耗散结构的自组织
(2011-10-21 14:10:38)
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杂谈 |
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从系统论的观点来说,"自组织"是指一个系统在内在机制的驱动下,自行从简单向复杂、从粗糙向细致方向发展,不断地提高自身的复杂度和精细度的过程;
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鸽子群飞翔时是自组织的。
复杂系统具有协同、超循环、突变、混沌、有偏随机(分形,分数布朗)、平衡--涨落--再平衡、自适应等特征。
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系统思想的四性:[整体性、关联性、层次性、统一性]
系统思想
系统思想是一般系统论的认识基础,是对系统的本质属性(包括整体性、关联性、层次性、统一性)的根本认识。系统思想的核心问题是如何根据系统的本质属性使系统最优化。
整体性
虽然系统是由要素或子系统组成的,但系统的整体性能可以大于各要素的性能之和。因此在处理系统问题时要注意研究系统的结构与功能的关系,重视提高系统的整体功能。任何要素一旦离开系统整体,就不再具有它在系统中所能发挥的功能。
关联性
关联性是指系统与其子系统之间、系统内部各子系统之间和系统与环境之间的相互作用、相互依存和相互关系。离开关联性就不能揭示复杂系统的本质。
层次性
一个系统总是由若干子系统组成的,该系统本身又可看作是更大的系统的一个子系统,这就构成了系统的层次性。T.米尔索姆曾把人类系统划分为11个层次。不同层次上的系统运动有其特殊性。在研究复杂系统时要从较大的系统出发,考虑到系统所处的上下左右关系。
统一性
一般系统论承认客观物质运动的层次性和各不同层次上系统运动的特殊性,这主要表现在不同层次上系统运动规律的统一性,不同层次上的系统运动都存在组织化的倾向,而不同系统之间存在着系统同构。
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贝塔朗菲:
宇宙是建立在随机地、无秩序地运动着的无个性粒子活动的基础上的。这些粒子由于数量极大,才产生了统计性的秩序和规则”。
“机械论世界观把物质粒子活动当作最高实在”,所以有机体的概念完全处于它的视域之外。贝塔朗菲断言:“经典物理学在无组织的复杂事物的理论发展上是非常成功的。……这种无组织的复杂事物的理论最终归结为随机和概率定律以及热力学第二定律。相反,今天的基本问题是有组织的复杂事物”。
贝塔朗菲中心论:
“沿着进化的阶梯上升,中心化不断增强”。
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宇宙具有量子力学性质
普里高津的“耗散结构”理论说明了耗散系统进化的随机性(不可预测,涨落导致有序)。
混沌理论指出,在具有非线性作用机制的决定论系统中也会产生内在的混沌。
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现代金融理论起始于1950年代初,由马柯维茨(H.Markowitz,1952,1956,1959)提出了投资组合理论;此后夏普(Sharpe,1964)、利特纳(Litner,1965)和莫辛(Mossin,1966)等建立的资产定价模型(CAPM)成为现代金融理论的核心模型;同时,法玛(Fama,1965,1970)建构和形成的有效市场假说(EMH)也成为现代金融理论中的一个里程碑。这些理论自创立至今一直都是现代金融经济学的主流。但是,自1980年代以来,它们却受到了越来越严峻的挑战,出现了许多反主流的理论,如噪声理论、行为金融学和渗流理论。事实上,自法玛(Fama,1965)以来就一直存在着对于这些主流理论的质疑。
1987年10月19日,西方爆发了罕见的股灾,这使得线性范式遭受沉重打击,人们认识到主流理论在解释现实上存在着严重问题,因为股价下跌的巨大幅度及时间序列的高度相关性清楚地表明了非线性效应。此后,非线性动力学、混沌理论和普里高津的非平衡态物理就引起了经济学界的高度重视,学者们试图将它们作为分析工具来分析经济系统。其中自组织(self-organize)理论作为一个新兴的理论群也越来越多地被用来解释经济现象。系统自组织理论兴起于1970年代,以耗散结构理论的诞生为起点,而后协同学、超循环理论、突变理论、混沌理论相继建立,加盟到自组织理论中;1980年代,混沌动力学和分形理论又蓬勃发展起来,给自组织理论注入新的活力。
事实上,交易者之间的独立性很早就受到了怀疑,最值得提及的是Cont and
