经济物理

来自复旦大学黄吉平课题组
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What?——经济物理学是什么?

自1602年在荷兰的阿姆斯特丹成立了世界上第一个股票交易所至今,越来越多的人开始对股票市场感兴趣,包括物理学家。物理学家对金融与经济系统的兴趣可追溯到1936年马约拉纳(Majorana)写的一篇先驱性论文,对物理系统中的统计法则与社会科学中的统计法则进行了类比。这种非正统的观点在很长一段时间内都被认为是不务正业。直到20世纪90年代,物理学家在经济与金融领域的研究活动渐渐不再作为插曲,开始出现了专门的研究团体、期刊以及学术会议。1995年,H. E. Stanley等人第一次使用经济物理学(Econophysics)一词为这一新的交叉学科命名,迎来了经济物理学快速发展的新时代。物理学家以物理的视角重新审视某些经济问题,他们更强调对经济数据的实证研究,并把统计物理发展起来的新理论与新方法带进了这一学科:用标度、普遍性、无序受抑系统和自组织系统等概念对金融与经济系统进行分析与建模。

Why?——为什么需要物理学家?

这是由两个因素决定的。

第一个因素是物理学家的天性。物理学家天性,或者说使命,就是——以严谨实证的方法去探索与人类相关的以一定规律反复多次发生的事件的未知机理。从历史上也可以看到,物理学家往往是新学科新领域的开辟者,他们并不固守在传统意义上的物理学领域,而恰恰是在新领域中冲锋在最前沿的开拓者。甚至,可以略带偏激地说——当某个领域发展近乎完备成熟之时,也差不多该是那些真正意义上的物理精神的继承者,从该领域遁身隐退之时。

第二个因素是经济学的特征。经济学自马歇尔之后,无论在研究的问题还是研究的手段上,很多时候都更像自然科学那样具备科学主义特性,并因此有别于其他社会科学。与其他社会科学相比,经济学的概念更为统一和清楚,具有比较强的可分析性。在与数学的结合中,经济学发展了自己的“假设-推理-结论”的模型分析方法。然而很不幸的是,这套自洽的模型分析方法中很多假设明显与客观事实不符,如经济学中最基本的理性经济人假设以及有效市场假设等。同样也是玩模型高手的物理学家,则一贯坚持理论和假设要以事实为依据——只要发现任何与已有理论或假想不符的实验现象,必须修正原有理论与假想。在物理学家眼中,经济系统(尤其是金融市场)就是一个具有复杂相互作用的中等数量(远小于阿伏加德罗常数)的特殊个体(会理性决策但又具有天生弱点“贪婪和恐惧”的人)所组成的复杂体系。这个新的体系具有前所未有的挑战性,但是在处理其他的复杂体系时积累起来的丰富经验使得物理学家充满信心。

How?——物理学家怎么样研究经济学?

首先要明确研究目的,那就是追求真理并且希望解决实际问题,而不是单纯移植经济学家听不懂的高深物理知识却又不能在任何层面上真正解决经济问题。物理学家要想在经济领域内有所作为,就必须真正了解经济问题——在一定程度上了解经济学(或其某个分支)的发展过程,已经形成的基本理论框架,当前主流经济学发展的方向以及在发展中遇到的问题——就像他们曾经投身于任何一个当时还不太了解的物理分支一样。

其次是研究方法。比较被接受的研究方法主要有两种:

第一个是对经济数据的统计分析,也就是直接寻找经济变量之间的数学规律,类似探寻真实现象或数值的物理实验。比如,近来在对股票市场的研究中已经发现了很多有别与传统观念的stylized facts,有助于进一步研究和控制高风险事件。

第二个是agent based modelling,也就是构造模型解释经济现象背后的内在原因。Agent based modelling的方法通过抽象经济活动中相互作用的决策者(agent——可以是投资者、银行、政府,等等)并借助计算机模拟这些agents在一定的游戏规则(内在人性,外在的奖励机制以及惩罚机制)下的经济现象发生和转变的过程,不仅能处理静态的线性的平稳的过程,也能处理传统的经济学模型通常无能为力的动态的非线性的动荡的过程。

经济学家的态度

大多数主流经济学家对物理学家在经济物理领域的工作诸多质疑,甚至不以为然。他们的质疑最主要源于三个方面是:

