摘要：一个区块内未争得记账权的矿工的算力消耗在经济学上如何理解，是否如许多人诟病的那样“浪费”？在经济学上，这其实是考察系统的产出和租值耗散之间的关系。

在共识机制合约的约束下，系统的租值和租值耗散是区块链系统存在的合理结果。以比特币系统为例，矿工每10分钟产出一个区块账本，获得一次系统通证奖励。这是一个经济学中典型的合约安排，即对一个区块账本记账权竞争进行约束、规范收入分配。一个区块内，只有一个矿工争得记账权，并获得全部的通证奖励。这种分配方式听起来就好像一群人共同搬石上山，然后劳务费只给出力气最大的那个人一样匪夷所思。一个区块内未争得记账权的矿工的算力消耗在经济学上如何理解，是否如许多人诟病的那样“浪费”。其他矿工的付出是显而易见的，在一个区块内，是没有收入的，在不增加算力的情况下，可能一直无法获得收入；同样很明显的是，其他矿工的算力消耗似乎并非无意义的——工作量证明，矿工的算力竞争保护了51%攻击的门槛和系统的可靠性。试想一下，假设全球只有3台计算机运行比特币的区块链账本，先不说能否处理得了大量的交易，任何一个人迅速投入4台计算机就可以稳稳地进行51%攻击，改写比特币账本。关于POW高耗电，行业内很多人都有上述的疑问，看似明显的“浪费”又似乎是合理的。在经济学上，这其实是考察系统的产出和租值耗散之间的关系。简单说，矿工竞争下投入的算力资源的收入到底如何——这是考察算力资源的租值，浪费是否严重——考察租值耗散的情况。

一、矿工的收入和成本：租值

矿工算力资源的成本分析须从租值角度考察。区块链系统的市场要素包括矿工、消费者和资源供给者，市场结构涉及账本资源、矿工算力两类资源和两个交易市场，区块链系统的资源包括了这两类资源。市场要素的分配收入是在共识机制（合约）的约束下竞争所得。抛开区块链系统的账本资源（例如房产链中的房产资源），狭义地说，区块链系统所直接投入的资源是矿工的算力资源。如比特币系统，矿工消耗真金白银，换取通证奖励，这就是矿工的收入和成本。我们谈论POW机制的高耗电是否浪费的时候，站在这个层面，实际上是探讨，矿工投入的算力资源的所提现的价值高低，这就是租值。下面我们先明确一下收入、成本和租值的概念。

收入的概念。费雪有句名言：收入是一连串的事件（Income is a series of events）。 20世纪最伟大的经济学家费雪，在其著作《利息理论》中讲到，资产价值来自于未来收入的折现，资产的价值来自于能够带来收入的价值。说到收入，我们通常会因一些常识而误解。站在劳动者的角度，收入是工资，站在公司的角度收入可能指的是营业收入或者利润；这些都不是收入的完整概念，其实读过《利息理论》的朋友应该知道，这些可能是一种利息存在，收入一定是跟资产联系在一起的（一些概念并非资产，无从谈收入，比如泛泛地说“区块链系统”这个概念），收入是一个串流。经济学意义上的收入以费雪的解释最为精妙：收入是一系列事件。果树会结果，农地有收成，这都是收入；这个收入未必等到果树稻熟才收到，果树和农地作物每天每分钟都在发生变化，这些都是收入的一部分——想一想，果树未结果也可以（作为资产）转让，这是因为果树时刻都有着收入。从另一个角度看，收入是不削减财富的最高可能消费。（Income is potential consumption without trenching on wealth.) 矿工的算力资源作为资产，其收入就是通证奖励。

成本的概念。亚当·斯密曾经说过：给我那我需要的，你可获这你需要的，是每次交易的意思。任何获取，都会有代价，经济学概念叫做成本，这个成本是机会成本（opportunity cost），成本是不可避免的最高代价。成本是因为有选择而起的，没有选择就没有成本，也就是说，成本是放弃的最有价值的机会。成本永远向前看，过去的付出，即沉默成本不是成本，因为这不影响你的选择。从不同角度看，矿工算力资源的成本可能是算力资源别作他用（卖给别人、开发软件、运行一个互联网平台等）的收入，也可能是参与其他区块链系统挖矿的收入，后者是较为局限的限定条件下的比较。有意思的是，一个具备相当算力资源的人，考虑是否攻击比特币网络，或者实时双花的时候，抑或考虑是否参与比特币挖矿，他都会考虑到机会成本，分析一下这样做是否值得，是否有更好的选择。

