；在多个用户下，资源被严重过度开采。悬停查看数值。
1. 产权（私有化）。将所有权分配给个人或企业。所有者内化全部资源耗竭成本。冰岛的个体可转让配额（ITQ）渔业制度是一个成功的例子。
2. 管制。政府对开采施加限制：渔业配额、狩猎季节、水资源使用许可证、排放标准。
3. 庇古税。对每单位开采按等于边际外部成本的税率征税。道路拥堵收费就是一个例子。
4. 社区治理（奥斯特罗姆）。埃莉诺·奥斯特罗姆（2009年诺贝尔奖）研究了在没有私有化或政府管制的情况下成功管理公地的社区。成功需要：明确界定的边界、适应当地条件的规则、用户参与规则制定、有效监控、阶梯式制裁以及可及的冲突解决机制。
市场假设买卖双方拥有足够的信息来做出良好的决策。当一方比另一方知道更多重要信息时——信息不对称——市场可能以可预测的方式失灵。
卖家知道自己的车是可靠的（"好车"，价值 \$10,000）还是有缺陷的（"柠檬"，价值 \$1,000）。买家无法分辨。在50/50的概率下，买家出价 \$1,500。但好车车主拒绝——他们的车值 \$10,000。只有柠檬车被出售。买家意识到这一点后只出价 \$1,000。
结果：优质二手车市场消失了。高质量卖家退出，只剩下低质量卖家。
逆向选择的现实解决方案：
有了火灾保险，房主可能对防火变得不那么小心。有了医疗保险，患者可能更频繁地就医。道德风险本质上是隐藏行动的问题。解决方案包括：
逆向选择和道德风险在这里仅作直觉介绍。第11章通过揭示原理和机制设计正式化逆向选择。第10章提供了思考信息和激励的正式框架。
Maya的柠檬水摊产生了正外部性。邻居报告说，Maya顾客带来的人流增加了附近商店的客流量。估计的边际外部收益为每杯 \$1.30。
城市应该补贴Maya吗？
$MSB = MB + MEB = (5 - Q/20) + 0.30 = 5.30 - Q/20$。令 $MSB = MPC$：
\$1.30 - Q/20 = 0.50 + Q/20 \Rightarrow Q^{**} = 48$ 杯（相比市场 $Q = 45$）。
每杯 \$1.30 的庇古补贴可以实现这一目标。但城市对Maya征收了每杯 \$1.50 的税（第3章），将产量压至40杯——方向完全错误。该税收的动机是财政需要，而非效率。理解外部性框架有助于明确我们在权衡什么。
| 标签 | 公式 | 描述 |
|---|---|---|
| 公式 4.1 | $MSC = MPC + MEC$ | 负外部性下的边际社会成本 |
| 公式 4.2 | $MSB = MPB + MEB$ | 正外部性下的边际社会收益 |
| 公式 4.3 | $t^* = MEC$ 在 $Q^*$ | 最优庇古税 |
| 公式 4.4 | $\sum_{i=1}^{N} MB_i = MC$ | 公共物品的萨缪尔森条件 |