  1. 物理学家常常不用经济学家熟悉的语言来描述问题,不用经济学家熟悉的方法来处理问题,以至于很多经济学家连 看都懒得看一眼就直接把经济物理的paper扔进垃圾桶;
  2. 物理学家常常就一个经济学中很小局部给出一个模型,充其量也就是对经济学的一个可能正确的补充,给不出类似于牛顿力学那样完整的理论体系;
  3. 物理学家的工作无论是在理论上还是应用中都没有体现太多的突破性和实用性(尽管经济学家自己的很多工作也是如此),因而无法给出令人(尤其是经济学家)信服的政策建议或者经济预测。

当然,也有一部分有远见的经济学家对已有的一些尽管不成形的成果抱相对乐观的态度,他们似乎看好物理学家所具备的某种解决问题的潜力。

物理学家与经济学的趣事

牛顿

牛顿就曾做过一回疯狂的股民。1711年,为攫取蕴藏在南美东部海岸的巨大财富,有着英国政府背景的英国南海公司成立,1720年1月的每股128英镑左右,很快增值,涨幅惊人。这时候牛顿恰巧获得了一笔款子,加上他个人的一些积蓄,看到如此利好消息,就在当年4月份投入约7000英镑购买了南海公司股票。很快他的股票就涨起来了,仅仅两个月左右,比较谨慎的牛顿把这些股票卖掉后,竟然赚了7000英镑!但是刚刚卖掉股票,牛顿就后悔了,因为到了7月,股票价格达到了1000英镑,几乎增值了8倍。经过“认真”的考虑,牛顿决定加大投入。然而此时的南海公司已经出现了经营困境,公司股票的真实价格与市场价格脱钩严重,此前的6月英国国会通过了“反泡沫公司法”,对南海公司等公司进行限制。没过多久,南海股票一落千丈,到了12月份最终跌为约124英镑,南海公司总资产严重缩水。许多投资人血本无归,牛顿也未及脱身,亏了2万英镑!这笔钱对于牛顿无疑是一笔巨款,牛顿曾做过英格兰皇家造币厂厂长的高薪职位,年薪也不过2000英镑。事后,牛顿感到自己枉为科学界名流,竟然测不准股市的走向,感慨地说: “我能计算出天体运行的轨迹,却难以预料到人们的疯狂。”

普朗克

1922年11月,凯恩斯为协调处理德国战争赔款问题访问柏林,期间与物理学大师普朗克把酒言欢。普朗克告诉凯恩斯:自己年轻时原本立志成为经济学家,很快发现经济学太难而改行研究物理学!后来,凯恩斯在纪念马歇尔的著名文章里专门解释普朗克所谓“经济学太难”究竟是何意:“象普朗克这样的天才,只需要几天就可以完全掌握全部数理经济学。其实普朗克想说的是,经济学不象物理学那样精确。经济学者需要借助直觉来做出判断,需要掌握大量事实,更重要的是,经济学者需要探究或感受到复杂事实所蕴藏的真正含义。相反,物理学大师的主要天赋是想象力。对于富裕想象力的天才来说,经济学似乎显得极其困难。

我们的观点:坦诚无私地追求真理

在面对经济问题的时候,物理学家尽管曾经是受过失败或者敬而远之,但有一点是非常令人敬佩的,那就是坦诚。知之为知之,不知为不知,这就是学术上的坦诚。相对的,经济学家也有自己的可贵之处,他们无畏无惧,最早愿意接受人类最艰巨的挑战——认知人类自己所组成的复杂体系。虽然勇气可嘉,但不可否认时至今日,很多经济学家言论依然摸棱两可或者完全与实际情况相反,缺乏严密的逻辑。说得再直接一点,经济学家远远没有把经济学构建到像物理学那样令人信服。

物理大厦的基本框架已经建立得相对比较完美了,为了一两个无足轻重的螺丝钉甚至在可预见的未来不会和人类沾上任何关系的假说,而派遣大量的绝顶聪明的人,这是一种浪费。

经济大厦虽然连基本根基都受到质疑,但是这座楼直接关系到人类发展的前途,乃至生死存亡。一群绝顶聪明的人拒绝另一群绝顶聪明的人来帮助自己反省造楼过程中的疏忽,也是一种浪费。

聪明的人汇聚到一起来完善经济学理论已经是大势所趋。新诞生的理论或者学科叫什么名字不重要,重要的是:如果经济理论没有质的突破,人类社会的大轮就无法健康地向前滚动。

科学家是该把兴趣从天体周期转移到经济周期上来的时候了,否则只怕人类还没有等到地球再也挤不下下一个婴儿,还没有等到石油天然气枯竭,就已经在自身情绪的剧烈波动中提前宣告灭亡了。

经济学家和物理学家是时候跳出门户之争了,这在我们对经济现象共同的兴趣以及经济问题对人类深远的重要性面前,根本微不足道。

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