租值的概念。租值是资源或物品的收入，但收入的增加或转变不影响供应行为。租值的概念非常重要，但有些复杂。租值最早来源于土地的租金，很显然，不管租金增减，土地的供应并没有改变。经济学界也有这样的解释：租值是对资产的付费，这个解释似乎通俗，但租值的特征并没有体现。教科书用“利润”（profit）来称呼这个收入减去成本的数值是不确切的，也是常人经常将利润、盈利和价值混淆的根源，严格来说是过于狭隘，应该用“租值”（rent）来称呼才是确切的。总之，我们可以泛泛地理解为：租值是指具有价值的资源或物所带来的收入。

关于租值，有以两个重点需要明确：

1） 租值是收入，可以预期，可以利用利率折现。然而，与一般的收入不同，租值的增减或转变是不会影响供应行为的，但这只是某些有关的供应行为不变；租值是从某些供应行为不变的角度看收入。也就是说，收入的转变不影响行为或资源的使用，租值是“多余”的，即是英文surplus的意思。

2） 租值是成本，可以预期及折现。但是租值作为成本看不是指资源或生产要素另谋高就的机会成本，而是把生意或资产转让、出手的机会成本。比如一家企业做了投资，生产要素使用不便，如果企业把生意打包在市场出售，所得的是企业的净值。出售整个企业是一个机会，其净值是不出售（继续经营）的成本。从生产行为不变看，这净值也是多余的，因为净值的变动，生产或者供应行为不变。

3） 租值是一个看问题的角度。教科书经常以猫王为例解释租值。作为二十世纪收入最高的歌星，成歌星之前是一名货车司机，月收入只有数百美元。如果歌星猫王的收入大幅度的减少了，他还是会继续做歌星，不会回头做司机。在大幅收入转币中，他做歌星的职业（供应）不变。收入转变而职业不变，其收入可以看作是租值。这里需要注意，租值的理念是指收入有所转变而某些供应行为不变。这是指某些可变的选择，在收入的转变中不存在，所以这部分收入可以作为租值来看。但事实上，说某些选择不存在，不是说完全没有其他选择存在，其他选择永远存在。收入大幅降低，猫王对演艺的付出会有所改变（改变歌单、不卖力气唱），从个人角度看供应行为有变，因此猫王的收入是其他选择的机会成本，并不是租值。但是从更高层面社会角度看，猫王作为歌星收入大幅降低并不会选择做司机或者其他职业，收入改变而供应行为不变，这收入就是租值。如果从更深层次考虑，无论收入如何改变，猫王做什么都是在工作，除非收入降低到零，从社会角度看，猫王的收入全部是他的租值，一命呜呼才是他的成本。因此，从没有选择的不变角度看，收入是租值；从有选择而可变的角度看，放弃了的收入的成本。

区块链系统为用户提供服务的过程，即矿工在挖矿中获得奖励过程中，这系列事件就是各自的收入，同时一定面临成本和用的付出。我们在讨论比特币POW机制高耗电是否浪费以及其他共识机制是否更高效的时候，从经济学角度，实际上我们在分析不同共识机制下的系统的收入、成本，更确切说是系统的租值和租值耗散（共识机制所必须付出的成本代价）。

二、从上头成本的角度看算力市场租值

上头成本的概念能够解释企业为何在市场的波动中存在。为理清概念，张五常提出一个“成本定律”：直接成本是按度量产量而支付的费用。以投资建厂为了，入局的投资者购置厂房，这部分肯定是上头成本——厂房转手是售价高低都不会影响你的经验行为，这是租值。张五常讲道：“下了注后，覆水难收的历史投资，其回报是靠上头成本的租值收入。这租值的或高或低，除了需求变动与直接成本变动的因素外，主要是其他还未参与的可能的竞争者的入局投资成本。换言之，租值会受到还未入局的投资成本的保护，也是收到市场的保护。”从机会成本的角度看，将入局的投资或合约转让出去的售价，就是作为成本的租值；显然，无论售价高低，都不会影响供应行为（即一旦入局，售价高低都不会影响投资后的经营行为）。一个企业投资入局，市价减去直接成本形成的盈余，加起来就是上头成本，这部分是企业的租值，由于这些租值的存在，企业在市场的起起落落中仍然能够存活。这部分租值保护着入局的企业，也对未入局的竞争者形成了一个成本的门槛。

