自然垄断的理论基础主要围绕其成本特性，特别是成本劣加性。这一概念由夏基（1982）和鲍莫尔、潘札与威利格（1982）提出，他们认为，一个行业如果由单一厂商生产总成本低于多家厂商共同提供，那么就具备自然垄断特征。沃特森（1988）在其著作中进一步阐述，自然垄断指的是单个企业比多家企业更有效率地提供相同数量的产品，其成本函数表现出劣加性，即单个生产者的总成本低于分摊生产。
成本劣加性是确定自然垄断的关键指标。当企业单一产品生产具备规模经济时，必然具有成本劣加性。然而，当产量超过规模经济点时，只要成本低于多企业生产，依然存在自然垄断。社会上，即使在规模不经济区间，也倾向于由单一企业进行生产。维斯库兹、维纳和哈瑞顿（1995）强调，虽然规模经济对单一产品自然垄断是充分条件，但对于定义自然垄断，成本劣加性更为重要。
在现实中，多产品自然垄断更为常见，比如电力行业提供不同电压等级，电话公司提供多种服务等。在这种情况下，成本劣加性与规模经济的区分更加明显，因为多产品生产中的范围经济（生产不同产品时的经济性）起着关键作用。例如，一个电厂同时提供高峰和低峰电力，就体现了范围经济的优势。
夏基（1982）举例说明，有些成本函数虽具规模经济但不具劣加性，而规模经济和范围经济的共同存在通常被作为成本劣加性的充分条件。然而，这在实践中往往难以实现，因为存在反例。他认为，成本劣加性的检验可能间接，寻找易于证明的条件更为实用，如“成本互补性”——成本函数的二阶偏导数非正，即存在“递增的规模收益和范围收益”。
总结来说，多产品自然垄断的定义是基于成本函数的劣加性，这种劣加性反映了单一企业生产产品组合时的成本最小化。规模经济和范围经济在多产品生产中的角色有所不同，规模经济虽对单一产品自然垄断有影响，但在多产品情况下，范围经济更为关键。
扩展资料
自然垄断理论是现代产业经济学（Industrial Economics）理论中发展较为迅速的一个组成部分。自然垄断理论的发展演进导致了20世纪70年代以来西方发达国家对自然垄断产业的放松规制（Deregulation），许多过去被认为必须加以规制的产业部门都取消或放松了规制。在这一规制改革的背后，实质上隐含着自然垄断理论的革新与进步。