混沌经济学

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混沌经济学(chaotic economics)

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混沌经济学的概述

  混沌经济学,也称为非线性经济学(nonlinear economics),是20世纪80年代兴起的一门新兴的学科,是指应用非线性混沌理论解释现实经济现象,在经济建模中充分考虑经济活动的非线性相互作用,在模型的分析上充分利用非线性动力学的分叉、分形和混沌等理论与方法,分析经济系统的动态行为,以期产生新的经济概念、新的经济思想、新的经济分析方法,得到新的经济规律的一门新兴交叉科学。

混沌经济学的兴起与产生

  传统经济学自亚当·斯密1776年《国富论》问世以来,已逐步在西方经济学中确立统治地位。“完全竞争”市场的自动调节机制在瓦尔拉斯一般均衡理论马歇尔的“均衡价格论”体系上取得规范的形式,并在经典科学的基础上建立了一整套分析方法。实际上,传统经济学所构建的经济分析框架,是牛顿力学的绝对时空观(即均衡流逝的绝对时间和恒等且不动的绝对空间)和皮埃尔-西蒙·拉普拉斯决定的可预测宇宙观(即一个单一的公式可以解释所有的现象并结束不确定性)在经济领域的重现。而从现状经济角度看,由于种种意外因素的存在和人类所面临的不确定性。不确定性是现实经济运行过程中最主要的特征之一。自然地,混沌学作为一种科学范式也就成为经济学家们研究经济系统的复杂性、不确定性和非线性的有力工具,成为社会、经济、技术预测的有力工具。混沌经济学 (或非线性经济学)已经成为当代经济学研究的前沿领域,并取得迅速的进展。

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  在文献中正式使用混沌一词的是李天岩Yorke,他们在1975年发表的题为《周期三蕴涵混沌》的文章中对最简单的数学模型,即只有一个变量的模型,证明了一个重要定理,开启了近代混沌现象研究的先河。下面我们用f表示只有一个变量的函数略加说明。系统(即f)可能是周期的。同是周期现象有一个周期长短的问题。这个定理的第一部分说明,如果这样的系统有一个3周期点,即存在初始值x,使得x,f (x),f2(x)两两不等,但x=f3(x)1,它就存在以任意整数为周期的周期点。周期现象重要,但非周期现象更重要。为此我们引进一个术语。对任意初始值或点x,x在f的迭代作用下的轨道,是一个点列。如果这个点列收敛到一个固定的点,即系统向一个固定的目标运行。如果系统不向一个固定的目标运行,情况就变得复杂了。定理的第二部分说明,存在由不可数无穷多点或初始值组成的I的子集合S,其中任意不同两点在同步迭代作用下的轨道时而聚拢,时而分离。这个现象说明,如果系统的初始值选在S内的点上,那么系统的运行就将是复杂多变的和不可预测的。也就是出现了混沌现象。1982年6月和1983年5月美国经济学家德依Day,R)发表的“非规则增长周期”、“经典增长中显现的混沌”完成了混沌经济学理论上、实验上的突破,以1987年“黑色星期一”为契机,混沌经济学形成了一股不小的研究热潮,使混沌经济学开始步入主流经济学的领地。

混沌经济学的研究内容

  在研究对象和研究方法上,混沌经济学与传统经济学都是利用提出假设,利用数学工具通过规范推演和实证检验来揭示社会经济现象的客观规律;但是由于客观地认识到经济系统的非均衡、非线性、非理性、时间不可逆、多重解和复杂性等特点,混沌经济学在研究和解决问题的具体思维方式和假设前提上以及确切的方法论上,与传统经济学存在显著差异。

  混沌经济学假设关系是非线性的,认为经济系统所呈现的短期不规则涨落并非外部随机冲击的结果,而是系统内部的机制所引起的。经济系统中时间不可逆、多重因果反馈环及不确定性的存在使经济系统本身处于一个不均匀的时空中,具有极为复杂的非线性特征。非对称的供给需求、非对称的经济周期波动(现已证明:经济周期波动呈“泊松分布”而非“正态分布”)非对称的信息、货币的对称破缺(符号经济实物经济的非一一对应)、经济变量迭代过程中的时滞、人的行为的“有限理性”等正是这种非线性特征的表现。

  混沌经济学的方法论是集体(整体)主义,即“理论必须根植于不可再分的个人集团的行为”。在混沌经济学看来,经济系统由数以百万计的个体和组织的相互作用所决定,而每一个个体和组织又涉及到数以千计的商品和数以万计的生产过程,因此,个体行为并非是一种孤立的存在,仅仅完备地认识个体的行为并不能使我们掌握整个经济系统的演化状态。运用整体主义的方法论,混沌经济学在经济增长、经济波动、股市涨落、厂商行为、汇率浮动等领域进行探索,得出了经济波动源于经济系统的内生机制而非随机震荡、非均衡是经济系统的常态、杂乱无章的经济现象背后隐藏着良好的结构而非随机状态等一系列在新古典个人主义方法论下所无法得到的、更符合现实的结果。

  混沌经济学的时间概念是时间具有不可逆性。认为系统的演化具有累进特征(积累效应),时间之矢是永远向上的。随着时间的演进,系统总是不断地具有新的性态,绝不重复,原因与结果之间的联系并非唯一确定的,是一种循环因果关系。因此,混沌经济学的一个核心命题是“对初始条件的敏感依赖性”(亦称“蝴蝶效应”)。用通俗的语言来说,混沌系统象一个放大装置,可以将初始条件带进的差异迅速放大,最终将真实状态掩盖,从而实质上导致长期演变轨道的不可预测性。