矿工的算力消耗是上头成本，也是租值，但不是沉没成本。我们经常把过去的投入称为沉没成本，然而沉没成本不是成本。在一个区块内未争得记账权的全体矿工是消耗了真金白银的，这部分并非沉没成本，这部分算力消耗完全可以从上头成本（overhead costs）角度去理解，其满足上头成本的特性。也就是说，这部分算力消耗是一项租值，其租值受市场的维护。从这个角度能够解释挖矿的经济学合理性。一个区块内，争得记账权的矿工，其租值是受市场的保护（比特币价格的厘定），也受其他未入局的可能的竞争者的入局投资成本的保护。这部分未入局的投资成本，可以理解为其他矿工可能增加而实际并未增加的边际算力。从这个角度看，比特币奖励的市场价格就是矿工的收入，也是其租值减去直接成本后的剩余。很关键的问题就是：电力消耗是直接成本还是上头成本？也就是说，作为算力重要的组成部分，电力到底是否可以作为租值理解。下图对矿工算力资源的进行了拆分，显而易见，算力资源的主要组成部分就是电力。不仔细想，容易将电力理解为直接成本，随之而来的就是，在一个区块内，这部分直接成本，对于几乎所有矿工来说（争得记账权的那个矿工除外），都没有对应的产出，于是，这部分电力消耗成为了“浪费”。我们按照张五常提出一个“成本定律”：直接成本是按度量产量而支付的费用，显然电力并非完全是。人工、水、电、原材料显然是直接成本——这部分费用是按照产量的度量来计算的。工厂主是按照“件数”来计算人工工资，水电原材料也是按照每件产品消耗数量来计算费用，作为老板，每件产品消耗的相关你都会心中有数。依此类推，矿工消耗电力的时候，并未按照计算产出账本服务（或者换取比特币奖励数量）来衡量消耗的电力——事实上，一个区块内，矿工的电力消耗没有任何产出或回报。那么，这里的电力消耗，其实是一种上头成本，或者大致也是一个上头成本和直接成本的灰色地带。举一个有意思的对比，一家企业如果明知道自己生成的产品无法在市场销售，那么人工、水电、原材料等直接成本会停止消耗，而未知能否获得奖励的矿工并不会如此！作为比特币矿场主，你需要购置矿机（加上算法），安置好矿场场地和电力供应；投入电力，接入比特币网络，这时候你才完成了入局所需的投资。矿机、算法、矿场场地、电力和入围，这一系列组成了一个合约——新入局矿工和比特币网络之间的一个合约，请注意，矿工作为一个合约整体来说，一个新的矿工入局对全体网络算力是一个竞争，对未入局的矿工形成一个（机会）成本。如果没有电力，合约是不成立不完整的——因为没有电力，你就不是矿工，对系统算力（相应影响到挖矿难度系数的调整）都没有任何影响。所以从合约整体的角度来看，这是一个入局即不能反悔的合约，矿场主可以把自己的矿场资源转手出售（包括合约整体，而非专卖矿机，这两者显然是不同的），这个售价高低都不会影响矿工的运转。举一个不恰当的例子，矿工合约就相当于产能，这是上头成本，可以作为租值看，产品线开动后，人工、水电原材料的消耗就是直接成本。只不过在矿工这个合约里，产品是虚拟的记账服务，不需要生成实体产品，也就不必消耗人工、水电原材料这些物理资源。

图：矿工的电力消耗并非直接成本，而是上头成本

数据来源：国盛证券研究

一个区块内，产出的服务就是比特币转账量（由于目前比特币还在发行中，即Coinbase转账存在，目前网络的转账量有一定保障，这是中本聪的特意设计），而区块奖励目前是比较稳定的，于是市价和转账量共同作用，影响手续费的大小。前面分析过，市场维护矿工的租值（上头成本）。也就是说，决定了其他未入局矿工可观的直接成本，同样，比特币的市价，减除直接成本而使得上头成本有租值存在。归纳地说，市场维护这矿工的租值，也厘定了矿工的租值大小，也就决定着系统算力的总消耗。这是比特币系统电力消耗的经济学解释。

三、租值耗散解释去中心化系统市场尤其得力

去中心化市场需要租值耗散视角。区块链的市场是点对点交易，没有中心化机构，公司和监管机构角色理论上都不存在。为确保所有节点记账的信任和安全，在区块链的技术约束下，须先有一个矿工先记然后同步给全网；手续费则作为收入分配给该矿工。在比特币系统中，为了确保该矿工不做假账，后面6个区块会对此区块账本再做确认，相应的惩罚力度使得矿工并不会去做假账——得不偿失，这又是成本的作用。为了防止51%攻击，矿工的算力竞争尤为重要了，这是为系统的安全提供一个成本的门槛，也就是市场维护着系统的租值的意思。我们可以发现，矿工在竞争中消耗的算力资源，其实既实现了记账服务，也同时扮演者监管的角色——毕竟这是一个去中心化的系统，监管机构可以不需要，但是还是要有监管确保体系的信任和安全。也就是说，算力的消耗以及奖励的分配，无论从直观上看多么不合理，从经济学角度，这是不可避免的。这些看似无谓的消耗，其实就是系统的租值耗散。

后续文章将进入租值耗散的视角，为读者揭示一个经济学合理的区块链世界！