Por que a dificuldade de apropriação dos retornos de P&D tende a provocar subinvestimento privado em ciência e tecnologia?

Porque os investidores privados não conseguem capturar todos os ganhos gerados, fazendo com que o retorno privado esperado seja menor que o retorno social e, assim, reduzindo o incentivo a investir.

Explicação:
Quando o conhecimento produzido é facilmente compartilhável ou imitável há dificuldade de apropriação dos lucros pelos agentes que investiram.
Isso gera externalidades positivas: os benefícios sociais excedem os benefícios privados percebidos pelo investidor.
r_{priv} < r_{soc}
Em consequência, o investimento privado efetivo fica abaixo do nível socialmente ótimo:
I_{priv} < I_{opt}
Políticas públicas (patentes, subsídios, subvenções) visam aumentar a apropriação ou internalizar a externalidade, alinhando r_priv com r_soc e elevando o investimento privado em direção ao ótimo social.

Exemplo:
Uma pesquisa pública desenvolve uma técnica de melhoramento de sementes que aumenta a produtividade das culturas. A técnica é divulgada e as empresas agronômicas a utilizam sem pagar ao pesquisador originário.
Socialmente, todos ganham com maior produção; porém, o pesquisador/instituição recebe pouco retorno privado, o que reduz a disposição de financiar pesquisas semelhantes no futuro.
Se houver um programa de subvenção para pesquisa agrícola ou esquemas de licenciamento que garantam receita ao desenvolvedor, o retorno privado esperado aumenta e mais investimento em pesquisas desse tipo é incentivado.