  混沌经济学更注重对递增报酬的研究,认为经济系统在一定条件下(指系统结构演化的各种临界值),小效果的影响力不但不会衰减,而且还倾向于扩大。而这种小效果的扩大趋势也正是由非线性动力系统内的本质特征所决定的。混沌经济学并不排除理性因素,只是认为那种完全理性的假设是不现实的,只有将理性因素和非理性因素综合起来考虑才更符合现实。它认为混沌这种表面上看起来是随机的现象后面隐藏着一定的规律性和秩序,如奇异吸引子、分支、窗口等。混沌学研究的内容就是找出其中存在的规律和秩序,并将事物发展的必然性和偶然性,几率描述和决定论描述统一起来,最后再将研究结果作为工具去解决实践中困扰我们的复杂性难题。

  受到众多自然、富有创建性思想体系综合启发的混沌经济学,其思想根基比传统经济学触及更广的自然科学领域,因而也就开阔了它的经济研究视野。

混沌经济学的发展方向

  国外的混沌经济学已涉及经济周期货币财政股市、厂商供求、储蓄跨代经济等几乎所有经济领域。

  威廉·鲍莫尔William J. Baumol)和爱德华·沃尔夫(Edward Wolff)等人从微观经济角度研究了混沌经济问题。1983年他们在考虑企业的研究开发(R&D)支出水平与企业生产增长率之间关系时发现,在R&D支出水平占企业销售收入的比例到达一定范围时,企业的生产增长率就会呈周期性或混沌态。

  1985年,鲍莫尔(Baumol)和夸得特(R.E.Quandt)发表了论文“混沌模型及可预测性”,研究了利润与广告的关系模型:Pt=ayt(1一Yt)式中Pt为t时的总利润,Yt为t时的广告支出.他们假定厂商按本期利润的一个固定比例b用于下一期的广告支出,即Yt+1=b×Pt,则在a×b=α的条件下,可得到Yt+1=α×Yt (1一Yt);研究表明,这种关系模型经一段时间后,就会出现大幅度振荡,甚至出现混沌。戴(R.Day,1982,1983)研究了包括人口净自然出生率、生产函数和平均工资收入的古典经济增长模型,在最大人口数量时的收入若低于维持最低生活水平所需的收入时,人口的变化将会出现混沌状态。他和本哈比 (Benhbib,1981)还研究了不同消费倾向将会产生不同的消费者行为:穷人的消费选择很可能是相当稳定的,而富人的消费行为则可能是周期波动的,甚至是混沌的。博尔丁(Boldrin,1988)的研究表明,经济现象的不规则波动是受到市场力、技术变革和消费倾向三者共同作用下经济系统内生决定的结果。鲁塞(J.B.Rosser,l993)等人以东欧集团国家的经济变革作了实证说明。中央计划的社会主义经济既会出现周期性波动,也会出现混沌,而进入混沌的条件,往往也是将要发生经济制度变革之时。1992年,底考斯持(D.P.Decoster)和米契尔(D.W.Mitchell)研究了货币动力系统混沌问题。布劳克(Brock,1988)、沙因克曼(Schenkman)和莱伯伦(Le Baron,1986)等人提出了用关联性、“搅拌”、“残差”等方法诊断经济时间序列的混沌性。索耶斯(Sayers)、巴雷特(Barnett)和费兰克(Frank)等人也都在股票证券外汇交易期货等市场产生高频经济数据的经济活动中找到了低维混沌吸引子。这意味着只需少数几个经济变量就可以描述这类复杂的经济现象。

  在国内,1987年,旅美经济学学者陈平用实际数据,计算了分维,从宏观货币指数中发现了维数为1.5左右的奇怪吸引子。自他将混沌经济学研究引入中国后,1992年杨培才等人在论文“经济混沌的实例及可预报性”中,用伦敦外汇市场发布的英镑对美元周平均汇率的时间序列作为原始数据,研究了外汇系统中的奇怪吸引子,推出了汇价变动的规律性及近期的可预报性。1993年.王军等在“标准普尔500指数(S&P 500)的混沌吸引子”一文中指出了S&500有一个混沌吸引子,其维数为2.33,并论述了该吸引子对资本市场运动的意义。刘洪在《系统工程理论方法应用》论证了道格拉斯生产函数产生混沌的条件。1994年,黄登仕、李后强在《非线性经济学的理论与方法》一书中.对经济系统中的分形特征作了较深入研究。他们首次使用非线性经济学的一些统计方法、预测方法(BDS统计、R/S分析)对香港黄金价格、深圳股市价格等进行了预测和实证研究。现在国内已有越来越多的学者从事混沌经济的研究工作。如庄新田等运用混沌经济学的方法,对股票市场的流动性及交易群体数量变动问题进行分析,探讨如何实现市场的流动性和均衡状态。王春峰、康莉等利用混沌经济学和向量自回归(VAR)方法实证分析了我国通货紧缩的成因及发展趋势。沈华嵩等根据中国国民经济的数据,提出确认经济混沌的理论模型。

  今后经济混沌的研究应从两个方面加强:要扩大经济混沌的实证范围和提高实证的质量;要在经济系统的动力模型方面深入研究,以期在控制和预测方面有所突破。混沌经济学的发展对经济学的贡献将是不可估量的,而且将会引起数理经济学计量经济学的变革,从而可能在新的规范下建立包容已往各据一词的各个学派的统一经济理论,更好地解释现代经济的运行规律。

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