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我为什么选择“经济物理”作为主攻方向之一

(2009-09-17 09:21:54)
标签:

经济物理

看不见的手

胖尾

股票市场

经济学

物理学

金融危机

教育

(注:此文最新更新于2009-10-21. 关于本组的“经济物理”,欲了解比较专业的介绍,请另行点击课题组网页 http://www.physics.fudan.edu.cn/tps/people/jphuang/viewclass4_4.asp

欲回答这个问题,基本只要回答好什么是经济物理就可以了。

与本组另一个主攻方向“复杂流体”相比,“经济物理”就字面上很好理解。怎么个“很好理解”?“经济系统中的物理呗”。嗯,这么讲,大体还行,但是,并不全面。且听我一一道来:

“经济物理”的英文单词是“Econophysics”,此词是1995年美国科学院院士H.E. Stanley提出来的,他是当代经济物理之父。当初提出这个词的本意是用于概括由物理学家们发表的一批又一批的研究经济或金融的papers,至于这些papers有多少“物理”蕴含其中,尚无严格定义。Stanley教授本人在回答我关于“经济物理的终结目的是什么”的问题时,他说:

“就是从一个不同的角度来看看经济系统中的问题。”

显然,他没有正面回答我的问题,这个回答非常谨慎。确实,作为一个自上个世纪90年代中期才蓬勃发展起来的领域,现在若下过早的结论,可能会闹笑话的,这可能也正是Stanley教授的回答显得如此谨慎的重要原因。

物理学家们介入经济学(金融学)的研究,有何特殊意义?

首先介绍2个物理大牛与经济学之间的趣闻:

当年,牛顿 购买了一批股票,先是大赚一笔,结果被胜利冲昏了头脑,他再次购进大量的股票后,却亏得一塌糊涂,他感叹道“我可以计算天体运动,但是无法计算人类的疯狂”。

另一个趣闻是这样的,上个世纪初,著名经济学家凯恩斯邀请 普朗克 从事经济学研究。普朗克考虑了两周后,他郑重拒绝了,说“经济学中的数学太难了”。

“难”归难,总得有人做啊,——因为经济学毕竟与我们的生活密切相关。

迄今,看看我们身边的许多事务,我们不能不由衷的感叹:物理学已经改变了整个世界!例如,火箭、人造卫星、原子弹、GPS、计算机等。可是,与物理学已经取得的巨大辉煌相比,公平地说,经济学的成就令人失望,——诚然这个结论经济学家们不喜欢。然而谁也无法漠视这些事实,就举最近的例子吧,例如全世界正在经历的自08年开始的大规模金融危机。如何预测这些危机?如何战胜这些危机?经济学家们似乎尚无良策。

物理学家介入经济学研究的特殊意义,也就体现在这里。可以换个视角看经济问题,也许利用物理学中已经成熟的研究范式、理论工具等能够给经济学的研究带来一些新气象。

其实,就传统经济学本身而言,它有不完善的地方。例如:

(1)在传统经济学中,“行为人”都是非常理性的。怎么理解这个“非常理性”,就是这些行为人在面临同样的“经济问题”时,会用最理性的方法处理,至于人与人之间的差异,不做考虑。这似乎有点问题,凭什么“我”与“其他人”会用一样的“理性思维”做同样的“理性决策”?——就不允许“我”来点儿情绪化的、不理性的“选择”么。嗯,在传统经济学中,就“不允许”。当然,这里所谓的“理性的行为人”仅是传统经济学中的一个假设。在与实际问题相比较时,这个假设确实导致了不少理论问题 ... ... 当然,经济学家们也意识到这些问题了,现在“行为经济学”已经是经济学领域的一个新分支了......

(2)传统经济学中还经常用到一个假设,就是“供求平衡”。什么意思?就是你需要100辆自行车,我这里就生产100辆给你;我需要100辆QQ轿车,你就生产100辆给我。为什么这样?供求平衡啊。如果真是这样,那1929-1932年之间西方国家的经济大萧条也就不会出现了;如果真是这样,2008年开始的金融危机也就无从现身了。可是,事实并非如此令人振奋 ... ...可见,传统经济学中的假设“供求平衡”有值得商榷之处。

除了上面这里列举的两个问题外,此外还有,就不多举例了。我下面以“看不见的手”为例,谈谈经济学的一个典型的研究范式:

230多年前,亚当.斯密在《国富论》中提出“看不见的手”这个说法。什么意思?斯密老先生发现,自由市场虽然表面看起来混沌不堪,但是,本质上还是有序的,就好象有个“看不见的手”在调节一样。这就是“看不见的手”最初的由来。

既然“看不见的手”这么伟大,可以自由调节市场运行,那,还有政府干嘛?政府就只管收收税好了。对市场需要做什么吗?什么都不要做。斯密之后,经济学家们给政府的建议也确实如此。政府就是做好“守夜人”,“敲好钟就行了”,政府不需要干涉市场,“看不见的手”会帮政府解决一切的... ...

然后,政府也就真的放手不管市场了,经济学家们也都高兴了。可是,好景不长,1929-1932年之间的经济大萧条,让西方的经济学家们陷入了困惑。“看不见的手”咋就不起作用了呢?许多商品积压卖不出去!许多老百姓失业!... ...一大批社会问题层出不穷! ... ...