Bouchaud(2000),他们通过随机图论的方法,即通过随机方式生成市场微观结构,这种微观结构决定了市场价格变动具有尖峰厚尾特性。具体是:假设市场上有N个交易者,市场上每一个交易者与其他任一交易者联系的概率是c,市场随机形成了nc个“簇”(cluster),簇的规模以W表示。每一个簇随机选择一种状态:买入,卖出或是观望。这种市场结构必定导致收益率分布的高峰态,与实证检验结果相一致。其实,我们也可以用耗散理论中“涨落”这个概念来理解这种过程。涨落是相对于系统平均状态的偏差波动,对系统的自组织过程起着触发、催化作用,是系统演化的直接诱因,也是促进系统从不稳定状态跃迁到一个新的稳定有序结构的杠杆。自组织理论认为,正是由于内外因的非线性相互作用,使得系统会偏离原来的平衡状态产生涨落。在近平衡态有些涨落会被系统本身所吸收,而在远离平衡态(自由场区),系统的一个微小的随机涨落都有可能会通过非线性相互作用而被放大,使系统失稳,从而跃迁到一个新的稳定的有序状态。证券市场的涨落过程是一个非平衡态下的涨落,其过程可以看作是一个随机过程。其形成机理是,每个交易主体(也可以指“簇”)根据自身最优化选择来决定指令流,这些指令流在到达市场时,在量上会产生不均衡,这种不均衡是由买入和卖出的指令流共同作用的结果,产生随机市价的指令流服从泊松过程。还可以将指令流看作一个外“力”,在“力”的作用下产生“势”(供求关系失衡,形成价差),指令流对价格的影响,因此呈现出证券市场中的涨落,从而导致指数的波动起伏。涨落对耗散结构的形成具有重要的触发作用。对于处于平衡定态的系统,涨落使系统偏离原态的微扰,临界点邻域发生临界减慢现象,涨落消失,即证券市场中的“空方”与“多方”平衡。但当系统处于平衡临界状态时,即使是微涨落(相对于巨涨落)也可能会由于系统内部正反馈而被放大,促使系统失衡,经由剧烈变动而到达新的平衡态。这样的突变是系统自发的,是自组织行为,可以解释很多貌似无因的崩溃和暴涨。
交易者子系统的自组织,即通过相互作用形成了不同规模、不同交易偏好的“簇”,其形成原因是多方面的。接收到同一条传播的信息的交易者可能会一致行动;对某个证券分析师的信任会生成一个采纳相同交易建议的交易者群体;某个投资者俱乐部会员由于获取了相同信息和投资建议而成为一个簇;基金集合了众多投资者的资金而由一名基金经理做出投资决策,可以看作是一个簇;使用相同技术分析工具的交易者是采取一致行动的簇……。值得一提的是,通过行为金融学的研究,我们发现心理也是造就簇的一个重要原因,如BSV(Barberis,
shleifer and Vishhy)模型提出交易者决策时常见的两种心理偏差:(1)选择性偏差(representative
bias),它认为人们对近期数据模式给了太多的权重,而对生成这些数据的总体特征注意太少;(2)保守性偏差(conser-vatism),即投资者面对新变化了的情况没有及时修正自己的预测模型。很明显,这些普遍的心理偏差会使得交易者自组织成巨大规模的簇,使得市场价格产生巨幅波动。
三、证券市场自组织的启示
认识到证券市场特别是交易者子系统是自组织系统,对于我们正确理解和建设证券市场都有深刻的意义。这里只分析两点,第一是对于市场的预测,第二是对于市场的监管。
1.证券市场具有长期不可预测性,并且短期预测也非常困难。
由于证券市场是分形市场,是非线性动力系统,其对于初始条件的极端敏感性使得它不可长期预测。对于初始条件的极端敏感性与外界随机力带来的敏感性不同,前者只在长期演化中处处时时发生作用,而不改变初始条件或仅仅与原来初始条件差之毫厘;后者则明显改变初始条件本身。证券市场实际是处于这两种因子的作用下而演化的,即使能够避免、排除随机性外在力量的干扰,而仅仅留下非线性动力学混沌因子的作用,我们仍然不能进行长期预测。正如彼得斯对于S&P500的研究发现,数据序列显示了一个稳定的收敛到0.0241比特/月的值,意味着在股票预测方面我们以0.0241比特/月的速率失去预测能力。即如果我们准确知道下个月的收益率是多少,那么我们将在1/0.0241或42个月之后失去全部预测能力,也就是系统在42个月之后失去了对于初始条件的所有记忆。
不仅如此,由于证券市场宏观状态是交易者自组织的微观结构的宏观表征,而交易者自组织系统是非常复杂多变的,例如,簇的形成与打破在不断进行,交易者之间存在非线性关系,再加上群体心理偏差的一致性,如羊群心理等,价格的微小波动也很有可能因交易行为的正反馈机制得到放大和加强,足以引发市场大幅波动。理论上讲,就是涨落类别(微涨落和巨涨落)与系统状态(平衡态和临界态)的不确定性使得即使是短期的预测也无法保证其准确性。
2.让市场自发运动,政府作用应当是“轻轻推动的手”。
证券市场是自组织的市场,是一个非线性动力系统,不存在传统意义上的静态的均衡,而只是在不断的演化动态之中,并且这个过程是与其他经济系统的演化协调并进的。我们无法对证券市场演化的具体目标做出正确判断,更不能强行施加我们自己期望的目标。政府应当避免强迫得到期望结果与放手不管两个极端,而是应该寻求轻轻推动系统趋向有利于自然的生长和突现的合适结构。正如阿瑟(Arthur,1999)所说,“不是一只沉重的手,也不是一只看不见的手,而是轻轻推动的手”。这个轻轻推动之手,实际上就是一种存在外部控制参量的参数控制条件下的自发的自组织过程。
四、结语
通过对于证券市场自组织特性的分析,我们认为,正是由于证券市场是一个自组织系统,或者更重要的,交易者子系统是一个自组织系统,这才使得证券市场呈现自组织特性。鉴于此,证券市场就具有自组织系统的一般性,即长期不可预测性。并且对于这个自组织系统,政府应当遵循自组织系统的规律,更多地让这个体系自发运动。对于如何把握、权衡政府监管与证券市场自发演化的关系,特别是在中国新兴的证券市场当中如何具体操作是将来非常值得进一步探讨的问题。
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