经济学家们又仔细反思了,发现,“看不见的手”是有其成立的条件的。那么,后来经济学家们是如何看待“看不见的手”呢?是这样的(下面这一段话摘自复旦经济系的一位老师发给我的email)——

在经济学里,所谓“看不见的手”,是说,当信息充分(价格已经直接或间接地反应了应有的信息,这里的价格并不一定是真正的价格,而是市场信号),市场竞争(没有垄断,没有人能够控制市场),没有外部性(人的行为对他人的影响都已经反映在其自己面对的价格上)这些条件都满足时,每个人都追求自利的动机市场的价格机制可以自动实现资源最优配置而这些条件其实在现实中很难满足,于是就出现所谓“市场失灵”,在有些条件下,可用政府干预的方式来弥补市场的缺陷

什么意思?就是政府不能再继续当惬意的“守夜人”了,政府需要对市场实施“宏观调控”。自1929-1932年之后,政府的宏观调控逐渐建立并完善起来,什么货币政策、什么财政政策,应有尽有。可是,尽管有着宏观调控,金融危机还是于2008年爆发了... ...

怎么办?我们拭目以待。

从上面关于“看不见的手”理论的完善及现存的问题中,我们会发现,经济学研究过程中的分析多侧重于定性的理论分析、演绎。——当然,经济学后来的分支金融学,特别是金融工程,其中的定量成分基本不逊于物理学科。

物理学家研究经济学的范式,大体是这样的:

实验:就经济或金融数据,运用统计分析的手段给出实验结论,或者做真人实验,得出实验结论;

理论:发展解析理论或数值模型,解释已有实验现象中的本质、挖掘其机理;

实验 vs 理论:把理论结论与实验结果进行比较,验证理论是否正确;

应用:基于正确的理论,提出政策建议,以应用之。

与经济学家一样,物理学家视经济系统是一个有相互作用的大量的个体的集合。这个集合非常复杂,每个个体都与别的个体有着或松散、或紧密的关联。然而,这些关联究竟如何?物理学家们还在努力。

物理学家从事经济学研究的武器有:

统计力学、经典力学、量子力学。

也就是说,4大力学中除了“电动力学”,其余3大力学都派上用场了。当然,对于量子力学的使用,现在还有比较大的争论,细节问题,读者有兴趣的话,可查阅相关文献。至于“统计力学”的介入,这没有任何问题,常用的一些统计方法,可以看作“(虚拟的)实验仪器”,用这些“仪器”分析了经济(或金融)数据后,也就得到了实验结论。而对“经典力学”的介入,这个也不足为奇,其实传统经济学中的“供求平衡”,本质上就是借鉴的“经典力学”中的“受力平衡”。

具体说来,物理学家们研究经济系统的理论工具有:布朗运动、少数者博弈游戏、地震模型、渗流模型、混沌模型、自组织临界模型等。而实验工具则有统计分析和真人实验。

迄今,经济物理学已经取得了很多重要的成果,这里举3个例子:

1、解析理论方面的代表成果(“理论成果”):Black-Scholes期权定价公式是一个典型。这个公式起源于物理学中众所周知的布朗运动。在1997年,Robert C. Merton and Myron Scholes因为这个公式,得到了Nobel Prize(特别一提,非常遗憾,Black于1995年已经过世,未能得到此奖,因为诺奖只发给活着的人)。

2、统计分析方面的代表成果(“实验成果”):股票价格的“胖尾”分布属一个,它是物理学家们给出的。通常的经济学家认为股票价格变动遵循的是无规(高斯)分布,与“胖尾”分布相比,无规分布忽略了股票市场中大的起伏,而事实上,正是这些大的起伏导致了整个金融市场、甚至整个国家的危机。因此,这个分布被揭示后,相关的经济模型,也需要做修正了... ...

3、在数值模拟方面的代表成果(“理论成果”):少数者博弈游戏。这个由物理学家提出的游戏,已经被成功用于解释很多经济(金融)现象,因为它抓住了市场中少数者获胜的本质。最近我们发展了一下这个模型,建立了“市场导向的资源分配模型”(Market-directed resource allocated game), 运用这个模型,我们成功地找到了经济市场中“看不见的手”起作用的一个可能的微观机制,——这是传统经济学中没有给出的。并同时,揭示了一些新的物理现象 ... ... [see PNAS 106, 8423-8428 (2009); 或,点击下载此文:http://www.physics.fudan.edu.cn/tps/people/jphuang/Mypapers/PNAS-1.pdf]

然而,经济物理发展至今,虽然已经取得不少可喜的研究成果,例如关于金融市场的规律分析等等;但,主要成果多是在物理类(或统计力学方面)的主流期刊发表的,对主流经济学界尚无实质影响。而且,也有几位主流经济学家对经济物理的研究内容和一些方式有不少critical comments ... ...【经济物理的成果一般多在物理类期刊发表,也有一个重要的客观原因,这里不能不说:投稿给物理类的期刊是不需要交费的,而投稿给经济类的期刊多是需要交费的,交了费再审稿,最终论文可能接受、也可能被拒绝。这个“投稿交费”的政策对习惯于“投稿不交费”的物理领域的研究人员来说,有点“是可忍孰不可忍”的味道,所以,这也客观上(部分)影响了经济物理学家投稿给经济类期刊的积极性。】

总之,"经济物理"作为一门新兴学科,物理学家们还有很长的路要走... ...唯其有很长的路要走,所以,我们面临巨大的挑战,同时也面临大量的机遇,因而,

——我选择了经济物理作为本组的主攻方向之一。

附:

一个有用的经济物理研究网站:http://www.unifr.ch/econophysics/


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